摘 要
国内汽车市场迅速发展，随着汽车保有量的增加，带来的技术问题也越来越引起人们的注意，而液压系统则是有关汽车主动安全及舒适性的重要系统之一。因此，如何开发出高性能的液压系统，为安全行驶提供保障并提高汽车行驶舒适性是我们要解决的主要问题。
本文简要地分析了汽车液压主动悬架的基本结构。在此基础上，对主动悬架液压比例控制系统进行了静态设计，其中包括对负载的分析以及液压缸、液压泵、比例方向阀及相应弹性元件的设计计算并进行选取，使其能对车辆悬架的高度、刚度和阻尼进行比例调节，并通过确定比例主动悬架液压参数获取系统的模型参数。最后绘制出主动悬架比例液压系统的各元部件及其整体装配图。
关键词：主动悬架；比例液压；系统；弹性元件；控制阀
ABSTRACT
The rapid development of the domestic auto market, with the increase in cars, bringing more and more technical aspects of attention, and the hydraulic system is of the vehicle active safety and comfort of the important systems in the world. Therefore, how to develop high-performance hydraulic system, providing protection for the safe driving and to improve vehicle ride comfort is our main problem to be solved.
This article briefly analyzes the automotive hydraulic active suspension of the basic structure. On this basis, the proportion of active suspension control system of hydraulic static design, including load analysis, and hydraulic cylinders, hydraulic pumps, valves and the corresponding proportion of the direction of the design and calculation of elastic element and select it to the vehicle suspension height, stiffness and damping ratio to adjust, and by determining the ratio of active suspension system of hydraulic parameters of the model parameters to obtain. The final draw ratio of hydraulic active suspension system components and the overall assembly.
Key words: Active Suspension；The ratio of hydraulic；System；Elastic element；Control Valve
目 录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 汽车主动悬架系统的发展现状及研究现状 1
第2章 主动悬架比例液压系统方案设计 4
2.1 汽车主动悬架系统的组成 4
2.2 液压传动工作原理和系统组成及特点 5
2.3 主动悬架比例液压系统方案设计 7
2.4 本章小结 8
第3章 主动悬架比例液压系统基本计算 10
3.1 系统基本计算 10
3.2蓄能器的设计与计算 10
3.3 弹簧的设计与校核 11
3.4 减振器的结构类型与主要参数的选择 12
3.5 本章小结 14
第4章 液压系统工作装置设计 15
4.1 液压缸 15
4.2 液压缸的类型 15
4.3 液压缸的结构 15
4.4 液压缸的基本参数确定与设计计算 18
4.5 本章小结 22
第5章 液压系统各元件的选用 23
5.1 液压控制阀 23
5.1.1 液压控制阀机理 23
5.1.2 电液比例控制阀 23
5.2 液压泵 24
5.2.1 液压泵的功用 24
5.2.2 容积式液压泵的基本工作原理 24
5.3 本章小结 25
结论 26
参考文献 27
致谢 28
附录 29
第1章 绪 论
1.1 概述
车辆的悬架系统，是指连接车身与车轴等所有组合件的总称。由弹性元件，减震器及导向装置组成的悬架装置称为被动悬架，上述元件分别起缓冲，减震和导向的作用。主动悬架是近年来出现的新型悬架系统，它拥有自身的能源，并以一个力发生器取代了被动悬架中的减震器或是在被动悬架弹性元件与阻尼元件的基础上增加了一个主动装置。因此，开发性价比高的主动悬架装置是当前主动悬架技术研究的重点和难点。目前采用液压作动器的悬架系统中所用控制阀大部分为伺服阀，仅有少部分为高速开关阀。伺服悬架系统动态特性虽好，但造价昂贵；高速开关阀可降低整套悬架系统的造价。但其动态特性较差，可控频率在2Hz以下。鉴于伺服系统维护技术难度较大以及制造成本又高的原因，工业领域中的许多用户提出来要用较为廉价的比例元件替代电液伺服元件。与此同时，电液比例技术的迅速发展以及比例元件性能的不断提高也为满足上述要求提供了可靠的技术保证。为此，本文采用价格较为低廉的高性能比例阀作为主动悬架装置的控制阀。
1.2 汽车主动悬架系统的发展现状及研究现状
自从汽车发明以来，工程师们就一直在研究如何将汽车的悬架系统设计得更好。最初的汽车悬架系统是使用马车的弹性钢板，效果当然不会很好。1908年螺旋弹簧开始用于轿车，当时就曾经有两种截然不同的意见。第一种意见主张安装刚性较大的螺旋弹簧，以使车轮保持着与路面接触的倾向，提高轮胎的抓地能力。但是这样的弊端是乘坐汽车时有较强烈的颠簸感觉。另一种意见认为应该采用较软的螺旋弹簧，以适应崎岖不平的路面，提高乘坐汽车时的平稳性及舒适性。但是这样的汽车操纵性较差。到了三四十年代，独立悬架开始出现，并得到很大发展。减振器也由早期的摩擦式发展为液力式。这些改进无疑提高了悬架的性能，但无论怎样改良，此时的悬架仍然属于被动式悬架，仍然在很多方面有很大局限性。
衡量悬架性能好坏的主要指标是汽车行驶的平顺性和操纵稳定性，但这两个方面是相互排斥的性能要求，往往不能同时满足。怎样在二者之间取得合理的平衡以达到最好的效果，一直是工程师们的研究课题。
平顺性一般通过车体或车身某个部位(如车底板、驾驶员座椅处)的加速度响应来评价，操纵稳定性则可以通过车轮的动载来度量。例如，若降低弹簧的刚度，则车体加速度减少使平顺性变好，但同时会导致车体位移的增加。由此产生车体重心的变动将引起轮胎负荷变化的增加，对操纵稳定性产生不良影响；另一方面，增加弹簧刚度会提高操纵稳定性，但硬的弹簧将导致汽车对路面不平度很敏感，使平顺性降低。所以，理想的悬架应该在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼，既能满足平顺性要求又能满足操纵稳定性要求。
但是普遍使用的被动悬架不可能达到设计师们的理想要求。被动悬架因为具有固定的悬架刚度和阻尼系数，在结构设计上只能是满足平顺性和操纵稳定性之间矛盾的折衷，无法达到悬架控制的理想境界。在使用上，为了使被动悬架能够对不同的路面具有一定的适应性，通常将悬架的刚度和减振器的阻尼设计成具有一定程度的非线性，比如采用变节距螺旋弹簧和三级阻力控制的液压减振器。
由于被动悬架设计的出发点是在满足汽车平顺性和操纵稳定性之间进行折衷，对于不同的使用要求，只能是在满足主要性能要求的基础上牺牲次要性能。所以尽管被动悬架在设计上以不断改进被动元件而实现了低成本、高可靠性的目标，但始终无法解决同时满足平顺性和操纵稳定性之间相矛盾的要求。
为此，自五六十年代起产生了主动悬架的概念，它能够根据悬架质量的加速度，利用电控液压部件主动地控制汽车的振动。在这方面的研究，各大汽车制造公司均不遗余力。典型的例子，早期有雪铁龙公司在1955年发展的一种液压-空气悬架系统，可以使汽车具有较好的行驶性能和舒适性，但是它的制造工序太复杂，最终难以普及。到90年代，日产公司在无限Q45轿车上应用了新式主动悬架，进一步提高了轿车适应崎岖路面的能力。
随着电子技术的发展，出现了可变特性悬架控制系统。它可根据运行条件与路面状况，以手动控制悬架特性变化。手动开关可选择两种挡位：1.“SPORT”挡位，刚性高，相当于高级跑车的悬架特性。2.“TOURING”挡位，柔性，相当于高级旅行车的悬架特性。
现时引人注意的是奔驰公司发展的ABC(Active Body Control)系统，可算是相对先进的主动悬架系统代表。
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