现代汽车悬架技术的发展趋势

现代汽车悬架技术的发展趋向
肖永清
  内容概要: 本文论述了现代汽车悬架系统的种类、构造特、功能与工作原理;介绍了汽车悬架系统的新技术及其发展趋向。

  重点词: 汽车悬架 构造原理 发展趋向
  1.汽车悬架系统的种类、构造特与功能

  所谓汽车悬挂,就是指汽车车身和车轮弹性地连结起来的机构。俗称汽车的避震、悬挂和悬架的意思都同样,都是指车轮与车身之间的连结物,避震是平常叫法,而悬挂和悬架均是"学名"。

  悬架是将车身与车桥、车轮弹性相连,传达作用在车轮和车身之间的力和力矩,和缓由不平路面传给车身的冲击,并衰减由此惹起的振动,以保证汽车正常行驶时的平顺性、操控稳固性和乘坐舒坦性。当前多半汽车的悬架都是被动式悬架,即汽车的车轮和车身状态只好被动地取决于路面及行驶状况以及汽车的弹性支承元件、减振器和导向机构。

银触点标准  汽车上的悬挂构造大概可分为两种:一种是左、右车轮用一根刚性轴连起来并与车身相连的叫非独立悬挂。常有卡车使用的钢板弹簧避震系统就是非独立悬挂。它拥有构造简单、强度高、稳固性好、简单制造、维修方便、轮胎磨损小和价钱便宜等长处。其弊端是当汽车在高速或在不平路面行驶时,简单颠簸,令人感觉不舒畅。

  另一种是左、右车轮不连在一根轴上,而是独自经过悬挂与车身连结的叫独立悬挂。常常轿车的舒坦性比卡车好, 是因为这些车采纳了独立悬挂,其构造是用轻巧的杠杆、摆臂取代了整体车轴,当一侧车轮驶入凹凸不平路面时,不会牵动另一侧车轮而惹起冲击振动,这就提升了乘座舒坦性。但采纳独立悬挂后也相应使构造复杂,成本上涨。常有的独立悬挂构造型式有:螺旋弹簧双横臂独立悬挂、扭杆式独立悬挂、滑柱摆臂式独立悬挂和麦弗逊式独立悬挂等。

  现代轿车的前轮都采纳独立悬挂,后轮固然比前轮采纳独立悬挂的要少,但中、高级轿车一般都是四轮独立悬挂。雪铁龙有一种液压悬挂,它是用一个液压筒取代一组弹簧和减震器。液压筒依据中央控制器的指令来调整自己的工作状况。而中央控制器是按车身上的传感器所采集的资料信息计算后发出指令的。这些信息资料包含车速、车身侧偏程度、方向盘及油门地点等。现生产的雪铁龙汽车都使用了液压悬挂,便成其"独门"技术,自然也成为它的最大个性之一。手机镜片

  别的还有一种悬挂就是空气悬挂。它是在夹有连线的橡胶囊内充入压缩空气构成。除拥有减震功能和导向机构外,还设有车身高度调理装置。空气悬挂固然储能量大,但因构造复杂、维修麻烦,以及轮廓尺寸大不易部署等弊端,当前多用于大客车和无轨电车上。

  电控悬架系统主要有半主动悬架和主动悬架两种。半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振器阻尼系数之一能够依据需要进行调理。为减少履行元件所需的功率,主要采纳调理省振器的阻尼系数法,只要供给调理控制阀、控制器和反应调理器所耗费的较小功率即可。能够依据路面的激励和车身的响应付悬架的阻尼系数进行自适应调整,使车身的振动被控制在某个范围以内。半主动悬架是无源控制,所以,汽车在转向、启动、制动等工况时,不可以对刚度和阻尼进行有效的控制。

  全主动悬架简称主动悬架。它是有源控制,拥有作功能力的悬架。它往常包含产生力和转矩的主动作用器(液压缸、气缸、伺服电动机、电磁铁等)、丈量元件(加快度、位移和力传感器等)和反应控制器等。当汽车载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件发生变化时,主动悬架系统能自动调整悬架刚度和阻尼(包含整体调整和单轮调整),从而能同时知足汽车行驶平顺性和操控稳固性等各方面的要求。别的,主动悬架还可依据车速的变化控制车身的高度。

  此外,依据悬架介质的不一样,电控悬架系统又可分为油气式主动悬架和空气式主动悬架两种,悬架系统零零件在汽车上的地点如图1所示。

 

门栓  汽车悬架有多种构造型式,纵置钢板弹簧的非独立式悬架,往常用于载货汽车及其变型车;独立式悬架宽泛用于轿车和轻型客车。独立悬架有单杆(纵置或横置)、双杆(横置或斜置)以及滑柱式(烛式)几种,现代轿车(特别是轻型轿车)广泛采纳一种滑柱摆臂式悬架(见图2)该型式悬架为美国人厄尔勒·麦克弗逊受飞机起落架构造启迪,早在四十年月中期发明的。他把螺旋弹簧和减振器组合在一同,几乎垂直地部署在汽车前轮的内侧,不单为前轮驱动小型汽车的横置发动机(含变速器)节俭了空间,同时也因为零件较少而降低了成本,颇受汽车制造厂家的欢迎。八十年月早期以来,因为它的各种长处,这类悬架系统广泛为前轮驱动汽车所采纳,现代轿车大多也都采纳了这类悬架。如日本丰田企业的克雷西达、加美、光冠、花冠、日产企业的公爵、美国的福特、旁蒂克等轿车。我国当前生产的一汽奥迪100、上海桑塔纳、广州标致505和天津夏利以及神龙富康(雪铁龙ZX系列轿车)均采纳发明者名字命名的悬架为汽车的前悬架。

 
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android模拟器金属粉末涂料  悬架是连结车身和车轮之间全部传力装置的总称。它主要由弹簧(如钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等)、减振器和导向机构等构成。当汽车在不一样的路面上行驶时,因为悬架系统实现了车身和车轮之间的弹性支撑,有效地降低了车身与车轮的振动,从而改变了汽车行驶的平顺性和操控稳固性。同时,它也惹起在汽车起步、制动、转向时车身的俯仰、点头和侧倾等现象,影响汽车的平顺性和操控稳固性。

  汽车行驶的平顺性和操控稳固性是权衡悬架性能利害的主要指标,但两者性能要求又互相排挤。比如:降低弹簧的刚度,可使车身加快度减小,平顺性变好,但同时会致使车体位移增添,对操控稳固性产生不良影响;另一方面,增添弹簧刚度会提升操控稳固性,但硬弹簧将致使汽车对路面的不平度很敏感,使平顺性降低。理想的悬架应在不一样的使用条件下,拥有不一样的弹簧刚度和减振器阻尼,既能知足平顺性要求又能知足操控稳固性要求。实质的设计只好是依据某种路面状况和车速,兼备各方面的要求,优化选定一种刚度和阻尼系数、这类刚度和阻尼系数必定的悬架称为被动悬架。汽车内行驶过程中,路面状况和车速是变化不定的。所以,这类刚度和阻尼系数都不行调理的被动悬架,不行能在改良汽车的乘坐舒坦性、行驶平顺性和操控稳固性等方面有大的作为,从而没法达到悬架控制的理想目标。

  每种悬挂各有益弊。假如想提升舒坦性而采纳较软的悬挂,那么就会影响汽车行驶时的稳固性,特别是在转弯时侧倾会加大,加快和刹车时会"前仰后合";反之,为了防止上述不利要素,增添悬挂的刚性,则必定要降低汽车的舒坦性。怎样调整它们之间的关系,只好依据汽车的用途、车型来确立。所以,只好说最合适的悬挂就是最好的悬挂。

  为解决被动悬架的不足,外国在20世纪60年月就提出了主动悬架的观点。80年月以来,半主动悬架和主动悬架开始在一部分汽车中获取应用。所谓主动悬架,是依据行驶条件,随时对悬架系统的刚度、减振器的阻尼力以及车身的高度和姿势进行调理,使汽车的相关性能一直处于最正确状态。调理方式能够是机械式的,也能够是电子控制式的。这类调理需要耗费能量,故系统中需要能源,即系统是有源的。半主动悬架仅对减振器的阻尼力进行调理,有些还对横向稳固器的刚度进行调理,调理方式也有机械式和电子控制式两种。这类调理不需耗费能量,故系统中不需要能源,即系统是无能源的。

  主动悬架是在悬架系统中采纳有源或无源控制元件构成一个闭环控制系统,依据车辆的运动状况和路面状况主动做出反响,以克制车身的振动和摇动,使悬架一直处于最正确的减振状态。此刻,一些较高挡的轿车,己许多地采纳了主动悬架。现代汽车中采纳的电子控制悬架系统,战胜了传统的被动悬架系统对其性能改良的限制,该系统可依据不一样的路面条件、不一样的装载质量、不一样的行驶速度等来控制悬架系统的刚度,调理省振器阻尼力的大小,甚至能够调整车身高度,从而使车辆的平顺性和操控稳固性在各样行驶条件下达到最正确的组合。

 

  传感器将汽车行驶的路面状况(汽车的振动)和车速及启动、加快、转向、制动等工况转变成电信号,输送给电子控制器,控制器将传感器送入的电信号进行综合办理,输出对悬架的刚度和阻尼及车身高度进行调理的控制信号。履行机构依据电子控制器的控制信号,正确地动作,实时地调理悬架的刚度和阻尼系数及车身的高度。电子控制器一般由微机和信号输出放大电路构成。履行元件由电磁阀和步进电机及气泵电动机等构成。

  从行驶平顺性和舒坦性出发,弹簧刚度和减振器的阻尼系数应能随汽车运转状态而变化,使悬架系统性能老是处于最优状态邻近。可是,弹簧刚度选定后,又很难改变,所以从改变减振器阻尼下手,将阻尼分为两级或三级,由驾驶员选择或依据传感器信号自动选择所需要的阻尼级。

 

  为提升汽车的安全性、靠谱性和乘坐舒坦性,最近几年汽车悬架系统采纳了很多新零件和新式装置。悬架和转向系统中出现的新技术有空气弹簧、电控减振器、主动悬架电控平顺性和操控性等。

  (1)新式悬架电控系统

  跟着汽车构造和功能的精益求精和完美,研究汽车振动,设计新式悬架电控系统,将振动控制到最低水平是提升现代汽车质量的重要举措。汽车振动是影响汽车行驶平顺性和操控稳固性,以及汽车零零件疲惫寿命的重要要素。严重的振动还会影响汽车的行驶速度,并产生环境噪声污染。汽车减振主要使用悬架系统。悬架系一致般由弹性元件和阻尼元件构成,用以缓冲和汲取因路面不平而产生的激振力,同时蒙受汽车转向时产生的侧倾力。而汽车行驶的平顺性与操控稳固性在汽车设计中又是矛盾的,故传统悬架系统难以同时知足这类要求。

本文发布于:2024-09-25 06:26:03,感谢您对本站的认可!

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标签:悬架   汽车   系统
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