基于磁流变液阻尼器的车辆悬挂半主动控制技术研究(2)
1.1.2 车辆悬架的构成与分类
悬架系统的组成成分是：弹性元件、减震装置和导向机构组成，另外一些特
别装置还装有横向稳定杆以及缓冲块。
图1.1悬架结构示意图
汽车悬架的分类有许多不同角度的分类方法，将其分为被动悬架和主动悬架的，是根据控制力的不同而进行的区分。只由弹性元件，例如弹簧与减震器，例如阻尼器组成的叫做被动悬架，当汽车在行驶时，路况的改变并不能令这一类悬架系统的弹性元件的弹簧刚度和阻尼器的阻尼系数改变，想利用被动悬架对汽车性能进行改善是很不实际的，因为即便通过一些优化性能的设计也只能适应某些路况，对繁琐的实际路面条件所能够使用范围比较窄。对于一个汽车系统，想同时达到乘坐的舒适性和操纵的稳定性是不可能的，二者是相互矛盾的，因为有柔软的悬架才有优质的乘坐体验，但这却有悖于保证汽车操纵稳定性所要求的大弹簧刚度及强阻尼的悬架。实际情况中是不能同时满足的。在20世纪60年代，美国提出了创新的半主动悬架和全主动悬架的概念来解决上述矛盾 。主动或被动悬架，二者直观的区分方法是：如果有额外动力源则是主动悬架。主动悬架与被动悬架相比，有以下特点：
（1）主动悬架产生的力是源于许多函数中变量，是可以适应外部环境广泛的干扰的结构。
（2）主动悬架是供能的，并且能够对能量进行调节，与此相对应的，被动悬架的能量是依靠弹簧变形储存的，同时在变形过程中将能量释放；
相较于被动悬架，主动悬架明显优点有很多，主动悬架的性能随车速、路面输入等变化有所改变，并且驾驶体验平稳顺畅，但全主动悬架也有一些制约了他广泛使用的不足，其本身需要另加动力源，并且造价不低，结构繁杂，并不可靠，这都影响了实用性。相比于全主动悬架，虽然半主动悬架体现在对于震动的控制这一方面的性能不如全主动悬架，但在一定路况下为获得理想的减震效果其阻尼系数具有较强的自我调节能力。半主动悬架由无源可控阻尼元件组成，通过改变悬架阻尼来调节悬架的减振性能，不提供主动力，因而工作时耗能低。对于全主动悬架，将一力发生器安装在悬挂质量和非悬挂质量间，由微处理器的发出的控制令力发生器按相应的控制技术产生控制力，此处需要依靠外部动力，以保证在绝大部分路况和车况下能够达到汽车最优的操纵稳定性和行驶平顺性。
即使控制震动的性能不如全主动悬架，但半主动悬架为获得优质的驾乘体验其阻尼也可以在一定范围内进行调节达到减震，而且它的结构更简单，前景非常广泛，因此正日益受到重视。
表1.1 汽车悬架系统的性能比较
悬架名称 半主动悬架 全主动悬架 被动悬架
调节元件 可控减振器 液压系统 普通液压
作用原理 阻尼系数分级调节 车身与车桥作用力 阻尼系数不可调节
控制方式 手动调节
自动调节 电液控制自动调节 无
频率范围 0~10HZ 3~6HZ 无
改善横向动力特性 小 大 无
改善垂直动力特性 小 大 无