汽車懸架設(shè)計課件-資料下載頁
2025-01-20 04:28本頁面
【正文】 控制閥 1懸掛質(zhì)量 2加速度傳感器 3信號處理器 4控制單元 5進油 6出油 7非懸掛質(zhì)量 8路面輸入 ?系統(tǒng)主要由執(zhí)行元件、各種必要的傳感器、信號處理器和控制單元等組成。 ?控制單元根據(jù)檢測到的各種信號判斷汽車的當前狀態(tài)，并根據(jù)事先設(shè)定的控制策略決定執(zhí)行元件該輸出多大的力。 ?系統(tǒng)內(nèi)部靠力閉環(huán)控制保證執(zhí)行元件輸出的力滿足指令要求。 ?實際使用時，還必須包括更多的傳感器以檢測必要的系統(tǒng)狀態(tài)量，比如轉(zhuǎn)向時與汽車運動相關(guān)的橫向加速度、方向盤角速度，還有汽車車速、發(fā)動機油門開度、制動踏板位置以及汽車車身高度等系統(tǒng)狀態(tài)量。 系統(tǒng)工作原理及過程 主動懸架布置圖 1懸架位移傳感器 2后懸架執(zhí)行元件 3車門開關(guān)傳感器 4隔離閥 5前懸架執(zhí)行元件 6控制閥 7液壓泵 8油門位置傳感器 9車速傳感器 10控制踏板位置傳感器 11方向盤傳感器 12中央控制單元 性能指標評價標準 主動懸架的性能指標可以用多個系統(tǒng)輸出變量的均方根值的加權(quán)和來表征。 這些變量可以包括車身加速度、車輪與地面間的動載、車輪相對于車身的位移以及執(zhí)行元件的作用力等。 系統(tǒng)的控制變量也比傳統(tǒng)的被動懸架要多，并且參數(shù)的選擇范圍也更寬。 主動懸架特點 要求執(zhí)行元件所產(chǎn)生的力能夠很好地跟蹤任何力控制信號 因此，它為控制律的選擇提供了一個廣闊的設(shè)計空間，即如何確定控制律以使系統(tǒng)能夠讓車輛達到最佳的總體性能。 研究表明，主動懸架能夠在不同路面及行駛條件下顯著地提高車輛性能。 2） 慢主動懸架 慢主動懸架將執(zhí)行元件的頻響帶寬降低到只考慮車身的垂直、俯仰和側(cè)傾振動以及汽車的轉(zhuǎn)向反應，不考慮車輪剛度所對應的頻率，也即帶寬降至 3～ 4Hz。 它與前述的主動懸架在被測狀態(tài)量和控制實施等方面都有類似，唯一的差異就是執(zhí)行元件帶寬的降低。 一類為當其不起作用 (激勵頻率超過響應帶寬 )時可以像普通彈簧一樣工作，比如氣壓執(zhí)行元件，在這種情況下由于執(zhí)行元件可以支持車身的重量，所以系統(tǒng)中可以不加彈簧或并聯(lián)一個彈簧。 另一類為不起作用時變?yōu)閯傂泽w的執(zhí)行元件，如滑閥控制的液力作動器，在這種情況下系統(tǒng)中必須串聯(lián)彈性元件 在慢主動懸架中，可以選用兩類執(zhí)行元件 轎車用慢主動懸架原理圖 1懸掛質(zhì)量 2空氣彈簧 3阻力閥 4比例流量控制閥 5接油泵 6接油罐 7輪胎剛度 8非懸掛質(zhì)量 9執(zhí)行元件 慢主動懸架特點 ?由于慢主動懸架執(zhí)行元件僅需在一窄帶頻率范圍內(nèi)工作，降低了系統(tǒng)的成本及復雜程度。 ?比全主動懸架便宜得多。 ?它的主動控制仍然覆蓋了主要的車身振動，包含縱向、俯仰、側(cè)傾及轉(zhuǎn)向控制等要求的頻率范圍，改善了車身共振頻率附近的行駛性能，提高了對車身姿態(tài)的控制。 ?性能可達到與全主動懸架系統(tǒng)很接近的程度。 ?就實用性及商業(yè)競爭力而言，慢主動懸架有較好的應用前景。 ?半主動懸架不需要油泵、過濾器、儲油器、冷卻器及輸油管等附件，幾乎不消耗發(fā)動機功率，并且制造可控阻尼減振器不像制造電液伺服液力執(zhí)行元件那樣復雜，懸架系統(tǒng)的制造成本和運行成本可大大降低。 2 半主動式懸架 與主動懸架的比較 ?半主動懸架與主動懸架的區(qū)別在于用可控阻尼的減振器取代了執(zhí)行元件。 ?可控阻尼減振器所起的作用與主動懸架中執(zhí)行元件的作用類似，都是通過系統(tǒng)內(nèi)的力閉環(huán)控制實現(xiàn)控制單元提出的力要求。 ?所不同的是執(zhí)行元件要做功，而減振器則是通過調(diào)節(jié)阻尼力控制耗散掉的能量的多少，幾乎不消耗汽車發(fā)動機的能量。顯然，在半主動懸架中，必須并聯(lián)彈簧以支持懸掛質(zhì)量，一般情況下該彈簧剛度是不變的。 分類 半主動懸架包括 阻尼連續(xù)可調(diào)式 和 可切換阻尼式 兩類， 前者的阻尼系數(shù)在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)變化， 后者的阻尼系數(shù)只能在幾個離散的阻尼值之間進行切換。 各自特點 ?可切換阻尼系統(tǒng)與前面介紹的阻尼可調(diào)自適應懸架的區(qū)別在于阻尼值停留在特定設(shè)置的時間長短不同。阻尼可調(diào)自適應懸架在每一設(shè)置上停留的時間較長 (一般在 5s以上 ) ?而可切換阻尼式懸架的設(shè)置則可在每一車輛振動周期變化范圍內(nèi)在頻繁地改變 (切換速度為十幾毫秒 )。 常見的可切換阻尼式懸架一般設(shè)置 2至 3個檔位 ， 阻尼系數(shù)可在幾檔之間快速切換 ， 切換的時間通常為 10～ 20S。 控制方法通常采用 Karnopp等提出的算法 ， 即根據(jù)車身的相對速度和絕對速度來改變系統(tǒng)阻尼的設(shè)置 。 以兩擋切換系統(tǒng)為例 ， 如果二者符號相同 ， 阻尼為硬設(shè)置；否則為軟設(shè)置 。 可切換阻尼懸架的設(shè)計關(guān)鍵是發(fā)展先進的控制閥技術(shù)，保證切換時間能足夠短，以便使復雜的控制策略的應用成為可能。 但這也將導致阻尼器的制造成本升高，目前這種快速切換阻尼系統(tǒng)在實際應用中仍不多見。 可切換阻尼式懸架應用 連續(xù)可調(diào)減振器的兩種基本結(jié)構(gòu)形式 ?一種是通過調(diào)節(jié)減振器節(jié)流閥的面積而改變阻尼特性的孔徑調(diào)節(jié)式，其孔徑的改變一般可由電磁閥或其它類似的機電式驅(qū)動閥來實現(xiàn)； ?另一種是電流變或磁流變可調(diào)阻尼器，其工作原理是通過改變電場或磁場強度來改變流變體的阻尼特性。 ?兩種結(jié)構(gòu)中，前者技術(shù)較為成熟，后者屬于新興技術(shù)，隨著對這項技術(shù)的研究和突破，將會成為一種較有前途的半主動懸架 。 back
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