汽车悬挂系统 .ppt

汽车悬挂系统,汽车悬架的基本知识,1定义悬架是车架（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。,2.作用连接车身与车轮，以适当的刚性支承车轮。吸收来自路面的冲击，改善乘坐舒适性。稳定行驶中的车身姿势，改善操纵性。,3.组成悬架由弹性元件、减振装置和导向机构等三部分组成。,4.悬架的分类,按结构分：非独立悬挂，独立悬挂也分（横臂式悬挂，多连杆式悬挂，纵臂式悬挂，烛式悬挂，麦弗逊式悬挂），电控悬挂，空气悬挂按位置分：前悬架，后悬架按作用原理分：被动悬架，半被动悬架，主动悬架，半主动悬架,非独立悬挂,一.定义非独立悬架是指两侧的车轮安装在一根整体式的车桥上，车桥通过弹性元件与车架相连的悬架。该悬架当一侧车轮跳动时，将要影响另一侧车轮的工作。优点是结构简单，制造方便。二.应用非独立悬架因其结构简单，工作可靠，而被广泛应用于货车的前、后悬架。在轿车中，非独立悬架仅用于后桥。,非独立悬挂,三.非独立悬架类型平行钢板弹簧式悬架连杆式螺旋弹簧式悬架,非独立悬挂,钢板弹簧式非独立悬架,1）采用钢板弹簧的非独立悬架中，省却了导向结构，方便布置。因此广泛引用于货车的前后悬架，轿车的后悬架。2）优点：结构简单，工作可靠。,螺旋弹簧非独立悬架,1）一般只用作轿车的后悬架，具有纵向布置方便，便于维护和保养的特点。2）由于螺旋弹簧只能承受较小侧向力。因此需要加装横向推力杆和纵向推力杆。3）旋弹簧套在减震器的外面，必须加装导向机构。,独立悬挂,一.定义独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势。二.应用这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架,独立悬挂,优点1.左右车轮的运动相互独立，减少了车身的振动；2.非簧载质量小，悬架所受到的冲击小，平顺性好；3.与断开式车桥配用，可降低汽车重心。,独立悬挂,三.独立悬架类型横臂式悬挂多连杆式悬挂纵臂式悬挂烛式悬挂麦弗逊式悬挂,独立悬挂,横臂式独立悬挂,(车轮在汽车横向平面内运动)1)单横臂式：应用较少2)双横臂式：摆臂等长的独立悬架、摆臂不等长的独立悬架,一.定义横臂式悬架是指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬架，按横臂数量的多少又分为双横臂式和单横臂式悬架。单横臂式具有结构简单，侧倾中心高，有较强的抗侧倾能力的优点。但随着现代汽车速度的提高，侧倾中心过高会引起车轮跳动时轮距变化大，轮胎磨损加剧，目前应用不多。双横臂式独立悬架按上下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬架。等长双横臂式悬架在车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大(与单横臂式相类似)，造成轮胎磨损严重，现已很少用。对于不等长双横臂式悬架，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，保证汽车具有良好的行驶稳定性。二.应用不等长双横臂式悬架已广泛应用在轿车的前后悬架上，部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬架结构。,横臂式独立悬挂,横臂式独立悬挂,多连杆式悬挂,一.定义所谓多连杆悬挂，顾名思义就是通过各种连杆配置把车轮与车身相连的一套悬挂机构。而连杆数量在3根以上才称为多连杆，目前主流的连杆数量为5连杆。因此其结构要比双叉和麦弗逊复杂很多。,二.应用主要应用于大中型车我们常见的中型和大型车上才会使用这种设计，但通常都只用于后轮。原因是多连杆机构非常复杂而且占用空间大，使其不便于布置。因此只能用于拥有较大空间的后桥上。但这里也有一个例外，那就是奥迪系列车型。,多连杆式悬挂,解决可变前束以及随动转向的局限性多连杆悬挂就完全解决了这个问题，它通过不同的连杆配置，使悬挂在收缩时能自动调整外倾角，前束角以及使后轮获得一定的转向角度。工作原理其原理就是通过对连接运动点的约束角度设计使得悬挂在压缩时能主动调整车轮定位，而且这个设计自由度非常大，能完全针对车型做匹配和调校。结论因此多连杆悬挂能最大限度的发挥轮胎抓地力从而提高整车的操控极限。但由于结构复杂，成本也非常高，无论是研发实验成本还是制造成本都是最高的，但性能是所有悬挂设计中最好的。,多连杆式悬挂,多连杆式悬挂,纵臂式悬挂,(车轮在汽车纵向平面内运动)1)单纵臂式独立悬架,2)双纵臂式独立悬架,纵臂式悬挂,一.定义纵臂式独立悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架结构，又分为单纵臂式和双纵臂式两种形式。二.应用单纵臂式悬架当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生较大的变化，单纵臂式悬架具有占用的横向和纵向空间小、轮距不随车轮跳动而变化、结构简单、成本低等优点，主要应用于后悬架。,纵臂式悬挂,纵臂式悬挂,双纵臂式悬架的两个摆臂一般做成等长的，形成一个平行四杆结构，这样，当车轮上下跳动时主销的后倾角保持不变。双纵臂式悬架多应用在转向轮上。,烛式悬挂,一.定义烛式悬架的结构特点是车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动。,烛式悬挂,烛式悬架的优点是：当悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅是轮距、轴距稍有变化，因此特别有利于汽车的转向操纵稳定和行驶稳定。烛式悬架有一个大缺点：就是汽车行驶时的侧向力会全部由套在主销套筒的主销承受，致使套筒与主销间的摩擦阻力加大，磨损也较严重。烛式悬架现已应用不多,麦弗逊式悬挂,一.定义麦弗逊(macphersan)式悬挂是独立悬挂的一种，是当今最为流行的独立悬挂之一。虽然麦弗逊式悬挂在行车舒适性好，其结构体积不大，可有效扩大车内乘坐空间，但也由于其构造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力，抗刹车点头作用较差。,麦弗逊式悬挂,二.结构与应用简单地说，麦弗逊式悬挂的主要结构即是由螺旋弹簧加上减震器组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。一般用于轿车的前轮。,麦弗逊式悬挂,空气悬挂,一.定义空气悬架系统(AIRMATIC)是流行于当今发达国家汽车行业的先进产品。在发达国家，100%的中型以上客车都用了空气悬架系统，40%以上的卡车、挂车和牵引车用了空气悬架系统。其最大的优点是：不仅可以提高乘员的乘坐舒适性，而且可以对道路起到保护作用。,结构1、空气悬架系统包括空气弹簧、减振器、导向机构和车身高度控制系统。2、空气悬架系统一般采用囊式空气弹簧。3、减振器主要用来衰减车身的振动。4、导向机构由纵向推力杆和横向推力杆等组成，用来传递车身和车桥之间的纵向力、侧向力及驱动、制动时产生的力矩。5、车身高度控制系统分为机械式控制系统和电控控制系统。,空气悬挂,2原理利用空气弹簧内密闭气体受压缩后的刚性递增性，也就是随着空气弹簧不断被压缩，其刚度逐渐增加，同时，其内部气体随空气弹簧被压缩或拉长而压入或排出，导致空气悬架系统具有接近理想的动态弹性特性。,空气悬挂,优点：空气悬挂系统可以根据道路的起伏不同调高或调低底盘高度，使得车辆能够适应多种路况条件下的驾驶需求。多用于恶劣路况下行驶的越野车上。缺点：由于系统结构较为复杂，其出现故障的几率要远远高于螺旋弹簧悬挂系统，而用空气作为调整底盘高度的“推进动力”，减振器的密封性还需要进一步提高，倘若空气减振器出现漏气，那么整个系统就将处于“瘫痪”状态。而且如果频繁地调整底盘高度，还有可能造成气泵系统局部过热，会大大缩短气泵的使用寿命。,空气悬挂,主要特点1、当客车乘员的数量和货车的载重量变化及汽车处在各种运动状态时，可实现车身高度的自动调节。2、空气弹簧具有相对恒定的低自然振动频率，可以提高汽车行驶的平顺性。3、改善路面不平度激励向车身的传递，减少不良振动造成汽车零部件的早期损坏。4、对道路的磨损量可以减少50%，道路粗糙状态可以改善15%。5、通过空气弹簧内气体的连通原理，可以方便地实现多桥轴荷和制动力的平衡。6、当汽车发生偏载时，汽车仍可以保持水平。7、延长汽车及其零部件的使用寿命，减少维修停工时间，提高汽车的营运效率。,空气悬挂,空气悬挂,电控悬挂,简介随着汽车制造研发水平的不断提高，人们对于汽车的操控性和舒适性有了更高的要求。这其中，车辆减震系统起着至关重要的作用。而采用普通螺旋弹簧很难做到两全其美。于是，适应能力更强，感受更完美的可变悬挂系统就诞生了。分类目前市面上主流的主动悬挂主要有四种形式：空气悬挂、液压悬挂、电磁悬挂以及电子液力悬挂。组成：1.悬架阻尼调节装置（可调式减振器）。2.空气悬架刚度调节装置（悬架控制执行器）。3.车身高度控制装置（空气压缩机、排气阀、干燥器、进气阀、储气罐、调压阀、电磁阀、高度传感器、气室及控制单元）。,工作原理：电控悬架系统能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号，由电子控制单元（ECU）控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、减振器的阻尼力及车身高度等参数得以改变，从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。而在日常调节中，空气悬挂会有几个状态。1、保持状态。当车辆被举升器举起，离开地面时，空气悬挂系统将关闭相关的电磁阀，同时电脑记忆车身高度，使车辆落地后保持原来高度：2、正常状态。即发动机运转状态。行车过程中，若车身高度变化超过一定范围，空气悬挂系统将每隔一段时间调整车身高度。3、唤醒状态。当空气悬挂系统被遥控钥匙、车门开关或行李厢盖开关唤醒后，系统将通过车身水平传感器检查车身高度。如果车身高度低于正常高度一定程度，储气罐将提供压力使车身升至正常高度。同时，空气悬挂可以调节减震器软硬度，包括软态、正常及硬态3个状态（也有标注成舒适、普通、运动三个模式等），驾驶者可以通过车内的控制钮进行控,发展过程空气悬架已经有70多年的发展历史了。目前的应用范围相当广泛，特别是在商用车领域，100%的中型以上客车和80%以上的卡车都使用了空气悬架系统。而现在在乘用车上，高档汽车和SUV车型对其应用很广泛。,空气悬挂,结构：,1、空气悬架系统包括空气弹簧、减振器、导向机构和车身高度控制系统。2、空气悬架系统一般采用囊式空气弹簧。3、减振器主要用来衰减车身的振动。4、导向机构由纵向推力杆和横向推力杆等组成，用来传递车身和车桥之间的纵向力、侧向力及驱动、制动时产生的力矩。5、车身高度控制系统分为机械式控制系统和电控控制系统。,空气悬架系统(AIRMATIC)是流行于当今发达国家汽车行业的先进产品。在发达国家，100%的中型以上客车都用了空气悬架系统，40%以上的卡车、挂车和牵引车用了空气悬架系统。其最大的优点是：不仅可以提高乘员的乘坐舒适性，而且可以对道路起到保护作用。,定义：,原理：,利用空气弹簧内密闭气体受压缩后的刚性递增性，也就是随着空气弹簧不断被压缩，其刚度逐渐增加，同时，其内部气体随空气弹簧被压缩或拉长而压入或排出，导致空气悬架系统具有接近理想的动态弹性特性。,优缺点：,与大多数轿车采用的传统的不可变高度的螺旋弹簧悬挂系统相比，空气悬挂系统可以根据道路的起伏不同调高或调低底盘高度，使得车辆能够适应多种路况条件下的驾驶需求。出于这种设计目的，空气悬挂系统多用于经常在恶劣的路况条件下行驶的越野车上，以保证车辆能够顺利地通过泥泞、涉水、砂石等路面。空气悬挂系统是一种很先进实用的配置，但是却很“脆弱”。由于系统结构较为复杂，其出现故障的几率和频率要远远高于螺旋弹簧悬挂系统，而用空气作为调整底盘高度的“推进动力”，减振器的密封性还需要进一步提高，倘若空气减振器出现漏气，那么整个系统就将处于“瘫痪”状态。而且如果频繁地调整底盘高度，还有可能造成气泵系统局部过热，会大大缩短气泵的使用寿命。,主要特点,1、当客车乘员的数量和货车的载重量变化及汽车处在各种运动状态时，可实现车身高度的自动调节。2、空气弹簧具有相对恒定的低自然振动频率，可以提高汽车行驶的平顺性。3、改善路面不平度激励向车身的传递，减少不良振动造成汽车零部件的早期损坏。4、对道路的磨损量可以减少50%，道路粗糙状态可以改善15%。5、通过空气弹簧内气体的连通原理，可以方便地实现多桥轴荷和制动力的平衡。6、当汽车发生偏载时，汽车仍可以保持水平。7、延长汽车及其零部件的使用寿命，减少维修停工时间，提高汽车的营运效率。,液压悬挂,目前工程车辆主动悬架系统普遍采用的是电液控制液压悬架,其控制过程由传感器和控制器等组成闭环控制系统,根据车辆的运行状态,按照设定的控制规律向执行机构适时发出控制命令,通过调节油液流动,在调整阻尼系数同时锁死悬架或调节车身高度.由于在大吨位野外运输中,工程运输车或越野车承载重,运输途中路面不平造成的颠簸有可能对物件和车辆本身造成损伤,所以主动悬架采取变阻尼和自动调节车身高度等使车辆得到更精确和平稳的运行。电子控制的主动式液压悬架能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动。主动式液压悬架在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后执行油缸工作。,液压悬挂,电磁悬挂,电磁悬挂（MagneticRideControl）是利用电磁反应的一种新型独立悬挂系统，它可以针对路面情况，在1毫秒时间内作出反应，抑制振动，保持车身稳定。电磁悬挂系统是由车载控制系统、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减振器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器，传感器与车载控制系统相连，控制系统与电磁液压杆和直筒减振器相连在减震器内采用的不是普通油，而是一种称作电磁液的特殊液体，它是由合成碳氢化合物以及3到10微米大小的磁性颗粒组成。一旦控制单元发出脉冲信号，线圈内便产生电压，从而形成一个磁场，并改变粒子的排列方向。这些粒子马上会垂直于压力方向排列，阻碍油液在活塞通道内流动的效果，从而提高阻尼系数，调整悬架的减震效果。,构造原理,优势,电脑可控制该系统在一秒内让减振设置连续改变1000次，反应比传统悬挂快得多，堪称全球动作最快、最先进的阻尼控制悬挂系统。磁悬挂系统可以快速有效地弥补轮胎的跳动，并扩大悬挂的活动范围，降低噪音，提高车辆的操控准确性和乘坐舒适性。它的作用还不止如此，医学研究者已利用这种技术制造出