汽车底盘新技术

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(a) 被动悬架
(b) 半主动悬架
(c) 主动悬架
被动式悬架有其固有的缺点，制约了汽车行驶平顺性和操纵稳定性的提高。 主动悬架在理论上具有理想的性能，但能耗高，对硬件要求高，成本高，难推广。 半主动悬架设计得好，可以接近主动悬架的性能，几乎不能耗，成本较低，前景好。
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2020/11/23
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汽车底盘新技术
1 悬架系统新技术
n 1.1 概述
悬架特性——弹簧、阻尼元件决定
平顺性——弹簧-阻尼系统软 操纵稳定性——弹簧-阻尼系统硬
矛盾
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电子控制悬架
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悬架定义
n 半主动悬架 ——只改变悬架的阻尼，不改变刚度
当车辆在乡间小道或崎岖不平的道路上行驶时，驾驶员可通过位于变速杆旁的调节按钮，将 车身离地高度上升25mm，以增加汽车的通过性。此时，若车速一直保持在80km/h以上或超过 120km/h，悬架会自动调节到正常的高度，以提高行驶稳定性。
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半主动悬架实例
奔驰Airmatic DC悬挂系统
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五大传感器：
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1.电磁阀 2.空气弹簧 3.可调阻尼减振器 4.高度传感器 5.ECU 6.操作面板
ECAS系统结构简图
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电控空气弹簧式悬架应用实例
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电控空气弹簧式悬架应用实例
奥迪A8主动控制式空气悬架
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电控空气弹簧式悬架应用实例
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奔驰S350
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2 电子控制空气悬架
特点：
在四个车轮处用充有压缩空气的空气弹簧取代了传统的钢螺 旋弹簧，并配备了电子控制装置。它能够根据车辆的行驶状态， 自动调节弹簧刚度、减振器阻尼力和车身高度，有效消除车辆的 侧倾、揿头和后仰等不良姿态，保证车辆在行驶中始终保持良好 的平顺性和可操纵性的状态。
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1 半主动悬架原理
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路面 输入
半主动悬 架系统
传感器
A/D
ECU 根 据 一
定的控制规则，
控制步进电机连
执行机
续调节减振器节
构
流口开度，来调
节减振器阻尼，
以适应各种工况。 半主动悬架控制系统硬件组成
控制器
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半主动悬架应用实例
减振 支柱结构简 单，刚度和 阻尼随活塞 行程和速度 变化而变化， 还可通过电 磁阀控制气 室面积变化 而调节其性 能。
2）Skyhood 1模式：柔软的回弹，硬扎的压缩；
3）Skyhood 2模式：柔软的压缩，硬扎的回弹； 4）最硬模式：硬扎的回弹和压缩，当高速转弯或急弯时。
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半主动悬架实例
控制规则：
1）当车速低于15km/h时，DC按第一种模式工作；
2）当车速高于15km/h时，DC自动切换到第二或第三种模式。在大部分时间内，DC处于这两种 模式下工作。
保时捷卡宴 PASM主动空气悬挂
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3 电子控制油气悬架
油气弹簧以气体作为弹性介质，而用油液作为传力介质，一
般由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸组成，通过油液压缩 空气室中的空气实现刚度特性，通过电磁阀控制油液管路中的小 孔实现变阻尼特性。
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3）当驾驶员高速转弯或过某些比较急的弯道时，DC会自动进入第四种工作模式。
手动控制：
驾驶员可通过旋钮自由选择DC的工作模式。
自动调节车身高度：
当车速超过140km/h时，DC会自动将车身高度降低15mm，以降低车辆重心增加行驶稳定 性，并减少空气阻力；当车速低于70km/h时，DC会自动恢复车身高度。
主要功能：
1.弹簧和减振器阻尼力控制；2.车身高度控制；3.驻车控制。
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2 电子控制空气悬架
ECAS取消了传统的高度控制阀，增加了高度传感器和电磁 阀，能根据汽车行驶状态和外界激励的变化自动调节空气弹簧 的刚度、减振器的阻尼和车身高度，缓和路面的振动和冲击， 较大程度地提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。与机械式空 气悬架相比，电子控制空气悬架具有明显的优势：可根据不同 的路面条件、不同的载荷、不同的行驶速度等行驶工况，按照 预先设计好的控制策略，自动控制和调节悬架特性。
（不消耗汽车动力，结构简单）
n 主动悬架 ——同时改变悬架的阻尼和刚度
（性能优越，消耗汽车动力，结构复杂，成本高）
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电子控制悬架
主动/半主动悬架 电子控制空气悬架 电子控制油气悬架 发展电控悬架的新途径
汽车底盘新技术ຫໍສະໝຸດ Baidu
按照控制力划分：被动悬架 、半主动悬架 、主动悬架
轿车用电控减振支柱
半主动悬架
关键部件
执 行 机 构
控 制 器
阻 尼
刚 度
软
硬
可 调
可 调
件
件
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气调可变阻尼系统
节
磁
流
流
口
变
有
可
效
靠
性
性
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半主动悬架应用实例
Benz---DC airmatic suspension 减振器
该技术是从1998年底首次在BENZ轿车（S级）使用的 空气弹簧悬架发展而来的，也是新款E500车的标准配置。
3 电子控制油气悬架
几种油气悬架结构形式
分置式单气室油气悬架
整体式单气室油气悬架
双气室油气悬架
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有反应气室的油气悬架
可调式油气悬架
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4 电子控制悬架发展的新途径
弹簧刚度、阻尼和惯容都可 控
可控惯容器
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可控惯容器结构示意图
目 前 ， 电 子 控 制 悬 架 多 是 1~2 个 参数可调的（调节阻尼或调节刚度， 空气悬架还可以调节车身高度），随 着惯容在悬架系统中的应用，阻尼、 刚度及惯容同时调节已成为可能，并 将与底盘其它子系统实现集成控制。
DC全称为Dual Control，即双重控制---保证柔软舒适 性和灵活操控性能的双重控制。
该装置采用电子技术控制弹簧和减振器的工作模式，传 感器不断监测路况、驾驶者的风格及车辆负重，然后DC会 在0.05秒内对四个车轮的悬架弹簧和减振器进行精确的调整。 DC有四种模式可供选择： 1）最软模式：当车速低于15km/h时，可减少轮胎噪音；