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-汽車實習報告-汽車新技術探討比較-懸吊篇班級:車輛三甲導師:吳宗霖學號:49615070姓名:謝祥建前言•隨著人類生活品質的提高，對於交通工具舒適性以及操控性的要求，也隨之不斷提升，近年來汽車懸吊系統方面的研究日新月異，從可變剛性彈簧至空氣彈簧，從固定阻尼避震器至高、低頻可變阻尼避震器，一直到主動式懸吊系統的研究發展，都是為了滿足人類對於交通工具乘坐舒適性以及駕駛操控性的需求。目的•懸吊系統設計是影響車輛操控安全與乘坐舒適的主要共同因素，傳統彈簧與阻尼器只有單一特性，無法針對不同路況與操作條件進行相對應的調整，為改善此一限制，便發展出”可調整阻尼”之懸吊系統(如調整傳統式阻尼器)，或以液(氣)壓致動器提供阻尼調整，甚至控制車身高度維持轉向過程車身平穩等功能。•目前已應用之系統包括：電子多段調整、半主動式控制、主動式控制等。懸吊的發展現況國內懸吊系統專利懸吊分類•(一)被動式懸吊系統(或稱機械式懸吊)•(二)電子控制懸吊-半主動式懸吊系統•(三)電子控制懸吊-主動式懸吊系統被動式懸吊系統(或稱機械式懸吊)是由彈簧與減振器構成，沒有外加的控制力來抑制外界干擾，主要是經由減振器來消散擾動的能量，使乘坐有比較好的舒適性，但在操控性能方面只能由原先的懸吊系統設計決定。整體式懸吊獨立式懸吊電子控制懸吊-半主動式懸吊系統•和被動式懸吊系統一樣並沒有額外出力的系統來抑制外界干擾，但是可以藉由感測車體的振動行為隨時改變系統的阻尼常數，調整懸吊系統之暫態響應特性，適時消散車體的擾動行為，並進而改善乘坐的舒適性；在過彎或較高速行駛時，可依照駕駛者需求改變其阻尼常數，進而改善其暫態操控性，但並無法抑制在穩態轉向時所造成之車身傾斜。電子控制懸吊-主動式懸吊系統•藉由致動器提供之額外力量有效的減少系統之振動力量，進而改善乘坐的舒適性；除了可改善暫態操控性外，並可有效抑制在穩態轉向時所造成之車身傾斜，進一步改善其穩態操控性；經由最佳化設計可同時滿足舒適性與操控性的要求。•因為人們對於車輛舒適性與操控性的要求提高，所以主動式懸吊系統在一些高級車上也已開始採用。電子控制懸吊介紹Ms為乘載車身質量(Sprungmass)Mu為非乘載車身質量(Unsprungmass)K為懸吊系統彈簧常數Kt代表輪胎彈簧常數Ct代表輪胎阻尼常數Zo則代表路面狀況圖為嘉蘭主動式懸吊控制示意圖主動式控制為防止側滾、俯衝、後蹲與跳動控制•防俯衝控制:依減速度以煞車開關信號為觸發，從車速變化演算，前輪供氣後輪排氣。•防止蹲下控制:依節氣門位置感測器的信號，前輪排氣後輪供氣。•跳動控制:以車高感測器測知懸吊系統的行程和頻率，在壓縮方排氣伸長方供氣，以達成平穩的乘坐感。電子控制懸吊控制系統硬體架構•主動式懸吊系統（ActiveSuspension）除了彈簧及減震筒之外，再加入液壓致動器，油缸、油幫浦、蓄壓器、伺服閥及電子控制器等裝置，有些則捨棄了傳統懸吊系統的彈簧。電子式懸吊感知器架構•本系統所設置的控制器與所需的感測器示意圖，控制器共有五個，分別為四個阻尼控制器和一個整車控制器，在感測器方面包含車速感測器、轉角感測器(量測轉角位置與轉角速度)、煞車感測器和加速度感測器(量測垂直方向與X-Y平面加速度)，由以上的感測器可推估出汽車目前所處的狀態，再進一步進行車輛動態控制。感知器位置電子控制懸吊系統網路架構•本系統所規劃的車身網路，在此所採用的網路協定是目前車輛界最常用的網路CAN-BUS•因為此系統夠穩定，使用上傳輸速度夠快（最快是1Mbits/sec）；採用此系統能大幅縮減電線的使用量，相對的也減少了許多線路上的接點，可以減少車子線路不良的發生機率；由於系統信號可共享，所以未來系統要擴充時會比較容易。電子控制懸吊系統網路架構圖整個網路運作步驟如下網路運作步驟1網路運作步驟2主動懸吊作動原理•它的作動原理是以受壓液體的液壓能量轉換為懸吊系統的機械動作能量，當車輪上下振動或車輛在轉彎時液壓致動器內的電子感測控制器會量測液體壓力的變化，並將這個壓力變化訊號傳送到電腦，電腦接收到這些訊號後會依照車速、負重、側向G力、轉向程度等數據變化，輸出一個控制訊號到伺服閥，將高壓的液壓油經由致動器內的電腦控制閥門送出或送入，藉以降低車身之振動。•這樣的動作都是在瞬間就完成，因此車內乘員幾乎無法察覺車輛因轉彎產生車體翻滾現象電子控制式懸吊傳統懸吊電子懸吊市場調查MRC(MagneticRideControl)電磁液壓主動反應懸吊系統•可在任何速度與路況下，依照車上乘客體重與乘坐位置分配自動調整懸吊軟硬度，提供最舒適的駕乘感•此套系統又可視為是一種電磁車高控制裝置，為目前全球反應速度最快的避震機制，採電子控制的阻尼調整設計，可以每秒鐘1000次的效率迅速重整懸吊阻尼係數，在舒適與操控的兩難中，MRC懸吊系統提供了一個最兩全的解決方法•目前全球汽車工業裡反應最快的避震器系統，MRC液態磁控主動式懸吊，這套系統利用預先注入避震器內的磁性粒子，再加上兩端的線圈透過電流的變化改變阻尼的軟硬程度，在短短的一秒鐘內可以做出1,000次微調，就連頂級跑車Porsche每秒也僅能做500次的微調，擁有絕佳操控性，更能同時提供最佳的乘坐舒適感受MRC影片結論•用什麼來比喻世界上最理想的避震器？答案是魔毯！因為避震器的最高境界，貼切的形容是讓輪胎均勻地貼在地面上，並在任何時候、路況、狀態均是如此。•坦白說，這是難以到達的境界，難處在於一部車只有一套避震器、只有一種設定、只能對付一種路況，想要因應生活中各式狀況、不同駕駛者的需求，豈不是要好幾套避震器才夠用？沒錯，電子避震器正是針對這個想法而衍生的設計，且日漸普及、步入純熟。人人都能像阿拉丁一樣享用魔毯!!