淺析汽車懸架系統(tǒng)

車成通

【摘要】隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)汽車乘座舒適性和安全性的要求逐漸提高，因此對(duì)汽車懸架系統(tǒng)和減震器也提出了更高的要求。汽車懸架系統(tǒng)市汽車的重要組成部分，懸架系統(tǒng)的好壞，關(guān)系到了汽車的乘坐舒適性，直接影響著汽車的整齊性能。本文，對(duì)汽車懸架系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的概括，闡述了懸架系統(tǒng)的發(fā)展與結(jié)構(gòu)組成，并對(duì)目前流行的主動(dòng)懸架系統(tǒng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。

【關(guān)鍵詞】懸架系統(tǒng) ?電控懸架 ?主動(dòng)懸架

【中圖分類號(hào)】G71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ?【文章編號(hào)】2095-3089（2015）05-0007-02

一、概述

隨著人們對(duì)車輛乘坐舒適性、安全性、穩(wěn)定性要求的提高和我國汽車懸架技術(shù)的發(fā)展，電子控制懸架在汽車上的應(yīng)用日益廣泛。懸架主要影響汽車的垂直振動(dòng)。傳統(tǒng)的汽車懸架是不可調(diào)整的，在行車中車身高度的變化取決于彈簧的變形。因此，在汽車的行駛過程中出現(xiàn)的制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、車載重量的變化等情況，會(huì)影響到人們的乘坐舒適穩(wěn)定性和貨物的完好率。

二、 汽車電控懸架的發(fā)展

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，車用微機(jī)、各種傳感器、執(zhí)行元件的可靠性和壽命都大幅度提高，電子控制技術(shù)被有效應(yīng)用于懸架控制中。為了確保懸架的主要特性，即避震性（振動(dòng)衰減力）、彈性常數(shù)、減振器行程，不斷研制成功了能適應(yīng)各種行駛工況的最優(yōu)控制機(jī)構(gòu)。

主動(dòng)懸架技術(shù)發(fā)展飛速，能根據(jù)汽車的行駛狀況或根據(jù)超聲波識(shí)別的路面情況，通過電磁閥液壓系統(tǒng)，改變阻尼。目前國內(nèi)尚未有汽車產(chǎn)品采用此項(xiàng)技術(shù)。開發(fā)出具有半主動(dòng)懸架技術(shù)的產(chǎn)品，在部分轎車上采用。很大程度上提高了汽車的行駛穩(wěn)定性與乘坐舒適性。

三、汽車懸架的功能

汽車懸架是車架與車軸之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力;保證貨物完好和人員舒適;衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動(dòng)，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢(shì)，改善操縱穩(wěn)定性;同時(shí)懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架上，以保證汽車行駛平順;并且當(dāng)車輪相對(duì)車架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)的導(dǎo)向作用。

四、汽車懸架的組成

一般懸架由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減震器和橫向穩(wěn)定桿等組成。

1.彈性元件：

彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對(duì)車身的沖擊。彈性元件種類包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧等。

2.減震器：

減振器用來衰減由于彈性系統(tǒng)引起的震動(dòng)，減震器的類型有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減震器，充氣式減震器。

3.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時(shí)保持車輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)，通常導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。

五、汽車的主動(dòng)懸架

從控制力的角度劃分，懸架可分為被動(dòng)懸架，半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架電子技術(shù)控制汽車懸架系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制ECU、懸架控制的執(zhí)行器等組成。系統(tǒng)的控制功能有以下三個(gè)：

車高調(diào)整：當(dāng)汽車在起伏不平的路面行駛時(shí)，可以使車身抬高，以便于通過;在良好路面高速行駛時(shí)，可以降低車身，以減少空氣助力，提高操縱穩(wěn)定性。

阻尼力控制：用來提高汽車的操縱穩(wěn)定性，在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動(dòng)情況下，可以抑制車身姿態(tài)的變化。

彈簧剛度控制：改變彈簧剛度，使懸架滿足運(yùn)動(dòng)或舒適的要求。

采用主動(dòng)式懸架后，汽車對(duì)側(cè)傾、俯仰、橫擺跳動(dòng)和車身的控制都能更加迅速、精確，汽車高速行駛和轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性提高，車身側(cè)傾減少。制動(dòng)時(shí)車身前俯小，啟動(dòng)和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車身的跳動(dòng)也較少，輪胎對(duì)地面的附著力提高。

主動(dòng)懸架匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識(shí)，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較，選擇相應(yīng)的懸架狀態(tài)。同時(shí)，微電腦獨(dú)立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件，通過控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動(dòng)，從而能在任何時(shí)候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸架運(yùn)動(dòng)。

六、電子控制主動(dòng)懸架

主動(dòng)式懸架在其結(jié)構(gòu)中植入了可人工或自動(dòng)控制發(fā)力的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并能根據(jù)路面情況自動(dòng)調(diào)節(jié)減震器剛度和阻尼，以獲得更好的行駛舒適性。從這種懸架的組成種類來看，大致又可以分為兩大類。一類是電子控制式主動(dòng)液壓懸架;另一類則是電子控制式空氣懸架。

1.電控主動(dòng)液壓懸架：

主動(dòng)液壓懸架包括：一個(gè)電子液壓集成模塊、4個(gè)新型球狀液壓承重部件、前后減震器調(diào)壓裝置、儲(chǔ)液缸、簡(jiǎn)化液壓網(wǎng)和車內(nèi)顯示屏。這其中，電子液壓集成模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它的作用是采集車速、減震器震動(dòng)頻率等數(shù)據(jù)信息來決定液壓球是增高還是降低車身。而遍布全車的多個(gè)縱向、橫向加速度以及橫擺陀螺儀傳感器，還監(jiān)控著車身跳動(dòng)、高度、傾斜狀態(tài)和加速度，然后這些信號(hào)傳向ECU控制單元，根據(jù)預(yù)設(shè)程序來控制液壓減震器里的油缸是增壓還是泄壓，以保持合適的減震器阻尼和足夠支撐力。

2. 電控主動(dòng)空氣懸架：

引入ECU控制單元、轉(zhuǎn)向角度傳感器、車身高度傳感器、空氣壓縮機(jī)、速度和制動(dòng)傳感器，實(shí)現(xiàn)電腦控制、精密計(jì)算。電控主動(dòng)空氣懸架可通過改變空氣彈簧里的氣體容量和壓力來實(shí)現(xiàn)軟硬調(diào)節(jié)。從而，電控主動(dòng)空氣懸架就兼有舒適性和運(yùn)動(dòng)性的特性。并且可實(shí)現(xiàn)直線行駛偏軟，提高舒適性;轉(zhuǎn)向和高速運(yùn)動(dòng)時(shí)加硬，增加側(cè)向支撐提供更好的路感。此外還可通過ECU和空氣壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)車身的高度自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)。

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