悬架是车辆最主要的构成元素之一,它是车辆车体与轮胎间所有传力装置的总和,基本元件包括阻尼器和弹簧等,用于缓冲并吸收来自车轮的振动,并传导路面的驱动力和制动力。悬架的性能好坏在相当一方面决定了汽车的稳定性和乘员的舒适性,开发性能更好的悬架将使车辆的竞争力大大提升。文献综述
1。2 汽车悬架概述
汽车悬架系统根据控制形式的差异,主要划分成被动悬架(Passive Suspension)及主动悬架(Active Suspension),其中主动悬架根据是否含有动力源又细分成半主动悬架(Semi-active Suspension)和主动悬架[2]。
1。2。1 被动悬架
传统汽车主要采用的就是被动悬架,它是一种由简单的参数固定的弹簧和阻尼器组成的机械结构。由于结构固定,弹簧的刚度和阻尼系统的阻尼都不可调节,在面对复杂的路面环境时不能表现出很好的减振性能。
在机械构造上,悬架主要分成非独立悬架和独立悬架这两个种类。非独立悬架是指两边的车轮装配在一体化的车桥上,两边的车轮具有联动性,一边的轮胎遇到大的扰动,将会将这种扰动传递到另一边。非独立悬架车桥下质量即非簧载质量较大,车辆速度较大时振动较大,舒适性比较差,主要应用于大型客车和货车。独立悬架是指两边车轮各自与车身进行机械连接,它节约车桥下的空间,有利于前轮有较大的跳跃范围,且由于两侧车轮并不直接关联,当一侧车轮受扰扰动时,不会直接影响到另一侧车轮。独立悬架的非簧载质量较小,即使速度较大时轮胎对地面的附着性也较好。因为构造特点,独立悬架大量被轿车及小型客车等采用。
工程师按照导向机构的差异,把独立悬架划分成双横臂式、滑柱摆臂式(麦弗逊式)、多连杆式等多种形式。麦弗逊式悬架是机械构造最为简便的一种悬架,因其造价较低,简单轻便,因而被采用地最为广泛,被应用于很大一部分中小型车中。然而麦弗逊式悬架的刚度较弱,稳定性相对较差,转弯时的侧倾比较明显。双横臂悬架主要应用于大中型车辆,它通过上下两个摇臂吸收横向力,能够自动改变外倾角和轮距来适应路面,轮胎对地面的附着性好,但是由于上摇臂的存在,因而需要占用较大的空间。顾名思义,多连杆悬架有多根连杆配置,当轮胎上下运动时,收到连杆连接轴的约束,轮胎的前束角变化,可以带来更好的转弯性能。与双横臂悬架相同,它也要用到较大的垂直空间,且设计和造价都很高,一般用于中高级车辆的后桥。
经过多年的发展和改良,被动悬架的机械结构渐趋固定,性能也很难再提高。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-
1。2。2 主动悬架
主动悬架最早是在上世纪50年代,由美国工程师Erspiel-Labrosse提出的。主动悬架是在传统悬架弹簧和减振器的主体结构上加入了一个可控的执行机构,如直接力发生器或转矩发生器(液压系统、电机、电磁阀等),如图1。3中,1为控制器,2为执行机构。当车辆因路面不平而发生振动或者因车辆转弯造成车身倾斜时,控制系统将发出信号使执行机构动作,依照汽车的运动状况和载荷等自适应的调节悬架系统的刚度和阻尼,保证悬架系统一直处在适应当前车况的最佳减振模式[3]。相比于被动悬架,主动悬架还加入了能源、监测和控制系统。
按照动力源划分,主动悬架被划分成全主动、慢主动和馈能型悬架等几种类型。全主动悬架又叫做宽带主动悬架,它可以在车身振动的全频带范围内,按照车身振动和路面输入情况,自动调整悬架部分的刚度和阻尼系数,改善操纵性和稳定性。全主动悬架的性能最好,适应性最广,但它的耗能最大,成本最高,这限制了它在车辆中的应用;慢主动悬架的执行机构只在一个限定的窄带频率范围内作用,因而比全主动悬架简单,相对的它的成本也要低很多,而性能也跟与全主动悬架比较接近;馈能型悬架具备能量回收环节,它可以在保证减振性能的基础上,把车辆振动中被阻尼器消耗的能量部分转变成可供汽车其它耗能部位利用的能量,相对降低了汽车的能耗,符合当下汽车节能减排的时代要求,但设计和制造成本都较高