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1、武汉理工大学华夏学院毕业设计摘要 随着人类生活水平的提高，人们对汽车的舒适性的要求也越来越高，传统的汽车悬架系统，汽车空调系统等已不能满足人们的要求。人们希望空调的温度能随环境的变化而自动调节；汽车车身的高度，悬架的刚度，减震器的阻尼的大小能随汽车载荷，行驶速度，以及路面状况等行驶条件的变化而变化。为了满足人们对汽车舒适性的要求，20世纪90年代 以来，在汽车电子技术以及高速公路发展的同时，各汽车公司相续开发了电子控制悬架系统等提高舒适型的电子系统。汽车悬架在协调汽车的舒适性和操作稳定性方面起着至关重要的作用。传统的被动悬架由于其自身固有的局限性而无法根据路面及行驶状况的变化做出适当调整从而汽
2、车的整体行驶性能达到最佳。研制和开发新型的悬架势在必行。电控悬架由于能够改善汽车的整体行驶能而备受关注，其中主动悬架由于机构简单，成本低而更具有实用性。 本文介绍了汽车悬架的发展现状、结构组成及工作原理。重点分析了汽车电控悬架尤其主动悬架的控制技术最优控制方法、发展现状及应用的必要性和可能性。关键词：悬架；减振器；9Take toWith the improvement of peoples living standard, people of automobile comfort requirements are increasingly high, the traditional vehi
3、cle suspension systems, automotive air conditioning system already cannot satisfy the requirement of people. People hope that the air temperature with changes in the environment and automatic control ; the car body height, suspension stiffness, shock absorber damping with the car load, speed and roa
4、d conditions and driving conditions change. In order to meet the requirements of automotive comfort, nineteen ninties since, in automobile electronic technology and highway development at the same time, the company continued development of automobile electronic control suspension system to improve t
5、he comfort of the electronic system. Automobile suspension in the coordination of automobile comfort and operation stability plays a crucial role. The traditional passive suspension due to its inherent limitations and not according to the road surface and the running status changes and make appropri
6、ate adjustments to the cars overall travelling performance to achieve the best. Research and development of new type suspension is necessary. Electronic control suspension due to improve the cars overall driving can have attracted the attention of the active suspension due to simple mechanism, low c
7、ost and high practicality.This paper introduces the development of cars suspension status, structure and working principle. Focuses on the analysis of automobile electronic control suspension and active suspension control technology optimal control method, the development and application of necessit
8、y and possibility.Key words : suspension; vibration absorber 目 录第一章 绪 论91.1电控悬架的发展101.2目前国内外汽车悬架发展的状况111.3我国空气悬架的应用发展现状12第二章 汽车悬架结构组成132.1汽车悬架的功用和组成132.1.1汽车悬架的功用142.1.2汽车悬架的组成152.2汽车悬架的分类及设计时注意事项16第三章 电控悬架系统概述173.1 电子控制悬架系统的功用183.2电子控制悬架系统的组成及原理193.3电控悬架的工作过程21四、电子控制悬架系统执行器224.1电控空气悬架系统执行器的功用224.2电
9、控空气悬架系统执行器的结构和工作原理234.3电控空气悬架系统执行器的分类23五、电子控制悬架系统故障诊断与检测235.1驱动循环诊断245.2维修间诊断255.3弹簧充气诊断30参考文献31致谢32 第1章 绪 论1.1电控悬架的发展随着人类生活水平的提高，人们对汽车舒适性的要求也越来越高，传统的汽车悬架系统 ， 汽车空调系统等已不能满足人们的要求。人们希望空调调节的温度能随环境的变化而自动调节；汽车车身的高度，悬架的刚度，减震器的阻尼的大小能随汽车的载荷，行驶速度，以及路面状况等行驶条件的变化而自动调节。为了满足人们对汽车舒适性的要求，20世纪90年代以来，在汽车电子技术以及高速公路发展的
10、同时，各汽车公司相续开发了电子控制悬架系统等提高汽车舒适性的电子控制系统。1.2目前国内外汽车悬架发展的状况 20世纪30年代初，美国凡世通轮胎公司首次把空气弹簧应用于汽车工业。哈维凡世通（Harvey Firestone）在亨利福特一世（Henry Ford I）和托马斯阿瓦爱迪生（Thomas Alva Edison）的技术支持下，在1934年研制出了柱式空气弹簧悬架系统AIREDE空气弹簧。1944年通用汽车公司与凡世通公司合作，在其客车上进行了首轮试验。试验结果显示了空气悬架系统的内在优越性。通用汽车公司经过大量的产品研制开发工作，1953年开始试生产装有空气悬架的客车，这是商用汽车采
11、用空气弹簧悬架的开始。20世纪50年代中叶，固特异轮胎公司研制出一种滚动凸轮式空气弹簧，凸轮在活塞的型面上滚动，从而控制空气弹簧的负载变化关系曲线。同时，空气控制系统的巨大进步也为空气悬架的应用起了很大的推动作用。随后不久，空气悬架技术在欧洲也得到很快发展，但欧洲的发展道路和北美有些不同。欧洲的汽车生产厂商并未将空气悬架变成单独总成，而是各自开发满足其独特车型需要的空气悬架。这种不同的发展道路使欧洲的空气悬架设计只适用于某种具体车型，并采用一些复杂技术，因而其成本较高。而北美的空气悬架通用性较强，应用较简单，成本较低。美国纽威安柯洛克国际公司在1951年成立时即作为一家悬架系统的专业生产厂家，
12、为公路和非公路行驶的重型车辆设计和制造钢板弹簧悬架系统。不久，纽威公司向商用车市场投放了世界上第一种实际应用的空气悬架系统。因其通用性强，结构简单，成本较低，迅速占领了北美市场。随后纽威公司开发了一系列空气悬架产品，应用于世界各地的客车、货车、小轿车及铁道车辆上。目前国外高级大客车几乎全部使用空气悬架，重型载货车使用空气悬架的比例也已达80%以上，空气悬架在轻型汽车上的应用量也在迅速上升。部分轿车也逐渐安装使用空气悬架，如美国的林肯、德国的Benz300SE和Benz600等。在一些特种车辆（如对防振要求较高的仪表车、救护车、特种军用车及要求高度调节的集装箱运输车等）上，空气悬架的使用几乎为唯
13、一选择。国外汽车空气悬架发展经历了“钢板弹簧气囊复合式悬架被动全空气悬架主动全空气悬架（即ECAS电控空气悬架系统）”的型式变化。主动全空气悬架应用了电子控制系统，使传统的空气悬架系统的性能得到很大改善，汽车在各种路面、各种工况条件下能实现主动调节、主动控制，并增加了许多辅助功能（如故障诊断功能等）。目前ECAS系统在欧洲一些国家的大客车上已经大量应用。随着人们生活水平的提高，对汽车舒适性的要求越来越高，可以预见，ECAS这一先进的空气悬架系统越来越普及。1.3我国空气悬架的应用发展现状目前国内拥有空气悬架项目的公司为数众多，但真正拥有空气悬架系统设计开发、制造的寥寥无几，规模也十分有限。目前
14、国内具有代理性质但无实际设计能力的公司居多，主要以代理美国、德国、韩国、日本产品为主，公司规模一般不大，产品有限。由于代理公司主要是以追求经营利润为导向，对设计匹配等技术环节往往存在先天不足，导致主机厂出现问题时无法及时解决等问题，影响被代理产品的声誉及市场，因此，国外的制造公司也纷纷以不同的方式直接介入中国市场。比如，美国FIRESTON公司在允许一定代理的同时，在上海设立了销售办事处，日本NHK弹簧公司在重庆合资成立NHK重庆公司，韩国大圆钢业会社在天津合资成立大圆天津公司，丹麦丹拂斯公司在天津合资成立丹拂斯天津公司，美国固特异公司在大连、青岛相继建立工厂。另外，整车厂为降低成本，把空气悬架系统细分成气囊、推力杆、直拉杆、稳定杆、高度阀、平衡阀、线束、减振器、导向臂等项目采购，也导致了国内空气悬架产品的部件加工、制造正在往高度离散的方向发展。空气悬架在我国的应
