【文章內容簡介】 等引進車型上的空氣懸架系統(tǒng)就屬于這一類。這一類在中國車用空氣懸架系統(tǒng)市場上占有主導地位。 　　第二類：是直接從國外引進的車用空氣懸架系統(tǒng)。這一類車用空氣懸架系統(tǒng)供貨周期一般在三個月以上，難以適應中國人在一個月以內供貨的習慣，而且運輸成本高。其最大的弊病是在中國不服水土，因為進口空氣懸架系統(tǒng)是國外企業(yè)按照國外的路況、車況和運輸特點設計的，和中國的路況、車況和運輸特點不相匹配。中國有的企業(yè)在自己生產(chǎn)的汽車上用了進口空氣懸架系統(tǒng)，卻陷入了非常尷尬的境地。 　　　第三類：是有的企業(yè)以引進消化吸收國外先進的車用空氣懸架系統(tǒng)技術為基礎，兼顧中國汽車狀況、道路情況和運輸特點，堅持先進性和可靠性相結合的原則，依據(jù)用戶的具體車型進行二次開發(fā)和個性化設計，確保結構匹配的合理性和科學性，量體裁衣，改善底盤的整體性能。 　　空氣懸架系統(tǒng)包括空氣彈簧、減振器、導向機構和車身高度控制系統(tǒng)。 　　空氣懸架系統(tǒng)一般采用囊式空氣彈簧。 　　減振器主要用來衰減車身的振動。 　　導向機構由縱向推力桿和橫向推力桿等組成，用來傳遞車身和車橋之間的縱向力、側向力及驅動、制動時產(chǎn)生的力矩。 　　車身高度控制系統(tǒng)分為機械式控制系統(tǒng)和電控控制系統(tǒng)。 空氣懸架系統(tǒng)的原理　　利用空氣彈簧內密閉氣體受壓縮后的剛性遞增性，也就是隨著空氣彈簧不斷被壓縮，其剛度逐漸增加，同時，其內部氣體隨空氣彈簧被壓縮或拉長而壓入或排出，導致空氣懸架系統(tǒng)具有接近理想的動態(tài)彈性特性。 空氣懸架系統(tǒng)的主要特點　　當客車乘員的數(shù)量和貨車的載重量變化及汽車處在各種運動狀態(tài)時，可實現(xiàn)車身高度的自動調節(jié)。 　　空氣彈簧具有相對恒定的低自然振動頻率，可以提高汽車行駛的平順性。 　　改善路面不平度激勵向車身的傳遞，減少不良振動造成汽車零部件的早期損壞。 　　對道路的磨損量可以減少50%，道路粗糙狀態(tài)可以改善15%。 　　通過空氣彈簧內氣體的連通原理，可以方便地實現(xiàn)多橋軸荷和制動力的平衡。 　　當汽車發(fā)生偏載時，汽車仍可以保持水平。 　　延長汽車及其零部件的使用壽命，減少維修停工時間，提高汽車的營運效率。 奧迪A6懸架系統(tǒng)原理奧迪A6氣動原理圖如下圖，圖32：圖32 氣動原理圖第四章 奧迪A6L懸架系統(tǒng)檢修奧迪A6空氣懸架系統(tǒng)布局，如圖41所示：圖41 奧迪A6空氣懸架系統(tǒng)布局圖四級空氣懸架系統(tǒng)設計成所謂的蓄壓系統(tǒng)。蓄壓系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可用性，降低了噪音，保護了供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是：共有四個水平高度等級，最小離地間隙在這四個水平高度等級中可變化66mm，如圖42所示?？墒謩踊蜃詣觼碚{節(jié)。圖42 最小離地距離 顯示檢修圖43 顯示盤顯示區(qū)上有四個重疊安裝的ＬＥＤ，它們是常亮的用于表示當前的底盤高度狀態(tài)。只有底盤高度切換所觸發(fā)（不管是手動的還是自動的）的調節(jié)過程才會由一個或多個ＬＥＤ的閃爍來表示。一旦達到了所需要的高度，閃爍就變成常亮了。升高按鍵和降低按鍵內的ＬＥＤ表示操縱的方向，如果ＬＥＤ閃爍，就表示拒絕進行底盤高度調節(jié)（例如因車速過高）。如果實際高度值與規(guī)定高度值偏離較大，那么ＬＥＤ就會閃爍以提醒司機（按相應的高度切換）。 系統(tǒng)部件在裝配和運輸減振支柱總成時，不可抓住活塞，因為在無壓力狀態(tài)時，活塞很容易被推回去。在無壓力狀態(tài)不要移動空氣彈簧，因為在這種情況下管狀氣囊無法在活塞上展開，因而會造成其損壞。如果車上的空氣彈簧已經(jīng)沒有壓力了，那么在舉升和降下車輛前（如使用舉升平臺或舉升器），必須使用診斷儀器來給相應的奇偶那個氣彈簧充氣。圖44 工作示意圖參考文獻[1]吉林工業(yè)大學汽車教研室編．汽車設計．北京：機械工業(yè)出版社，[2] 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2 Heat exchanger control loop首先要做的是測量過程流體的出口溫度，這一任務由傳感器(熱電偶、熱電阻等)完成。將傳感器連接到變送器上，由變送器將傳感器的輸出信號轉換為足夠大的信號傳送給控制器。控制器接收與溫度相關的信號并與期望值比較。根據(jù)比較的結果，控制器確定保持溫度為期望值的控制作用?；谶@一結果，控制器再發(fā)一信號給執(zhí)行機構來控制蒸汽流量。　　下面介紹控制系統(tǒng)中的4種基本元件，分別是：　　(1)傳感器，也稱為一次元件?！　?2)變送器，也稱二次元件。　　(3)調節(jié)器，控制系統(tǒng)的“大腦”。　　(4)執(zhí)行機構，通常是一個控制閥，但并不全是。其他常用的執(zhí)行機構有變速泵、傳送裝置和電動機。　　這些元件的重要性在于它們執(zhí)行每個控制系統(tǒng)中都必不可少的3個基本操作，即：(1)測量：被控量的測量通常由傳感器和變送器共同完成。(2)決策：根據(jù)測量結果，為了維持輸出為期望值，控制器必須決定如何操作。 (3)操作: 根據(jù)控器的處理,系統(tǒng)必須執(zhí)行某種操作,這通常由執(zhí)行機構來完成.　　如上所述,每個控制系統(tǒng)都有M,D和A這3種操作.　　有些系統(tǒng)的決策任務簡單,也就是說,系統(tǒng)是不可控的,還會帶來許多危害.　　PID控制器可以是獨立控制器（也可以叫做單回路控制器），可編程控制器（PLCs）中的控制器，嵌入式控制器或者是用Vb或C編寫的計算機程序軟件?！　ID控制器是過程控制器，它具有如下特征：　　連續(xù)過程控制；　　模擬輸入（也被稱為“測量量”或“過程變量”或“PV”）；　　模擬輸出（簡稱為“輸出”）；　　基準點（SP）；　　比例、積分以及/或者微分常數(shù)； “連續(xù)過程控制”的例子有溫度、壓力、流量及水位控制。例如：控制一個容器的熱量。對于簡單的控制，你使用兩個具有溫度限定功能的傳感器(一個限定低溫，一個限定高溫)。當?shù)蜏叵薅▊鞲衅鹘油〞r就會打開加熱器，當溫度升高到高溫限定傳感器時就會關 加熱器。這類似于大多數(shù)家庭使用的空調及供暖系統(tǒng)的溫度自動調節(jié)器。 反過來，PID控制器能夠接受像實際溫度這樣的輸入，控制閥門，這個閥門能夠控制 進入加熱器的氣體流量。PID控制器自動地找到加熱器中氣體的合適流量，這樣就保持了溫度在基準點穩(wěn)定。溫度穩(wěn)定了，就不會在高低兩點間上下跳動了。如果基準點降低，PID控制器就會自動降低加熱器中氣體的流量。如果基準點升高，PID控制器就會自動的增加加熱器中氣體的流量。同樣地，對于高溫，晴朗的天氣(當外界溫度高于加熱器時)及陰冷，多云的天氣，PID控制器都會自動調節(jié)。 模擬輸入(測量量)也叫做“過程變量”或“PV39?！?。你希望PV能夠達到你所控制過程參數(shù)的高精確度。例如，如果我們想要保持溫度為+1度或—1度，我們至少要為此努力，使其精度保持在0．1度。如果是一個12位的模擬輸入，傳感器的溫度范圍是從0度到400度，我們計算的理論精確度就是4096除400度=0．097656度。我們之所以說這是理論上因為我們假定溫度傳感器，電線及模擬轉換器上沒有噪音和誤差。還有其他的假定。例如，線性等等。即使是有大量的噪音和其他問題，按理論精確度的1／10計算，1度精確度的數(shù)值應該很容易得到的。 模擬輸出經(jīng)常被簡稱為“輸出”。經(jīng)常在0％到100％之間給出。在這個熱量的例子中閥門完全關閉(0％)，完全打開(100％)。 基準點(SP)很簡單，即你想要什么樣的過程量。在這個例子中一你想要過程處于怎樣的溫度。 PID控制器的任務是維持輸出在一個程度上，這樣在過程變量(PV)和基準點(SP)上就沒有偏差(誤差)。在圖3中，閥門用來控制進入加熱器的氣體，冷卻器的制冷，水管的壓力，水管的流量，容器的水位或其他的過程控制系統(tǒng)。 PID控制器所觀察的是PV和SP之間的偏差(或誤差)。它觀察絕對偏差和偏差變換率。絕對偏差就是一39。PV和SP之間偏差大還是小。偏差變換率就是——PV和SP之間的偏差隨著時間的變化是越來越小還是越來越大。 如果存在過程擾動，即過程變量或基準點變化時一PID控制器就要迅速改變輸出，這樣過程變量就返回到基準點。如果你有一個PID控制的可進入的冷凍裝置，某個人打開門進入，溫度(過程變量)將會迅速升高。因此，PID控制器不得不提高冷度(輸出)來補償這個溫度的升高。 一旦過程變量等同于基準點，一個好的PID控制器就不會改變輸出。你所要的輸出就會穩(wěn)定(不改變)。如果閥門(發(fā)動機或其他控制元件)不斷改變，而不是維持恒量，這將造成控制元件更多的磨損。 這樣就有了兩個矛盾的目標。當有“過程擾動”時能夠快速反應(快速改變輸出)。當PV接近基準點時就緩慢反應(平穩(wěn)輸出)。 我們注意到輸出量經(jīng)常超過穩(wěn)定狀態(tài)輸出使過程變量回到基準點。比如，一個制冷器通常打開它的制冷閥門的34％，就可以維持在零度(在制冷器關閉和溫度降低后)。如果某人打開制冷器，走進去，四處走，找東西，然后再走出來，再關上制冷器的門 PID控制器會非?；钴S，因為溫度可能將上升20度。這樣制冷閥門就可能打開50％，75％甚至100％——目的是趕快降低制冷器的溫度——然后慢慢關閉制冷閥門到它的34％。 讓我們思考一下如何設計一個PID控制器。 我們主要集中在過程變量(PV)和基準點(SP)之間的偏差(誤差)上。有三種定義誤差的方式。絕對偏差 他說明的是PV和SP之間的偏差有多大。如果PV和SP之間偏差小——那我們就在輸出時作一個小的改變。如果PV和SP之間偏差大——那我們就在輸出時作一個大的改變。絕對偏差就是PID控制器的比例環(huán)節(jié)。累積誤差 給我們點兒時間，我們將會明白為什么僅僅簡單地觀察絕對偏差(比例環(huán)節(jié))是一個問題。累積誤差是很重要的，我們把它稱為是PID控制器的積分環(huán)節(jié)。每次我們運行PID算法時，我們總會把最近的誤差添加到誤差總和中。換句話說，累積誤差二誤差1+誤差2+誤差3+誤差4+…。滯后時間 滯后時間指的是PV引起的變化由發(fā)現(xiàn)到改變之間的延時。典型的例子就是調整你的烤爐在合適的溫度。當你剛剛加熱的時候，烤爐熱起來需要一定時間。這就是滯后時間。如果你設置一個初始溫度，等待烤爐達到這個初始溫度，然后你認為你設定了錯誤的溫度，烤爐達到這個新的溫度基準點還需要一段時間。這也就被認為是PID控制器的微分環(huán)節(jié)。這就抑制了某些將來的變化因為輸出值已經(jīng)發(fā)生了改變，但并不是受過程變量的影響。絕對偏差／比例環(huán)節(jié) 有關設計自動過程控制器，人們最初想法之一是設計比例環(huán)節(jié)。意思就是，如果PV和SP之間的偏差很小——那么我們就在輸出處作一個小的修改；如果PV和SP之間的偏差很大那么我們就在輸出處作一個大的修改。當然這個想法是有意義的。 我們在MicrosoftExcel僅對比例控制器進行仿真。圖4是顯示首次仿真結果的表格。(滯后時間二0，只含比例環(huán)節(jié))比例、積分控制器 PID控制器中的積分環(huán)節(jié)是用來負責純比例控制器中的補償問題的。我們有另外一個Excel的擴展表格，表格上仿真的是一個具有比例積分功能的PID控制器。這里(Pig．5)是比例積分控制器最初的仿真表格(滯后時間＝0，比例常數(shù)二0．4)。眾所周知，比例積分控制器要比僅有比例功能的比例控制器好得多，但是等于0的滯后時間并不常見。 Fig .4 The simulation chart微分控制微分控制器考慮的是：如果你改變輸出，那么要在輸入(PV)處反映這個改變就需要些時間。比如，讓我們拿烤爐的加熱為例。 simulation chart　　如果我們增大氣體的流量，那么從產(chǎn)生熱量，熱量分布烤爐的四周，到溫度傳感器檢測升高的溫度都將需要時間。PID控制器中微分環(huán)節(jié)具有抑制功能，因為有些溫度增量會在以后不需要的情況下產(chǎn)生了。正確地設置微分系數(shù)有利于你對比例系數(shù)和積分系數(shù)的確定。