汽车悬架系统性能与设计技术

摘 要：随着汽车工业的发展,我国的汽车产量不断增加,对汽车性能的要求也越高,因此车辆悬架及其振动控制系统的研究和开发己经成为国内外车辆工程领域的热门课题.为了满足人们对汽车安全性和平顺性的要求,汽车悬架控制系统的研究与改进就成了必不可少的环节.

关 键 词：汽车悬架系统；半主动悬架常见控制

1汽车悬架系统和半主动悬架常见控制策略简介

汽车悬架系统可以分为被动悬架、主动悬架和半主动悬架,这些悬架结构和性能上有很大区别.

被动悬架就是传统的被动式的悬浮液,将悬浮液通过弹簧振动,阻尼缸和指南,在弹簧的作用下,从它为主要成分的减震器的阻尼,以减缓冲击力的.由于此类悬架是由外力而起作用的,而且各个元件在工作时不消耗外界能源,所以又称为从动悬架.由于被动悬架设计的出发点是在满足汽车的行驶平顺性和汽车操控稳定性之间进行折衷,对不同的使用要求,只能在满足其主要的性能要求的基础上,牺牲掉次要性能.被动悬架的优点是成本低、有较高的可靠性.缺点是只能在特定工况下达到最优,缺少对变载荷、变车速、不可预测路况的适应性,无法解决行驶平顺性和操控稳定性之间相矛盾的问题.即便经过优化,也只能是在特定的车速和路面状况下才能达到最佳.刚性比较大的螺旋弹簧,其特征在于,所述车轮的倾斜,以保持与路面接触的轮胎的能力,以提高抓地力.但是这样做会有在乘坐汽车时有比较强烈的颠簸感的弊端.如果采用比较软的螺旋弹簧,来适应崎岖的路面来提升汽车行驶的平稳性和舒适性,但是又会使汽车难以控制.

当汽车或汽车制动引起的弹簧的变形量的转动惯量,该弹簧是活动的,为了减少身体位置的变化产生了阻力的惯性力.该车辆的转向传感器的悬浮系统会立即检测到的车辆的身体和横向加速度的倾斜度,其特征在于,根据传感器信息,与调整后的水平开始的比较的计算机,并作为有效载荷,为了以确定在该位置上悬浮液,使身体的倾斜,以尽量减少.制动时车身前俯小,启动和急加速可减少后仰.即使在路面条件不好的情况下,车身的跳动也较少,轮胎对地面的附着力提高.其缺点是系统功率消耗大,装置复杂,对技术要求高,价钱昂贵.因此一般仅在豪华轿车上使用,应用范围比较小.

2汽车半主动悬架可调控减振环节

半主动悬架的弹性构件的刚度和减震器的阻尼系数可以根据需要进行调整.目前,半主动悬架阻尼系数的减震器的调节.包含无级可调阻尼系数在一个特定的区域的连续变化,电/磁流体的粘度调节剂和气体孔两种形式.打开阀/关闭序列由所述控制阀,以实现衰减之间的多个离散值衰减的快速切换（切换时间通常是10-20ms的）平面可调阻尼器的结构和控制是比较简单的,但调整汽车驾驶条件改变和道路条件,有一定的局限性.未来发展的关键是提出了先进的阀门技术,增加开关时间缩短的阻尼变化齿轮.

通过轴的步进电动机来驱动阻尼阀是连续可调节流阀,用于阻尼器的阻尼节流电磁阀的表面,或实现其他形式的致动的阀.电/磁流体,施加电磁/场下的流变材料的特性,如表观粘度剪切强度将发生很大变化.此电/磁流体之间的内和外筒的电场/磁场的变化的电场/磁场的磁场强度,液体的粘度,从而增加了阻尼力的减震器中的减震器的变化.值得一提的是一个强有力的电场/磁场的电场/磁场的流体的半固体状态,如产生额外的刚度和阻尼器,因此可以被用来作为一个可控制的弹性元件第六电源稳定,塑性粘度,屈服应力和温度MRF比ER流体强.因此,磁流变液阻尼器阻尼控制部分有更好的发展前景.

电/磁流体的非牛顿流体,这种现象学的数学模型已经有很多的研究,翁建生得到实验磁流体剪切应力和温度,应变速率,磁感应的本构关系./MR流体材料方程,分析和预测的动态特性的减震器结构.通过这种类型的分析,一组检测设,可靠的电/磁流变阻尼器模型和参数,所以实验,以确定介绍.

3仿真建模及仿真结果分析

现在一个真正的系统的数学模型来研究的一门学科,系统的性能和系统仿真研究是利用计算机研究和数学模型,计算机模拟系统,模型,算法,计算机程序和仿真结果表明,分析和验证方面.目前专门用于计算机数字仿真的仿真语言与工具主要有：CP,ACSL,SIMNON,MATLAB/Simulink,Matrix/SystemBuild,CP-C等.Simulink是一个动态系统建模,模拟和分析软件包,它支持连续,离散,或它们的混合物,线性和非线性的系统.它提供用户一个图形界面块图建模,比较的传统模拟软件包与差分方程和差分方程建模,更直观,更方便,更灵活.在Simulink中创建模型分层结构的同时,用户可以建立自上而下或自下而上的结构模型,然后开始用鼠标,最先进的模型子系统验证一个模型来观看内容的两倍,因此,可以整个模型的详细信息,使使用者了解模型的结构之间的关系,每个模块的模型中,用户通过在Simulink菜单命令模拟.模块与模块中的模拟范围,并授权在同一时间,模拟结果可以观察到.

综合以上因素,本文对悬架模型所进行的仿真均在MATLAB和Simulink中完成.

随着新的电子功能材料,高效的微处理器技术和计算机控制技术的发展,使研发和推广实用,可以调整在中低档汽车半主动悬架振动控制系统的应用.同时,随着车辆的结构和功能的不断改进和完善,车辆振动的研究,新的悬挂设计,以提高控制系统,振动控制在最低水平的技术,现代汽车的质量.目前,还没有进入暂停使用的电子控制单元,用于控制的定时.更好的控制方法,以得到更好的阻尼和更低的功耗,车辆悬挂系统的主要发展方向.