【正文】 是在 1934年由 Olley 提出的。 電子控制懸架系統(tǒng)按懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式分，可分為電控空氣懸架系統(tǒng)和電控液壓懸架系統(tǒng)兩種。 全套圖紙，加 153893706 懸架的功能 懸架是現(xiàn)代汽車的重要總成之一，一般由彈性元件、阻尼元件 以 及導(dǎo)向機構(gòu)等組成。它通常是 指：結(jié)構(gòu)上只包括彈簧和阻尼器 (減振器 )的系統(tǒng)。 所以 在這哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（論文） 3 種情況下智能懸架系統(tǒng)應(yīng)運而生了，即基于電子控制的智能懸架系統(tǒng) ——主動懸架，半主動懸架得了迅速發(fā)展并逐漸在轎車上應(yīng)用。主動懸架系統(tǒng)目前常見的實現(xiàn)形式有兩種，一種是當(dāng)前使用較多，通常稱作并聯(lián)式的主動懸架。半主動懸架旨在以接近被動懸架的造價和復(fù)雜程度來提供接近主動懸架的性能。對主動懸架的研究主要從兩個方面展開：一是各種可能模型的主動懸架及其特性的研究。引入主動控制技術(shù)后的懸架是一類復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，其研究進展和開發(fā)應(yīng)用與機械動力學(xué)、電磁力學(xué)、流體傳動與控制、測 控技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、材料科學(xué)等多個學(xué)科的發(fā)展緊密相關(guān)。對 彈簧剛度控制 ， 改變彈簧剛度，使懸架滿足運動或舒適的要 求。主動懸架系統(tǒng)能夠根據(jù)車身高度、車速、轉(zhuǎn)向角度及速率、制動等信號，由電子控制單哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（論文） 7 元 (ECU)控制懸架執(zhí)行機構(gòu)，使懸架系統(tǒng)的剛 度、 減振器阻尼力及車身高度等參數(shù)得以改變。 被動懸架即傳統(tǒng)式的懸架， 是由彈簧、減振器 、導(dǎo)向機 構(gòu)等組成，它的功能是減弱路面?zhèn)鹘o車身的沖擊力，衰減由沖擊力而引起的承載系統(tǒng)的振動。 剛性較大的螺旋彈簧以使車輪保持著與路面接觸的傾向，提高輪胎的抓地能力。缺點是裝置復(fù)雜，技術(shù)要求高，價錢高昂 。當(dāng)車輛在凸凹不平的道路上行駛時，可提高車身高度；當(dāng)車身高速行駛時，又可使車身高度降低，以減小風(fēng)阻并提高其操縱穩(wěn)定性。 所以對液壓 式 懸架進行設(shè)計。 電子控制液壓式主動懸架系統(tǒng)由動力源、壓力控制閥、液壓缸、傳感器、控制器（懸架控制 ECU）等組成 ，如 圖 所示為電子控制液壓式主動懸架簡化原理圖 [8]。 車高控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)通常由空氣或油氣彈簧組成，因而高度調(diào)節(jié)機構(gòu)一般分為空壓式與液壓式兩類。 汽車正常行駛時，車高傳感器沒隔 測定一次車高位置， ECU 經(jīng)過 20s采集數(shù)后取平均值。 由于車身高度控制系統(tǒng)的主要特點是車載變化不影響懸架工作行程，它對車輛性能改進的潛力是與車載變化成正比的。 根據(jù)以上情況及主動懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)，本文初選工作壓力 6LP MPa? 。 缸筒外徑的計算 1D 1 2DD??? (318) 40 2 4? ? ? 48mm? 式中 1D ——根據(jù)機械設(shè)計手冊有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取 50mm ； 液壓缸油口直徑的計算 d? 3dD????? (319) 40 10 6?? ? ? ? 10 m??? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（論文） 21 取 12d mm? ? 式中 d? ——液壓缸油口直徑 ()m ； D ——液壓缸內(nèi)徑 ()m ； ? ——液壓缸最大輸出速度 ( min)m ； ?? ——油口液流速度 ()ms ； 缸底厚度計算 h 43 [ ]yh D p ?? (320) 30. 44 3 40 10 1. 5 6 11 0?? ? ? ? ? 10 m??? 取 6h mm? 式中 h ——缸底厚度 ()m ； D ——液壓缸內(nèi)徑 ()m ； yp ——試驗壓力 ()MPa ； []? ——缸底材料的許用應(yīng)力 ()MPa ； 活塞桿直徑強度及穩(wěn)定性校驗 活塞桿直徑強度按下式校驗強度，即 4[]LFd ??? (321) 64 4 110 10?? ?? 10 m??? 式中 LF ——液壓缸負載 ()N ； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（論文） 22 []? ——缸底材料的許用應(yīng)力 ()MPa ； 當(dāng)安裝桿長度 l 與其直徑 d之比 ld≥10，并且桿件承受壓 載荷時，則需校驗穩(wěn)定性。 電動機的選擇 液壓系統(tǒng)采用 YBD50 型的葉片泵供油，驅(qū)動液壓泵的電動機功率為 P電 76 10HHPqP ?? ??電 (328) 6710 10 506 10 ??? ? 即選取型號 2Z 52 的電動機。 噴嘴擋板閥的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，運動部分慣量小，位移小，所以反應(yīng)快，精度和靈敏度高，對油液污染不太敏感。 在零位時，力矩馬達輸入差動電流 0i?? ，銜鐵在零位時，擋板在零位，兩個噴嘴控制腔間沒有壓差，閥芯在反饋桿的作用下?lián)茉诹阄弧７答仐U彎曲變形后作用于閥芯上的彈簧力與閥芯端面上的液壓力平衡。該伺服放大器的頻寬大于 1KHz， 可近似為比例環(huán)節(jié)，其增益可調(diào)，為 1～ 。它們分別向控制裝置 （ ECU） 提供車速、加速狀況、方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速、車身運動狀態(tài) 和汽車制動等信號， ECU 通過電磁控制節(jié)流閥改變阻尼力，以適應(yīng)行駛需要。 圖 阻尼調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)原理圖 扇形齒輪轉(zhuǎn)動時 ， 將同時帶動節(jié)流閥閥桿和閥芯轉(zhuǎn)動 ， 閥芯上的阻尼孔也轉(zhuǎn)過 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（論文） 31 60? ，此時，打開阻尼孔 的 13截面積 ，允許液壓缸油液流過節(jié)流閥的流動速度不快也不慢，因此液壓缸能以緩慢速度伸縮，使阻尼處于“中等” 狀態(tài)。在懸架的伸張行 程（車輪與車身相互遠離）中節(jié)流 閥應(yīng)產(chǎn)生較大阻尼力，以迅速衰減振動。 孔口根據(jù)長徑比可分為三種：當(dāng)孔口的長徑 比 ld≤ 時稱為薄壁孔 ； 當(dāng)孔口的長徑 比ld≤4 時稱為短孔； 當(dāng)孔口的長徑 比 ld≥4 時稱為細長空孔。 見 式 (324)可知： 所以節(jié)流通道長時溫度對流量的穩(wěn)定性影響大。 節(jié)流閥外形尺寸的選擇 外形尺寸根據(jù)機械設(shè)計手冊中 球閥 確定 ，如圖 所 示。介紹了 阻尼調(diào)節(jié)機構(gòu)的 工作原理 。液壓缸的壓力在設(shè)定范圍內(nèi)變化時，通過蓄能器的排氣及空氣壓縮機的補氣，使懸架的剛度減小，系統(tǒng)處于 “軟 ”狀態(tài)。排氣壓力高于 的習(xí)慣上稱為壓縮機。 特殊需要時，也可選用中壓 1MPa ～ 10MPa 、高壓 10MPa ～ 100MPa 甚至超高 100 MPa 以上的空氣壓縮機。當(dāng)系統(tǒng)的壓力高于蓄能器的壓力時，壓力油經(jīng)殼體底部的限位閥進入蓄能器，壓縮氣囊內(nèi)的氣體，蓄能器儲存能量；當(dāng)系統(tǒng)的壓力低于蓄能器的壓力時，氣囊膨脹將壓力油通過限位閥輸出，蓄能器釋放能量。 1 1 2 2n n nP V P V P V?? ? ? ? 常 數(shù) (54) 則有： 3P MPa? ? ， 1 6P MPa? 。 在液壓式主動懸架系統(tǒng)上應(yīng)用電液伺服閥控制液壓油的流向，可以較好的控制液壓缸的動作，從而獲得理想的車身高度控制效果。 在這里首先要感謝我的 指導(dǎo)老 師 朱寶全 老 師 ， 朱 老師 以他 深厚的理論和專業(yè)知識，給予了我們孜孜不倦的 指導(dǎo)。 由于時間與個人能力所限， 在設(shè)計中同時也遇到很多問題，尤其是節(jié)流閥的設(shè)計，因沒有查到結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算公式，只能參照類似閥體結(jié)構(gòu)繪制圖形。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（論文） 45 結(jié) 論 本設(shè)計通過了解和掌握汽車懸架的發(fā)展?fàn)顩r和水平，立足于我國汽車懸架發(fā)展的實際情 況，設(shè)計了一種以伺服閥控制的液壓缸為執(zhí)行元件的液壓式主動懸架系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進行了理論分析。 為了保證系統(tǒng)壓力 2P 時，蓄能器還能釋放壓力油，應(yīng)取充氣壓力 2PP?? ，對于皮囊式取 (? ? ～ )P 有利于提高其使用壽命。蓄能器的壓力小于 10MPa ， 所以選擇輸出壓力為中壓的空氣壓縮機 ( ～ 10 )MPa 。 空壓機的額定壓力應(yīng)略高于氣動系統(tǒng)的工作壓力。 1油箱； 2粗過濾器； 3精過濾器； 4冷卻器； 5溢流閥； 6單向閥； 7壓力繼電 器； 8伺服閥； 11蓄能器； 10液壓缸； 12排氣閥； 13單向閥； 14空氣干燥器； 15空氣壓縮機； 1 18電動機； 17壓力表； 19液壓泵 。 懸架剛度的自動調(diào)節(jié) 蓄能器與空氣壓縮機相連 ， 通過液壓缸的壓力信號，由 ECU 控制空氣壓縮機向蓄能器補氣及蓄能器的排氣，利用蓄能器中壓縮空氣的多少來進行剛度控制。 選擇二位三通電磁換向閥來實現(xiàn)液壓缸的供油與節(jié)流閥的卸油。以上堆積 、 吸附物增長到一定厚度時，會被液流沖刷掉，隨后又重新附在閥口上。 油溫變化對流量穩(wěn)定性的影響 當(dāng) 開口度不變時，若油溫升高，油液粘度會降低。 它定義為節(jié)流口前后壓差 ΔP 的變化與流量 Q 的波動值的比值。節(jié)流孔口的流量 壓差特性曲線如圖 所示。 阻尼力 越大，振動消除的越快，但也會使地面過大的沖擊載荷傳向車身，不利于乘坐舒適性的提高，同時，阻尼力過大還可能導(dǎo)致液壓缸連接零件及車身（車架）的損壞。直到扇形齒輪凹槽的一邊靠在擋塊上為止，即扇形齒輪順時針轉(zhuǎn)動 60? ，如圖 (a)所示。 阻尼調(diào)節(jié)機構(gòu)由 電控裝置、 動力源、 電液 伺服閥、 電磁換向閥、節(jié)流閥、油液作動器 （液壓缸） 等組成。 伺服放大器的選擇 伺服放 大器主要有兩個作用：其一是電壓 —— 電流轉(zhuǎn)換作用，即控制給電液伺服閥力矩馬達線圈的電流；其二 是 能保持力矩馬達電流在要求的安全值范圍內(nèi)。反饋彈簧桿將向逆時針方向彎曲變形。 根據(jù)系統(tǒng)要求本文選擇了力反饋式噴嘴擋板閥，其結(jié)構(gòu)原理如圖 所示。 滑閥 式伺服閥放大倍數(shù)高，在多級伺服閥中常做功率放大級。 葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、運動平穩(wěn)、噪聲小、輸油均勻以及壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于中、低壓液壓系統(tǒng)中，其工作壓力為 6～ 21MPa 。 液壓缸無桿腔面積 1A 21 4AD?? (33) ? ? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（論文） 17 10 m?? ? 液壓缸無桿腔面積 2A 222 ()4A D d??? (34) 223 .1 4 ( 0 .0 4 0 .0 2 2 )4??? 10 m?? ? 導(dǎo)向長度 H 20 2SDH ?? (35) 200 4020 2?? 30mm? 活塞寬度 B (? ～ )D (36) 36mm? 導(dǎo)向套滑動面長度 A (? ～ )D (37) 60mm? 已知： 400M Kg? ； 200S mm? ； 40D mm? ； 22d mm? ； ? ； 21 cm? ；22 .A cm? ； 21 ? ??； 721 .4 1 0E Kg cm s? ? 。在條件允許時，通常還是選用較低的供油壓力。當(dāng)汽車行駛于起伏不平度較大的路面時，主動升高車身，避免車身于地面或懸架的磕碰。如果乘客增加而使車身高度降低時，車身高度傳感器給出的信號將與 ECU 存儲的車高量不符， ECU 就會發(fā)出指令，伺服閥通電打開，給液壓缸支撐腔供油，直到車高達到規(guī)定的高度為止。 確定了 液壓系統(tǒng)方案， 并 設(shè)計了液壓 伺服 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，并介紹了液壓 式 主動懸架的工作原理 。 圖 液壓伺服控制系統(tǒng)原理圖 電控液壓式主動懸架的工作原理 電子控制懸架系統(tǒng)按懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式分，可分為電控空氣懸架系統(tǒng)和電控液壓懸架系統(tǒng)兩種。 液壓 系統(tǒng)方案確定 根據(jù)電控 空氣懸架系統(tǒng)和電控液壓懸架系統(tǒng) 的比較， 兩者的共同性則是能為高速行駛的車輛提供足夠的穩(wěn)定性，當(dāng)車輛在不平路面行駛時，又能提高車身增加通過能力。目前乘用車上采用的電 液 控制懸架系統(tǒng)基本上具有三個功能：一是具有車高調(diào)節(jié)功能。制動時車身前俯小，啟動和急加速可減少后仰。被動懸架的優(yōu)點是成本低、有較高的可靠性。其原理是測量系統(tǒng)