汽车液压式主动悬架系统的设计
越野车液压主动悬架系统设计-任务书
六、备注
指导教师签字:
年 月 日
教研室主任签字:
年 月 日
[3]方子帆,陈永清等.汽车半主动悬架系统的关键技术及研究进展[J].三峡大学学报,2005.2(1):46~51.
[4]孟爱红,王良曦,晁志强等.车辆主动悬架液压伺服控制系统设计与仿真[J].液压与气动,2004,(1):14-16
[5]许益民.电液比例控制系统分析与设计[M].北京:机械工业出版社.2005
二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法)
(一)主要设计内容
主动悬架系统方案设计、液压系统设计、标准液压元件选取、悬架刚度调节机构设计及校核、阻尼力调节机构设计及校核、高速开关阀的设计及校核。
1、确定比例液压系统的组成;2、设计节流阀、液压缸等非标件;3、选择液压元件
(二)主要技术指标、要求
簧载质量300kg,非簧载质量60kg,悬架阻尼c=1000Ns/m,轮胎刚度=300kN/m。系统工作性能要可靠,响应要迅速。每个机构的设计要有必要的设计计算过程,且计算过程要准确。
毕业设计(论文)任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程学院
专业、班级
指导教师姓名
职称
副教授
从事
专业
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、设计(论文)目的、意义
设计一套越野车液压式主动悬架系统。所设计的悬架系统能根据车况进行悬架刚度和阻尼力调节、车身高度的调节。具体设计包括:主动悬架系统总体方案的设计,传感器的选择,悬架刚度调节机构的设计,悬架阻尼力调节机构的设计和车身高度调节机构的设计。
汽车底盘液压悬挂系统的设计与优化
汽车底盘液压悬挂系统的设计与优化一、引言汽车底盘液压悬挂系统作为车辆悬挂的一种重要类型,具有较好的减震性能和稳定性,能在车辆行驶过程中提供稳定的支撑力,对于提高汽车的行驶性能、减少行驶过程中的颠簸、延长车辆寿命等方面具有非常重要的意义。
这篇文章将介绍汽车底盘液压悬挂系统的设计原理及其优化方法。
二、汽车底盘液压悬挂系统的设计原理1.液压悬挂系统结构液压悬挂系统主要由液压活塞、油缸、液压管路、阀门、积液罐等组成。
其中,液压活塞将车辆的重量转移到油缸上,油缸与底盘连接,起到支撑底盘的作用。
液压管路通过管道将油缸内的液体输送到活塞上,通过阀门控制液压缸的位移速度和阻尼。
2.液压悬挂系统原理液压悬挂系统的原理是通过液体流动的方式来传递和调节车辆的重量和惯性力,使车辆在不同道路条件下能够保持平稳。
当车辆在行驶过程中遇到路面不平时,液压悬挂系统会调节阻尼和弹簧的刚度,通过液体的顶压来吸收路面的震动,避免了车辆在行驶过程中的跳跃和颠簸。
三、汽车底盘液压悬挂系统的优化方法1.减少悬挂质量悬挂系统的质量直接影响其响应速度和阻尼效果。
因此,在设计和制造液压悬挂系统时,应尽可能减轻其重量。
使用轻量化材料、优化结构、减少油缸直径等方法可以有效地降低悬挂的质量。
2.优化悬挂减震效果悬挂减震是液压悬挂系统最为重要的功能之一。
通过调节液压缸、阀门等组件的参数,可以优化悬挂系统对路面震动的阻尼效果,获得更佳的行驶稳定性。
3.提高悬挂适应性液压悬挂系统应能够适应不同的路况和驾驶情况。
为了提高悬挂适应性,在设计时应考虑车辆的种类、所处地区的道路情况、驾驶习惯等因素。
同时,系统应支持多种工作模式,如手动、自动等,以便根据不同驾驶环境合理调节悬挂的刚度和阻尼。
4.增强悬挂可靠性悬挂系统是汽车中较为耐磨损的部件之一。
为了保证悬挂的可靠性,应在设计和制造时采用高品质的材料和零部件,并在使用过程中进行定期检测与维护。
此外,在开发过程中还需要进行模拟分析和实际试验,以确保其性能和耐用性。
汽车液压悬架的研究与设计
摘 要 :悬 架是 汽 车 的 车 架 与 车桥 或 车轮 之 间一 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 ,衰 减 由此 引起 的 震 动 ,以保 证 汽 车能 平 顺 地 行 驶 。本 文 的研 究 涉及 汽 车 悬 架 .尤 其 涉及 一 种 汽 车 液 压 悬 架 装 置 。
关 键 词 :稳 定 悬 架 液 压 汽 车 可 靠性
一 、 引 言 悬 架 装 置 是 评 价 汽 车 性 能 的 一 个 重 要 标 志 ,是 汽 车 中 的 一 个 重 要 组 成 部 分 。它 把 车 架 与 车 轮 弹 性 地 联 系起 来 ,影 响到 汽 车 的 多 种使 用 性 能 …。 各 大 厂 家 为 了 提 高 汽 车产 品 的 舒 适 度 与 可 靠 性 ,增强 汽 车 产 品 在 市 场 上 的竞 争 力 ,纷 纷 加 大 在 悬 架 设 计 上 的投 入 。 现 有 的单 囊式 空气 悬 架 装 置 ,结 构 复 杂 、功 能 单 一 ,难 以保 障 汽 车 行 驶 的 舒 适 性 和 安 全 性 ,不 能 满 足 现 代 汽 车 技 术 发 展 的需 要 。通 过对 悬 架 系 统 中关键 部 件 的研 究 ,侧 重 于 容 易 故 障部 件 的分 析 再设 计 ,可 以减 少 悬 架 系 统 的失 效 概 率 与 性 能 ,在 设 计 中 降低 投 入 成 本 ,提 高用 户 的满 意 度 】_[3]。 二 、汽 车 悬 架 的发 展 舒 适 的生 活 是 人 类 永 远 的追 求 ,所 以 ,早 在 人 类 使 用 马 车 的时 候 ,悬架 系统 就 已 经 出 现 了 。在 当时 ,人 们 为 了 乘 坐 更 加 舒 适 .开 始 了最 初 的对 悬 架 的探 索 。最 先 被 使 用 在 马 车 上 的就 是 叶 片 弹 簧 ,通 过 多 叶片 弹 簧 孜 孜 不倦 的探 索 ,在 1776年 ,马 车用 的 叶片 弹 簧 取 得 了专 利 ,并 且 一 直 使 用 到 2O世 纪 30年代 , 甚 至 直 到 现 在 。相 当一 部 分 简 易 的小 货 车所 使 用 的 弹 簧 依 然 是 叶片 弹 簧 。 由此 可 见 叶片 弹簧 的成 功之 处 。 当 汽 车 出 现 之 后 .对 于 乘 坐 的舒 适 性 有 了 更 高 要 求 ,慢 慢 地 就 出 现 了螺 旋 弹 簧 ,随 着 需 求 的 提 高 ,人 们 悬 架 探 索 的 深 入 ,相 继 出 现 了 扭 杆 弹簧 、气 体 弹 簧 、橡 胶 弹 簧 、钢 板 弹 簧 等 弹 性 件 ,1934年 世 界 上 出 现 了第 一 个 由螺 旋 弹 簧 组 成 的 被 动 悬 架 [4],被 动 悬 架 的 模 型如 图 1(a)所 示 。
越野车液压主动悬架系统设计
第 4 章 悬架阻尼调节机构设计.......................................19
4.1悬架阻尼控制的原理节流阀设计......................................19 4.2. 影响流量稳定性的因素...................................... 20 4.2.1 压差变化对流量稳定性的影响.................................20 4.2.2 油温变化对流量稳定性的影响............................... 21 4.2.3 阻塞对流量稳定性的影响.....................................21
第 5 章 悬架刚度调节机构设计.......................................24
5.1 悬架刚度的自动调节..............................................24 5.2 空气压缩机的选择................................................25 5.3 蓄能器的选择....................................................26 5.4 本章小结........................................................27
1
是减弱路面传给车身的冲击力,衰减由冲击力引起的承载系统的震动。其中,弹簧主 要起减缓冲击力的作用,减震器的主要作用是衰减震动。由于这种悬架是由外力驱动 而起作用的,所以称为被动动悬架。 传统的被动悬架虽然结构简单、 造价低廉且不消耗外部能源, 但因为其参数固定, 所以具有较大的局限性。主要表现在:悬架参数固定,不能随路矿改变,只能针对某 种特定工况,进行参数优化设计;而且悬架元件仅对局部的相对运动做出响应,故限 制了悬架参数的取值范围。研究表明在人体共振频率附近,振动的不适主要是由弹簧 的刚度决定,而在非悬置质量共振频率附近,阻尼力起决定性作用。减小悬架刚度后 对改善乘坐舒适性有利,但对改善轮胎的动载荷不利,故在被动悬架设计中需要针对 这些矛盾因素选择折衷方案。由于存在这种本质性的矛盾问题,这就必然导致设计人 员无法使参数优化达到期望的最优性能指标。所以传统被动悬架难以实现乘坐舒适性 和操纵稳定性的完美结合。随着汽车速度的提高,对汽车悬架的性能也提出了越来越 高的要求。所以在这种情况下智能悬架系统应运而生了,即基于电子控制的智能悬架 系统——主动悬架,半主动悬架得了迅速发展并逐渐在轿车上应用。 2、主动悬架 主动悬架是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬架。它汇集了力学和 电子学的技术知识,是一种比较复杂的高技术装置。例如装置了主动悬架的法国雪铁 龙桑蒂雅,该车悬架系统的中枢是一个微电脑,悬架上的 5 种传感器分别向微电脑传 送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘 角度及转向速度等数据。 电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较, 选择相应的悬架状态。 同时,微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件,通过控制减振器内油压的变化产生 抽动,从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬架运动。因此,桑蒂雅轿车 备有多种驾驶模式选择,驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮, 轿车就会自动设置在最佳的悬架状态,以求最好的舒适性能。 主动悬架具有控制车身运动的功能。 当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时, 主动悬架会产生一个与惯力相对抗的力,减少车身位置的变化。例如德国奔驰 2000 款 Cl 型跑车, 当车辆拐弯时悬架传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度。 电脑 根据传感器的信息,与预先设定的临界值进行比较计算,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。 3、半主动悬架
主动式悬挂系统设计及其在汽车操控性能中的研究
主动式悬挂系统设计及其在汽车操控性能中的研究引言汽车行驶时的悬挂系统是影响汽车操控性能的关键因素之一,其直接影响车辆行驶的平稳性、舒适性、安全性和操控性等方面。
传统的悬挂系统通常采用被动式悬挂结构,但随着汽车工业的不断发展和技术的进步,主动式悬挂系统逐渐成为汽车行业的一个热点研究课题。
本文将介绍主动式悬挂系统的设计原理和其在汽车操控性能中的重要作用,为读者对该领域有更深入的了解和认识提供参考。
主动式悬挂系统的设计原理传统的被动式悬挂系统通过减震器、弹簧和悬架等结构组成,在汽车行驶过程中承受车辆的冲击和震动,以达到保持车身稳定和悬挂系统对路面的适应性。
而主动式悬挂系统则采用先进的电控技术,通过检测车辆的运动状态和路面反馈信息,控制悬挂系统的行为来对路面的反应进行自适应调整,以改善车辆的行驶稳定性、舒适性和安全性。
主动式悬挂系统主要由以下几个关键部分组成:1. 悬挂系统传感器:用于检测车辆运动状态以及路面反馈信息。
2. 控制单元:负责接收传感器信号、开展计算和控制悬挂系统的行为。
3. 调节阀或执行机构:用于调整悬挂系统的行为。
主动式悬挂系统的调节方式通常分为两种:1. 电控调节:通过电控技术调整悬挂系统的行为,包括硬度、反弹和压缩等方面。
2. 液压调节:通常采用阀门或执行机构,通过调整油路来控制减震器的行为。
主动式悬挂系统在汽车操控性能中的研究主动式悬挂系统对汽车操控性能的提升是显著的,其主要表现在以下几个方面:1. 悬挂系统自适应调整:主动式悬挂系统通过检测车辆状态和路面反馈,自动调整悬挂系统,以适应不同的路况和驾驶风格,使车辆行驶更为平稳和舒适。
2. 悬挂系统负载调整:主动式悬挂系统可以根据车辆负载变化和行驶状态的不同,调整悬挂系统的硬度和结构,以保持其对路面的适应性和稳定性。
3. 悬挂系统弹簧压缩调节:主动式悬挂系统可以根据路面的情况和车速的不同,调节弹簧的压缩行为,以减少车辆的颠簸和摇晃,提高行驶的稳定性。
液压式主动悬架控制系统
液压式主动悬架控制系统如图4所示,液压悬架控制系统由以下部件组成:①液压源:可以提供最大压力油流量。
②蓄能器:安装于液压源单元,吸收液压源产生的脉冲压力。
③多阀模块:包括决定液压源输出压力的主溢流阀,保持车身高度的主单元阀和先导控制单元阀,控制车身高度的流量控制阀,以及失效安全阀。
当控制系统发生异常时,失效安全阀可以改变液压油路,防止车身高度突然变化。
④主蓄能器:安装于前轴和后轴,贮油并根据需要向执行器供油,当发动机熄火时,可保持车身高度不变。
⑤压力控制阀:结构原理如图5所示,具有三个油口的主阀和一个先导比例电磁控制阀。
压力控制阀根据控制单元的输入驱动电磁铁调节先导阀,使阀芯移动,调节压力执行器的压力;为使阀芯响应由路面激励引起的执行器的压力波动,采用了反馈控制,通过阀芯移动使执行器压力保持稳定。
⑥压力执行器:是一带有阻尼阀和蓄能器的单作用液压动力缸,其结构原理如图6所示。
⑦控制器:接收来自加速度、车身高度和车速等传感器的信号,发出控制信号驱动压力控制阀,并向指示灯和安全阀发出信号。
如图7所示为液压悬架控制系统的原理图,由两个16位单片机(MCU1和MCU2)构成,MCU1处理来自于加速度传感器的信号,发出控制信号驱动压力控制阀。
MCU2处理来自于车身高度和车速等传感器的信号,与MCU1通信并向指示灯和安全阀发出信号。
正常情况下,MCU1和MCU2彼此完成各自的任务。
但异常情况发生时,失效安全阀获得信号并动作以保证系统安全可靠。
液压悬架控制系统的控制功能有:①侧倾控制:由侧向加速度传感器检测引起车辆侧倾的惯性力,然后启动侧倾控制,使作用于外圈车轮的控制压力增加,内圈的控制压力减少。
如图8所示,液压缸产生的控制力ΔF为:式中,m为车身质量,a为侧向加速度,h为车身重心距转动中心的纵向高度,d为轮距。
②前倾(点头)控制:制动时会在车辆的重心产生惯性力并使汽车发生前倾(点头)。
纵向加速度传感器检测到这种惯性力后,相应增加前部的控制压力,同时减少后部的控制压力。
汽车液压主动悬架系统的设计与仿真-精品
汽车液压主动悬架系统的设计与仿真摘要汽车悬架系统性能优劣直接影响到乘坐的舒适性和操纵稳定性。
自主动悬架的概念提出以来,许多国家先后对车辆悬架及其振动控制系统的研究和开发进行了大量的理论和试验研究。
国内在二十世纪八十年代也展开了对半主动及主动悬架的研究,但与国外相比,还存在一定差距。
随着相关学科技术的发展,研究和开发高性能的悬架系统及其振动控制系统已成为现实。
主动悬架系统需要通过附加的作用力来实现性能的改善,作用力的产生一般通过液压系统、气压系统、电磁系统和气动肌肉来完成。
本论文对以上不同的主动力产生方式进行了分析,分析表明在目前的技术条件下,采用液压系统对悬架进行控制仍然是比较理想的。
论文分析了汽车液压主动悬架的基本结构,分别选用比例阀和伺服阀控制的液压缸作为执行元件,对主动悬架液压比例控制系统进行了静态设计,包括负载分析、液压回路的确定、电液比例阀的选取。
对液压比例控制主动悬架系统和伺服控制主动悬架系统进行动态建模分析,通过对系统物理特性的分析及公式的推导得出了系统的结构模型。
通过对比例主动悬架、伺服主动悬架结构参数及其它液压参数的确定得出了系统的模型参数。
建立了被动悬架、比例主动悬架和伺服主动悬架的Simulink仿真模型。
论文还对PID控制和路面输入模型进行了分析,建立了两者的仿真模型。
在动态建模的基础上,采用PID控制对比例主动悬架和伺服主动悬架进行控制仿真研究,取得了较好的控制效果。
对被动悬架、比例主动悬架和伺服主动悬架仿真得到的加速度动态响应曲线进行对比,结果表明比例悬架系统与伺服悬架系统性能基本一致,两者都能有效地改善汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及安全性。
而伺服阀价格是同规格的比例阀三倍,其对油液清洁度的要求也远高于比例阀。
这表明了采用比例悬架系统具有更高的性价比。
论文对选用不同相频宽比例阀时主动悬架加速度响应特性进行了简要的分析,指出当选用频宽30Hz以上的比例阀时,能达到较好的减振效果。
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》范文
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展,汽车悬挂系统作为汽车行驶过程中至关重要的一部分,其性能直接影响着汽车的舒适性、稳定性和安全性。
传统被动悬挂系统已经难以满足现代汽车对高性能、高稳定性的需求。
因此,主动悬挂系统应运而生,而其中液压主动悬挂系统因其优秀的减震效果和精确的控制系统得到了广泛的应用。
本文将对补偿式单纵臂液压主动悬挂系统进行研究,旨在探讨其工作原理、设计优化及其应用前景。
二、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统工作原理补偿式单纵臂液压主动悬挂系统主要由传感器、控制器和执行器等部分组成。
传感器负责收集车辆行驶过程中的各种信息,如车速、路面状况、车身姿态等。
控制器根据传感器收集的信息,结合预设的算法,计算出最佳的悬挂控制策略,并通过执行器对悬挂系统进行实时调整。
单纵臂液压主动悬挂系统的核心在于其独特的单纵臂设计。
这种设计可以有效地减小悬挂系统的质量,提高悬挂系统的响应速度和减震效果。
同时,通过液压技术,系统可以实现更为精确的控制,使得车辆在各种路况下都能保持良好的行驶稳定性和乘坐舒适性。
三、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的设计优化为了进一步提高悬挂系统的性能,需要对补偿式单纵臂液压主动悬挂系统进行设计优化。
首先,需要优化传感器的布局和类型,以提高其收集信息的准确性和实时性。
其次,需要优化控制算法,使其能够更好地适应不同的路况和驾驶需求。
此外,执行器的设计和选型也是关键,需要保证其能够快速准确地响应控制器的指令。
在优化过程中,还需要考虑到系统的可靠性和耐久性。
因此,需要采用高强度的材料和先进的制造工艺,以提高系统的整体性能和寿命。
同时,还需要对系统进行严格的测试和验证,确保其在实际应用中的可靠性和稳定性。
四、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的应用前景随着汽车工业的不断发展,补偿式单纵臂液压主动悬挂系统将在汽车领域得到更广泛的应用。
首先,它可以提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性,为乘客提供更为舒适的乘坐体验。
越野车液压主动悬架系统设计-开题报告
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
《2024年度100t液压动力平板车悬挂系统的设计与仿真研究》范文
《100t液压动力平板车悬挂系统的设计与仿真研究》篇一一、引言随着现代物流和运输业的快速发展,对于大型重载设备的运输需求日益增长。
100t液压动力平板车作为重载运输的重要工具,其悬挂系统的设计与性能直接影响到车辆的稳定性和运输效率。
本文旨在研究100t液压动力平板车悬挂系统的设计与仿真,以提升车辆的性能和安全性。
二、悬挂系统设计概述1. 设计要求在设计过程中,我们首先明确了悬挂系统的基本要求,包括承载能力、稳定性、耐久性以及适应性等。
其中,承载能力是悬挂系统最重要的性能指标,必须满足100t的承载需求。
同时,系统还需要具备良好的稳定性和耐久性,以应对各种复杂路况和长时间使用。
2. 设计原理设计原理主要基于液压传动和悬挂系统的基本理论,结合车辆的实际使用环境和需求进行优化。
我们采用了液压缸、液压泵、液压油箱等关键部件,构建了完整的液压传动系统。
同时,通过优化悬挂系统的结构参数,实现了对车辆稳定性和承载能力的提升。
三、悬挂系统结构设计1. 液压缸设计液压缸是悬挂系统的核心部件,其设计直接影响到整个系统的性能。
我们采用了高强度材料制造的液压缸,以确保其具有足够的承载能力和耐久性。
同时,通过优化液压缸的结构,实现了对车辆悬挂行程和阻尼的精确控制。
2. 液压泵和液压油箱设计液压泵和液压油箱是液压传动系统的关键部件。
我们采用了高性能的液压泵和大型的液压油箱,以确保系统具有足够的动力和油量。
同时,通过对液压泵和液压油箱的结构进行优化,实现了对系统压力和流量的精确控制。
四、仿真研究为了验证设计的有效性和可靠性,我们采用了仿真软件对悬挂系统进行了仿真研究。
通过建立精确的数学模型,模拟了车辆在实际使用过程中的各种工况和路况。
仿真结果表明,设计的悬挂系统具有良好的稳定性和承载能力,能够满足100t的承载需求。
同时,系统还具有较低的油耗和噪声,具有较高的经济性和环保性。
五、结论通过对100t液压动力平板车悬挂系统的设计与仿真研究,我们得出以下结论:1. 设计的悬挂系统具有较高的稳定性和承载能力,能够满足100t的承载需求。
车辆液压式主动悬架系统的设计与试验分析
第1期2020车辆液压式主动悬架系统的设计与试验分析张丹丹 杨晓楠 张建伟 高 杨 李俊峰(北方自动控制技术研究所,太原 030006)摘要:车辆中主动悬架的作用是为汽车带来很好的平衡稳定性,为人们创造更舒适的乘车体验。
本文以车辆液压主动悬架进行深入探究,分析常见的汽车控制力输出不足的问题,并以此展开对液压作动器进行设计与试验,从而实现对汽车主动减振的研发效果。
关键词:液压;主动悬架;混合控制策略1前言车辆是人们生活中的重要载具,它的整体性能直接影响人们的生活质量。
悬架是汽车的重要部件,其作用是支撑车身,有效预防崎岖地面对车辆稳定性造成的影响,减少外在因素的影响,为车辆提供安全稳定的性能。
所以加强对车辆悬架系统的优化,能为人们带来更好的乘车体验。
2车辆中的悬架系统2.1悬架系统的意义汽车悬架是车身与车轮之间的弹性连接部件,由弹性元件、导向装置、减振器组成。
因为最初的汽车悬架是无法进行控制调节的被动悬架,所以在使用过程种容易受外在因素的影响,难以真正发挥整体性能。
但随着科技的不断发展,汽车领域的技术也在突飞猛进,当今计算机技术与电控制元件制造技术在不断提高,研发出了具有可控性的智能悬架系统。
这种智能悬架系统也被称为电控空气悬架系统,它能根据悬架系统的结构进行变化,一般分为电控悬架系统与电控液压悬架系统。
2.2悬架的功能悬架作为汽车中必不可少的部件,能支撑车身,将车身与车轴弹性进行连接,有效减轻不平稳道路所带来的冲力,为人们提供良好的乘坐体验;还能传递车轮与车体的力与力矩,让轮胎能与地面保持贴合状态,减少车身因外力造成的影响,保证车辆的平衡性。
软悬架:应用软悬架,可以降低弹簧的刚度,降低车辆的加速度,保证车辆行驶的稳定性;但是会对车身的重心造成影响,让轮胎的动载加大,无法掌握操纵的稳定性。
硬悬架:应用硬悬架,能起到对车辆姿态的约束作用,保证轮胎与地面贴合,能掌握操纵稳定性,但会破坏平顺性。
所以要重视汽车悬架功能效果,对悬架进行科学合理的设计。
车辆主动悬架系统控制方案设计
车辆主动悬架系统控制方案设计车辆主动悬架系统是一种利用电子控制和传感器技术来调节车辆悬挂系统的功能。
通过检测车辆的动态状况和路况情况,主动悬架系统能够实时调节悬挂的刚度和阻尼,提升车辆的稳定性和行驶舒适性。
本文将针对车辆主动悬架系统的控制方案进行设计,共分为传感器模块、控制模块和执行模块三个部分。
传感器模块是主动悬架系统的基础,负责采集车辆的动态信息和路况情况。
常用的传感器包括加速度传感器、角度传感器、车速传感器和路况传感器等。
加速度传感器用于检测车辆的加速度和减速度,角度传感器用于检测车辆的倾斜角度,车速传感器用于检测车辆的速度,路况传感器用于检测路面的平整度和颠簸程度。
传感器采集到的数据需要经过滤波和处理后方能使用。
控制模块是主动悬架系统的核心,负责根据传感器模块采集到的数据,进行实时的控制和调节。
控制模块包括控制算法和控制器两部分。
控制算法通常采用PID控制算法,即比例、积分、微分控制算法。
PID控制算法能够根据车辆的动态状况和路况情况,计算出合适的悬挂刚度和阻尼,以提升车辆的稳定性和行驶舒适性。
控制器通常采用微控制器或程序控制器,用于控制悬挂系统的执行器。
执行模块是主动悬架系统的实施部分,负责根据控制模块的指令,实时地调节悬挂的刚度和阻尼。
执行模块包括悬挂系统的执行器和悬挂系统的控制阀。
悬挂系统的执行器通常为液压或电液混合执行器,用于实现悬挂系统的加压或减压。
悬挂系统的控制阀用于控制液压或电液混合执行器的操作,根据控制模块的指令,调节液压或电液混合执行器的工作状态。
在车辆主动悬架系统的控制方案设计中,传感器模块负责采集车辆的动态信息和路况情况,控制模块负责根据传感器模块采集到的数据,进行实时的控制和调节,执行模块负责根据控制模块的指令,实时地调节悬挂的刚度和阻尼。
三个模块之间需要进行信息的传递和交互,以实现整个系统的协调工作。
在实际应用中,车辆主动悬架系统的设计还需要考虑到成本、可靠性和安全性等因素。
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》范文
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,车辆悬挂系统的性能对于车辆的行驶平稳性、操控性和安全性起着至关重要的作用。
传统的被动悬挂系统已无法满足现代汽车对于复杂路况的适应性和乘坐舒适性的需求。
因此,主动悬挂系统应运而生,其中,补偿式单纵臂液压主动悬挂系统因其独特的结构和优越的性能,逐渐成为研究的热点。
本文将重点对补偿式单纵臂液压主动悬挂系统展开深入研究。
二、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的基本原理与结构补偿式单纵臂液压主动悬挂系统主要由单纵臂、液压缸、控制系统等部分组成。
其基本原理是通过液压缸的伸缩运动,实现悬挂系统对车身的支撑和缓冲,并通过控制系统对液压缸的伸缩进行精确控制,以达到主动调节车身高度和姿态的目的。
其中,单纵臂是悬挂系统的主要承载部分,其结构简单、强度高、抗侧倾能力强;液压缸则是实现主动调节的关键部件,其工作状态受控制系统控制;控制系统则是整个悬挂系统的“大脑”,负责接收传感器信号,根据车辆状态和路况信息,精确控制液压缸的伸缩,从而实现主动悬挂的功能。
三、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的优势与挑战补偿式单纵臂液压主动悬挂系统相比传统被动悬挂系统具有以下优势:一是能够根据路况和车辆状态实时调整悬挂系统的刚度和阻尼,提高车辆的行驶平稳性和操控性;二是能够有效减小车身振动,提高乘坐舒适性;三是能够主动调节车身高度和姿态,增强车辆的稳定性和安全性。
然而,补偿式单纵臂液压主动悬挂系统也面临着一些挑战。
首先,液压系统的设计和控制需要高精度的技术和设备支持;其次,系统的能耗和成本较高,需要进一步优化;最后,系统的可靠性和耐久性也需要经过长时间的实践验证。
四、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的研究现状与展望目前,国内外学者对补偿式单纵臂液压主动悬挂系统进行了广泛的研究。
在理论方面,主要研究了悬挂系统的动力学模型、控制策略和优化方法等;在实践方面,主要进行了系统设计和试验验证等工作。
《2024年补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》范文
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展,悬挂系统作为汽车的重要组成部分,对于车辆性能的优化起着至关重要的作用。
其中,主动悬挂系统因其具备动态响应能力,在提高驾驶稳定性、减少车身振动以及增强乘坐舒适度等方面表现优异。
在众多主动悬挂系统中,补偿式单纵臂液压主动悬挂系统因其技术先进性及效能的均衡性而备受关注。
本文将就补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的结构、工作原理、设计方法以及应用前景进行深入研究。
二、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的结构与工作原理1. 结构特点补偿式单纵臂液压主动悬挂系统主要由单纵臂、液压缸、传感器、控制系统等部分组成。
其中,单纵臂作为主要承载部件,负责支撑车身并传递力矩;液压缸则通过油液的压缩与释放,实现悬挂系统的升降动作;传感器负责收集车速、路况等信息,为控制系统提供决策依据;控制系统则是整个悬挂系统的“大脑”,负责根据传感器信息对液压缸进行控制,以实现悬挂系统的动态调整。
2. 工作原理补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的工作原理主要基于液压传动与控制系统。
当车辆行驶过程中,传感器实时收集车速、路况等信息,并将这些信息传输至控制系统。
控制系统根据这些信息,结合预设的算法,对液压缸进行控制,使液压缸内的油液进行压缩或释放,从而调整单纵臂的高度和刚度。
这样,悬挂系统就能根据路况实时调整,以达到最佳的驾驶稳定性和乘坐舒适度。
三、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的设计方法1. 动力学分析在设计补偿式单纵臂液压主动悬挂系统时,首先需要进行动力学分析。
通过建立车辆的动力学模型,分析车辆在不同路况下的运动状态,以及悬挂系统对车辆性能的影响。
这有助于确定悬挂系统的设计参数,如刚度、阻尼等。
2. 控制系统设计控制系统是悬挂系统的核心部分,其设计直接影响到悬挂系统的性能。
在设计时,需要综合考虑传感器的类型、数量以及布置方式,确保传感器能够准确收集车速、路况等信息。
同时,还需要设计合适的控制算法,使控制系统能够根据传感器信息实时调整液压缸的工作状态。
《2024年补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》范文
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》篇一一、引言在汽车行业中,悬挂系统对于车辆的稳定性和乘坐舒适度至关重要。
为了适应日益增长的消费者需求,提升驾驶的舒适感和安全性,主动悬挂系统逐渐成为现代汽车的重要配置。
其中,补偿式单纵臂液压主动悬挂系统以其独特的结构设计和工作原理,在汽车悬挂系统中占据重要地位。
本文将针对补偿式单纵臂液压主动悬挂系统进行深入研究,探讨其工作原理、性能特点及优化策略。
二、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的基本原理补偿式单纵臂液压主动悬挂系统主要由单纵臂、液压缸、传感器和控制系统等部分组成。
其基本原理是通过传感器实时监测路面状况和车辆运动状态,将信息传递给控制系统。
控制系统根据接收到的信息,通过液压缸驱动单纵臂进行主动调节,实现对车辆悬挂高度的实时调整,从而达到提高车辆稳定性和乘坐舒适度的目的。
三、系统工作原理分析1. 传感器:传感器负责实时监测路面状况和车辆运动状态。
这些传感器包括车速传感器、加速度传感器、位移传感器等,它们将监测到的数据传递给控制系统。
2. 控制系统:控制系统是悬挂系统的“大脑”,负责接收传感器传递的信息,并进行分析处理。
根据分析结果,控制系统通过控制液压缸的伸缩,驱动单纵臂进行相应的调整。
3. 液压缸:液压缸是悬挂系统的执行机构,通过控制其伸缩,实现单纵臂的上下运动。
液压缸内部设有压力传感器,可以实时监测油压变化,保证系统的稳定性和可靠性。
4. 单纵臂:单纵臂是悬挂系统的主要承载部分,其结构简单、刚度大、响应速度快。
在液压缸的驱动下,单纵臂可以实现快速、准确的调整,从而提高车辆的稳定性和乘坐舒适度。
四、系统性能特点1. 高度可调:补偿式单纵臂液压主动悬挂系统可以根据车辆行驶状态和路面状况实时调整悬挂高度,提高车辆的稳定性和乘坐舒适度。
2. 响应速度快:由于采用液压驱动,系统响应速度快,可以迅速适应路面变化和车辆运动状态。
3. 结构简单:单纵臂结构简单、刚度大,有利于提高系统的可靠性和耐久性。
汽车主动悬架比例液压系统的设计
与悬架阻尼 传递到簧载质量 ,使簧载质量
收 稿 日期 :0 7 0 — 4 2 0— 6 1
作 者 简介 : 启 谊 , 压 工程 师 。 吴 液
设 计 悬架 液 压 系统 时 。 据工 程 实 际提 出的 技 根
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2 比例 悬 架 系 统原 理
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《2024年补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》范文
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》篇一一、引言在汽车制造及汽车科技发展的进程中,悬挂系统扮演着举足轻重的角色。
随着科技的进步,传统被动悬挂系统已经逐渐无法满足现代汽车对舒适性、稳定性和操控性的需求。
因此,液压主动悬挂系统应运而生,其通过精确控制悬挂的阻尼和刚度,以实现更优的车辆动态性能。
本文将重点研究一种新型的补偿式单纵臂液压主动悬挂系统,探究其设计原理、工作特性及实际运用。
二、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的设计原理补偿式单纵臂液压主动悬挂系统主要由单纵臂、液压缸、控制单元等部分组成。
其中,单纵臂作为主要的承载和传递动力的部件,其设计需考虑强度、刚度和运动学特性。
液压缸则负责产生必要的阻尼力和刚度力,以实现对车辆运动的主动控制。
控制单元则是整个系统的“大脑”,负责接收和处理各种传感器信号,然后根据预设的算法控制液压缸的工作。
三、工作特性分析补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的工作特性主要体现在其主动控制和补偿能力上。
首先,通过高精度的传感器实时监测车辆的运动状态,如车身加速度、车轮跳动等。
然后,控制单元根据这些信息,结合预设的算法,精确控制液压缸的工作,实现对车辆运动的主动控制。
此外,该系统还具有补偿能力,能够在车辆行驶过程中,根据路况和载重的变化,自动调整悬挂的刚度和阻尼,以保持车辆的稳定性和舒适性。
四、实际应用与效果补偿式单纵臂液压主动悬挂系统在实际应用中,表现出了优异的性能。
首先,该系统能够显著提高车辆的舒适性。
通过精确控制悬挂的阻尼和刚度,有效减少了车身的振动和颠簸,为乘客提供了更为舒适的乘坐环境。
其次,该系统还能提高车辆的稳定性和操控性。
在高速行驶和转弯时,该系统能够快速响应,保持车辆的稳定,提高驾驶者的操控信心。
此外,该系统的自动补偿能力也能在载重变化和路况不佳的情况下,保持车辆的优良性能。
五、研究展望尽管补偿式单纵臂液压主动悬挂系统已经表现出了优异的性能,但仍有进一步的研究空间。
首先,可以进一步优化控制算法,以提高系统的响应速度和精度。
车辆液压悬挂系统的分析设计
车辆液压悬挂系统的分析设计随着汽车行业的不断发展,车辆悬挂系统的设计越来越受到关注。
悬挂系统是车辆的重要组成部分,它对车辆的舒适性、操控性和安全性有着直接影响。
而在悬挂系统中,液压悬挂系统因其具有良好的稳定性和可调性而备受青睐。
本文将对车辆液压悬挂系统进行分析和设计。
首先,我们需要了解液压悬挂系统的工作原理。
液压悬挂系统通过液压油在缸筒中的压力变化,控制车辆悬挂的硬度和高度。
在车辆通过不平路面时,液压油会受到压力的作用而挤压缸筒,从而达到减震和抗震的效果。
通过不同的压力调节,我们可以根据车辆的需要来调整悬挂系统的硬度和高度,从而达到最佳的驾驶感受。
然而,要设计一个合适的液压悬挂系统并不容易。
首先,我们需要考虑车辆的类型和用途。
不同类型的车辆对悬挂系统的需求有所不同。
例如,跑车需要更高的悬挂刚度来提供更好的操控性能,而普通轿车则需要更好的舒适性。
此外,考虑到减震和稳定性,还需要根据车辆的负载量和行驶环境来确定液压悬挂系统的参数。
在设计液压悬挂系统时,我们还需要考虑到一些技术细节。
例如,我们可以采用双作用缸筒来提高系统的响应速度和稳定性。
另外,通过采用不同的阀门和软管,我们可以调整悬挂系统的油路结构,从而达到更好的动态响应性能。
此外,还可以引入电子控制单元来实现悬挂系统的智能化和自适应性。
除了设计,我们还需要对液压悬挂系统进行分析和测试。
通过实验和仿真,我们可以评估悬挂系统的性能,并进行优化。
通过对悬挂系统的动力学分析,我们可以了解其在不同工况下的响应特性,从而优化系统参数。
此外,我们还可以进行悬挂系统的可靠性分析,以确保系统的安全性和可靠性。
最后,我们需要考虑液压悬挂系统的维护和保养。
悬挂系统是一个复杂的机械系统,需要定期检查和维护。
例如,我们需要检查液压油的质量和压力,确保系统的正常工作。
我们还需要检查密封件和软管,以防止泄漏。
此外,定期更换阀门和软管也是必要的。
总结起来,液压悬挂系统的分析设计是一个复杂而重要的任务。
汽车液压式主动悬架系统的设计
第1章绪论1.1悬架系统简介汽车悬架是车架(车身)与车桥(车轮)之间弹性连接的部件,主要由弹性元件、导向装置及减振器三个基本部分组成[1]。
原始的悬架是不能够进行控制调节的被动悬架,在多变环境或性能要求高且影响因素复杂的情况下,被动悬架难以满足期望的性能要求。
随着电液控制、计算机技术的发展以及传感器、微处理器及液、电控制元件制造技术的提高,出现了可控的智能悬架系统,即电子控制悬架系统。
电子控制悬架系统按悬架系统结构形式分,可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统两种。
1.1.1悬架的功能悬架是现代汽车的重要总成之一,一般由弹性元件、阻尼元件以及导向机构等组成。
悬架应具备的功能如下:支撑车身或车体;将车体与车轴弹性的连接起来,有效的抑制、衰减、隔离来自不平路面的冲击,以提供良好的乘坐舒适性;传递车轮和车体间一切力与力矩,使轮胎尽量跟随着地面,尽量减弱外因引起的车身姿态变化,以提供良好的操纵稳定性。
其中的乘坐舒适性和操纵稳定性是两个相互矛盾的要求。
例如:应用软悬架,如降低弹簧刚度,可以减小车身的加速度,满足乘坐舒适性,但同时增加了车身重心变化的幅度,加大了车轮的动载,而影响操纵稳定性,而应用硬悬架可以限制汽车姿态变化,保证轮胎良好接地,满足操纵稳定性但同时也会破坏平顺性的要求。
悬架对汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性及操纵稳定性等多种使用性能都有很大的影响,因此悬架设计一直是汽车设计人员非常关注的问题之一。
11.1.2 悬架的分类按悬架工作原理不同可分为被动悬架、半主动悬架及主动悬架三种,如图1.1所示[2]。
1、被动悬架目前在汽车上普遍采用的悬架,仍多为被动悬架。
被动悬架概念是在1934年由Olley提出的。
它通常是指:结构上只包括弹簧和阻尼器(减振器)的系统。
传统的被动悬架虽然结构简单、造价低廉且不消耗外部能源,但因为其参数固定,所以具有较大的局限性。
主要表现在:悬架参数固定,不能随路矿改变,只能针对某种特定工况,进行参数优化设计;而且悬架元件仅对局部的相对运动做出响应,故限制了悬架参数的取值范围。
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第1章绪论1.1悬架系统简介汽车悬架是车架(车身)与车桥(车轮)之间弹性连接的部件,主要由弹性元件、导向装置及减振器三个基本部分组成[1]。
原始的悬架是不能够进行控制调节的被动悬架,在多变环境或性能要求高且影响因素复杂的情况下,被动悬架难以满足期望的性能要求。
随着电液控制、计算机技术的发展以及传感器、微处理器及液、电控制元件制造技术的提高,出现了可控的智能悬架系统,即电子控制悬架系统。
电子控制悬架系统按悬架系统结构形式分,可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统两种。
1.1.1悬架的功能悬架是现代汽车的重要总成之一,一般由弹性元件、阻尼元件以及导向机构等组成。
悬架应具备的功能如下:支撑车身或车体;将车体与车轴弹性的连接起来,有效的抑制、衰减、隔离来自不平路面的冲击,以提供良好的乘坐舒适性;传递车轮和车体间一切力与力矩,使轮胎尽量跟随着地面,尽量减弱外因引起的车身姿态变化,以提供良好的操纵稳定性。
其中的乘坐舒适性和操纵稳定性是两个相互矛盾的要求。
例如:应用软悬架,如降低弹簧刚度,可以减小车身的加速度,满足乘坐舒适性,但同时增加了车身重心变化的幅度,加大了车轮的动载,而影响操纵稳定性,而应用硬悬架可以限制汽车姿态变化,保证轮胎良好接地,满足操纵稳定性但同时也会破坏平顺性的要求。
悬架对汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性及操纵稳定性等多种使用性能都有很大的影响,因此悬架设计一直是汽车设计人员非常关注的问题之一。
11.1.2 悬架的分类按悬架工作原理不同可分为被动悬架、半主动悬架及主动悬架三种,如图1.1所示[2]。
1、被动悬架目前在汽车上普遍采用的悬架,仍多为被动悬架。
被动悬架概念是在1934年由Olley提出的。
它通常是指:结构上只包括弹簧和阻尼器(减振器)的系统。
传统的被动悬架虽然结构简单、造价低廉且不消耗外部能源,但因为其参数固定,所以具有较大的局限性。
主要表现在:悬架参数固定,不能随路矿改变,只能针对某种特定工况,进行参数优化设计;而且悬架元件仅对局部的相对运动做出响应,故限制了悬架参数的取值范围。
研究表明在人体共振频率附近,振动的不适主要是由弹簧的刚度决定,而在非悬置质量共振频率附近,阻尼力起决定性作用。
减小悬架刚度后对改善乘坐舒适性有利,但对改善轮胎的动载荷不利,故在被动悬架设计中需要针对这些矛盾因素选择折衷方案。
由于存在这种本质性的矛盾问题,这就必然导致设计人员无法使参数优化达到期望的最优性能指标。
所以传统被动悬架难以实现乘坐舒适性和操纵稳定性的完美结合。
随着汽车速度的提高,对汽车悬架的性能也提出了越来越高的要求。
所以在这种情况下智能悬架系统应运而生了,即基于电子控制的智能悬架系统——主动悬架,半主动悬架得了迅速发展并逐渐在轿车上应用。
2图1.1 悬架分类2、主动悬架主动悬架的思想诞生于1955年,由GM公司的Federspiel—Labrosse提出,并最先应用到雪铁龙2cv车型上。
1965年,Rockwell与Kimica探讨了伺服机械做主动动力吸振器的原理,为车辆主动悬架控制系统的设计提供了理论指导。
设计主动悬架意图正是为了避免被动悬架中的一些矛盾原则,它利用可控的具有随机调节参数和信号处理能力的元件代替传统悬架的元件,来达到改善汽车行驶安全性和平顺性的目的。
主动悬架通常包括三部分:传感器,控制器以及执行机构,并由它们与汽车系统组成闭环控制系统。
其中控制器是整个系统的信息处理和管理中心,它接受来自各个传感器的信号,依据特定的数据处理方法和控制规律,进而决定并控制执行机构的动作,从而达到改变车身的运动状态、满足隔振减振要求的目的。
在整个悬架控制中,控制算法(包括状态估计、模型辨识以及控制规律)是决定主动悬架系统控制质量的关键性因素。
主动悬架的执行机构通常由能够产生具有一定频率宽度的力或力矩的作动器及相应的外加动力源构成。
主动悬架系统目前常见的实现形式有两种,一种是当前使用较3多,通常称作并联式的主动悬架。
它是在被动悬架的基础上,再增加一个驱动器,由于只需在被动悬架的基础上补充部分能量,因而消耗的能量小。
当主动悬架出现故障时,它仍能按被动悬架方式工作。
另一种是独立式的主动悬架。
这种主动悬架是悬置质量和非悬置质量之间完全由作动器连接,并由作动器吸收和补充全部能量,该悬架的机械结构简单,但消耗的能量多。
当主动悬架出现故障,就无法正常工作。
这也是主动悬架的缺点。
3、半主动悬架半主动悬架系统的概念出现得较早,概念于1937年被D.A.Crosby和D.c.Karnopp首次提出。
半主动悬架旨在以接近被动悬架的造价和复杂程度来提供接近主动悬架的性能。
半主动悬架系统的构造与主动悬架类似,它利用弹性元件和阻尼器并列支撑悬置质量。
不同之处是半主动悬架系统中可控阻尼器代替了主动悬架的主动力作动器。
一般地,由于汽车悬架弹性元件需承载车身的静载荷,因而在半主动悬架中实施刚度控制比阻尼控制困难得多,所以对半主动悬架的研究目前大多数都只限于阻尼控制问题,利用合适的控制律,它可提供介于主动悬架和被动悬架之间的性能。
半主动悬架除了需要少量能量驱动电磁阀外,并不需要外加动力源,代表了性能提高和设计简单的折衷。
根据阻尼系数是连续可调还是离散可调,半主动悬架又可以分为连续可控式和分级可控式。
它们的区别是连续可控式中的阻尼系数在一定的变化范围内可以连续调节,而分级可控式中只有几种阻尼系数可供选择切换。
1.2国内、外汽车主动悬架系统发展概况车辆主动悬架的研究在国内外,尤其在国外得到了广泛的开展,许多大学与大汽车公司对主动悬架进行了理论与实践的研究,并取得了一些成果。
对主动悬架的研究主要从两个方面展开:一是各种可能模型的主动悬架及其特性的4研究。
二是控制规律的研究。
采用不同的控制规律和数学模型,所获得的悬架特性是不一样的,因此采用什么样的模型和控制规律以及与之对应的悬架特性是什么,是主动悬架研究的一个重要方面[3]。
国外一些发达工业国家虽然己在某些车型上应用了主动悬架的产品,但在控制算法的改进、系统稳定性的增强、性能价格比的提高等方面仍有大量工作要做。
例如文献中韩国的Han. S.-S.和Choi. S.-B.对一种新型的电流变化悬架系统进行了研究[4]。
国内清华大学已于1997年建成了主动油气悬架试验系统,但目前国内的研究尚处于悬架系统控制算法的优化设计和理论分析阶段。
所以,采用合适的控制方法,研究和开发满足主动悬架这一非线性、时变系统的有效、快速、可靠、高智能度、造价合理的控制器,是主动悬架研究的重中之重。
车辆悬架振动控制系统的研究和开发是车辆动力学与控制领域的前沿课题。
引入主动控制技术后的悬架是一类复杂的非线性系统,其研究进展和开发应用与机械动力学、电磁力学、流体传动与控制、测控技术、计算机技术、电子技术、材料科学等多个学科的发展紧密相关。
近年来,随着相关学科和高新技术的迅猛发展,特别是高性价比微处理器的普及,使得研究实用的主动悬架振动控制系统成为可能。
现今,汽车的舒适性和安全性越来越受人们关注。
并且随着高速公路网的发展,汽车车速有了很大程度的提高,而被动悬架系统限制了汽车性能的进一步提高,现代汽车对悬架的要求除了能保证其基本性能外,还致力于提高汽车的行驶安全性和乘坐舒适性,向高附加值、高性能和高质量的方向发展。
随着电子技术、传感器技术的飞速发展,以微电脑为代表的电子设备,因性能的大幅度改善和可靠性的进一步提高,促成汽车电子装置的高可靠性、低成本和空间节省,使电子控制技术被有效地应用于包括悬架系统在内的各个部分。
通过5采用电子技术来实现汽车悬架系统的控制,既能使汽车的乘坐舒适性达到令人满意的程度,又能使汽车的操纵稳定性达到最佳状态。
因此,主动悬架必将是今后汽车悬架发展的方向,必将有一个光辉的前景。
1.3课题的目的与意义汽车在行驶时,路面的不平度会激起汽车的振动,当这种振动达到一定程度时,将使乘客感到不舒适或运载货物的损坏。
对弹簧刚度控制,改变弹簧刚度,使悬架满足运动或舒适的要求。
悬架性能还会引起车身姿态发生变化(俯仰和侧倾),也会使乘客感到不舒适,并且会影响行车安全。
对阻尼力控制,用来提高汽车的操纵稳定性,在急转弯、急加速和紧急制动情况下,可以抑制车身姿态的变化。
车高调整,当汽车在起伏不平的路面行驶时,可以使车身抬高,以便于通过;在良好路面高速行驶时,可以降低车身,以减少空气助力,提高操纵稳定性。
本设计根据汽车主动悬架的工作过程和工作要求,设计一套液压式主动悬架系统,利用液压能对车辆的悬架系统的减振刚度、阻尼力强度和车身高度进行调节。
由于主动悬架能根据检测到的车辆和环境状态,主动及时地调整和产生所需悬架控制力,使悬架处于最优的减振状态,因而,随着现代汽车车速的提高和车总体质量的减轻,有关车辆主动悬架的研究己成为世界各国汽车业瞩目的热点。
悬架的设计必须满足行驶平顺性(Ride Comfort)和操纵稳定性(Handling Stability)等性能的要求。
而随着汽车工业的发展,人们对汽车的舒适性、安全可靠性的要求越来越高,传统的被动悬架系统已很难满足这些要求。
主动悬架系统能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号,由电子控制单元(ECU)控制悬架执行机构,使悬架系统的刚度、减振器阻尼力及车身高度等参数得以改变。
同时,由于车轮与路面之间的动载荷,还会影响到它们的附着效6果,因而会影响到汽车的操纵性、安全性及对路面的破坏;因此,研究车辆振动和受力,采取有效措施,将其控制在最低水平,对于改善车辆的乘座舒适性、操纵稳定性具有很重要意义。
本课题通过对汽车液压式主动悬架系统的设计,可为开发研制一种新型的汽车主动悬架系统提供一条新的途径,具有一定的实际应用价值和应用前景,同时通过本设计的完成也可进一步培养学生综合运用知识的能力,培养其分析问题和解决问题的能力,增强工程设计能力。
1.4 本课题的研究内容设计一套汽车液压式主动悬架系统。
所设计的悬架系统能根据车况进行悬架刚度和阻尼力调节、车身高度的调节。
主动悬架是一个动力驱动系统,包括测量系统、反馈控制中心、能量源和执行器四个部分。
其原理是测量系统通过传感器获得车辆振动信息,传递给控制中心进行处理,进而由控制中心发出指令给能量源产生控制力,再由执行器进行控制,衰减悬架的振动。
7第2章汽车液压式主动悬架系统设计现代汽车中的悬架有两种,一种是从动悬架,另一种是主动悬架。
被动悬架即传统式的悬架,是由弹簧、减振器、导向机构等组成,它的功能是减弱路面传给车身的冲击力,衰减由冲击力而引起的承载系统的振动。
其中弹簧主要起减缓冲击力的作用,减振器的主要作用是衰减振动。
由于这种悬架是由外力驱动而起作用的,所以称为从动悬架。
主动悬架的控制环节中安装了能够产生抽动的装置,采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。