悬架的文献综述

1 前 言 新型悬架系统的开发大都基于对现有悬架形式的改进 悬架是汽车车架 或承载 式车身 与车桥 或车轮 之间的一切传力连接装置的总称 其作用是将路面作用于 车轮上的垂直反力 支撑力 纵向反力 驱动力和制动力 和侧向反力以及这些反 力所造成的力矩传递到车架 或承载式车身 上 以保证汽车的正常行驶 典型的悬 架结构由弹性元件 导向机构以及减震器等组成 个别结构还辅设有缓冲块 横向稳 定杆等 因此 悬架应起到缓冲 导向 减震和传力的作用 弹性元件有钢板弹簧 气体弹簧 橡胶弹簧 螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式 减振器有双向作用筒式减振器 充气式和阻力可调式减振器等形式 悬架的基本功能与发展趋势 悬架装置实现了车体和车轮之间的弹性支撑 有效地抑制 降低了车体与车轮的 动载和振动 从而保证汽车行驶的平顺性和操纵稳定性 达到提高平均行驶速度的目 的 现代轿车除了行驶性 转向性和制动性的基本性能以外 还致力于提高安全性和 舒适性 向高附加价值 高性能和高质量的方向发展 因此 作为提高操纵稳定性 乘坐舒适性的轿车悬架必须进行相应的改进 随着汽车工程技术的进步 决定乘坐舒适性和操纵稳定性的汽车悬架技术得到了 广泛重视和深入研究 在汽车工业领域中主动悬架受到日益广泛的重视 已成为悬架 技术发展的重要趋势 悬架系统的种类与结构特点 非独立悬架 非独立悬架的结构特点是两侧的车轮由一根整体式车桥相连 车轮同车桥一起通 过弹性悬架与车架 或车身 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 具有结构简单 成本低 朱建波 十七座客车悬架系统优化设计 2 强度高 保养容易 行车中前轮定位变化小的优点 但其舒适性及操纵稳定性较差 独立悬架 独立悬架的结构特点是车桥做成断开的 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 其优 点是 质量轻 减少了车身受到的冲击 并提高了车轮的地面附着力 可用刚度小的 较软弹簧 改善汽车的舒适性 可以使发动机位置降低 汽车重心也得到降低 从而 提高汽车的行驶稳定性 左右车轮单独跳动 互不相干 能减小车身的倾斜和震动 不过独立悬架存在着结构复杂 成本高 维修不便等缺点 独立悬架又可分为横臂式 纵臂式 多连杆式 烛式以及麦弗逊式悬架等 从动悬架 从动悬架即传统式的悬架 是由弹性元件 减震器和导向机构组成 它的功能是 减弱路面传给车身的冲击力 衰减由冲击力而引起的承载系统的振动 其中弹簧主要 起减缓冲击力的作用 减震器的主要作用是衰减振动 由于这种悬架是由外力驱动而 起作用的 故称为从动悬架 主动悬架 主动悬架的控制环中安装了能够产生抽动的装置 采用一种以力抑力的方式来抑 制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力 由于这种悬架能够自行产生作用力 因此称 为主动悬架 悬架的未来 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 架系统已不能满足人们的要求 人们希望汽车车身的高度 悬架的刚度 减振器的阻 尼大小能随汽车载荷 行驶速度以及路面状况等条件的变化而自动调节 随着电子技 术的飞速发展 车用微机 各种传感器 执行元件的可靠性和寿命都大幅度提高 为 了满足人们对汽车舒适性的要求 各汽车公司相继研发了提高汽车舒适性的电子控制 3 系统 并有效的应用于悬架系统中 电子控制悬架系统由传感器 控制开关 电控单元和执行器组成 传感器和控制 开关向电控单元输入信号 电控单元接到信号后 向执行元件发出控制指令 执行元 件产生一定的机械动作 从而改变车身高度 空气弹簧的刚度和减震器的阻尼 目前 采用的电子控制悬架系统主要有以下几种类型 电子控制变高度悬架系统 电子控制 变阻尼减震器悬架系统 电子控制变刚度空气弹簧悬架系统 电子控制变刚度空气弹 簧与变阻尼减振器悬架系统 电子控制变高度变刚度空气弹簧和变阻尼减振器悬架系 统 近年来已有不少豪华轿车和豪华 SUV 纷纷换装上了性能更优越的电子控制式主 动悬架 简称电控主动悬架 在其结构中植入了可人工或自动控制发力的调节机构 并能根据路面情况自动调节减震器刚度和阻尼 已获得更好的行驶舒适性 从这种悬 架的组成种类来看 大致又可以分为两大类 一类是电子控制式主动液压悬架 它能 通过车载电脑计算出悬架受力大小和加速度 利用液压减震器的伸缩来保持车身平衡 另一类则是电子控制式空气悬架 它也是通过车载电脑计算悬架的受力及感应路面情 况 适时调整空气减震器的刚度和阻尼系数 令车身的震动始终保持在一定范围内 这两类电控主动悬架的共同点是 都能实现车身高度调节 能通过改变减震器阻尼来 抑制车身姿态变化 在性能表现上 电控主动液压悬架和空气悬架却是各有千秋 随着汽车结构和功能的不断改进和完善 研究汽车振动 设计新型悬架电控系统 将振动控制到最低水平是提高现代汽车品质的重要措施 目前 汽车悬架系统已进入 到利用电子控制器进行控制的时代 运用较优的控制方法 得到高性能的减震效果 且是能耗尽可能的低 是汽车悬架系统发展的主要方向 朱建波 十七座客车悬架系统优化设计 4 参考文献 1 陈家瑞 汽车构造 M 北京 机械工业出版社 2005 2 王望予 汽车设计 M 北京 机械工业出版社 2006 3 余志生 汽车理论 M 北京 机械工业出版社 2005 4 杨忠敏 轿车的悬架新技术 汽车与配件 2007 年 43 期 5 杨忠敏 轿车的悬架新主张 中国汽车市场 2007 年 11 期 6 刘波 汽车悬架弹簧及其发展趋势 现代零部件 2007 年 12 期 7 Asideffur 悬架的未来 汽车电子控制式主动悬架 当代汽车 2007 年 11 期