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1、 题 目：浅析汽车半主动悬架及应用 姓 名： 专 业：汽车定损与评估 班 级： 指导教师： 审阅教师： 成 绩： 年 月 日 浅析汽车半主动悬架及应用 摘要 汽车悬架，是保证驾乘人有一个舒适的驾驶环境和操控性，一直受到人们的重点关注，它经过多年的发展，其结构形式也在不断完善和更新，尽管如此，传统的悬架系统仍然受到很大的限制，不能满足汽车各种工况下驾乘人的要求。为了克服传统的被动悬架对汽车性能改善的限制,近年来,汽车工业中相继出现了性能更加优越的主动悬架和半主动悬架，本文讲述的就是汽车半主动悬架系统基本特点及应用。关键词 悬架 半主动悬架 减振器 阻尼性 目录引言11 .半主动悬架优缺点21.1
2、 传统悬架与半主动悬架对比21.2 主动悬架与半主动悬架对比32 .半主动悬架新技术22.1 机械控制式可调阻尼减震器22.2 电子控制式可调阻尼减振器32.3 电流变和磁流变液体减振器技术5结束语7致谢8参考文献9 引言 汽车振动是影响汽车性能的重要因素，这种振动会严重的影响汽车的平顺性和操纵稳定性以及车辆零部件的疲劳寿命,目前国内应用比较广泛的是传统的被动悬架，被动减振器。传统的被动悬架减振器的阻尼系数和弹簧刚度是固定的，不能起到良好的减振作用。随着现代电子技术的发展，出现了主动和半主动悬架。虽然主动悬架理论上能够很好的调节阻尼系数和弹簧刚度，但是结构复杂，能耗大，成本高。而半主动悬架解决
3、了传统悬架的舒适性与稳定性之间的矛盾，其在控制品质上接近主动悬架，但结构简单，价格相对便宜，除驱动电机和电磁阀需要消耗能量外，不需要提供额外的附加电源，它的最大优点是工作时几乎不消耗动力，因此越来越受到人们的重视。现代中高级轿车更青睐于半主动悬架这项新技术，可调阻尼减振器是半主动悬架的核心部件，它的好坏将直接影响汽车的平顺性。本课题就是对半主动悬架的一些浅显认识和它在相关汽车上的应用。1 .半主动悬架优缺点 过去到现在，汽车在高速行驶时汽车的行驶稳定性和平顺性一直与悬架的发展紧密相连，悬架的结构形式也在不断变化发展，传统的被动式悬架越来越不能满足汽车高速行驶的要求，即使采用优化设计也只能保证悬
4、架在特定激励发生变化后，悬架的性能亦随之发生变化，为了克服传统的被动悬架对汽车性能改善的限制，近年来出现了性能更加优越的主动、半主动悬架。1.1 传统悬架与半主动悬架对比 首先，所有的悬架系统具有以下功能： 支撑车桥上的车身，并使车身与车轮之间保持适当的几何关系。 将路面与车轮之间的摩擦所产生的制动力和驱动力，传输至底盘和车身 对不平整路面所造成的汽车行驶中的各种颤动、摇摆和振动等，与轮胎一起，予以吸收和减缓，从而保障乘客和货物的安全，并提高驾驶稳定性。 传统悬架也称被动悬架，一般由弹性元件、导向装置、减振器和横向稳定杆组成（如图1）。目前多数汽车上采用被动悬架，被动悬架的定义是汽车姿势只能被
5、动取决于路面、行驶状况和汽车的弹性元件、导向装置以及减振器这些机械零件。悬架的结构形式很多，可分为独立悬架和非独立悬架两大类。如果按照控制力进行分类，则可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种基本类型。1.1.1传统悬架优点（1）结构简单，更换方便快捷，维修成本少，保养容易。（2）行车中前轮定位变化小的优点，（3）成本低，有较高的可靠性，构造简单，制造成本低，容易维修。（4）占用的空间较小，可降低车底板的高度。1.1.2传统悬架缺点（1）无法解决同时满足平顺性和操纵稳定性之间相矛盾的要求，汽车操控性，稳定性不好。（2）因构造简单使设计的自由度小，操控的安定性较差。（3）左右轮在弹跳时，会相互牵
6、连，而降低乘坐的舒适性及操控的安全性1.1.3半主动悬架优点（1）工作时几乎不消耗车辆动力，而且还能获得与全主动悬架相近的性能。（2）它可以根据路况来调整悬挂的软硬，以达到最佳的舒适型及操控性.（3）在正常行驶并且减震器脉冲较低时，阻尼力自动降低，从而显著提高乘坐的稳定性，而且不影响操控安全性。当减震器脉冲更大时，例如在高速转弯或躲避障碍时，系统设置为最大阻尼力，从而有效地保持车辆的稳定性。（4）半主动悬架的阻尼量可以实时调整，半主动控制装置具有与被动悬架相媲美的可靠性，同时具有完全主动系统的通用性和适应性，而不需要大的电源。1.1.4半主动悬架缺点（1）相对于传统悬架，设计更高级，结构更复杂
7、。（2）拆装更换困难，维修成本较高。 1-弹性元件 2-纵向推力杆 3-减振器 4-横向稳定器 5-横向推力杆 图 1 汽车悬架组 图2 半主动悬架控制原理1.2 主动悬架与半主动悬架对比 悬架系统的刚度和阻尼特性能根据汽车的行驶条件（车辆的运动状态和路面状况等）进行动态自适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态，称为主动悬架，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，主动悬架系统根据不同的分类方法可将其分为不同类型。 主动悬架系统按控制方式可分为机械控制悬架系统和电子控制悬架系统。机械控制悬架最早出现，它主要是通过高度控制阀来调节油
8、气弹簧中的油压，进而调节刚度。虽然结构较简单，成本较低，但其控制功能少，精度低,且不能适应多种工况。近年来随着各种传感器的广泛使用、ECU可靠性的提高及控制策略的完善，主动悬架逐渐进入电子控制时代。其信息输入量更丰富，功能更丰富且控制精确，但其结构及控制策略复杂，成本高。主动悬架系统按控制介质主要可分为主动空气悬架、主动油气悬架、主动液力悬架等。1.2.1主动悬架的优点（1）乘坐舒适性控制，可在操作性能不降低的情况下调整悬挂系统的参数获得更好的乘坐舒适性，也可基于特定的驾驶风格进行调整。（2）车高的控制。载荷变化时保持车高不变，保持车轮全行程跳动，消除在非设计行驶高度下引起的操纵性变化现象。（
9、3）提高了操纵性，也减轻了对转向传动机构、悬架杆系设计时的过高要求。 1.2.2主动悬架缺点（1）主动悬架系统结构及控制策略复杂。（2）其硬件要求高、耗能大、成本高，且采用主动悬架会增加整车重量，其给整车空间布置也带来了一定的困难，这些都对目前限制主动悬架普及的原因。1.2.3半主动悬架优点（1）比主动悬架耗能少，更节能优化。（2）结构相对简单，而性能与主动悬架十分接近。（3）在正常行驶并且减震器脉冲较低时，阻尼力自动降低，从而显著提高乘坐的稳定性，而且不影响操控安全性。当减震器脉冲更大时，例如在高速转弯或躲避障碍时，系统设置为最大阻尼力，从而有效地保持车辆的稳定性。1.2.4半主动悬架缺点（
10、1） 无动力源且只有可控的阻尼元件，持续性较差。（2）在不同时速与主动悬架的舒适性，操控性差距较大。第 9 页 2 .半主动悬架新技术 半主动悬架是在被动悬架中增加自动调节装置，并通过合适的控制策略实时调节悬架的刚度与阻尼，从而使悬架在各种汽车行驶状态都具有最佳的乘坐舒适性和行驶安全性。但主动悬架是有源控制，作动器通常价格贵能耗大结构复杂，而半主动悬架是无源控制，作动器价格低、能耗小、结构简单且其控制品质接近主动悬架，因此半主动悬架技术日益受到人们的重视。2.1 机械控制式可调阻尼减震器 其工作原理是当车架（或车身）和车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地
11、从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。 图3 阻尼可调式减振器 机械控制式可调阻尼减振器的控制信号一般取自车轮载荷，其结构与悬架形式有关，它利用空气弹簧内部的气体压力（与载荷有关）作为控制信号，通过调节控制阀的开启面积来改变减振器的阻尼特性，其阻尼调节机构设置在减振器的外部，需要较多的空间，适用于商用车辆。在轿车上一般采用调节机构内置式结构，通常在空心活塞杆内设置能够随空气弹簧内
12、部压力改变而沿轴向移动的柱塞，由此改变节流阀的开启面积，调节减振器的阻尼特性。 它的控制信号是一个机械量，因此其调节机构一般与悬架弹性元件相集成，或兼有其他功能。近年来发明了一种机械控制式车身高度调节系统，能够使汽车在不同的载荷条件下保持同样的高度，同时改变悬架的弹性特性和阻尼特性。该系统不需要专门的能量供应装置，仅利用车轮相对于车身的相对运动的机械能作为能量的来源。其核心机构是一种增加了泵油机构、高压气室等的悬架减振器主要由高低压气室、浮动活塞、活塞杆及活塞总成、泵油室及泵油阀等组成。 应用车型：林肯-领航员。领航员的悬架有一个值得一提的地方它采用了Nivomat减振器（Nivomat的工作
13、结构相当简单且高效，不用附加任何外力或电子控制元件。这一行车高度控制系统中兼具了弹簧和减振两个功能，无需液压或电子线路，也能保证车辆的恒定高度。）这种减振器具备自动调节车身高度的功能：车里坐了人、装了货物之后，车尾会因为这些额外的重量而下沉；Nivomat减振器能自动把车尾重新升高到预设的高度。因此它跟空气悬架有点类似，都能保证车子里面无论装了什么东西，整个车身还是能保持水平。Nivomat减振器的外表就跟普通的减振器差不多，最多就是粗一点而已，它并不需要外接任何电源、液压管道之类的，它自己就是一个完整的系统。这个是它跟空气悬架的本质区别。您肯定会问：那没有外界供给能源，它怎么工作？没错，车子不开的时候它的确没法工作，也就是说你往车上装货的时候，车尾该往下沉的时候还是会往下沉。但是车子开始行驶的时候就不同了，因为不存在绝对平坦的路面，所以减振器会由于马路的凹凸产生频繁的压缩/拉伸动作。保证在不同的工况下汽车的舒适性和操控性。2.2 电子控制式可调阻
