汽車懸架技術

1、 汽車懸架技術汽車懸架技術汽車底盤汽車底盤 懸架系統(tǒng)懸架系統(tǒng)一、概述一、概述1 1、汽車懸架系統(tǒng)在汽車底盤上的安裝部位、汽車懸架系統(tǒng)在汽車底盤上的安裝部位 2 2、汽車懸架系統(tǒng)的組成、汽車懸架系統(tǒng)的組成彈性元件彈性元件阻尼元件阻尼元件傳力機構傳力機構麥佛遜式獨立懸掛麥佛遜式獨立懸掛連桿支柱懸掛連桿支柱懸掛拖拽臂式懸掛拖拽臂式懸掛雙叉臂式獨立懸掛雙叉臂式獨立懸掛二、常見的五種車輛懸掛二、常見的五種車輛懸掛多連桿獨立懸掛多連桿獨立懸掛麥佛遜式獨立懸掛麥佛遜式獨立懸掛螺旋彈簧螺旋彈簧減震器減震器A A型下控制臂型下控制臂( (下擺臂下擺臂) )麥佛遜式懸掛結構圖麥佛遜式懸掛結構圖典型的麥佛遜式懸掛典

2、型的麥佛遜式懸掛麥佛遜式獨立懸掛的優(yōu)缺點及適用車型：麥佛遜式獨立懸掛的優(yōu)缺點及適用車型：優(yōu)點：優(yōu)點：結構簡單、節(jié)省空間、響應速度快、造價低結構簡單、節(jié)省空間、響應速度快、造價低廉。廉。缺點：缺點：橫向剛度小、穩(wěn)定性不好、過彎側傾嚴重橫向剛度小、穩(wěn)定性不好、過彎側傾嚴重適用車型：適用車型：中小型轎車、中低端中小型轎車、中低端SUVSUV前懸前懸連桿支柱懸掛連桿支柱懸掛 連桿支柱與麥弗遜連桿支柱與麥弗遜懸掛一樣，用來支撐車懸掛一樣，用來支撐車體也是減振器支柱，體也是減振器支柱，這這種懸掛把減振器，減振種懸掛把減振器，減振彈簧組裝在一個總成中彈簧組裝在一個總成中。連桿支柱懸掛也有一跟連桿支柱懸掛也有

3、一跟粗大的減振器支柱，粗大的減振器支柱，與與麥弗遜懸掛的主要區(qū)別麥弗遜懸掛的主要區(qū)別在于，懸掛下部與車身在于，懸掛下部與車身連接的連接的A A字型控制臂改字型控制臂改成了三根連桿定位成了三根連桿定位。連桿支柱懸掛的優(yōu)缺點及適用車型：連桿支柱懸掛的優(yōu)缺點及適用車型：優(yōu)點：優(yōu)點：結構簡單、節(jié)省空間、造價低廉。結構簡單、節(jié)省空間、造價低廉。缺點：缺點：橫向剛度小、穩(wěn)定性不好、過彎橫向剛度小、穩(wěn)定性不好、過彎側傾嚴重側傾嚴重適用車型：適用車型：中檔車的后懸掛中檔車的后懸掛拖拽臂式懸掛拖拽臂式懸掛單縱臂扭桿梁式懸掛單縱臂扭桿梁式懸掛( (俗稱拖曳臂式懸掛俗稱拖曳臂式懸掛) )優(yōu)缺點及適用車型：優(yōu)缺點及適

4、用車型：主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：結構簡單實用、占用空間最小、制造成本低結構簡單實用、占用空間最小、制造成本低 。主要缺點：主要缺點：承載性能差、抗側傾能力較弱、減震性能差、舒承載性能差、抗側傾能力較弱、減震性能差、舒適性有限。適性有限。適用車型：適用車型：中小型汽車、低端中小型汽車、低端SUVSUV后懸掛。后懸掛。典型的拖拽臂式后懸掛典型的拖拽臂式后懸掛雙叉臂式獨立懸掛雙叉臂式獨立懸掛雙叉臂式懸掛優(yōu)缺點及適用車型：雙叉臂式懸掛優(yōu)缺點及適用車型：主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：自定改變車輪外傾角、減少輪自定改變車輪外傾角、減少輪胎摩擦、抓地性好。胎摩擦、抓地性好。主要缺點：主要缺點：結構復雜、制造成本高、占用結

5、構復雜、制造成本高、占用空間較大空間較大適用車型：適用車型：跑車、豪華轎車及跑車、豪華轎車及SUVSUV的前懸掛的前懸掛典型的雙叉臂式獨立典型的雙叉臂式獨立懸掛懸掛大眾途銳雙叉臂懸掛結構圖大眾途銳雙叉臂懸掛結構圖阿爾法阿爾法. .羅密歐羅密歐159159前懸前懸采用雙叉臂式懸掛采用雙叉臂式懸掛多連桿式獨立懸掛多連桿式獨立懸掛多連桿式懸掛結構圖多連桿式懸掛結構圖奔馳奔馳S S級車型多連桿級車型多連桿前懸掛結構圖前懸掛結構圖多連桿式獨立懸掛優(yōu)缺點及適用車型：多連桿式獨立懸掛優(yōu)缺點及適用車型：主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：有效改善車輛加速和制動時有效改善車輛加速和制動時的平順性和舒適性，同時保證車輛直線的平順

6、性和舒適性，同時保證車輛直線行駛的穩(wěn)定性。行駛的穩(wěn)定性。主要缺點：主要缺點：結構復雜、制造研發(fā)成本高、結構復雜、制造研發(fā)成本高、占用空間較大適用車型：占用空間較大適用車型：豪華轎車豪華轎車三、主動懸架三、主動懸架 主動懸架有作為直接力發(fā)生器的動作器主動懸架有作為直接力發(fā)生器的動作器，可以，可以根據(jù)輸入與輸出進行最優(yōu)的反饋控制，根據(jù)輸入與輸出進行最優(yōu)的反饋控制，使懸架有最使懸架有最好的減震特性，以提高汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。好的減震特性，以提高汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。它由彈性元件和一個力發(fā)生器組成。它由彈性元件和一個力發(fā)生器組成。半主動懸架可看作由可變特性的彈簧和減振器半主動懸架可看作由可變

7、特性的彈簧和減振器組成的懸架系統(tǒng)，組成的懸架系統(tǒng)，它可按存儲在計算機的各種條件它可按存儲在計算機的各種條件下最優(yōu)彈簧和減振器的優(yōu)化參數(shù)指令來調節(jié)彈簧的下最優(yōu)彈簧和減振器的優(yōu)化參數(shù)指令來調節(jié)彈簧的剛度和減振器的阻尼狀態(tài)剛度和減振器的阻尼狀態(tài)。它由彈性元件和一個一。它由彈性元件和一個一個阻尼系數(shù)能在較大范圍內調節(jié)的阻尼器組成。個阻尼系數(shù)能在較大范圍內調節(jié)的阻尼器組成。 電子技術控制汽車懸架系統(tǒng)主要由電子技術控制汽車懸架系統(tǒng)主要由( (車高、轉向角、車高、轉向角、加速度、路況預測加速度、路況預測) )傳感器傳感器、電子控制電子控制ECUECU、懸架控制懸架控制的執(zhí)行器的執(zhí)行器等組成。系統(tǒng)的控制功能通

8、常有以下三個：等組成。系統(tǒng)的控制功能通常有以下三個：1 1、車高調整車高調整當汽車在起伏當汽車在起伏不平的路面行駛時不平的路面行駛時，可以使可以使車身抬高，以便于通過車身抬高，以便于通過; ;在在良好路面高速行駛時良好路面高速行駛時，可以可以降低車身降低車身，以，以減少空氣助力減少空氣助力，提高操縱穩(wěn)定性提高操縱穩(wěn)定性。2 2、阻尼力控制阻尼力控制用來提高汽車的操縱穩(wěn)定性，用來提高汽車的操縱穩(wěn)定性，在急轉彎、急加速和緊急制動情況下，可以抑制車身在急轉彎、急加速和緊急制動情況下，可以抑制車身姿態(tài)的變化。姿態(tài)的變化。3 3、彈簧剛度控制彈簧剛度控制改變彈簧剛度，使懸架滿足改變彈簧剛度，使懸架滿足運

9、動或舒適的要求運動或舒適的要求。 1 1、主動式液壓懸架、主動式液壓懸架電子控制的主動式液壓懸架能電子控制的主動式液壓懸架能根據(jù)懸架的質量根據(jù)懸架的質量和和加速度加速度等，等，利用液壓部件主動地控制汽車的振動利用液壓部件主動地控制汽車的振動。主動式液壓懸架在轎車上的布置如圖所示，在汽車主動式液壓懸架在轎車上的布置如圖所示，在汽車重心附近安裝有重心附近安裝有縱向縱向、橫向加速度橫向加速度和和橫擺陀螺儀傳橫擺陀螺儀傳感器感器，用來，用來采集車身振動采集車身振動、車輪跳動車輪跳動、車身高度車身高度和和傾斜狀態(tài)傾斜狀態(tài)等信號，這些信號被輸入到控制單元等信號，這些信號被輸入到控制單元ECUECU，ECU

10、ECU根據(jù)輸入信號和預先設定的程序發(fā)出控制指令，根據(jù)輸入信號和預先設定的程序發(fā)出控制指令，控制伺服電機并控制伺服電機并操縱前后四個執(zhí)行油缸工作操縱前后四個執(zhí)行油缸工作。2 2、主動式空氣懸架、主動式空氣懸架在電子控制的主動式空氣懸架系統(tǒng)中，微機根據(jù)傳在電子控制的主動式空氣懸架系統(tǒng)中，微機根據(jù)傳感器送來的信號和駕駛員給予的控制模式經過運算分析感器送來的信號和駕駛員給予的控制模式經過運算分析后向懸架發(fā)出指令，懸架可以根據(jù)微機給出的指令改變后向懸架發(fā)出指令，懸架可以根據(jù)微機給出的指令改變懸架的剛度和阻尼系數(shù)，是車身在行駛過程中保持良好懸架的剛度和阻尼系數(shù)，是車身在行駛過程中保持良好的穩(wěn)定性能，并且將

11、車身的振動響應控制在允許的范圍的穩(wěn)定性能，并且將車身的振動響應控制在允許的范圍內。一般說來，主動式空氣懸架的控制內容包括車內。一般說來，主動式空氣懸架的控制內容包括車身高身高度度、減振器衰減力減振器衰減力、彈簧彈性系數(shù)彈簧彈性系數(shù)等三項。等三項。 1)1)、車高的控制車高的控制：分：分標準標準、升高升高和和只升高后輪只升高后輪三三種工作狀態(tài)種工作狀態(tài); ;2)2)、減震器的衰減力控制分低、中、高三檔減震器的衰減力控制分低、中、高三檔; ;3)3)、空氣彈簧的彈性系數(shù)分軟、硬兩檔空氣彈簧的彈性系數(shù)分軟、硬兩檔。汽車空氣懸架由兩部分組成：汽車空氣懸架由兩部分組成：第一部分主要為第一部分主要為結構件

12、結構件 包括包括空氣彈簧空氣彈簧、導向傳力機構導向傳力機構、減振器阻尼減振器阻尼裝置裝置、橫向穩(wěn)定器橫向穩(wěn)定器及及各種安裝支架各種安裝支架等；等；第二部分為第二部分為氣路和控制系統(tǒng)氣路和控制系統(tǒng) 包括包括空氣壓縮機空氣壓縮機、儲氣筒儲氣筒、空氣濾清器空氣濾清器、干干燥器燥器、限壓閥限壓閥、安全閥安全閥、高度控制傳感器高度控制傳感器、管路管路、密封件密封件等。等?？諝鈶壹芟到y(tǒng)圖空氣懸架系統(tǒng)圖1 1空壓機；空壓機；2 2、7 7空氣濾清器；空氣濾清器；33車身高度控制閥；車身高度控制閥；44控制桿；控制桿；55空氣彈簧；空氣彈簧；66儲氣罐；儲氣罐；88貯氣筒；貯氣筒；99壓力調節(jié)器；壓力調節(jié)器；

13、1010油水分離器油水分離器3.3.汽車空氣懸架的特性汽車空氣懸架的特性優(yōu)點優(yōu)點 1 1）空氣懸架剛度低空氣懸架剛度低； 2 2）空氣懸架剛度呈非線性且可調節(jié)空氣懸架剛度呈非線性且可調節(jié)； 3 3）空氣懸架高度可調空氣懸架高度可調； 4 4）空氣懸架質量輕空氣懸架質量輕； 5 5）空氣彈簧噪聲低空氣彈簧噪聲低, ,壽命長壽命長。缺點缺點 1 1）結構復雜、成本高結構復雜、成本高； 2 2）空氣彈簧尺寸大空氣彈簧尺寸大, ,布置困難布置困難； 3 3）密封困難密封困難。4.4.1 1空氣壓縮機空氣壓縮機 空壓機的選擇上，首先按空壓機的特性要求，選擇空空壓機的選擇上，首先按空壓機的特性要求，選擇空

14、壓機的類型。再根據(jù)氣動系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量兩壓機的類型。再根據(jù)氣動系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量兩個參數(shù)，確定空壓機的輸出壓力個參數(shù)，確定空壓機的輸出壓力P P和吸入流量和吸入流量q q，最終選出，最終選出空壓機的型號。本文選擇二級活塞式空氣壓縮機空壓機的型號。本文選擇二級活塞式空氣壓縮機4.24.2干燥器干燥器 氣動回路在充排氣動回路在充排氣過程中，元件內部氣過程中，元件內部存在高速流動處或氣存在高速流動處或氣流發(fā)生絕熱膨脹處，流發(fā)生絕熱膨脹處，溫度要下降，空氣中溫度要下降，空氣中的水蒸氣就會冷凝成的水蒸氣就會冷凝成水滴，這對氣動元件水滴，這對氣動元件的工作產生不利的影的工作產生不利的影響

15、。本文選擇吸附式響。本文選擇吸附式干燥器。干燥器。 吸附式干燥器的工作原理圖吸附式干燥器的工作原理圖4.34.3空氣彈簧空氣彈簧 空氣彈簧是以空氣彈簧是以橡膠、簾布為結構的氣囊橡膠、簾布為結構的氣囊，以空以空氣為介質，利用空氣具有壓縮彈性的性質制成的彈氣為介質，利用空氣具有壓縮彈性的性質制成的彈簧?；?。根據(jù)橡膠氣囊工作時的變形方式，空氣彈簧一根據(jù)橡膠氣囊工作時的變形方式，空氣彈簧一般分般分囊式空氣彈簧囊式空氣彈簧和和膜式空氣彈簧膜式空氣彈簧。本文選擇囊式。本文選擇囊式空氣彈簧。空氣彈簧。囊式空氣彈簧囊式空氣彈簧膜式空氣彈簧膜式空氣彈簧4.44.4溢流閥溢流閥 空氣彈簧供氣儲氣筒前，增加開啟壓力為空氣彈簧供氣儲氣筒前，增加開啟壓力為6bar6bar溢