第七章汽车现代悬架技术
汽车悬架如何工作
汽车悬架如何工作汽车悬架是汽车重要的组成部分之一，它的主要功能是支撑和连接车身与车轮。
悬架系统在汽车行驶中起到了减震、稳定、保持车身平稳和提高驾乘舒适性的作用。
下面将详细介绍汽车悬架的工作原理。
首先，汽车悬架系统主要由减震器、弹簧、悬臂、悬挂杆、防护杆、撞减杆等组成。
其中，减震器起到了减震和抑制车身较大振动的作用，弹簧则起到了支撑和弹性缓冲作用，而悬臂、悬挂杆、防护杆、撞减杆等则起到了连接车身与车轮的作用。
其次，汽车悬架系统的工作原理可以分为两个方面：一是车轮运动的控制，二是减震功能的实现。
车轮运动的控制主要通过悬挂杆和悬臂来实现。
当汽车行驶时，车轮会受到地面的不平衡力的作用，导致车身产生较大的颠簸。
这时，悬挂杆会起到连接车身和车轮的作用，通过弹簧的支撑和悬臂的运动，使车轮能够相对于车身进行运动，从而减少车身的摆动，并保持良好的行驶稳定性。
悬挂杆的设计和悬臂的长度、弹性系数等都会对车轮运动的控制起到重要的影响。
减震功能的实现主要依靠减震器。
减震器通过其中的油封、活塞和阻尼液压装置等，在车轮受到颠簸时能够消耗一部分能量，减少车身振动，从而提高驾乘的舒适性。
减震器中的阻尼装置具有阻尼力的特性，能够根据车轮的运动变化实时调整阻尼力，使车身始终保持平稳的状态。
同时，减震器还能够对车轮在过减速带、颠簸路面等情况下产生的冲击力起到一定的缓冲作用，保护车身和乘客。
除了以上核心部件，汽车悬架系统还会配备其他辅助装置，如防护杆和撞减杆。
防护杆主要用于防护悬架系统，在遇到碰撞时能够起到保护车身和悬架的作用。
撞减杆则能够在碰撞时通过变形消耗部分碰撞能量，减少对车身和乘客的冲击力。
总体来说，汽车悬架系统通过弹簧支撑和悬臂的运动，使车轮能够相对于车身进行运动，从而减少车身的颠簸。
减震器则通过阻尼装置和阻尼液压装置，消耗部分能量，减少车身振动，提高驾乘舒适性。
悬架系统中配备的防护杆和撞减杆能够在遭受碰撞时起到保护车身和乘客的作用。
现代汽车新技术概论(第3版)第7章汽车现代悬架技术
典型的双横臂式独立悬架结构图
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纵臂式：
单纵臂式 富康、桑塔纳、捷达 、雷诺5型等轿车的后悬挂；纵 臂式独立悬架是指车轮在汽车纵 向平面内摆动的悬架结构，又分 为单纵臂式和双纵臂式两种形式 。单纵臂式悬架当车轮上下跳动 时会使主销后倾角产生较大的变 化，因此单纵臂式悬架不用在转 向轮上。双纵臂式悬架的两个摆 臂一般做成等长的，形成一个平 行四杆结构，这样，当车轮上下 跳动时主销的后倾角保持不变。 双纵臂式悬架多应用在转向轮上 。
第7章 汽车现代悬架技术
7．1电控悬架技术概述
电控悬架系统主要有半主动悬架和主动悬架 半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振器 阻尼系数之一可以根据需要进行调节。可以根据路面 的激励和车身的响应对悬架的阻尼系数进行自适应调 整。 全主动悬架简称主动悬架，它能自动调整悬架刚 度和阻尼(包括整体调整和单轮调整)，此外，主动悬 架还可根据车速的变化控制车身的高度。 另外，根据悬架结构图
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麦弗逊式（滑柱摆臂式）：
捷达、桑塔纳、高尔夫、奥 迪100、红旗7220等的前悬挂 。这种悬架目前在轿车中采 用很多。麦弗逊式悬架将减 振器作为引导车轮跳动的滑 柱，螺旋弹簧与其装于一体 。这种悬架将双横臂上臂去 掉并以橡胶做支承，允许滑 柱上端作少许角位移。内侧 空间大，有利于发动机布置 ，并降低车子的重心。车轮 上下运动时，主销轴线的角 度会有变化，
电控悬架中的几种传感器：
1）车身高度传感器
车身高度传感器的作用是把车身与车桥之间的相对位 置变化量转化为电信号送给悬架ECU，然后通过有关执 行元件，随时对车身高度进行调节，以维持车身高度 基本不随载荷的变化而变化；还可以在汽车起步、转 向、制动以及前、后、左、右车轮载荷相应发生变化 时，随时调整有关车轮悬架的刚度，以提高汽车抗俯 仰、抗侧倾的能力，从而保证良好的操纵稳定性；也 可以在汽车各轮载荷不同时，分别对各轮悬架的高度 进行调节，以维持车身姿式基本不变。高度传感器的 数量与车上装备的电控悬架系统的类型有关。图7.8是 车高传感器的结构图。高度传感器的一端与车架连接 ，另一端装在悬架系统上。
浅析汽车悬架技术发展
浅析汽车悬架技术发展汽车悬架技术是汽车工程领域中非常重要的一部分，它直接影响着汽车的操控性、舒适性和安全性。
随着科技的不断进步，汽车悬架技术也在不断发展和改进。
本文将就汽车悬架技术的发展历程进行浅析，以及对未来的发展趋势进行展望。
一、传统悬架技术最早的汽车悬架是由弹簧和减震器组成的简单悬架系统。
弹簧负责支撑车身，减震器则用来减少车身在行驶过程中的颠簸和震动。
这种传统的悬架技术在汽车早期得到了广泛应用，其结构简单、成本低廉，但对于悬架系统的操控性、舒适性和安全性要求的不断提高，传统悬架技术逐渐显露出了一些不足之处。
二、多连杆悬架技术为了提高汽车的操控性能和行驶稳定性，多连杆悬架技术应运而生。
多连杆悬架通过增加悬架的连接点，可以更精准地控制车轮的运动轨迹，提高了车辆的操控性和行驶稳定性。
多连杆悬架还可以有效减少车辆在驶过颠簸路面时的震动，提高乘坐舒适性。
空气悬架技术是一种利用气压调节车身高度和硬度的悬架技术。
通过操控气压，可以使车身在不同路况下保持相对恒定的高度和硬度，从而提高了车辆通过性和悬架自适应能力。
空气悬架技术在豪华车型和越野车型上得到了广泛应用，极大地提高了车辆的通过性和乘坐舒适性。
随着电子科技的不断进步，电子悬架技术得到了快速发展。
电子悬架技术通过操控电磁阀、电磁线圈等电子元件，可以实现对悬架系统的精确控制，使车辆在不同的行驶状态下能够自适应调整悬架的硬度和高度，从而提高了车辆的操控性、舒适性和安全性。
电子悬架技术在高端车型中得到了广泛应用，成为了提高汽车操控性能的重要手段。
五、未来的发展趋势随着汽车工业的快速发展，汽车悬架技术也在不断创新和改进。
未来，汽车悬架技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：1.智能化：随着人工智能技术的发展，智能悬架技术将成为未来的发展趋势。
未来的汽车悬架系统将具备自学习、自适应和自优化的能力，根据车辆的行驶状态和路况实时调整悬架系统，提高车辆的操控性能和行驶安全性。
模块七现代汽车悬架控制技术
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2020/11/20
模块七现代汽车悬架控制技术
•现代汽车悬架控制技术
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复习提问
• 1、驱动防滑系统的基本组成，工作原理 • 2、什么是电控驱动防滑系统以及作用
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导入新课
• 悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮 ）之间一切连接装置的总称。
压缩空气经过
排气阀和空气
干燥器被排向
大气，空气弹
簧缩短，车身
高度随之降低。
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模块七现代汽车悬架控制技术
• 在汽车行驶时，为了最大限度地降低车身振 动对判断车身高度带来的影响，读数时间间 隔会适当延长。
• 若在该段时间内所测得车高信号处于“过高 区”比例达75%~80%以上，则电脑将根据 高度传感器的输入信号，想排气电磁阀发出 控制信号，打开排气电磁阀，空气弹簧气室 中的空气通过空气干燥器排向大气，从而达 到降低车身高度的目的。
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模块七现代汽车悬架控制技术
悬架控制系统的控制内容
• 当前，对汽车悬架的控制主要有以下几种： • （1）以改善坏路行驶能力和高速操纵稳定性
为目的的车高控制； • （2）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的减
振器阻尼控制； • （3）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的弹
簧刚度控制。 • （4）以改善操纵稳定性为目的的侧倾刚度控
模块七现代汽车悬架控制技术
常见的控制方式 ：方式1
•在该控 •空气干燥器
•空气压缩机
制系统中，
•同时该信号也被
高度传感
器•排的气信号电磁阀
浅析汽车悬架技术发展
浅析汽车悬架技术发展汽车悬架是车辆行驶过程中负责支撑整个车身重量的重要组成部分。
随着汽车工业的发展，悬架技术也在不断更新换代，从原始的簧片悬架到现在的主流独立悬架，越来越多的科技与材料应用于悬架技术中。
1. 前期发展最早的悬架系统是由橡胶板和钢板组成的“板簧”悬架，这种悬架系统的优点在于简单、结实、低成本。
但是，板簧悬架在行驶过程中对车身的保护不够，而且车身平稳性不高，不适应高速行驶的需求。
1950年代，人们开始使用金属螺旋弹簧来替代板簧，这种悬架系统在车身平稳性和乘坐舒适度上有了明显的改善。
但是，金属螺旋弹簧的问题在于高速行驶时容易震动，还容易因为疲劳而断裂。
2. 独立悬架的兴起20世纪60年代，独立悬架开始逐渐兴起。
独立悬架是指每个车轮可以独立地与车身连接，每个车轮之间不会互相影响。
这种悬架系统对于车身平稳性和乘坐舒适度的提升非常明显，而且对路面的适应性也更高。
独立悬架的应用使汽车的跑车性能和驾驶舒适度都得到了极大的提高。
3. 空气悬架和电子悬架随着科技和工业的进一步发展，悬架技术也在不断地创新和更新。
空气悬架和电子悬架是两个比较重要的悬架技术。
空气悬架是指通过调节车身与车轮之间的气体压力来改变悬架高度和硬度。
这种悬架系统在路面不平的情况下可以保证车身的稳定性和平稳性。
空气悬架的另一个优点在于它的可调性非常高，让驾驶者可以根据自己的需求调整车身高度和硬度。
电子悬架则是指通过车载电脑系统来控制悬架高度和硬度。
传感器可以读取路面的信息，然后电脑系统再根据情况来调整悬架高度和硬度。
这种悬架系统可以让车辆实现更高的稳定性和平稳性，同时也可以提高油耗效率。
4. 多连杆悬架多连杆悬架是一种较新的悬架技术，它可以让车辆更好地适应恶劣的路况和更高的车速。
多连杆悬架可以让车轮在运动过程中既能做旋转运动，也可以做上下动作，这样就能更好地适应路面不平的情况。
多连杆悬架对于提高车辆的操控性和悬架耐久性来说有很大的帮助，也是现代汽车所广泛采用的悬架技术之一。
车辆悬架知识
车辆悬架知识车辆悬架是指车辆的底盘系统，它连接了车身和车轮，起到支撑车身、降低震动以及保持车辆稳定性的作用。
悬架系统的设计和性能直接影响着车辆的行驶舒适性、操控性以及安全性。
本文将介绍车辆悬架的基本原理和常见类型。
我们来了解一下车辆悬架的基本原理。
悬架系统的主要任务是通过减震器和弹簧来吸收道路不平和车辆运动带来的震动，保持车身相对稳定。
减震器是悬架系统中的核心部件，它通过控制车轮的运动，使车身保持相对稳定。
弹簧则起到支撑车身的作用，使车辆在通过不平路面时能够保持相对平稳。
悬架系统还包括控制臂、转向节、横拉杆等部件，它们协同工作，使车辆具备良好的操控性。
根据悬架系统的构造和工作原理，可以将车辆悬架分为多种类型。
常见的悬架类型有独立悬架、非独立悬架和半独立悬架。
独立悬架是指每个车轮都有独立的悬挂系统，它能够使车轮在行驶过程中保持相对独立的运动，从而提高车辆的行驶稳定性和操控性。
非独立悬架是指两个相邻车轮共用一个悬挂系统，它的结构相对简单，但对车辆的行驶稳定性和操控性要求较低。
半独立悬架则是介于独立悬架和非独立悬架之间的一种类型，它在结构上介于两者之间。
不同类型的悬架系统适用于不同的车辆和使用环境。
一般来说，高速公路上的轿车多采用独立悬架，因为它能够提供更好的操控性和行驶稳定性。
而越野车和SUV等车型则更适合采用非独立悬架或半独立悬架，因为它们可以更好地适应复杂的路况和颠簸的路面。
悬架系统还可以根据其结构特点进行更细分。
常见的细分类型有麦弗逊悬架、双叉臂悬架、多连杆悬架等。
麦弗逊悬架是一种常见的独立悬架类型，它通过麦弗逊支撑结构来支持车轮的运动。
双叉臂悬架则采用了两个控制臂来支撑车轮，它具备较好的悬架刚度和操控性能。
多连杆悬架是一种较为复杂的独立悬架类型，它通过多个连杆和支撑杆来实现车轮的运动控制，具有较高的工作效率和稳定性。
除了常见的悬架类型外，还有一些特殊的悬架系统。
例如，空气悬架系统可以通过改变气囊的气压来调节车身的高度和硬度，提供更好的行驶舒适性和通过性。
汽车悬架技术
汽车悬架技术摘要汽车悬架性能的好坏直接影响汽车行使的平顺性和操纵稳定性。
目前，汽车上普遍采用的被动悬架系统，由于参数不可调节，对多变环境中工作的汽车难以满足期望的性能要求。
因此，为了克服被动悬架对汽车性能改善的限制，近年来出现了主动悬架系统。
主动悬架能够根据工况变化，实时主动地调整和产生所需的悬架控制力，以抑制车身的振动，使悬架处于最优减振状态，达到同时改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性的目的。
因此，研究性能优良的车辆主动悬架系统必将是今后汽车悬架发展的方向。
The automobile suspension fork performance quality directly affects smoothness and the operation stability which the automobile exercises.At present, on the automobile generally uses passive suspension fork system, because the parameter cannot adjust, works the automobile to the changeable environment in to satisfy the expectation with difficulty the performance requirement.Therefore, in order to overcome the passive suspension fork to the automobile performance improvement limit, in recent years appeared the driving suspension fork system.The driving suspension fork can act according to the operating mode change, real-time on own initiative adjusts the suspension fork controlling force which and produces needs, suppresses the automobile body the vibration, causes the suspension fork to be at the most superior antivibration condition, achieved simultaneously improves the automobile smooth running and the operation stable goal.Therefore, the research performance fine vehicles driving suspension fork system will will certainly to be the next automobile suspension fork development direction.关键词：汽车悬架，被动悬架，主动悬架，半主动悬架，主动空气悬架，控制，应用一．悬架的发展历史和现状科技进步是人类永恒的追求。
汽车悬架技术
汽车悬架技术：让行驶更加安全舒适汽车悬架是汽车重要的组成部分，作为汽车的履带系统，悬架不仅承载车身重量，而且还起到了车身缓冲、减低震动、保持轮胎接地面积等多方面的作用，因此，汽车悬架对汽车的行驶性能、乘坐舒适度以及安全性都有着至关重要的影响。
悬架的种类市场上常见的汽车悬架种类有独立悬架和非独立悬架两种。
非独立悬架主要指的是将车轮和车架紧密连接的不独立的悬挂系统，它们主要采用叶片弹簧或者螺旋弹簧作为弹性元件。
叶片弹簧的优点是负载大，耐磨，寿命长，适逢卡车、挖掘机、拖拉机等车的后桥使用。
而螺旋弹簧的优点在于成本低，制造简单，所需空间较小等。
但是非独立悬架的缺陷也比较明显，主要表现在悬挂钢板受力不均衡，减震效果差，角度约束较大等方面。
独立悬架则是通过一套独立的悬挂系统，实现车轮的可独立活动，增加了车轮位置的灵活性，使车辆更加平稳，大大提升了行驶舒适度和稳定性，适用于各种轿车频繁行驶而要求强调行驶品质的车型。
常见的独立悬架类型有麦弗逊式悬挂和复式悬挂，我们将在接下来的内容中逐一介绍。
麦弗逊式悬架麦弗逊式悬挂（Macpherson strut suspension）是一种比较常见的独立悬架形式，它由麦弗逊（Earle S. MacPherson）于1947年在福特汽车公司发明并推广而得名。
目前该悬架形式已经成为世界各大汽车生产商广泛采用的技术。
麦弗逊式悬挂由上部支架、下部三角臂、拉杆和减振器构成，该悬挂系统简单明了，成本低，所需空间小，且使得车身的重量分布更加均匀。
通过减少车轮上下移动时的相互干扰增加了行驶稳定性。
该悬架适用于大多数前置前驱的轿车，但是该悬架系统对于支持高载荷和强烈操控性要求的车型，则存在比较大的局限性，无法满足更高级别车型的悬架强度和性能需求。
复式悬架复式悬架是一种较新的悬架形式，它由上与下两组独立的悬架系统组成，每组悬架都能够独立运作以适应不同路面条件。
通常，上部悬架用来向车身传递垂直负载，而下部悬架则用来负责水平力的承受。
现代汽车电控悬架系统
备注：系统保护措施 在汽车行驶时，为了最大限度地降低车身振动对判断车身高 度带来的影响，读数时间间隔会适当延长。高度传感器 发出车身高度变化信号7-13S以后，EMS ECU才会向执行 元件发出控制信号。在这段时间，如果高度传感器没有 输入信号，ECU就不会改变车身高度。发生频次。 若在该段时间内所测得车高信号处于“过高区”比例达 75%-80%以上，则电脑将根据高度传感器的输入信号，向 排气电磁阀发出控制信号，打开排气电磁阀，空气弹簧 气室中的空气通过空气干燥器排向大气，从而达到降低 车身高度的目的。 此后，通过检测当发现车高信号处于“过低区”或“低 车身区”所占比例达到10%以上时，终止放气，完成一次
以电脑作为控制核心，对汽车悬架系统参数，包括弹簧放度、 悬架阻尼、侧倾刚度和车身高度等实行适时控制已经成为现 实 当前，对汽车悬架的控制主要有以下几种： （1）以改善坏路行驶能力和高速操纵稳定性为目的的车高控 制； （2）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的减振器阻尼控制； （3）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的弹簧刚度控制。 （4）以改善操纵稳定性为目的的侧倾刚度控制。 （5）综合以上各种考虑的综合性悬架。
被动悬架即传统悬架在设计时，不可能使乘坐舒适 性及操稳性都得到优化，只能是：在二者中间寻求 折中方案（在特定道路及速度下实现）；或偏重于 某一种方案（牺牲一个方面，达到另一个目的）。
当前，人们对舒适性及操纵稳定性的需求越来越高， 所以开始研究及应用主动悬架。
悬架发展与分类
1981年开始车身高度控制，同年开发出可变减 震器阻尼力的新技术 1987年日本田公司率先推出空气弹簧主动悬架 90年代随电子技术发展，已具有在10-20秒内 做出反应的电控悬架系统
现代SUV轿车悬架系统设计
现代SUV轿车悬架系统设计Suspension System Design of The Modern SUV摘要汽车工业在不断的发展，人们对汽车的乘坐舒适性和安全性的要求越来越高，因此对汽车的悬架系统和减振器也提出了更高的要求。
这次设计的北京现代SUV 轿车的悬架系统是具有实际意义的。
本次设计主要内容是：北京现代SUV轿车的前、后悬架系统的结构设计，前悬架采用的是目前较为流行的麦弗逊式独立悬架，后悬架采用的是平顺性较好的四连杆非独立悬架。
前、后悬架的减振器均采用双作用液力减振器。
还进行了悬架参数的确定。
弹性元件的设计计算。
导向机构和横向稳定杆的结构计算及强度校核。
采用MATLAB软件对悬架系统的平顺性进行了编程分析，论证了该悬架系统设计参数的合理正确性。
采用CAXA软件分别绘制前后悬架的装配图和部分零件图。
在本次设计中，采用了传统典型的悬架系统，尽量采用通用件，降低了设计的成本。
在平顺性分析上，建立二个自由度的汽车振动模型，分别对轮胎、车身和座椅进行振动分析，可以体现出悬架衰减振动的能力是较强的。
因此，这次设计的悬架系统具有良好的行驶平顺性。
关键词：悬架；汽车减振器；导向机构；平顺性AbstractWith the development of the Automobile industry, people have been promoting the requirement for the safety and ride comfort quality of the vehicle. As a result, there is a higher demand on the suspension and the shock absorber system of the vehicle. The design of the Morfen SUV suspension system of the Tucson has a practical significance.The project mainly includes the design of construction of the Morden SUV front and rear suspension system. The popular Macpherson independent suspension is adoptd, and the Ride smooth is better four connecting rod to the independent suspension. Both front and back suspension includes the hydraulic double action shock absorber . The design includes confirming the parameters of suspension system, calculating concerning the components with the features of springs, checking the intensity and calculating regarding the structure of the guide mechnism and stabilizer rod. What’s more, the MATLAB software is used to analyze the ride comfort of the suspension system by programming, it also demonstrates the validity of parameters of the design concerning the suspension system.In the project, the traditionally classic suspension system is adopted and the common components are adopted as many as possible in order to decrease the cost of the design. When it comes to the design regarding the ride comfort, the shock model of the vehicle with 5 DOF is built for doing the shock analysis concerning these such as tires, body and seat of the vehicle, to do so can show the high capability in the attenuation shock of the suspension system. Therefore, this project of the suspension system possesses a good ride comfort.Key words：suspension；automobile shock absorber ；guide mechnism；ride comfort目录第一章绪论 (1)1.1悬架系统概述 (1)第二章前、后悬架结构的选择 (4)2.1前、后悬架结构方案 (4)2.2辅助元件 (5)2.2.1 横向稳定杆 (5)2.2.2 导向机构 (6)第三章技术参数确定与计算 (7)3.1主要技术参数 (7)3.2悬架性能参数确定 (7)3.3悬架静挠度 (8)3.4悬架动挠度 (8)3.5悬架弹性特性曲线 (8)第四章弹性元件的设计计算 (10)4.1前悬架弹簧（麦弗逊独立悬架） (10)4.1.1 弹簧中径、钢丝直径及结构形式 (10)4.1.2 弹簧圈数 (10)4.2后悬架弹簧（四连杆非独立悬架） (11)4.2.1 弹簧中径、钢丝直径及结构形式 (11)4.2.2 弹簧圈数 (11)第五章悬架导向机构的设计 (13)5.1导向机构设计要求 (13)5.2麦弗逊独立悬架示意图 (13)5.3导向机构受力分析 (14)5.4导向机构的布置参数 (15)5.4.1 侧倾中心 (15)第六章横向稳定杆的设计 (17)第七章减振器设计 (220)7.1减振器概述 (20)7.2减振器分类 (20)7.3减振器主要性能参数 (21)7.3.1 相对阻尼系数确定 (21)7.3.2 减震器阻尼系数 (21)7.4最大卸荷力 (22)7.4.1 前悬架的最大卸荷力 (22)7.4.2 后悬架的最大卸荷力 (22)7.5筒式减振器主要尺寸 (23)7.5.1 筒式减振器工作直径 (23)7.5.2 油筒直径 (24)第八章平顺性分析 (25)8.1平顺性概念 (25)8.2汽车的等效振动分析 (25)8.3车身加速度的幅频特性 (28)8.4相对动载F D/G，对Q的幅频特性 (28)8.5影响平顺性的因素 (30)第9章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录Ⅰ (34)外文翻译 (34)译文 (37)附录Ⅱ (39)1．车身加速度的幅频特性曲线程序 (39)2.相对动载的幅频特性曲线 (41)第一章绪论1.1悬架系统概述悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。
北京现代底盘资料：悬架
悬架概述一、定义：车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。
二、功用①． 保证车轮与地面的附着；②． 传递载荷（车轮与车架间）；③． 缓和冲击，衰减振动；④． 保持行驶中车轮、车身运动姿态。
三、组成弹性元件（缓和冲击）、减振器（阻尼元件）、导向机构、横向稳定器。
四、悬架系统的固有频率fg M C n ππ2121== 其中，M ：悬架簧载质量（sprung mass/weight ）被悬挂系统支承的所以汽车零件的质量。
补充：非簧载质量：簧下质量，不是由悬挂系统支承的那些汽车部件质量，而是直接由轮胎和车轮总成支承，并随车轮一起运动的这部分的质量。
C ：fg M C ⨯=，悬架刚度（不一定等于弹性元件的刚度），指使车轮中心相对于车架和车身向上移动的单位距离（悬架产生单位垂直压缩变形）所需加于悬架上垂直载荷。
f ：悬架垂直变形（挠度）人习惯的垂直振动频率是步行时身体上下运动的频率，约为1~1.6Hz 。
人最敏感的加速度频率范围：垂直振动频率：4~8 Hz ，水平振动频率：2 Hz 以下。
① 当M ↑⇒C ↑，这样才能保证n 为常数，悬架为变刚度悬架。
② 根据fg M C ⨯=，若C 为一定，故M ↑⇒f ↑，则n ↓。
说明空车行驶车身自然振动频率比满载行驶时的要高。
③ M 一定时，C 越小，n 越低，但垂直变形越大。
五、悬架分类按结构特征分：非独立悬架（两侧车轮由一整体式车桥相连，车轮和车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架下面）、独立悬架（每一侧的车轮单独地通过弹性悬架悬挂在车架下，车桥是断开的）从弹性元件分：螺旋弹簧悬架、钢板弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、气体弹簧悬架；被动悬架、半主动悬架、主动悬架（根据使用状态，固定和调整悬架参数，一般由电脑改变刚度和阻尼）。
第二节减振器一、液力减振器的基本原理：当车架和车桥做往复运动时，而活塞在缸筒内往复移动时，减振器壳内的油液反复从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一腔，孔壁与油液间的摩擦与液体分子内摩擦形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被油液和减振器壳体吸收，散到大气中。
现代汽车悬架技术的发展趋势
现代汽车悬架技术的发展趋向肖永清内容概要：本文论述了现代汽车悬架系统的种类、构造特色、功能与工作原理;介绍了汽车悬架系统的新技术及其发展趋向。
重点词：汽车悬架构造原理发展趋向1.汽车悬架系统的种类、构造特色与功能所谓汽车悬挂,就是指汽车车身和车轮弹性地连结起来的机构。
俗称汽车的避震、悬挂和悬架的意思都同样，都是指车轮与车身之间的连结物，避震是平常叫法，而悬挂和悬架均是"学名"。
悬架是将车身与车桥、车轮弹性相连，传达作用在车轮和车身之间的力和力矩，和缓由不平路面传给车身的冲击，并衰减由此惹起的振动，以保证汽车正常行驶时的平顺性、操控稳固性和乘坐舒坦性。
当前多半汽车的悬架都是被动式悬架，即汽车的车轮和车身状态只好被动地取决于路面及行驶状况以及汽车的弹性支承元件、减振器和导向机构。
汽车上的悬挂构造大概可分为两种：一种是左、右车轮用一根刚性轴连起来并与车身相连的叫非独立悬挂。
常有卡车使用的钢板弹簧避震系统就是非独立悬挂。
它拥有构造简单、强度高、稳固性好、简单制造、维修方便、轮胎磨损小和价钱便宜等长处。
其弊端是当汽车在高速或在不平路面行驶时，简单颠簸，令人感觉不舒畅。
另一种是左、右车轮不连在一根轴上，而是独自经过悬挂与车身连结的叫独立悬挂。
常常轿车的舒坦性比卡车好, 是因为这些车采纳了独立悬挂，其构造是用轻巧的杠杆、摆臂取代了整体车轴，当一侧车轮驶入凹凸不平路面时，不会牵动另一侧车轮而惹起冲击振动，这就提升了乘座舒坦性。
但采纳独立悬挂后也相应使构造复杂，成本上涨。
常有的独立悬挂构造型式有：螺旋弹簧双横臂独立悬挂、扭杆式独立悬挂、滑柱摆臂式独立悬挂和麦弗逊式独立悬挂等。
现代轿车的前轮都采纳独立悬挂，后轮固然比前轮采纳独立悬挂的要少，但中、高级轿车一般都是四轮独立悬挂。
雪铁龙有一种液压悬挂，它是用一个液压筒取代一组弹簧和减震器。
液压筒依据中央控制器的指令来调整自己的工作状况。
而中央控制器是按车身上的传感器所采集的资料信息计算后发出指令的。
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图7.8 车高传感器结构 1—遮光器；2—圆盘；3—盖；4—电缆；5—金属封油环；6—壳体；7—轴
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图7.9 车身高度传感器的安装位置
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2）方向盘转角传感器
转角传感器装于转向轴管上，可向ECU提供汽车转向速率、转角大小及转向 方向信息，由ECU确定需调哪些车轮的悬架及调节量需要多大。图7.10所示 为该传感器的安装位置和构造图，图7.11为其工作原理图
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图7.2 汽车悬架系统
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电控悬架系统的基本功能
(1)车高调整功能 无论汽车的负载是多少，均能使车高保持一定。当汽 车在很差的道路上行驶时，可以使车高增加，加大离 地间隙；当汽车高速行驶时，又可以使车高降低，以 便减小空气阻力，提高操纵稳定性。 (2)衰减力控制功能 作用是提高汽车的操纵稳定性，在急转弯、急加速和 紧急制动的情况下，可以抑制汽车姿势的变化。 (3)弹簧弹性系数的控制功能 利用控制弹簧弹性系数的办法，控制汽车起步时的姿 势。按使用目的，本项功能分为运动型(SPORT)和舒适 型(TOURING)两种。
图7.6 单斜臂式独立悬架
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7.2电控悬架系统的基本组成
图7.7 电控悬架系统的组成
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1.电控悬架系统的传感器
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是 ：“能感受规定的被测量并按照一定的规 律转换成可用信号的器件或装置，通常由 敏感元件和转换元件组成”。汽车传感器 的主要作用是将汽车行驶的速度、起动、 加速度、转向、制动和路面状况、汽车振 动状况、车身高度等信号输送给电子控制 模块。
（1）如果是 i，控制器不输出调整悬架阻尼控制信号。 （2）如果是 i ，控制器输出增大悬架阻尼控制信号。 （3）如果是 i ，控制器输出减小悬架阻尼控制信号。
图7.16 控制器的悬架阻尼控制过程
图7.17所示为一个由外部电磁铁控制的减振器简图。
满足舒适性要求时，可选择较低阻尼级；汽车高速行驶时，可选择较高阻尼 级。高阻尼可提高汽车行驶安全性，但舒适性下降；低阻尼可降低系统自振 频率，减少对车身的冲击，利于提高舒适性，但安全性下降。
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图7.19所示的悬架阻尼调节装置为三级可调式减振器。三级可调式 减振器旁路控制阀调节电动机带动控制杆使回转阀转动，便可通、断 油孔和控制油路截面积的变化，使控制阀具有小、中、大3个位置， 产生3个阻尼值，以适应不同的行驶条件。
图7.19 三级可调式减振器结构 1—阻尼调节杆；2—阻尼孔；3—活塞杆；4—回转阀
模块收到制动信号后，控制执行器将悬架由软转换到硬的状态，以 防止汽车点头。 7）悬架控制开关 悬架控制开关包括悬架刚度和阻尼选择(LRC)开关、车高控制开关 和锁止开关（高度控制ON/OFF开关），前两个开关一般都装在驾驶 室内变速器控制杆旁边，锁止开关一般装在后备箱内。
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2.电控悬架系统的电子控制模块 电子控制模块（悬架ECU）接收各种传感器的输 入信号并进行各种计算，然后给执行器输出控 制悬架的刚度，阻尼力和车身高度的信号。同 时，悬架ECU还监测各种传感器的信号是否正常 ，若发现故障，则存储故障码和相关参数，并 点亮故障指示灯。 3.电控悬架系统的执行元件 通常所用的执行元件是电磁阀、步进电动机和 气泵电动机等。当执行元件接收悬架ECU的控制 信号后，及时准确地动作，从而按照要求调节 悬架的刚度、阻尼力和车身高度。
图7.10 光电式转角传感器安装位置及构造
1、2转角传感器；；3—光电耦合器；4、7—遮 图7.11光电式转角传感器
光盘；5—转向轴；6—圆盘
其工作原理图
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3）车速传感器 悬架控制模块可从车速传感器，各种其他控制模块或多路传输网络 接收车速信号输入，用于实现系统的各种控制功能。 4）加速信号 当汽车启动或突然加速时，动力传动控制模块（PCM）根据节气门 位置传感器信号或空气流量信号生成加速信号，然后将加速信号提 供给悬架控制模块，悬架控制模块控制执行器使其转换到硬阻尼状 态，以便减少汽车抬头（后坐）。 5）车门信号 悬架控制模块利用车门信号实现系统的某些功能，如在车门打开时 防止排气或保持目前行驶高度等。在车门关闭时，系统恢复正常工 作状态。 6）制动开关 当汽车制动时，制动开关给悬架控制模块一个制动信号，悬架控制
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7．1电控悬架系统的类型
电控悬架系统主要有半主动悬架和主动悬架 半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振器 阻尼系数之一可以根据需要进行调节。可以根据路面 的激励和车身的响应对悬架的阻尼系数进行自适应调 整。 全主动悬架简称主动悬架，它能自动调整悬架刚 度和阻尼(包括整体调整和单轮调整)，此外，主动悬 架还可根据车速的变化控制车身的高度。 另外，根据悬架介质的不同，电控悬架系统又可
这里我们主要介绍电控悬架中的
几种传感器：
1）车身高度传感器
车身高度传感器的作用是把车身与车桥之间的相对位 置变化量转化为电信号送给悬架ECU，然后通过有关执 行元件，随时对车身高度进行调节，以维持车身高度 基本不随载荷的变化而变化；还可以在汽车起步、转 向、制动以及前、后、左、右车轮载荷相应发生变化 时，随时调整有关车轮悬架的刚度，以提高汽车抗俯 仰、抗侧倾的能力，从而保证良好的操纵稳定性；也 可以在汽车各轮载荷不同时，分别对各轮悬架的高度 进行调节，以维持车身姿式基本不变。高度传感器的 数量与车上装备的电控悬架系统的类型有关。图7.8是 车高传感器的结构图。高度传感器的一端与车架连接 ，另一端装在悬架系统上（图7.9）。
a)实物图
b）结构简图 图7.17 外部电磁铁控制的减振器
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悬架阻尼的改变一般是通过控制步进电动机驱动可调阻 尼减振器中的有关部件，改变阻尼孔的大小实现的，可 调阻尼减振器的原理见图7.18。
a）实物图
b）结构系统图
图7.18 阻尼力可连续调节的半主动悬架系统
1—节流孔；2—步进电动机；3—ECU；4—阀杆；5—阀门
5—空气泵；6—排气阀
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主动悬架按其控制功能，可分为车速与路面感应控制、 车身姿态控制和车身高度控制。 （1）车速与路面感应控制 车速路面感应控制又可分为高速感应控制、前后车轮相 关控制和坏路面控制三种控制功能。 （2）车身姿态控制 车身姿态控制是指在汽车车速突然改变及转向等情况下 ，控制器对悬架的刚度和阻尼实施控制，以抑制车身的 过度摆动，从而确保汽车乘坐舒适性和操纵稳定性。它 包括转向车身侧倾控制、制动车身点头控制和起步车身 俯仰控制。 （3）车身高度控制 车身高度控制是控制器在汽车行驶车速和路面变化时 ，控制器对悬架输出控制信号，调整车身的高度，以确 保汽车行驶的稳定性和通过性。控制方式包括高速感应 控制和连续坏路面行驶控制
质量
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i
在悬架控制单元中，事先设定了一个目标控制参数 ，它是以汽车 行驶平顺性最优控制为目的设计的。汽车行驶时，安装在车身上 的加速度传感器产生的车身振动加速度信号经整形放大后输入电 脑，电脑立刻计算出当前车身振动加速度的均方根值 ，并与
设定的目标参数比较，根据比较结果输出控制信号：
图7.5 麦弗逊式独立悬架结构示意图
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单斜臂式：
Sierra轿车、宝马5 系列轿车的后悬挂。 这种悬架如图7.6所 示。这种悬架是单横 臂和单纵臂独立悬架 的折衷方案。其摆臂 绕与汽车纵轴线具有 一定交角的轴线摆动 ，选择合适的交角可 以满足汽车操纵稳定 性要求。这种悬架适 于做后悬架。
（1）车身位移传感器：安装于车身与车桥之间，用来监测车身 与车桥的相对高度，其变化频率和幅度反映了车身的振动。
（2）节气门开度传感器：它通过监测节气门开度的变化向控制器 提供汽车的加速度信息。
（3）转向盘转角传感器：安装于转向柱上，通过监测转向盘的转 角，向控制器提供汽车转向的程度，包括转向的快慢和大小。
（4）车速传感器：它实际上就是装于车轮上的车轮转速传感器控 制器可根据它输入的脉冲信号和转向信号，计算出车身的侧倾程度。
（5）制动灯开关：它送入控制器的是一个阶跃信号，向控制器提 供了汽车制动信息，控制器可据此产生抑制车身“点头”的控制信号 。
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图7.21 电子控制空气式悬架原理图 1—高度控制阀；2—空气悬架；3—车身位移传感器；4—干燥器；
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根据电动机与电磁铁的通电方式，可以形成3种阻尼， 通电方式见表7-2
表7-2 电动机与电磁铁的通电方式
现在的角度 驱动角度 电动机
电磁铁
正极
负极
—
软
-
+
断开
—
运动
+
-
断开
软
硬
-
+
接通
运动
硬
+
-
接通
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2．主动悬架系统的结构和工作原理
1）空气弹簧主动悬架系统 图7.21是一种空气式主动悬架的工作原理图。在这个控制系统中， 用到了5个基本行车工况和车身状态传感器：
(2)将路面与车轮之间摩擦所产生的驱动 力和制动力，传递到底盘和车身；
(3)支承车身，并使车身与车轮之间保持 适当的几何关系。
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传统悬架主要由弹性元件、减振器 和导向机构等组成（图7.2）。其中弹簧 、减振器和轮胎的综合特性，决定了汽 车的行驶性、操纵性和乘坐的舒适性。 由于传统悬架系统使用的是定刚度弹簧 和定阻尼系数减振器，只能适应特定的 道路与行驶条件，无法满足变化莫测的 路面状况和汽车行驶状况，而且这种悬 架只能被动地承受地面对车身的各种作 用力，无法对各种情况进行主动地调节 、使操纵性和乘坐舒适性达到和谐。