越野车液压主动悬架系统设计-开题报告

为了达到理想的效果，ABC 系统在各条悬架滑柱内装有一套新型的液力调节伺服器， 可动态调整的液压缸根据不同的路面情况自动调节螺旋弹簧座的位置，这一点很重要。 当车轮遇到障碍物时，ABC 系统通过传感器感知，自动调节弹簧座，并在弹簧座上施加 压力，使之能最大限度地抵消传递给车身的跳动能量。同样的方法，ABC 系统还能够避 免轿车在制动、加速及转弯时产生的车身倾斜。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变 形，悬架传感器会检测出车身的倾斜度和横向加速度。微电脑根据传感器的信息，与预 先设定的数值进行比较计算，并立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬架上，使车 身的倾斜减到最小。几乎可以说，车身在任何状态下都能保持水平位置。
由于被动悬架设计的出发点是在满足汽车平顺性和操纵稳定性之间进行折衷，对于 不同的使用要求，只能是在满足主要性能要求的基础上牺牲次要性能。所以尽管被动悬 架在设计上以不断改进被动元件而实现了低成本、高可靠性的目标，但始终无法解决同 时满足平顺性和操纵稳定性之间相矛盾的要求。
为此，自五六十年代起产生了主动悬架的概念，它能够根据悬架质量的加速度，利 用电控液压部件主动地控制汽车的振动。在这方面的研究，各大汽车制造公司均不遗余 力。典型的例子，早期有雪铁龙公司在 1955 年发展的一种液压-空气悬架系统，可以使 汽车具有较好的行驶性能和舒适性，但是它的制造工序太复杂，最终难以普及。到 90 年代，日产公司在无限 Q45 轿车上应用了新式主动悬架，进一步提高了轿车适应崎岖路 面的能力。
传统的悬架系统工作方式主要是通过厚重的车身跳动，推压液压油，通过阻尼减振 器抑制车身的振动，并由螺旋弹簧将跳动能量吸收。这种完全被动的方式当然有许多不 足之处。而 ABC 系统则通过感应最轻微的车轮及车身动作，在任何大的车身振动之前及
时对悬架系统作出调整，保持车身的平衡。该系统能够很好地适应各种路面情况，即使 在异常崎岖不平的地方，轿车也能保持优越的操纵性、舒适性及方向稳定性。
自从汽车发明以来，工程师们就一直在研究如何将汽车的悬架系统设计得更好。最 初的汽车悬架系统是使用马车的弹性钢板，效果当然不会很好。1908 年螺旋弹簧开始用 于轿车，当时就曾经有两种截然不同的意见。第一种意见主张安装刚性较大的螺旋弹簧， 以使车轮保持着与路面接触的倾向，提高轮胎的抓地能力。但是这样的弊端是乘坐汽车 时有较强烈的颠簸感觉。另一种意见认为应该采用较软的螺旋弹簧，以适应崎岖不平的 路面，提高乘坐汽车时的平稳性及舒适性。但是这样的汽车操纵性较差。到了三四十年 代，独立悬架开始出现，并得到很大发展。减振器也由早期的摩擦式发展为液力式。这 些改进无疑提高了悬架的性能，但无论怎样改良，此时的悬架仍然属于被动式悬架，仍 然在很多方面有很大局限性。
为了克服这个缺陷，国外在５０年代就提出了主动悬架的概念。主动悬架采用有源 或无源可控元件组成的一个闭环或开环的控制系统，根据车辆系统的运动状态和外部输 入的变化（路面激励或者驾驶员方向盘的操作）作出反应，主动地调节和产生所需的控 制力，是悬架始终处于最佳减振状态。主动悬架由控制系统喝执行机构组成，执行机构 味有源液压系统的主动悬架简称全主动悬架，而无源主动悬架则简称半主动悬架。半主 动悬架由可调节弹簧或可调阻尼器构成，与全主动悬架相比，最大的优点就是工作几乎 不消耗发动机的功率，结构简单，造价较低，因此受到广泛重视。
随着电子技术的发展，出现了可变特性悬架控制系统。它可根据运行条件与路面状况， 以手动控制悬架特性变化。手动开关可选择两种挡位：1.“SPORT”挡位，刚性高，相当 于高级跑车的悬架特性。2.“TOURING”挡位，柔性，相当于高级旅行车的悬架特性。图 1 为可变特性悬架的构造，表 1 为其主要部件功能，表 2 为手动选择开关挡位特点。
车辆减振主要是通过使用车辆悬架系统来完成。传统的被动悬架的阻尼和刚度参数 一般按经验设计或优化设计方法选择，一经选定，在车辆行驶过程中就无法再进行调节， 因而不能适应车辆参数运行工况等的复杂多变。在某个特定工况下按目标优化出的悬架 系统，一旦载荷、车速和路况等发生变化，悬架在新的工况下便不再是最优。
现时引人注意的是奔驰公司发展的 ABC(Active Body Control)系统，可算是相对先 进的主动悬架系统代表。
ABC 系统的设计人员从一开始就没有将注意力放在传统的思路上，而是另辟蹊径， 集中研究车身在行驶时的跳动。他们认为，从稳定性考虑，通过抑制车身在行驶时的起 伏、倾斜及跳动，可以最大限度地提高舒适性，而且更简单直接。对驾驶而言，采用刚 性较大的螺旋弹簧，可以使汽车优越的操纵驾驶性得到保证。早在多年前，研究人员已 经进行过这方面的验证。随着近年来电子技术及电脑控制在轿车上大量应用，这种新型 主动悬架变为现实的条件越来越成熟。最新面世的系统采用了大量电子控制技术，奔驰 公司称之为主动式车身控制系统，简称 ABC 。
衡量悬架性能Βιβλιοθήκη 坏的主要指标是汽车行驶的平顺性和操纵稳定性，但这两个方面是 相互排斥的性能要求，往往不能同时满足。怎样在二者之间取得合理的平衡以达到最好 的效果，一直是工程师们的研究课题。
平顺性一般通过车体或车身某个部位(如车底板、驾驶员座椅处)的加速度响应来评 价，操纵稳定性则可以通过车轮的动载来度量。例如，若降低弹簧的刚度，则车体加速 度减少使平顺性变好，但同时会导致车体位移的增加。由此产生车体重心的变动将引起 轮胎负荷变化的增加，对操纵稳定性产生不良影响；另一方面，增加弹簧刚度会提高操 纵稳定性，但硬的弹簧将导致汽车对路面不平度很敏感，使平顺性降低。所以，理想的 悬架应该在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼，既能满足平顺性要求 又能满足操纵稳定性要求
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名 指导教师姓名
系部 职称
汽车与交通工程学 院
副教授
从事 专业
专业、班级 车辆工程 是否外聘 □是√否
题目名称
越野车液压主动悬架系统设计
一、课题研究现状、选题目的和意义 1：课题研究现状
车辆行驶时，由路面不平等因素引起振动，影响乘坐舒适性和操作稳定性，甚至影 响行驶速度，损坏车辆的零部件和运载的货物。同时车辆振动也是车内噪声的主要来源。