现代轿车技术-悬架

SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity现代轿车技术－悬架上海交通大学内燃机研究所SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity概述¾悬架一般由弹性元件、减振器、导向机构三部分组成。¾主要功能：把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架，以保证汽车的正常行驶；SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾弹性元件缓和冲击¾减振器减少因弹性元件造成的振动¾导向机构使车轮按一定轨迹相对于车架和车身跳动SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾汽车行驶平顺性在决定悬架的刚度时，要考虑人体所习惯的垂直振动频率：1～1.6Hz¾悬架主要分两类：独立悬架和非独立悬架SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversitya非独立悬架结构特点：两侧的车轮由一根整体式车桥相连。车轮连同车桥一起通过弹性悬架与车架连接。当一侧车轮因道路不平而发生跳动时，必然引起另一侧车轮在汽车横向平面内发生摆动，故称为非独立悬架。SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity结构特点：车桥做成断开的．每一侧的车轮可以单独地通过弹性悬架与车架(或车身)连接，两侧车轮可以单独跳动，互不影响．故称为独立悬架。独立悬架SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity减振器为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶乎顺性，在大多数汽车的悬架系统内部装有减振器。减振器和弹性元件是并联安装的。SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity汽车悬架系统中广泛采用液力减振器。液力减振器的作用原理是：当车架与车桥作往复相对运动而活塞在缸筒内往复移动时，减振器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小的孔隙流人另一内腔。此时孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能被油液和减振器壳体所吸收．然后散到大气中。SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾液力减振器主要是筒式减振器双向作用筒式减振器单向作用筒式减振器¾新型减振器包括充气式减震器和阻力可调式减振器SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾弹性元件主要有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧¾非独立悬架：结构简单，工作可靠，广泛应用于货车的前、后悬架纵置板簧式非独立悬架螺旋弹簧非独立悬架空气弹簧非独立悬架油气弹簧非独立悬架SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾独立悬架具有的优点1.两侧车轮可以单独运动而互不影响，这样在不平道路上可减少车架和车身的振动，而且有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象。2.减少了汽车的非簧裁质量(即不由弹簧支承的质量)。在非独立悬架的情况下，整个车桥和车轮都屑于非簧载质量部分。在采用独立悬架时，对驱动桥而言，由于主减速器、差速器及其外壳固定在车架上，成了簧载质量；对转向轴而言，它仅具有转向主销和转向节，而中部的整体梁不再存在。在道路条件和车速相同时，非簧载质量越小，则悬梁所受到的冲击载荷也越小3.采用断开式车桥，发动机总成的位置可以降低和前移，提高了汽车行驶稳定性，使汽车重心下降。SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾独立悬架按车轮运动形式分成三类车轮在汽车横向平面内摆动的悬架（横臂式独立悬架）车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架（纵臂式独立悬架）车轮沿主销移动的悬架（烛式悬架和麦弗逊式悬架）SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity主动悬架¾许多驾车者在高速公路上行驶时喜欢柔软、舒适的行驶性能，而在急转弯、紧急制动或快加速时又喜欢刚硬稳固的行驶性能，以降低汽车的横摆、侧倾和俯仰。这就是主动悬架的目的。40年代－悬架为工字形改变为长短臂系统80年代初－麦弗逊悬架取代长短臂系统90年代－主动悬架得到广泛应用SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity主动悬架和半主动悬架主动悬架系统按其是否包含动力源可分为全主动悬架(有源主动悬架)和半主动悬架(无源主动悬架)系统两大类。1-液压泵2-贮油箱3-贮压器4-油气弹簧5-控制阀6-传感器7-气体弹簧8-减振器9-摆臂主动悬架SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾主动悬架的控制功能1.车速与路面感应控制Æ车速高时，控制器输出控制信号，使悬架的刚度和阻尼相应增大，以提高汽车高速行驶时的操纵稳定性Æ汽车前轮在遇到路面接缝等单个的突起时，控制器输出控制信号，相应减小后轮悬架的刚度和阻尼，以减小车身的振动和冲击Æ汽车进入坏路面时，为抑制车身产生大的振动，相应增大悬架的刚度和阻尼SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾主动悬架的控制功能2.车身姿态控制Æ转向时车身侧倾控制，驾驶员急打方向盘使汽车急转弯时，转向传感器检测方向盘的转角和转速信号，增大悬架的刚度和阻尼，抑制车身的侧倾Æ制动车身点头控制，紧急制动时，为防止车身点头，提高悬架的刚度和阻尼Æ起步车身俯仰控制SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity¾主动悬架的控制功能2.车身高度控制Æ高速感应控制，汽车高速行驶时，为提高汽车的行驶稳定性和减少空气阻力，降低车身的高度。Æ连续坏路面行驶控制，速度较低时，提高车身，强调通