液压式变离地间隙悬挂装置的设计提纲

液压式变离地间隙悬挂装置的设计提纲
1、背景知识
对于一款好车而言，舒适性和操控性一直是衡量汽车性能的两大核心标准，但在汽车最初百多年的发展历程当中，两者在众多汽车设计者看来一直是一对水火不容的冤家，很难彼此兼顾。

对此，众多汽车设计师们力图研究出各种技术来解决这一问题。

但殊途同归，为了解决这一难题大家不约而同地想到了可变底盘悬架系统，通过各种手段控制底盘的高度和软硬来达到舒适与运动的统一和谐。

如今的汽车可变底盘系统按控制类型可以分为三大类，液压调控悬架系统、空气悬架系统和电控磁性液体悬架系统。

悬架系统对汽车性能的影响很大，而且对乘客的乘坐舒适性也有密切关系，所以如果能改变传统的悬架系统设计，改善悬架装置那么不仅仅对汽车制造企业是一件好事，而且对汽车购买使用者也是一件好事。

2、课题分析
（1）课题研究的可行性分析
虽然此课题研究的人比较少，比较新，但可行性很大，因为毕竟悬架系统的相关研究开发设计已经很多，有了比较雄厚的理论经验基础，所以从新的角度研究，也有很多的理论参考，可行性很高。

（2）课题界定及支撑性理论
悬挂装置，用于具有带枢轴连接机构的大梁的车辆，该悬挂装置包括：一铰接于大梁的枢轴连接机构的平衡梁，该平衡梁有相对的第一端部和第二端部；一铰接于平衡梁第一端部以便绕第一端部枢轴转动的第一轮轴组件；一可转动地安装到第一轮轴组件上以便绕第一轮轴转动的第一车轮；一铰接于平衡梁的第二端部以便绕第二端部枢轴转动的第二轮轴组件；一可转动地安装在第二轮轴组件上以便绕第二轮轴转动的第二车轮；所述第一端部枢轴位于第一轮轴上方的第一高度上，所述第二端部枢轴位于第二轮轴上方的第二高度上，因而形成一高的离地间隙。

具有摆动梁的悬挂装置，摆动梁高于轮轴并在所述轮轴的上方在梁的中部铰接于汽车大梁。

摆动梁的两端与相应的轮轴组件在相应轮轴的上方铰接。

因此，整个摆动梁的设置位置使离地间隙显著高于现有技术。

扭矩杆可安装在大梁和在轮轴组件上的，低于轮轴的固定点之间。

3、主体部分
（1）、传统悬挂系统优缺点
①空气悬挂技术(Airmatic)
与传统钢制汽车悬挂系统相比较，空气悬挂具有很多优势，最重要的一点
就是弹簧的弹性系数也就是弹簧的软硬能根据需要自动调节。

例如，高速行驶时悬挂可以变硬，以提高车身稳定性，长时间低速行驶时，控制单元会认为正在经过颠簸路面，以悬挂变软来提高减震舒适性。

另外，车轮受到地面冲击产生的加速度也是空气弹簧自动调节时考虑的参数之一。

例如高速过弯时，外侧车轮的空气弹簧和减震器就会自动变硬，以减小车身的侧倾，在紧急制动时电子模块也会对前轮的弹簧和减震器硬度进行加强以减小车身的惯性前倾。

因此，装有空气弹簧的车型比其它汽车拥有更高的操控极限和舒适度。

②主动液压悬挂系统(Active Body Control)
内置式电子液压集成模块是系统的枢纽部分，可根据车速、减振器伸缩频率和伸缩程度的数据信息，在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作。

通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降，也就是根据车速和路况自动调整离地间隙，从而提高汽车的平顺性和操纵稳定性。

③电磁悬挂(Magnetic Ride Control)
利用电磁反应的一种新型独立悬挂系统，它可以针对路面情况，在1毫秒时间内作出反应，抑制振动，保持车身稳定，特别是在车速很高又突遇障碍时更能显出它的优势。

它的反应速度比传统的悬挂快5倍，即使是在最颠簸的路面，也能保证车辆平稳行驶。

电磁悬挂系统是由车载控制系统、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减振器组成。

在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器，传感器与车载控制系统相连，控制系统与电磁液压杆和直筒减振器相连。

（2）、悬挂系统装置的组成
①中央弹簧悬挂装置
中央弹簧悬挂装置是车体与转向架的连接装置，因此又叫车体支撑装置。

通常由弹簧装置(一般用空气弹簧)、抗侧滚装置、蛇形减振器、横向减振器和牵引装置等组成，其作用是：保证车辆的重量、纵向力(牵引力及制动力)、横向力的正常传递；保证轴重的均匀分配和车体在转向架上的安定；容许转向架进出曲线时相对于车体进行回转运动。

因此，它既是承载装置，又是活动关节。

这种连接装置的性能好坏，直接影响车辆的动力学性能，特别是横向动力学性能。

此外，它还影响车辆的黏着重量利用率。

②横动装置
随着速度的提高，车辆在垂向和水平方向的振动加剧，对线路的垂向及横向动作用力也相应增大。

为改善高速运行时的横向稳定性，应在车体与转向架之间设置横向弹性装置，或称为横动装置。

它的作用犹如在铅垂方向设置弹簧装置
一样，在横向分隔了转向架与车体的质量，使车体不直接参与转向架的蛇形，从而减小车体的水平惯性力和车轮对钢轨的横向打击力。

此外，它也降低曲线通过时的动侧压力。

③橡胶元件
作用：在轴箱悬挂装置中采用各种橡胶弹簧可减小振动和噪声。

采用橡胶弹簧和橡胶元件的优点：减振和隔音性能好；弹性模量比金属小得多，可得到较大的弹性变形，容易实现预想的良好非线性；可降低自重(大约为钢的1/6)；可避免金属磨耗，便于制造和维修，无需润滑，成本低。

④抗侧滚扭杆装置
（3）、液压组成
①动力元件
动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。

液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

②执行元件
执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

③控制元件
控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。

根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。

压力控制阀又分为溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。

根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

④辅助元件
辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位计、油温计等。

（3）、液压控制优缺点
（4）、液压式变离地间隙悬挂装置研究设计分析
4、参考文献。