某汽车A6L悬架系统原理与检修培训资料

目录第一章引言41.1课课题的意意义41.2国国内外研研究现状状4第二章汽车车悬架系系统72.1汽车车悬架系系统简介介72.2汽汽车空气气悬架结结构组成成102.3汽汽车空气气悬架系系统的特特性1332.4汽汽车空气气悬架的的优缺点点14（一）汽车车空气悬悬架的优优点155（二）汽车车空气悬悬架的缺缺点155第三章奥迪迪A6LL悬架系系统1663.1奥奥迪A66简介1663.2空空气悬架架系统1183.2.11空气悬悬架系统统的结构构183.2.22空气气悬架系系统的原原理1993.2.33空气气悬架系系统的主主要特点点193.3奥奥迪A66悬架系系统原理理19第四章奥迪迪A6LL悬架系系统检修修214.1奥迪迪A6空气气悬架系系统布局局214.2显显示检修修224.3系系统部件件23参考文献224附录一：英英文专业业文摘及及翻译225外献332摘要：汽车车悬架系系统是传传递车身身与轮胎胎之间各各种力和和力矩的的连接装装置。汽汽车悬架架系统基基本上是是由弹性性元件、减减振器和和导向机机构三大大部分组组成。这这三部分分分别起起缓冲、减减振和导导向作用用，共同同承担传传递轮胎胎与车身身之间的的各种力力和力矩矩的任务务。悬架架作为上上述各种种力和力力矩的传传动装置置，其性性能的好好坏是影影响汽车车行驶平平顺性和和操纵稳稳定性最最重要、最最直接的的因素。ABSTRRUCTT:：Theeveehicclesusspennsioonssysttemisacconnnecttinggdeevicce,whiichtraansmmitvarriouusfoorceeanndmmomeentbettweeenbbodyyanndttiree.TThevehhicllessusppenssionnsyysteemiismmainnlycconssisttedofsprringgcoompoonennts,,daampeerccompponeentssanndoorieentaatioonmmachhinee.TThetthreeepparttsrresppecttiveelyperrforrmstheefuuncttionnsoofccushhionndaampiinganddorrienntattionn,anndccoopperaatewittheeachhottherrtoofiinisshtthetassktthatttrranssferrsaallkinndsofforrcessanndtoorquuesfroomttireesttovvehiicleeboody..Assthhiskinndoofeequiipmeenttheetrranssferrrinngchharaacteerissticcsooftthesusspennsioonssysttemistheemoostimpporttanttanndddireectfacctorrstthattinfflueenceethhevvehiicleeriideperrforrmannceanddhaandllinggpeerfoormaancee.引言1.1课课题的意意义近几年年，我国国的汽车车业得到到了飞速速的发展展，汽车车销售量量己经排排名全球球第一。与此同时，越越来越多多的家庭庭期望拥拥有私家家车，但但人们对对汽车的的要求也也越来越越高。人们希望汽汽车经济济实惠，舒舒适安全全，还追追求一定定的驾驶驶乐趣。汽汽车悬架架是汽车车的重要组成部部分。作作为汽车车各种力力和力矩矩的传动动装置，悬悬架的性性能直接接影响汽汽车的舒适性和操操纵性。所所以加强强对悬架架的研究究，是汽汽车设计计师一直直关注的的问题和和工作重点。他们们期望通通过提高高悬架的的性能来来提升整整个汽车车的操纵纵稳定性性和平顺顺性。悬悬架性能的研研究，自自然需要要有关于于悬架的的评价指指标。目目前对于于悬架的的评价，由由于方法的不同，而而没有统统一的标标准，需需要在悬悬架动力力学和弹弹性动力力学的系系统的评评价指标做进一步步探索和和研究。期期望有比比较系统统的归纳纳和分类类来进行行悬架性性能的研研究。1.2国国内外研研究现状状空气弹簧诞诞生于119世纪纪中期,,早期用用于机械械设备隔隔振。119477年，美美国首先先在普尔尔曼车上上使用空空气弹簧簧，到目目前为止止，美国国在重型型载货车车上空气气悬架的的占有率率是855%，比比19888年增增长了554％；；大约882%的的拖挂车车使用空空气悬架架，比110年前前增长了了15%%，欧洲洲大约与与之保持持相同的的增长速速度。空空气悬架架在轻型型货车上上的应用用目前虽虽然只占占市场份份额的55%，但但已呈现现出快速速增长的的趋势，火火石公司司(Fiiresstonne)预预测到220033年，空空气悬架架在轻型型车市场场占有率率将达到到10%%，20008年年将达到到40%%。空气气悬架在在旅游车车、长途途客车及及高速客客车市场场也占有有极大的的份额，到到19994年，联联邦德国国生产的的55种种大、中中型公共共汽车中中，已有有38种种使用了了空气悬悬架，国国外高级级大客车车几乎全全部使用用空气悬悬架；部部分轿车车也逐渐渐安装空空气弹簧簧悬架，如如Bennz3000SEE和Beenz6600。我国虽然从从50年年代就开开始了对对空气悬悬架的研研究工作作，但由由于设计计及制造造等复杂杂因素的的影响，一一直未能能得到推推广应用用。近年年来，随随着汽车车技术的的发展及及国外空空气悬架架的引进进，小部部分国产产高级旅旅游车开开始采用用国外购购置的空空气悬架架，如沈沈阳飞机机汽车制制造厂、北北方汽车车制造厂厂、厦门门金龙联联合汽车车公司、亚亚星客车车集团公公司、丹丹东汽车车制造厂厂等生产产的客车车。随着空气悬悬架应用用的推广广，对空空气弹簧簧、导向向机构及及控制机机构的研研究也得得到了重重视。JJ.RR.EEVANNS等人人在19970年年做了空空气弹簧簧垂直特特性实验验，建立立空气弹弹簧垂直直动态特特性模型型；19994年年做了空空气弹簧簧的侧向向特性实实验，在在大频率率和大幅幅值情况况下，测测量了空空气弹簧簧在不同同载荷下下的侧向向力和变变形。KKatssuyaaYooyoffukuu等通过过研究振振动频率率和弹簧簧反应之之间的关关系，分分析管道道和气室室对弹簧簧特性变变化的影影响。交交通部重重庆公路路科学研研究所的的丁良旭旭对空气气悬架的的一些性性能进行行了探讨讨，拟合合了空气气弹簧的的特性曲曲线。JonnBuunnee和RoogerrJaablee研究了了空气悬悬架对传传动系统统振动的的影响。JJohnnWooodrroofffe通通过试验验分别评评价了重重型货车车空气弹弹簧悬架架和钢板板弹簧悬悬架的路路面附着着性和行行驶平顺顺性。空气悬架系系统的特特性：1、空气弹弹簧的特特点（1）空气气弹簧具具有非线线性特性性，可将将其特性性曲线设设计成理理想形状状。如图图1所示示空气弹弹簧特性性曲线，静静、动刚刚度随着着载荷的的增加而而增大。（2）空气气弹簧质质量轻，内内摩擦极极小，对对高频振振动有很很好的隔隔振、消消声能力力。（3）空气气弹簧的的刚度和和承载能能力可以以通过调调节橡胶胶气囊内内的压力力来调整整。（4）空气气弹簧制制造工艺艺复杂，费费用高。2、空气悬悬架对整整车性能能的影响响（1）空气气悬架为为刚度可可变的非非线性悬悬架。当当簧载质质量变化化时，刚刚度随之之变化，以以保持空空载和满满载时车车身高度度相同，悬悬架固有有频率基基本不变变。根据据需要，可可以选择择不同的的气囊工工作高度度，获得得理想的的固有频频率，从从而得到到良好的的行驶平平顺性。（2）空气气悬架质质量轻，弹弹簧刚度度低,高高速行驶驶时，轮轮胎与地地面的附附着能力力强，制制动距离离短；转转向时，过过多转向向和不足足转向倾倾向减小小，转向向稳定性性强，提提高了整整车的操操纵稳定定性。（3）空气气弹簧内内的空气气压力直直接反映映了簧载载质量，可可取空气气压力作作为信号号，控制制制动缸缸内的气气压，来来控制制制动时的的制动力力，更好好地保证证了行驶驶安全性性。（4）可通通过给空空气弹簧簧气囊充充气或放放气来调调节车身身高度。在在平坦的的路面上上，降低低车身高高度，保保持空气气阻力系系数为最最佳值，可可以减小小油耗或或在功率率不变的的情况下下获得最最大车速速。在崎崎岖不平平的道路路上，为为了通过过障碍物物，可以以提高车车身高度度。（5）减少少整车的的振动噪噪声,提提高汽车车零部件件使用寿寿命。（6）由于于空气悬悬架刚度度低，轮轮胎动载载荷小，能能够降低低载重汽汽车对高高速公路路的破坏坏。第二章汽汽车悬架架系统2.1汽车车悬架系系统简介介简单来说，悬悬挂系统统就是指指由车身身与轮胎胎间的弹弹簧和避避震器组组成整个个支持系系统。悬悬挂系统统应有的的功能是是支持车车身，改改善乘坐坐的感觉觉，不同同的悬挂挂设置会会使驾驶驶者有不不同的的驾驶感感受。外外表看似似简单的的悬挂系系统综合合多种作作用力，决决定着轿轿车的稳稳定性、舒舒适性和和安全性性，是现现代轿车车十分关关键的部部件之一一。一般来说，汽汽车的悬悬挂系统统分为非非独立悬悬挂和独独立悬挂挂两种，非非独立悬悬挂的车车轮装在在一根整整体车轴轴的两端端，当一一边车轮轮跳动时时，另一一侧车轮轮也相应应跳动，使使整个车车身振振动或倾倾斜；独独立悬挂挂的车轴轴分成两两段，每每只车轮轮由螺旋旋弹簧独独立安装装在车架架下面，当当一边车车轮发生生跳动时时，另一一边车轮轮不受影影响，两两边的车车轮可以以独立运运动，提提高了了汽车的的平稳性性和舒适适性。由于现代人人对车子子乘坐舒舒适性及及操纵安安定性的的要求愈愈来愈高高，所以以非独立立悬挂系系统已渐渐渐被淘淘汰。而而独立悬悬挂系统统因其车车轮触地地性良好好、乘坐坐舒适性性及操纵纵安定定性大幅幅提升、左左右两轮轮可自由由运动，轮轮胎与地地面的自自由度大大，车辆辆操控性性较好等等优点目目前被汽汽车厂家家普遍采采用。常常见的独独立悬挂挂系统有有多连杆杆式悬挂挂系统、麦麦佛逊逊式悬挂挂系统、烛烛式悬挂挂系统、拖拖曳臂式式悬挂系系统等等等。首先我们来来看看最最常见的的麦佛逊逊式和烛烛式悬挂挂系统。它它们形状状相似，两两者都是是将螺旋旋弹簧与与减振器器组合在在一起，但但因结构构不同又又有重大大区别。烛烛式采用用车轮沿主销销轴方向向移动的的悬架形形式，形形状似烛烛形而得得名。特特点是主主销位置置和前轮轮定位角角不随车车轮的上上下跳动动而变化化，有利利于汽车车的操纵纵性和稳稳定性。麦麦克弗逊逊式是绞绞结式滑柱与与下横臂臂组成的的悬架形形式，减减振器可可兼做转转向主销销，转向向节可以以绕着它它转动。特特点是主主销位置置和前轮轮定位角角随车轮轮的上下下跳动而而变化，这这点与烛烛式悬架架正好相相反。这这种悬架架构造简简单，布布置紧凑凑，前轮轮定位变变化小，具具有良好好的行驶驶稳定性性。所以以，目前前轿车使使用最多多的独立立悬架是是麦弗逊逊式悬架架。关于麦弗逊逊悬架，车车坛历史史上还有有这么一一段记载载。麦弗弗逊(MMcphhersson))是美国国伊利诺诺斯州人人，18891年年生。大大学毕业业后他曾曾在欧洲洲搞了多多年的航空发发动机，并并于19924年年加入了了通用汽汽车公司司的工程程中心。330年代代，通用用的雪佛佛兰分部部想设计计一种真真正的小小型汽车车，总设设计师就就是麦弗弗逊。他他对设计计小型轿轿车非非常感兴兴趣，目目标是将将这种四四座轿车车的质量量控制在在0.99吨以内内，轴距距控制在在2.774米以以内，设设计的关关键是悬悬架。麦麦弗逊一一改当时时盛行的的板簧与与扭杆弹弹簧的前前悬架方式，创创造性地地将减振振器和螺螺旋弹簧簧组合在在一起，装装在前轴轴上。实实践证明明这种悬悬架形式式的构造造简单，占占用空间间小，而而且操纵纵性很好好。后来来，麦弗弗逊跳槽槽到福特特，119500年福特特在英国国的子公公司生产产的两款款车，是是世界上上首次使使用麦弗弗逊悬架架的商品品车。麦麦弗逊悬悬架由于于构造简简单，性性能优越越的缘故故，被行行家誉为为经典的的设计。在来看看拖拖曳臂式式悬挂系系统，拖拖曳臂式式悬挂系系统是专专为后轮轮设计的的悬挂系系统，像像标致车车系、雪雪铁龙车车系、欧欧宝车系系等欧洲洲轿车比比较喜欢欢采用这这种悬挂挂系统。对于拖拖曳臂式式悬吊的的复杂结结构由于于专业性性过强，我我们在此此不作介介绍。您您只需要要了解拖拖曳臂式式悬挂系系统的最最大优点点是左右右两轮的的空间较较大，而而且车身身的外倾倾角没有有变化化，避震震器不发发生弯曲曲应力，所所以摩擦擦小，乘乘坐性佳佳，当其其刹车时时除了车车头较重重会往下下沉外，拖拖曳臂悬悬吊的后后轮也会会往下沉沉平衡车车身；而而其缺点点是无法法提供精精准的几几何控控制，所所以某些些车厂就就会结合合一些连连杆来解解决，形形成复杂杂的多连连杆悬挂挂。最后再来看看看多连连杆悬挂挂系统，多多连杆悬悬挂系统统，又分分为5连连杆后悬悬挂和44连杆前前悬挂系系统。顾顾名思义义，5连连杆后悬悬挂系统统包含55条连杆杆，分别别为控制制臂、后置定定位臂、上上臂、下下臂和前前置定位位臂，其其中控制制臂可以以调整后后轮前束束。5连连杆悬挂挂的优点点是构造造简单、重重量轻，减减少悬挂挂系统占占用的空空间。55连杆后后悬挂能能实现主主销后后倾角的的最佳位位置，大大幅度减减少来自自路面的的前后方方向力，从从而改善善加速和和制动时时的平顺顺性和舒舒适性，同同时也保保证了直直线行驶驶的稳定定性，因因为由螺螺旋弹簧簧拉伸或或压缩导致的的车轮横横向偏移移量很小小，不易易造成非非直线行行驶。在在车辆转转弯或制制动时，55连杆后后悬挂结结构可使使后轮形形成正前前束，提提高了车车辆的控控制性能能，减少少转向不不足的情情况。同时紧紧凑的结结构增加加了后排排座椅和和行李厢厢空间。由由于这种种悬挂优优点显著著，易于于调整，因因而受到到广泛的的欢迎。而而全新的的4连杆杆前悬挂挂系统多多用于豪豪华轿车车，它通通过运动动学原原理巧妙妙地将牵牵引力、制制动力和和转向力力分离，同同时赋予予车辆精精确的转转向控制制。4连连杆式悬悬挂系统统在奥迪迪A4、AA6以及及中华轿轿车上都都可以看看到。所以车主们们在选购购轻巧型型轿车的的时候，悬悬挂的最最佳搭配配应该是是前轮麦麦佛逊式式或者烛烛式悬挂挂系统，后后轮拖曳曳臂式悬悬挂系统统，如何何是非独独立悬挂挂的最好好不要采采用。在在选购高高档车辆辆的时候候不用说说当然是是选择44连杆的的悬挂系系统了。少少了一种种悬挂种种类悬挂挂系统有有三种基基本形式式，即非非独立悬悬挂、独独立悬挂挂和介于于这两者者之间的的半独立悬挂挂。非独立悬挂挂由于是是用一根根杆件直直接刚性性地连接接在两侧侧车轮上上，一侧侧车轮受受到的冲冲击、振振动必然然要影响响另一侧侧车轮，这这样自然然不会得得到较好好的操纵纵稳定性性及舒适适性，同同时由由于左右右两侧车车轮的互互相影响响，也容容易影响响车身的的稳定性性，在转转向的时时候较易易发生侧侧翻。目目前，瑞瑞风、风风行采用用的就是是这种结结构。独立悬挂底底盘扎实实感非常常明显。由由于采用用独立悬悬挂汽车车的两侧侧车轮彼彼此独立立地与车车身相连连，因此此从使用用过程来来看，当当一侧车车轮受到到冲击、振振动后可可通过弹弹性元件件自身吸收冲冲击力，这这种冲击击力不会会波及另另一侧车车轮，使使得厂家家可在车车型的设设计之初初通过适适当的调调校使汽汽车在乘乘坐舒适适性、稳稳定性、操操纵稳定定性三方方面取得得合理的的配置。华华晨阁阁瑞斯就就是采用用这种结结构，这这种底盘盘基本都都用在轿轿车设计计中，让让乘坐者者感受轿轿车的舒舒适感，保保证驾乘乘人员在在长时间间行驶过过程中有有舒适享享受，不不会受到到轻客底底盘带来来的颠颠跛之苦苦。半独立悬实实际上是是非独立立悬挂的的一种特特殊形式式，因为为它的两两侧车轮轮也由一一根杆件件直接连连接，只只不过这这根杆件件的材料料并非完完全刚性性的，而而是具有有较好的的扭曲特特性，当当一侧侧车轮受受到冲击击力后，对对另一侧侧车轮的的影响并并不像非非独立悬悬挂那样样强烈，但但却也很很难达到到独立悬悬挂所具具有的水水平。这这种形式式实际上上也是汽汽车厂家家出于节节约成本本的角度度所考考虑所采采用的，别别克GLL8采用用的也是是这种结结构。悬架按结构构特点可可分为独独立悬架架和非独独立悬架架两大类类。非独立悬架架是通过过一根车车轴将左左右车轮轮连成一一个整体体，然后后通过两两个悬架架弹簧将将这个整整体车轴轴同车架架或车身身相连。非独立悬架架多用于于货车和和公共汽汽车的前前轮和后后轮，乘乘用车从从舒适性性和高速速行车的的稳定性性需要出出发，多多用于后后轮，而而前轮一一般不采采用。采用钢板弹弹簧的非非独立悬悬架结构构简单、造造价低廉廉，并且且转向时时钢板弹弹簧的偏偏角很小小。除纵纵置钢板板弹簧的的非独力力悬架不不需要加加装导向向杆件外外，其他他采用螺螺旋弹簧簧、空气气弹簧（主主要用于于大客车车上）的的非独立立悬架都都必须设设置能约约束车轴轴运动的的导向杆杆。独立悬架的的左右车车轮不是是由一个个整体车车轴连在在一起的的，它的的两边的的车轮运运动相互互没有联联系，这这类悬架架型式有有如下优优点：汽车悬架弹弹簧下的的重量减减轻了，乘乘用车的的舒适性性得到了了改善。可以装用很很软的弹弹簧，从从而能提提高乘车车的舒适适性。

能预防防前轮摆摆振的发发生。对于FR型型汽车的的后轮，它它可将差差速器固固定在车车身的侧侧面，从从而使车车身底版版和后座椅的的离地高高度降低低、汽车车的重心心也能降降低。与以上优点点相对的的是这种种悬架型型式存在在如下的的缺点：：独立悬架的的结构复复杂，制制造成本本高。汽车保养、修修理困难难。汽车行使时时前轮定定位和轮轮距常发发生变化化，因此此有时轮轮胎磨损损较大。根据独立悬悬架的独独立特点点，它多多采用在在乘用车车的前后后轮和中中、小型型货车的的前轮上。独立悬架有有多种结结构型式式，其中中应用较较多的由由双摇臂臂式、烛烛式、摆摆臂式、半半后延摆臂式式等独立立悬架。2.2汽汽车空气气悬架结结构组成成汽车空气悬悬架系统统主要由由空气弹弹簧、导导向机构构、高度度控制阀阀、减振振器、横横向稳定定器和缓缓冲限位位块等组组成。以以空气弹弹簧为弹弹性元件件,利用用空气的的可压缩缩性实现现其弹性性作用的的。通过过压缩空空气的压压力能够够随着载载荷和道道路条件件变化进进行自动动调节,,不论满满载还是是空载,,整车高高度几乎乎没有变变化,可可以大大大提高乘乘坐的舒舒适性。（一）空气气弹簧空气弹簧是是一橡胶胶/帘布布结构的的气囊，以以空气为为介质，利利用空气气具有的的压缩弹弹性的性性质所制制成的弹弹簧。根根据橡胶胶气囊工工作时的的变形方方式，空空气弹簧簧一般分分囊式空空气弹簧簧和膜式式空气弹弹簧（如如图1）。囊囊式空气气弹簧由由夹有帘帘线的橡橡胶制成成的气囊囊和密闭闭在其中中的压缩缩空气构构成。气气囊外层层由耐油油橡胶制制成单节节或多节节，节数数越多弹弹簧越软软，节与与节之间间围有钢钢质腰环环，防止止两节之之间摩擦擦。气囊囊上下盖盖板将空空气封于于囊内，其其主要靠靠橡胶气气囊的挠挠曲获得得弹性变变形。膜膜式空气气弹簧由由橡胶片片和金属属压制件件组成，在在盖板和和底座之之间放置置一圆柱柱形橡胶胶气囊。其其主要靠靠橡胶气气囊的卷卷曲获得得弹性变变形。囊囊式空气气弹簧寿寿命较长长、制造造方便、刚刚度较大大，常用用于载货货汽车上上；膜式式空气弹弹簧尺寸寸较小、弹弹性特性性曲线更更理想、刚刚度较小小，常用用于轿车车上。图2-1空气气弹簧（二）导向向机构由于空气弹弹簧只能能承受垂垂直载荷荷，要传传递作用用在车轮轮和车架架〔或车车身〕之之间的一一切力（纵纵向力和和侧向力力）和其其力矩，必必须在汽汽车空气气悬架中中设计导导向机构构。导向向机构的的形式很很多，目目前典型型的导向向机构有有如下几几种。1、板簧式式导向机机构主要用于复复合式空空气弹簧簧悬架中中，钢钢板弹簧簧主要作作用为导导向元件件，同时时也承担担一部分分载荷，兼兼起一部部分弹性性元件的的作用。日日野、日日产及韩韩国的部部分大中中型客车车都采用用这种悬悬架结构构型式。这这种导向向机构对对于具有有纵梁或或类似纵纵梁的汽汽车底盘盘结构布布置比较较方便，对对于传统统的工字字型锻造造前梁和和铸造后后桥壳，不不需进行行改造，可可直接装装置空气气悬架。常常见有纵纵置半椭椭圆钢板板弹簧导导向机构构和纵置置四分之之一椭圆圆钢板弹弹簧导向向机构。2、纵向单单臂式导导向机构构纵向单臂式式导向机机构类似似于纵置置四分之之一椭圆圆钢板弹弹簧导向向机构，所所不同的的是纵臂臂采用刚刚性臂，而而纵置四四分之一一椭圆钢钢板弹簧簧导向机机构采用用弹性臂臂，这种种导向机机构必须须设置横横向推力力杆，用用来承担担侧向力力。该导导向机构构可降低低汽车纵纵向倾覆覆力矩中中心位置置，增加加了车身身抗纵倾倾能力。前前悬架导导向臂一一般较长长。可保保持主销销后倾角角不变。通通常导向向臂与车车桥及车车架弹性性连接，消消除了刚刚性连接接应力集集中的影影响，也也可减少少噪声的的传递。3、A形导导向机构构A形导向机机构可以以看成是是纵向单单臂式导导向机构构的特殊殊型式，它它将两根根纵置刚刚性臂通通过与车车架上一一点的连连接构成成A形架架，在传传递纵向向力的同同时还传传递侧向向力。AA形架可可避免导导向机构构内的附附加载荷荷，克服服了纵向向单臂式式导向机机构的缺缺点。AA形架的的另一优优点是可可使左右右空气弹弹簧中心心距较大大，大大大提高了了悬架的的侧向角角刚度。但但是该结结构为了了减少轮轮胎磨损损，避免免空气弹弹簧有过过大的垂垂直位移移，常把把A形架架做得很很大以增增加摆臂臂长度，使使得导向向机构尺尺寸和重重量变大大。4、四连杆杆导向机机构四连杆导向向机构是是空气弹弹簧悬架架系统广广泛采用用的一种种结构型型式。它它常采用用两种结结构型式式，一种种主要用用于前悬悬架；另另一种主主要用于于后悬架架。如依依卡露斯斯2566前悬架架、三菱菱扶桑MMP1558前悬悬架等，这这种导向向机构采采用一根根上纵向向推力杆杆，二根根下纵向向推力杆杆和一根根横向推推力杆组组成。依依卡露斯斯2566后悬架架、日野野RE大大客车后后悬架等等其四连连杆导向向机构采采用两根根上纵向向推力杆杆在水平平面内倾倾斜布置置的方式式，构成成了一个个三角形形架,上上推力杆杆不仅承承受纵向向力，也也承受侧侧向力。（三）高度度控制阀阀组件高度控制阀阀组件是是用来控控制空气气弹簧内内气体压压力的执执行机构构，装配配在车架架和车桥桥之间，用用来感知知车身与与悬架之之间高度度变化，即即空气弹弹簧挠度度变化，调调整空气气弹簧的的刚度，使使之维持持在标准准高度附附近。高高速时降降低车身身，保持持汽车稳稳定性，减减少空气气阻力。在在起伏不不平的路路面情况况下，提提高车身身高度以以提高汽汽车通过过性。高度控制阀阀根据阀阀门开闭闭对车身身振动反反应时间间分为即即时型和和延时型型。所谓谓即时型型高度控控制阀即即当车身身有相对对位移时时，高度度控制阀阀就有充充放气动动作。这这就要求求控制设设备精度度高，气气路密封封性好，同同时所有有的控制制设备每每时都处处于工作作状态，工工作负荷荷较大；；延时型型高度控控制阀避避免了这这种频繁繁工作的的现象。延延时型高高度控制制阀通过过延时装装置产生生阻尼，延缓阀阀门的动动作，其延时时时间一一般为11—6s，通通常使用用时间为为2—4s，即即在两个个振动周周期左右右不敏感感，以节节省压缩缩空气无无益的消消耗，减减小了阀阀中各零零部件的的磨损，延延长了高高度控制制阀的使使用寿命命，所以以被普遍遍采用。（四）减振振器减振器的作作用是吸吸收悬架架弹性元元件变形形时的车车辆振动动，使其其迅速恢恢复平稳稳状态，以以改善汽汽车行驶驶的平稳稳性。空空气悬架架系统减减振器是是一种高高性能减减振器，该该减振器器性能随随载荷的的增减而而改变，有有很高的的拉伸强强度,具具有极限限行程的的限位作作用。（五）横向向稳定器器安装横向稳稳定器的的目的是是为了提提高汽车车抗侧倾倾能力和和保证汽汽车具有有良好的的转向特特性。如如果空气气悬架导导向机构构有足够够的侧倾倾角刚度度时可以以没有横横向稳定定器。（六）缓冲冲限位块块空气悬架系系统中缓缓冲限位位块的安安装形式式有两种种，一种种为安装装在空气气弹簧的的盖板或或底座上上，另一一种为安安装在空空气弹簧簧以外的的车架或或车桥上上。缓冲冲块的作作用是避避免车架架和车桥桥或导向向杆件之之间的刚刚性冲击击。在车车辆行驶驶过程中中，缓冲冲块经常常受到间间断性的的冲击压压缩，因因此，缓缓冲块应应具有足足够的强强度且内内部应力力分布要要均匀。当当空气弹弹簧漏气气或气囊囊损坏时时，缓冲冲块起到到橡胶弹弹簧的作作用。2.3汽汽车空气气悬架系系统的特特性（一）空气气弹簧的的特性1、空气弹弹簧的刚刚度特性性汽车空气悬悬架中空空气弹簧簧与常见见的线性性定刚度度钢板弹弹簧不同同，它具具有非线线性刚度度特性。其其特性::（1）空气气弹簧的的刚度是是可变的的，它取取决于其其工作压压力、有有效面积积和工作作时的容容积；（2）空气气弹簧刚刚度随位位移的变变化是非非线性的的；（3）在工工作压力力一定的的情况下下，减小小有效面面积变化化率，增增大空气气弹簧容容积可减减小其刚刚度。2、空气弹弹簧的有有效面积积特性由于空气弹弹簧气囊囊是一个个弹性体体，一般般情况下下在空气气弹簧变变形时有有效面积积是变化化的，而而且不同同结构形形式的空空气弹簧簧，有效效面积的的变化是是不同的的。囊式式空气弹弹簧有效效面积变变化率较较大，弹弹簧刚度度较大。但但可增加加气囊的的曲数，减减小有效效面积变变化率（因因气囊的的变形时时由各个个曲部平平均分担担，有效效直径变变化率小小）或采采用辅助助气室以以减小其其刚度。膜膜式空气气弹簧有有效面积积的变化化率比囊囊式弹簧簧小，并并可通过过改变底底座形状状的方法法控制其其有效面面积变化化率，以以获得比比较理想想的弹性性特性。3、空气悬悬架频率率特性传统的金属属弹簧悬悬架的弹弹簧刚度度一般是是固定的的，所以以当簧载载质量发发生变化化时，悬悬架系统统的固有有频率也也随之发发生变化化。当簧簧载质量量增加，系系统的固固有频率率下降，反反之上升升。如果果汽车的的簧载质质量变化化较大，固固有频率率会剧烈烈变化，汽汽车的平平顺性变变差。空气悬架在在簧载质质量即载载荷发生生较大变变化时，空空气弹簧簧的内部部工作压压力也随随之改变变;另一一方面，弹弹簧刚度度与弹簧簧载荷的的比值基基本保持持一定值值，即空空气弹簧簧上的载载荷变化化对系统统的固有有频率影影响不大大——准等等频频率率特性。由由于空气气悬架的的固有频频率随着着空气弹弹簧载荷荷（或内内部气体体有效压压力）的的变化而而变化的的幅度很很小，因因此它被被称作“准等频频悬架”。另外，我们们可以通通过降低低空气弹弹簧的工工作压力力、减小小有效面面积变化化率、增增大空气气弹簧容容积等简简单的措措施减小小其刚度度，从而而使空气气悬架具具有较低低的固有有频率。空气悬架如如此的频频率特性性对改善善汽车的的平顺性性创造了了极好的的条件。（二）空气气悬架对对整车的的影响1、空气悬悬架为刚刚度可变变的非线线性悬架架。当簧簧载质量量变化时时，刚度度随之变变化，以以保持空空载和满满载时车车身高度度相同，悬悬架固有有频率基基本不变变。根据据需要，可可以选择择不同的的气囊工工作高度度，获得得理想的的固有频频率，从从而得到到良好的的行驶平平顺性。2、空气悬悬架质量量轻，弹弹簧刚度度低，高高速行驶驶时，轮轮胎与地地面的附附着能力力强，制制动距离离短；转转向时，过过多转向向和不足足转向倾倾向减小小，转向向稳定性性强，提提高了整整车的操操纵稳定定性。3、空气弹弹簧内的的空气压压力直接接反映了了簧载质质量，可可取空气气压力作作为信号号，控制制制动缸缸内的气气压，来来控制制制动时的的制动力力，更好好地保证证了行驶驶安全性性。4、可通过过给空气气弹簧气气囊充气气或放气气来调节节车身高高度。在在平坦的的路面上上，降低低车身高高度，保保持空气气阻力系系数为最最佳值，可可以减小小油耗或或在功率率不变的的情况下下获得最最大车速速。在崎崎岖不平平的道路路上，为为了通过过障碍物物，可以以提高车车身高度度。5、减少整整车的振振动噪声声,提高高汽车零零部件使使用寿命命。6、由于空空气悬架架刚度低低，轮胎胎动载荷荷小，能能够降低低载重汽汽车对高高速公路路的破坏坏。2.4汽汽车空气气悬架的的优缺点点（一）汽车车空气悬悬架的优优点由于空气弹弹簧有以以上的一一些特性性，因此此空气悬悬架比传传统的金金属弹簧簧悬架具具有很多多的优点点。主要要表现为为：1、空气弹弹簧具有有非线性性刚度特特性，可可将其特特性曲线线按实际际需要进进行理想想设计，使使在额定定载荷附附近具有有较低的的刚度值值，以得得到较低低的固有有振动频频率，保保证了汽汽车良好好的行驶驶平顺性性。2、空气悬悬架质量量轻、弹弹簧刚度度低，高高速行驶驶时，可可以提高高轮胎的的附着能能力，提提高在低低附着系系数路面面上的起起步能力力，缩短短制动距距离；转转向时，过过多转向向和不足足转向倾倾向减小小，转向向稳定性性强，提提高了整整车的操操纵稳定定性。3、负载变变化时，借借助高度度控制阀阀，使车车身高度度不变。还还可根据据需要抬抬高或降降低车身身高度，以以提高车车辆的通通过或方方便乘客客上下车车。4、相对板板簧结构构而言，空空气悬架架车体平平稳，从从空载到到满载的的整个范范围内都都能提供供一种气气垫式的的支承，能能有效隔隔断路面面传递的的振动，具具有防震震、防噪噪声等功功能。5、空气弹弹簧的寿寿命取决决于橡胶胶气囊的的寿命。试试验表明明，空空气弹簧簧寿命相相当于钢钢板弹簧簧的3--4倍。6、由于振振动频率率低，减少了了对道路路的冲击击，保保护路面面，降降低高速速公路的的维修费费用。（二）汽车车空气悬悬架的缺缺点1、空气弹弹簧结构构复杂，制制造成本本高。2、空气弹弹簧尺寸寸大，布布置困难难。尤其其是在非非独立悬悬架的布布置上无无法保证证两侧的的空气弹弹簧有较较大的中中心距，从从而使悬悬架侧向向角刚度度较小，必必须装置置横向稳稳定器。3、密封困困难。空空气悬架架密封环环节多，密密封不良良而漏气气将直接接影响悬悬架的性性能。第三章奥奥迪A66L悬架架系统3.1奥奥迪A66简介奥迪A6（AAudiiA66）是一一款由奥奥迪生产产的豪华华汽车，有有轿车和和旅行车车两种车车型。它它的主要要竞争对对手包括括梅塞德德斯-奔奔驰E级级、宝马马5系、阿尔法·罗密欧166、捷豹S型、雷克萨斯GS和沃尔沃S80。图3-1奥迪A6奥迪A6LL系一汽汽-大众众推出的的国内生生产的技技术最先先进、性性能最佳佳、国情情适应性性最强的的高档豪豪华商务务车，奥奥迪A66融入了了奥迪在在全球最最先进的的高科技技独家技技术，又又进一步步丰富了了豪华的的配置，并并赋予其其超强的的运动特特性，从从设计到到性能无无不体现现出完美美品质。其其特点是是更豪华华、更动动感、更更成熟。豪豪华主要要体现在在BOSSE音响响、电视视/DVVD和冰冰箱上，而而且都是是世界一一流名牌牌产品。更更动感体体现在运运动座椅椅、方向向盘上；；更成熟熟体现在在奥迪AA6经过过多次成成功的升升级，不不仅达到到了一个个全新的的标准，而而且可靠靠性很强强。奥迪AA6的mmulttitrroniic无级级/手动动一体式式变速箱箱，在豪豪华轿车车历史上上，第一一次实现现了真正正的无级级变速。它它采用金金属链传传动方式式，彻底底取代了了传统的的齿轮组组变速方方式，所所以动力力输出全全无顿挫挫感，比比普通自自动变速速更顺畅畅平滑，更更拥有手手动变速速般的快快捷灵敏敏，同时时还更节节省燃油油，操控控更舒适适。新增增设的SS档，提提高加速速能力，增增加驾驶驶乐趣。mmulttitrroniic无级级/手动动一体式式变速箱箱的最迷迷人之处处，就在在于它最最终克服服了自动动变速箱箱和手动动变速箱箱的一切切不足，一一举超越越二者的的各项性性能，实实现了汽汽车变速速箱技术术的大飞飞跃。舒舒适与豪豪华背后后，是奥奥迪细致致入微的的尖端科科技，车车载冰箱箱专为行行驶移动动的奥迪迪A6而而设计，耐耐颠簸、倾倾斜。工工作状态态高度稳稳定。高高品质的的TV//DVDD系统安安全融入入奥迪AA6原有有结构，功功能多样样，而且且极易操操作，电电动高级级桃木办办公桌可可谓符合合人体工工程的精精心之作作，只需需轻触按按钮，就就能打开开或放下下桌板，可可延伸，可可调角度度。奥迪集集团包括括母公司司及其子子公司奥奥迪匈特特牙利公公司、qquatttroo有限公公司以及及兰博基基尼汽车车公司和和Cowwortth技术术公司，奥奥迪巴西西及奥迪迪塞那利利塔。此此外，奥奥迪还在在中国、马马来西亚亚和南非非等地设设有制造造厂。奥迪汽汽车公司司现为大大众汽车车公司的的子公司司，总部部设在德德国的英英格尔施施塔特，年年产轿车车45万万辆左右右。奥奥迪是德德国历史史最悠久久的汽车车制造商商之一。从从19332年起起，奥迪迪开始采采用四环环徽标，它它象征着着奥迪与与小奇迹迹(DKKW)、霍霍希(HHorcch)和和漫游者者(Waandeererr)合并并成的汽汽车联盟盟公司。在在20世世纪300年代，汽汽车联盟盟公司涵涵盖了德德国汽车车工业能能够提供供的所有有乘用车车领域，从从摩托车车到豪华华轿车．．该企业业品牌在在世界品品牌实验验室（WWorlldBBranndLLab）编编制的220066年度《世界品牌500强》排行榜中名列第一百四十二。动力性新奥迪迪A6LL100年型拥拥有高档档行政轿轿车中最最先进、最最丰富的的发动机机配置。其其中2..8FFSI和和3.00TFFSI两两款高效效汽油发发动机堪堪称奥迪迪全球发发动机战战略中的的新星。33.0TFSSI发动动机是奥奥迪V66发动机机的最新新顶级版版本，汽汽油直喷喷和机械械增压的的完美结结合使其其具有超超过8缸缸机的动动力和极极高的燃燃油效率率。它能能够输出出2133千瓦（2290马马力）的的最大功功率和4420牛牛·米的的强大扭扭矩，能能够使新新奥迪AA6L在在6.66秒内从从静止加加速到1100公公里/小小时，而而90公公里/小小时百公公里等速速油耗仅仅7.99升。另另一款奥奥迪全球球领先的的2.88FSSI发动动机采用用了创新新的奥迪迪可变气气门升程程系统（AAVS），990公里里/小时时等速油油耗仅为为6.77升/百百公里。值值得一提提的是，作作为旗舰舰车型，新新奥迪AA6L3.00TFSSI标配配可调空空气悬架架。这项项同级别别车型独独有的领领先配置置，可让让驾驶者者根据行行驶速度度和路况况调节底底盘系统统特性，从从而满足足不同驾驾驶风格格的需求求。新奥迪迪A6LL100年型还还根据中中国用户户的切身身需求，增增加了一一项源自自顶级豪豪华轿车车的人性性化装备备：后排排乘客调调整前排排副驾驶驶座椅水水平位置置的功能能。该功功能可让让后排乘乘客随时时调节后后排腿部部空间，体体现出AA6L最最为人性性化的后后排设计计理念。独独创的奥奥迪侧向向辅助系系统（AAudiisiideasssistt）可为为驾驶者者提供更更高的主主动安全全保护，当当侧后方方盲区有有车辆超超车时通通过灯光光闪烁提提醒驾驶驶者，从从而确保保安全变变线。除除此以外外，覆盖盖前/侧侧/后的的全方位位LEDD照明系系统、智智能钥匙匙、太阳阳能天窗窗、高级级倒车影影像和后后座娱乐乐包也充充分展现现出奥迪迪A6LL注重人人性化与与主动安安全的特特质。3.2空空气悬架架系统空气悬架系系统(AAIRMMATIIC)是是流行于于当今发发达国家家汽车行行业的先先进产品品。在发发达国家家，1000%的的中型以以上客车车都用了了空气悬悬架系统统，400%以上上的卡车车、挂车车和牵引引车用了了空气悬悬架系统统。其最最大的优优点是：：不仅可可以提高高乘员的的乘坐舒舒适性，而而且可以以对道路路起到保保护作用用。中国市场上上的车用用空气悬悬架系统统的种类类第一类类：是随随着引进进车型整整体进入入中国市场场上的空空气悬架架系统。西安沃尔沃、常州依维柯、亚星奔驰等引进车型上的空气悬架系统就属于这一类。这一类在中国车用空气悬架系统市场上占有主导地位。第二类：是是直接从从国外引引进的车车用空气气悬架系系统。这这一类车车用空气气悬架系系统供货货周期一一般在三三个月以以上，难难以适应应中国人人在一个个月以内内供货的的习惯，而而且运输输成本高高。其最最大的弊弊病是在在中国不不服水土土，因为为进口空空气悬架架系统是是国外企企业按照照国外的的路况、车车况和运运输特点点设计的的，和中中国的路路况、车车况和运运输特点点不相匹匹配。中中国有的的企业在在自己生生产的汽汽车上用用了进口口空气悬悬架系统统，却陷陷入了非非常尴尬尬的境地地。第三类：：是有的的企业以以引进消消化吸收收国外先先进的车车用空气气悬架系系统技术术为基础础，兼顾顾中国汽汽车状况况、道路路情况和和运输特特点，坚坚持先进进性和可可靠性相相结合的的原则，依依据用户户的具体体车型进进行二次次开发和和个性化化设计，确确保结构构匹配的的合理性性和科学学性，量量体裁衣衣，改善善底盘的的整体性性能。3.2.11空气悬悬架系统统的结构构1、空空气悬架架系统包包括空气气弹簧、减减振器、导导向机构构和车身身高度控控制系统统。2、空空气悬架架系统一一般采用用囊式空空气弹簧簧。3、减减振器主主要用来来衰减车车身的振振动。4、导导向机构构由纵向向推力杆杆和横向向推力杆杆等组成成，用来来传递车车身和车车桥之间间的纵向向力、侧侧向力及及驱动、制制动时产产生的力力矩。5、车车身高度度控制系系统分为为机械式式控制系系统和电电控控制制系统。3.2.22空气悬悬架系统统的原理理利用空空气弹簧簧内密闭闭气体受受压缩后后的刚性性递增性性，也就就是随着着空气弹弹簧不断断被压缩缩，其刚刚度逐渐渐增加，同同时，其其内部气气体随空空气弹簧簧被压缩缩或拉长长而压入入或排出出，导致致空气悬悬架系统统具有接接近理想想的动态态弹性特特性。3.2.33空气悬悬架系统统的主要要特点1、当当客车乘乘员的数数量和货货车的载载重量变变化及汽汽车处在在各种运运动状态态时，可可实现车车身高度度的自动动调节。2、空空气弹簧簧具有相相对恒定定的低自自然振动动频率，可可以提高高汽车行行驶的平平顺性。3、改改善路面面不平度度激励向向车身的的传递，减减少不良良振动造造成汽车车零部件件的早期期损坏。4、对对道路的的磨损量量可以减减少500%，道道路粗糙糙状态可可以改善善15%%。5、通通过空气气弹簧内内气体的的连通原原理，可可以方便便地实现现多桥轴轴荷和制制动力的的平衡。6、当当汽车发发生偏载载时，汽汽车仍可可以保持持水平。7、延延长汽车车及其零零部件的的使用寿寿命，减减少维修修停工时时间，提提高汽车车的营运运效率。3.3奥奥迪A66悬架系系统原理理奥迪A6气气动原理理图如下下图，图图3-22：图3-2气动原原理图奥迪A6LL悬架系系统检修修4.1奥迪迪A6空空气悬架架系统布布局奥迪A6空空气悬架架系统布布局，如如图4--1所示示：图4-1奥迪AA6空气气悬架系系统布局局图四级空气悬悬架系统统设计成成所谓的的蓄压系系统。蓄蓄压系统统提高了了系统的的可用性性，降低低了噪音音，保护护了供电电系统。该系统的特点是：共有四个水平高度等级，最小离地间隙在这四个水平高度等级中可变化66mm，如图4-2所示。可手动或自动来调节。图4-2最小离离地距离离4.2显显示检修修图4-3显示盘盘显示区上有有四个重重叠安装装的ＬＥＥＤ，它它们是常常亮的用用于表示示当前的的底盘高高度状态态。只有底底盘高度度切换所所触发（不不管是手手动的还还是自动动的）的的调节过过程才会会由一个个或多个个ＬＥＤＤ的闪烁烁来表示示。一旦旦达到了了所需要要的高度度，闪烁烁就变成成常亮了了。升高高按键和和降低按按键内的的ＬＥＤＤ表示操操纵的方方向，如如果ＬＥＥＤ闪烁烁，就表表示拒绝绝进行底底盘高度度调节（例例如因车速速过高）。如果实际高度值与规定高度值偏离较大，那么ＬＥＤ就会闪烁以提醒司机（按相应的高度切换）。4.3系系统部件件在装配和运运输减振振支柱总总成时，不不可抓住住活塞，因因为在无无压力状状态时，活活塞很容容易被推推回去。在无压压力状态态不要移移动空气气弹簧，因因为在这这种情况况下管状状气囊无无法在活活塞上展展开，因因而会造造成其损损坏。如如果车上上的空气气弹簧已已经没有有压力了了，那么么在举升升和降下下车辆前前（如使使用举升升平台或或举升器器），必必须使用用诊断仪仪器来给给相应的的奇偶那那个气弹弹簧充气气。图4-4工作示示意图参考文献[1]吉林林工业大大学汽车车教研室室编．汽汽车设计计．北京京：机械械工业出出版社，[2]MM．米奇奇克著．．汽车动动力学．．北京：：机械工工业出版版社．[3]刘惟惟信编著著．汽车车设计．．清华大大学出版版社．220011．8[4]．((德)耶尔森森·赖姆帕帕尔著，余余卓平译译．汽车车底盘基基础．北北京：科科学普及及出版社．119922[5]．((德)约森·赖姆佩佩尔著，王王谊译．．悬架元元件及底底盘力学学．长春春：吉林林科学技技术出版版社．[6]．清清华大学学余志生生主编．．汽车理理论．机机械工业业出版社社出版．．19884．4[7]．喻喻凡，林林逸编著著．汽车车系统．．机械工工业出版版社．220055．7附录一：英英文专业业文摘及及翻译温度控制简简介和PPID控控制器过程控控制系统统自自动过程程控制系系统是指指将被控控量为温温度、压压力、流流量、成成份等类类型的过过程变量量保持在在理想的的运行值值的系统统。过程程实际上上是动态态的。变变化总是是会出现现，此时时如果不不采取相相应的措措施，那那些与安安全、产产品质量量和生产产率有关关的重要要变量就就不能满满足设计计要求。为了说明问问题，让让我们来来看一下下热交换换器。流流体在这这个过程程中被过过热蒸汽汽加热，如如图1所所示。Fig.1HHeattexxchaangeer这一装置的的主要目目的是将将流体由由入口温温度乃((f)加加热到某某一期望望的出口口温度TT(f))。如前前所述，加加热介质质是过热热蒸汽。只要周周围没有有热损耗耗，过程程流体获获得的热热量就等等于蒸汽汽释放的的热量，即即热交换换器和管管道间的的隔热性性很好。很多变变量在这这个过程程中会发发生变化化，继而而导致出出口温度度偏离期期望值。如如果出现现这种情情况，就就该采取取一些措措施来校校正偏差差，其目目的是保保持出口口温度为为期望值值。实现该该目的的的一种方方法是首首先测量量r(00，然后后与期望望值相比比较，由由比较结结果决定定如何校校正偏差差。蒸汽汽的流量量可用于于偏差的的校正。就就是说，如如果温度度高于期期望值，就就关小蒸蒸汽阀来来减小进进入换热热器的蒸蒸汽流量量；若温温度低于于期望值值，就开开大蒸汽汽阀，以以增加进进入换热热器的蒸蒸汽流量量。所有有这些操操作都可可由操作作员手工工实现，操操作很简简单，不不会出现现什么问问题。但但是，由由于多数数过程对对象都有有很多变变量需要要保持为为某一期期望值，就就需要许许多的操操作员来来进行校校正。因因此，我我们想自自动完成成这种控控制。就就是说，我我们想利利用无需需操作人人员介入入就可以以控制变变量的设设备。这这就是所所谓自动动化的过过程控制制。为达到上述述目标，就就需要设设计并实实现一个个系统。图图2所示示为一个个可行的的控制系系统及其其基本构构件。Fig.2HHeattexxchaangeercconttrolllooop首先要做的的是测量量过程流流体的出出口温度度，这一一任务由由传感器器(热电电偶、热热电阻等等)完成成。将传传感器连连接到变变送器上上，由变变送器将将传感器器的输出出信号转转换为足足够大的的信号传传送给控控制器。控控制器接接收与温温度相关关的信号号并与期期望值比比较。根根据比较较的结果果，控制制器确定定保持温温度为期期望值的的控制作作用。基基于这一一结果，控控制器再再发一信信号给执执行机构构来控制制蒸汽流流量。下面介介绍控制制系统中中的4种种基本元元件，分分别是：：(1))传感器器，也称称为一次次元件。(2))变送器器，也称称二次元元件。(3))调节器器，控制制系统的的“大脑”。(4))执行机机构，通通常是一一个控制制阀，但但并不全全是。其其他常用用的执行行机构有有变速泵泵、传送送装置和和电动机机。这些元元件的重重要性在在于它们们执行每每个控制制系统中中都必不不可少的的3个基基本操作作，即：：(1)测量量：被控控量的测测量通常常由传感感器和变变送器共共同完成成。(2)决策策：根据据测量结结果，为为了维持持输出为为期望值值，控制制器必须须决定如如何操作作。(3)操作作:根根据控器器的处理理,系统统必须执执行某种种操作,,这通常常由执行行机构来来完成..如上所所述,每每个控制制系统都都有M,,D和AA这3种种操作..有些系系统的决决策任务务简单,,而有些些很复杂杂.设计计控制系系统的工工程师必必须确保保所采取取确保所所采取的的操作能能影响被被控变量量,也就就是说,,该操作作要影响响测量值值.否则则,系统统是不可可控的,,还会带带来许多多危害..PIDD控制器器可以是是独立控控制器（也也可以叫叫做单回回路控制制器），可可编程控控制器（PPLCss）中的的控制器器，嵌入入式控制制器或者者是用VVb或CC#编写写的计算算机程序序软件。PIDD控制器器是过程程控制器器，它具具有如下下特征：：连续过过程控制制；模拟输输入（也也被称为为“测量量量”或“过程变变量”或“PV”）；模拟输输出（简简称为“输出”）；基准点点（SPP）；比例、积积分以及及/或者者微分常常数；“连续过程程控制”的例子子有温度度、压力力、流量量及水位位控制。例例如：控控制一个个容器的的热量。对对于简单单的控制制，你使使用两个个具有温温度限定定功能的的传感器器(一个个限定低低温，一一个限定定高温))。当低低温限定定传感器器接通时时就会打打开加热热器，当当温度升升高到高高温限定定传感器器时就会会关加加热器。这这类似于于大多数数家庭使使用的空空调及供供暖系统统的温度度自动调调节器。反反过来，PPID控控制器能能够接受受像实际际温度这这样的输输入，控控制阀门门，这个个阀门能能够控制制进入入加热器器的气体体流量。PPID控控制器自自动地找找到加热热器中气气体的合合适流量量，这样样就保持持了温度度在基准准点稳定定。温度度稳定了了，就不不会在高高低两点点间上下下跳动了了。如果果基准点点降低，PPID控控制器就就会自动动降低加加热器中中气体的的流量。如如果基准准点升高高，PIID控制制器就会会自动的的增加加加热器中中气体的的流量。同同样地，对对于高温温，晴朗朗的天气气(当外外界温度度高于加加热器时时)及阴阴冷，多多云的天天气，PPID控控制器都都会自动动调节。模模拟输入入(测量量量)也也叫做“过程变变量”或“PV''’。你希希望PVV能够达达到你所所控制过过程参数数的高精精确度。例例如，如如果我们们想要保保持温度度为+11度或——1度，我我们至少少要为此此努力，使使其精度度保持在在0．11度。如如果是一一个122位的模模拟输入入，传感感器的温温度范围围是从00度到4400度度，我们们计算的的理论精精确度就就是40096除除4000度=00．09976556度。我我们之所所以说这这是理论论上因为为我们假假定温度度传感器器，电线线及模拟拟转换器器上没有有噪音和和误差。还还有其他他的假定定。例如如，线性性等等。即即使是有有大量的的噪音和和其他问问题，按按理论精精确度的的1／110计算算，1度度精确度度的数值值应该很很容易得得到的。模模拟输出出经常被被简称为为“输出”。经常常在0％％到1000％之之间给出出。在这这个热量量的例子子中阀门门完全关关闭(00％)，完完全打开开(1000％))。基基准点((SP))很简单单，即你你想要什什么样的的过程量量。在这这个例子子中一你你想要过过程处于于怎样的的温度。PPID控控制器的的任务是是维持输输出在一一个程度度上，这这样在过过程变量量(PVV)和基基准点((SP))上就没没有偏差差(误差差)。在图3中，阀阀门用来来控制进进入加热热器的气气体，冷冷却器的的制冷，水水管的压压力，水水管的流流量，容容器的水水位或其其他的过过程控制制系统。PPID控控制器所所观察的的是PVV和SPP之间的的偏差((或误差差)。它它观察绝绝对偏差差和偏差差变换率率。绝对对偏差就就是一''PV和和SP之之间偏差差大还是是小。偏偏差变换换率就是是——PVV和SPP之间的的偏差随随着时间间的变化化是越来来越小还还是越来来越大。如如果存在在过程扰扰动，即即过程变变量或基基准点变变化时一一-PIID控制制器就要要迅速改改变输出出，这样样过程变变量就返返回到基基准点。如如果你有有一个PPID控控制的可可进入的的冷冻装装置，某某个人打打开门进进入，温温度(过过程变量量)将会会迅速升升高。因因此，PPID控控制器不不得不提提高冷度度(输出出)来补补偿这个个温度的的升高。一一旦过程程变量等等同于基基准点，一一个好的的PIDD控制器器就不会会改变输输出。你你所要的的输出就就会稳定定(不改改变)。如如果阀门门(发动动机或其其他控制制元件))不断改改变，而而不是维维持恒量量，这将将造成控控制元件件更多的的磨损。这这样就有有了两个个矛盾的的目标。当当有“过程扰扰动”时能够够快速反反应(快快速改变变输出))。当PPV接近近基准点点时就缓缓慢反应应(平稳稳输出))。我我们注意意到输出出量经常常超过稳稳定状态态输出使使过程变变量回到到基准点点。比如如，一个个制冷器器通常打打开它的的制冷阀阀门的334％，就就可以维维持在零零度(在在制冷器器关闭和和温度降降低后))。如果果某人打打开制冷冷器，走走进去，四四处走，找找东西，然然后再走走出来，再再关上制制冷器的的门PPID控控制器会会非常活活跃，因因为温度度可能将将上升220度。这这样制冷冷阀门就就可能打打开500％，775％甚甚至1000％———目的的是赶快快降低制制冷器的的温度———然后后慢慢关关闭制冷冷阀门到到它的334％。让让我们思思考一下下如何设设计一个个PIDD控制器器。我我们主要要集中在在过程变变量(PPV)和和基准点点(SPP)之间间的偏差差(误差差)上。有有三种定定义误差差的方式式。绝对偏差他他说明的的是PVV和SPP之间的的偏差有有多大。如如果PVV和SPP之间偏偏差小———那我我们就在在输出时时作一个个小的改改变。如如果PVV和SPP之间偏偏差大———那我我们就在在输出时时作一个个大的改改变。绝绝对偏差差就是PPID控控制器的的比例环环节。累积误差给给我们点点儿时间间，我们们将会明明白为什什么仅仅仅简单地地观察绝绝对偏差差(比例例环节))是一个个问题。累累积误差差是很重重要的，我我们把它它称为是是PIDD控制器器的积分分环节。每每次我们们运行PPID算算法时，我我们总会会把最近近的误差差添加到到误差总总和中。换换句话说说，累积积误差二二误差11+误差差2+误误差3++误差44+…。滞后时间滞滞后时间间指的是是PV引引起的变变化由发发现到改改变之间间的延时时。典型型的例子子就是调调整你的的烤炉在在合适的的温度。当当你刚刚刚加热的的时候，烤烤炉热起起来需要要一定时时间。这这就是滞滞后时间间。如果果你设置置一个初初始温度度，等待待烤炉达达到这个个初始温温度，然然后你认认为你设设定了错错误的温温度，烤烤炉达到到这个新新的温度度基准点点还需要要一段时时间。这这也就被被认为是是PIDD控制器器的微分分环节。这这就抑制制了某些些将来的的变化因因为输出出值已经经发生了了改变，但但并不是是受过程程变量的的影响。绝对偏差／／比例环环节有有关设计计自动过过程控制制器，人人们最初初想法之之一是设设计比例例环节。意意思就是是，如果果PV和和SP之之间的偏偏差很小小——那么么我们就就在输出出处作一一个小的的修改；；如果PPV和SSP之间间的偏差差很大那么我我们就在在输出处处作一个个大的修修改。当当然这个个想法是是有意义义的。我我们在MMicrrosooftEExceel仅对对比例控控制器进进行仿真真。图44是显示示首次仿仿真结果果的表格格。(滞滞后时间间二0，只只含比例例环节))比例、积分分控制器器PPID控控制器中中的积分分环节是是用来负负责纯比比例控制制器中的的补偿问问题的。我我们有另另外一个个Exccel的的扩展表表格，表表格上仿仿真的是是一个具具有比例例积分功功能的PPID控控制器。这这里(PPig．．5)是是比例积积分控制制器最初初的仿真真表格((滞后时时间＝00，比例例常数二二0．44)。众所周知，比比例积分分控制器器要比仅仅有比例例功能的的比例控控制器好好得多，但但是等于于0的滞滞后时间间并不常常见。Fig..4TThesimmulaatioonccharrt微分控制微分控制器器考虑的的是：如如果你改改变输出出，那么么要在输输入(PPV)处处反映这这个改变变就需要要些时间间。比如如，让我我们拿烤烤炉的加加热为例例。Fig.55Theesiimullatiionchaart如果我我们增大大气体的的流量，那那么从产产生热量量，热量量分布烤烤炉的四四周，到到温度传传感器检检测升高高的温度度都将需需要时间间。PIID控制制器中微微分环节节具有抑抑制功能能，因为为有些温温度增量量会在以以后不需需要的情情况下产产生了。正正确地设设置微分分系数有有利于你你对比例例系数和和积分系系数的确确定。外献IntrooducctioonstotemmperratuureconntroolaandPIDDcoontrrolllerssPrroceessconntroolssysttemAutommatiicpproccessscoontrrolisconncerrneddwiithmaiintaainiingproocesssvvariiabllestemmperratuuressprresssureesfflowwsccompposiitioons,,anndtthelikkeaatssomeedeesirredopeerattionnvaaluee.PProccesssesareedyynammicinnatturee.CChanngessarreaalwaaysocccurrringg,aandifacttionnsaarenotttakken,,thheiimpoortaantproocesssvvariiablles--thooserellateedttossafeety,,prroduuctquaalitty,anddprroduuctiionrattes--willlnnotachhievveddesiignconndittionns.Inorrderrtoofiixiideaas,lettusscoonsiiderraheaateexchhanggerinwhiichapproccessssttreaamiishheattedbyconndennsinngssteaam.TheeprroceessisskeetchhedinFigg.1Fig.1HHeattexxchaangeerTThepurrposseooftthissunnitistoheaatttheproocesssffluiidffrommsoomeinllettemmperratuure,,Tii(t)),uupttoaaceertaaindessireedooutllettemmperratuure,,T((t)..Assmeentiioneed,theeheeatiingmeddiummisscoondeensiingsteeam..TTheeneergyygaaineedbbyttheproocesssffluiidiiseequaalttottheheaatrreleeaseedbbytthesteeam,,prroviideddthhereearrennohheattloosseesttossurrrounndinngs,,iiiitthattiss,ttheheaateexchhanggeranddpiipinngaarewellliinsuulatted..IIntthissprroceesstheereareemaanyvarriabblessthhatcannchhangge,cauusinngttheouttlettteempeerattureetoodeeviaatefroomiitsdessireedvvaluue.[211Iffthhishapppenns,sommeaactiionmusstbbettakeenttoccorrrecttfoortthissdeeviaatioon.Thaatiis,theeobbjecctivveiisttocconttrollthheooutlletproocesssttempperaaturrettommainntaiiniitsdessireedvvaluue.OOnewayytooacccommpliishthiisoobjeectiiveisbyfirrstmeaasurringgthhettempperaaturreTT(t)),theenccomppariingittoitssdeesirredvallue,,annd,bassedonthiisccomppariisonn,ddeciidinngwwhatttoodootooco