万方数据
汽车空气悬架的现状及发展趋势
作者：喻凡， 黄宏成， 管西强
作者单位：上海交通大学
刊名：
汽车技术
英文刊名：AUTOMOBILE TECHNOLOGY
年，卷(期)：2001(8)
被引用次数：34次
参考文献(8条)
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引证文献(34条)
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/3f16998841.html,/Periodical_qcjs200108002.aspx
2018年汽车行业市场调研分析报告 报告编号：3
目录 第一节乘用车：增速下行、行业分化 (4) 一、优惠政策退出、关税下降，行业承压 (4) 二、自主品牌强者恒强，豪华车渗透率提高 (7) 第二节新能源：补贴退去，主流车企优势明显 (13) 一、过渡期内，销售超预期，新车高端化明显 (13) 二、政策护航，行业景气度无忧 (16) 三、后补贴时代，竞争加剧 (18) 第三节商用车：重卡持续高增长，关注新能源客车龙头 (21) 一、重卡：持续高增长，全年销量有望破百万 (21) 二、新能源客车：行业分化，关注龙头 (25) 第四节零部件：关注上汽、吉利、大众产业链 (28) 一、当前零部件估值存在下行风险 (28) 二、关注上汽、吉利、大众产业链 (30) 第五节风险提示 (34)
图表目录 图表1：我国乘用车年销量（辆）、增速 (4) 图表2：我国乘用车月销量增速 (4) 图表3：我国汽车进口量（辆） (5) 图表4：我国汽车产品进口金额（亿美元） (6) 图表5：2018年中国品牌乘用车前十家生产企业销售情况（万辆） (7) 图表6：上汽通用五菱中宝骏品牌占比逐年提升 (7) 图表7：自主品牌分车型渗透率情况 (8) 图表8：国内豪华品牌销量（万辆） (9) 图表9：2017年中国复购用户汽车品牌国别选择 (10) 图表10：2017年中国复购用户购车价格区间变化 (10) 图表11：豪华品牌分层销量占比 (11) 图表12：BBA国内销量（万辆） (12) 图表13：2018年豪华品牌新车上市计划 (13) 图表14：新能源汽车月度销量（辆） (14) 图表15：2018年新车产品力提升明显 (14) 图表16：电动车续航和带电量明显提升 (15) 图表17：18年4月结构升级明显 (16) 图表18：热销电动车新能源积分情况 (17) 图表19：限牌城市销售占比持续下降 (18) 图表20：2017及20181Q新能源整车上市公司业绩 (18) 图表21：造车新势力融资及车型情况 (19) 图表22：国内外主力新能源汽车对比 (20) 图表23：2017年全球新能源汽车销量排名 (20) 图表24：2018年1-4月新能源汽车车企销售排名 (21) 图表25：我国重卡月度销量（辆） (21) 图表26：重卡分种类销量（辆） (22) 图表27：2016年超载标准后单车运力下降20%左右 (23) 图表28：国三柴油机主要技术路线比较 (23) 图表29：多地禁行国三车辆 (23) 图表30：2016年重卡按排放标准保有量构成（万辆） (24) 图表31：重卡销量预测（万辆） (25) 图表32：2017年新能源客车补贴方案 (25) 图表33：2018年新能源客车补贴调整方案 (26) 图表34：2017年新能源客车销量结构 (26) 图表35：2018年1-4月新能源客车销量结构 (27) 图表36：中国汽车销量（万辆） (28) 图表37：WIND汽车行业单季度ROE（%） (29) 图表38：上汽乘用车销量（万辆） (30) 图表39：吉利汽车销量（万辆） (30) 图表40：乘用车月零售销量（辆） (31) 图表41：乘用车累计零售销量（辆） (32) 图表42：大众集团主要新车（含换代）投放计划 (33) 图表43：今年上半年一汽大众四家新工厂建成并投产 (34)
悬架的概念和分类 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。 悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。 典型的汽车悬架结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬架多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬架的导向机构差异却很大，这也是悬架性能差异的核心构件。 根据结构不同可分为非独立悬架和独立悬架两种。 独立悬架 独立悬架系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架系统悬架在车架或车身下面的。 优点： 1.质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力； 2.可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性； 3.可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性； 4.左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。 缺点： 1.独立悬架系统存在着结构复杂维修不便的缺点 2.成本高 3.因为结构复杂，会侵占一些车内乘坐空间。 现代轿车大都是采用独立式悬架系统，按其结构形式的不同，独立悬架系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架系统等。 1,、单横臂式 横臂式悬架指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统，一般和断开式车桥配合使用。按横臂数量又可分为单横臂式悬架和双横臂式悬架。 单横臂式具有结构简单，侧倾中心高，有较强的抗侧倾能力的优点，缺点是轮距变化大，轮胎磨损加剧。
2、双横臂式 按上下横臂是否等长又可分为等长双横臂式和不等长双横臂式。 等长双横臂式悬架在车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大，造成轮胎磨损严重。 不等长双横臂的横向刚度大，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，保证汽车具有良好的行驶稳定性。双横臂的上下臂不能起到纵向导向作用，还需要另加拉杆导向。 这种结构较双叉臂更简单的双横臂悬挂性能介于麦弗逊悬挂和双叉臂悬挂之间，拥有不错的运动性能。 3、双叉臂式 用A字或者V字形结构替代双横臂式的单臂。 优点：横向刚度大有较好的方向稳定性、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰； 缺点：制造成本高、悬架定位参数设定复杂。缺点是响应速度较其他形式悬架要缓慢，横向安装空间大。
电控空气悬架系统的发展现状综述 梁广源 （广东技术师范学院汽车学院，广东广州 10588） 摘要：介绍汽车电控空气悬架的基本结构和工作原理，论述国内外电控空气悬架的发展状况，对电控空气悬架的控制策略以及研究状况进行分析及总结，并阐述当前电控空气悬架在应用过程存在的问题及其发展方向。 关键词：电控空气悬架，发展状况，部件技术，研究状况，存在问题 Review on Development of Electronically Controlled Air Suspension System Liang Guangyuan (Guangdong Polytechnic Normal University, School of Automotive Engineering, Guangzhou 10588, China) Abstract:The basic structure and working principle of electronically controlled air suspension were introduced. The development status of the electronically controlled air suspension at home and abroad was discussed. The technology and research status of electronic control air suspension were analyzed and summarized, and the problems existing in the application of electronic controlled air suspension and its development direction were expounded. Key words: electronically controlled air suspension, development status, component technology, research status, existing problems 引言 空气悬架系统是以橡胶材质的空气弹簧作为弹性元件的悬架。现代人对汽车的驾驶要 求越来越高，在乘坐舒适性和操纵 稳定性方面提出了新的要求。传统 的空气悬架系统是利用机械式的 压气机通过高度控制调节阀来对 空气弹簧进行充气放气，从而改变 汽车的离地高度。随着电子控制系 图1
八种典型客车空气悬架汇总浅析 (2009-09-03 15:04:53) 转载▼ 标签： 分类：我的原创 客车底盘 客车悬架 多连杆非独立 空气悬架 双横臂空气悬架 汽车 虽然本人并不是做悬架的，但一直对悬架很感兴趣，也多次得到一些博学且大度的客车悬架工程师的指点（有一些看似博学却很害怕你会从他那里学到技术的伪善的人不但不会告诉你什么还会误导你，实在令人遗憾~），也算是小有心得，现在拿出来总结了一下，希望能抛砖引玉，得到更多的指导。 独立悬架 对于现在主流的大型客车只有前桥才有独立悬架，而且弹性元件都是空气弹簧，最大轴荷一般为7吨。就导向机构的型式而言，只有双横臂式悬架一种，而且都是不等长的双叉臂，下横臂较长，而且横臂的铰接点跨距很大，以抵抗较大的纵向力。如果非要对客车用的双横臂悬架分分的话还真能分出三种不同的结构来： 带球副的（BALL JOINT）虚拟主销式双横臂悬架 这样的双横臂悬架与轿车上用的双横臂悬架一样，上下横臂分别通过两个球副（BALL JOINT）与转向节相连，可以完成车轮转向和悬架跳动两个自由度的运动，没有实体的主销结构，上下球副的连线即为虚拟的主销。而空气弹簧一般支撑在上横臂上。这样的结构优点在于结构紧凑，重量轻；而缺点是球头所能承受的力量有限，容易损坏，而且球头的制造成本较高。VOLVO的双横臂前悬架使用这样的结构。
VOLVO 9800 带球头副的双横臂独立前悬架 KING PIN实体主销式双横臂悬架 有了实体的主销，车轮的转向自由度就可以由主销来完成，而悬架跳动的自由度由另外两个联接在上下横臂上的转轴来完成。因此成本降低，承载能力提高，但是连接主销和上下摆臂的这个家伙体积很大，很笨重，会使得非簧载质量增加，所以不利于操控稳定性和平顺性的提升。目前大多数双横臂悬架都是采用这样的结构。空气弹簧除了安装在上摆臂上，还可以安装在连接主销和上下摆臂的这个家伙上。
汽车行业市场人才现状及需求分析 2010年是中国汽车市场发展历史上重要的一年，也是历史性的一年，目前，我国的汽车市场发展以两位数的速度增长，也是世界汽车行业发展最快的国家。中国的汽车市场发展大有前途，已经成为与股市、房市并列的支持中国经济的重要市场，也是目前三大支柱中发展最好的市场。中国的汽车营销市场已经进入多种营销业态并存的时代，汽车制造、汽车营销、汽车售后市场都要有新的发展和变化，其中急需营销技能型人才，并已经形成业内的共识。 一、国内汽车营销市场2010年变化发展趋势 （一）、国内汽车销售市场基本情况分析 汽车销售市场综合分析： 1、仅按全年汽车产销1500万辆目标，月平均产销应维持在125万辆水平（6月份产销分别为：129.42万辆和113.20万辆），6月份汽车销售首次已经低于月平均水平。 2、7月份全国汽车产销首次双双低于月平均水平，而且7月份销售低于月平均水平16%，下降幅度很大，而且进入8月份汽车销售市场依然在下滑，何以完成1700-1800万辆产销目标？ 3、特别值得关注的是在什么情况下出现的这种情况，7月1日起国家正式实施了3000元节能汽车补贴政策，在全国范围内有着巨大的影响，汽车销售还如此
状况，设想一下如果没有此项刺激性政策，汽车销售肯定低于月销售汽车100万辆！ 4、7月份在产量大幅缩减的状态下，产销相抵仍然出现了18万辆的库存，进一步说明全国汽车销售市场处于快速下滑的状态。 5、同时出现的还有全国性的汽车降价促销和加大促销力度，豪华车、高端车、中端车、经济型车同时降价，促销力度也是09年以来少有的。 6、其他影响因素还有，如：高温天气、全国性水灾、旱灾等，对汽车消费均产生了较大影响。 （二）、国内汽车销售市场发展潜力分析： （１）、中国汽车市场消费的基本面仍然没有变 A、更新期，普及期分析：中国处于普及期 B、全国消费者第一次购车仍然在75%以上 C、千人汽车保有量（世界120台，中国仅为60台）。 （２）、机动车驾驶员数量保持高增长势头 数据显示，至2009年，中国汽车保有量突破8000万辆，已成为世界第二汽车大国。其中私家车突破13565万辆，私人汽车达到4624万辆，这4年以内的新车占到60%。
1、悬挂的分类 （1）非独立式悬挂：两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时互相影响。而且山于非悬挂质量较重，悬挂的缓冲性能较差，行驶时汽车振动，冲击较大。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上。 （2）独立式悬挂：每个车轮单独通过一套悬挂安装于车身或者车桥上，车桥采用断开式，中间一段固定于车架或者车身上；此种悬挂两边车轮受冲击时互不影响，而且山于非悬挂质量较经；缓冲与减震能力很强，乘坐舒适。各项指标都优于非独立式悬挂，但该悬挂结构复杂，而且还会便驱动桥、转向系变得复杂起来。采用此种悬挂的有下面两大类车辆。 ①轿车、客车及载人车辆。可明显提高乘坐舒适性，并且在高速 行驶时提高汽车的行驶稳定性。 ②越野车辆、军用车辆和矿山车辆。在坏路和无路的情说下， 可保证全部车轮与地面的接触，提高汽车的行驶稳定性和附着性，发挥汽车的行驶速度。 2.弹性元件的种类 （1）钢板弹簧：由多片不等长和不等曲率汽车悬架那种比较好的钢板叠合而成。安装好后两端自然向上弯曲。钢板弹簧除具有缓冲作用外，还有一定的减震作用，纵向布置时还具有导向传力的作用，非独立悬挂大多釆用钢板弹簧做弹性元件，可省去导向装置和减震器，结构简单。 （2）螺旋弹簧：只具备缓冲作用，多用于轿车独立悬挂装置。曲于没有减震和传力的功能，还必须设有专门的减震器和导向装置。 （3）油气弹簧：以气体作为弹性介质，液体作为传力介质，它不但具有良好的缓冲能力，还具有减震作用，同时还可调节车架的高度，适用于重型车辆和大客车使用。 （4）扭杆弹簧；将用弹簧杆做成的扭杆一端固定于车架，另一端通过摆臂与车轮相连，利用车轮跳动时扭杆的扭转变形起到缓冲作用，适合于独立悬挂使用。 3、减震器
目录 1 引言 (1) 2 汽车悬架系统的类型和应用 (1) 2.1 被动悬架 (1) 2.2 主动悬架 (2) 2.3 半主动悬架 (2) 3 主动悬架控制系统国内外研究现状 (2) 4 汽车悬架的控制策略 (3) 4.1 天棚阻尼与开关阻尼控制 (3) 4.2 随机线性二次最优控制 (3) 4.3 模糊控制 (4) 4.4 神经网络控制 (4) 4.5 预测控制 (4) 4.6 滑模变结构控制 (5) 4.7 复合控制 (5) 5 控制方法的展望 (5) 5.1 注重控制策略的综合运用 (5) 5.2 注重汽车其他系统与主动悬架系统的联合控制研究 (5) 5.3 注重悬架系统模型的降阶研究 (6) 6 结论 (6) 参考文献： (6)
汽车主动（半主动）悬架控制系统的 研究发展 1引言 汽车主动悬架目前是国内外研究的热点问题，研究的关键技术主要在控制策略的选择上及执行器的研发方面。国外由于成本问题，一些油气主动悬架也仅限用在一些高级轿车上，国内在此方面还处在研发及试验阶段，离主动悬架系统普遍使用在轿车上的时代还较远。 2汽车悬架系统的类型和应用 悬架是车架与车桥之间一切传力装置的总称，它的主要功用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的振动，以保证汽车能平顺行驶。衡量悬架性能好坏的主要指标是汽车行驶的平顺性; 即乘坐舒适性和操纵稳定性，但这两个方面是相互排斥的性能要求。由于被动悬架的刚度和阻尼系数是固定的，无法根据不同的使用要求自适应地改变，在结构设计上只能是满足平顺性和操纵稳定性之间矛盾的折衷。 为服这个缺陷，国外在五十年代提出了“主动悬架”的概念。主动悬架的特点是能根据外界输入或车辆本身状态的变化进行动态自适应调节。主动悬架包控制单元和力发生器，力发生器的作用下使悬架的特性得到控制，如同改变了悬架的刚度和阻尼系数，其中最关键的是控制算法的优劣。 2.1被动悬架 被动悬架, 由弹性元件和不可变参数的减振器组成, 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。被动悬架是传统的机械结构，由弹簧、减震器和导向机构组成。被动悬架的刚度和阻尼系数均不可调，只能在特定的工况下达到最优减振效果，存在明显的共振峰，难以同时获得良好的乘坐舒适性和操纵稳定性，缺乏灵活性。但被动悬架因结构简单、设计容易和制造方便，且无须额外的能量输入，目前在中低档轿车上应用最为广泛[1]。为了进一步改善被动悬架的减振效果,满足现代汽车对悬架提出的更高的性能要求，在桑塔纳、夏利和赛欧等轿车上加强了通过优化寻找最优悬架参数和对悬架导向机构的研究，采用了带有横向稳定杆的多连杆机构悬架系统，在一定程度上改善了被动悬架减振效果。
奥迪A8轿车自适应空气悬架系统 奥迪A8轿车作为奥迪品牌的顶级车型，配备了新开发的自适应空气悬架(图1)。 它利用电子减振调控装置可以实时跟踪汽车当前的行驶状态测得车轮的运动状态(非簧载质量)和车身的运动状态(簧载质量)。在四个可选模式范围内实现了不同的减振特性曲线。每个减振器都可单独进行调控。因此，在设定好的每种模式(舒适型或运动型)下均能够保证汽车具有最佳的舒适性和行车安全性。在设定的模式的框架下，车身高度自动调控程序和减振特性曲线被整合成一个系统。 系统的组成及原理 系统的组成如图2所示。
主要部件及功能 1．空气弹簧 空气弹簧采用外部引导式。它被封装在一个铝制的圆筒内。为了防止灰尘进入圆筒和(空气弹簧)伸缩囊之间，用一个密封圈密封线圈活塞和气缸之间的区域。密封圈可在维修时更换，空气弹簧伸缩囊不能单独更换。出现故障时，必须更换整个弹簧／减振支柱。 为了保证行李箱具有尽可能大的可利用空间和最大储物宽度，最大限度地减小了空气弹簧的直径。为了满足舒适性的要求，空气弹簧体积应最小。此冲突的解决方案是使用一个与减振器相连的容器存储额外的空气。
空气弹簧不仅替代了钢制弹簧，而且相对于钢制弹簧还有独特的优点。空气弹簧使用了铝制气缸的新式外部引导性装置减小了空气弹簧伸缩囊的壁厚。这样，在路面不平情况下响应更加灵敏。 2．减振器(图3和图4) 构造： 使用了一个无级电子双管气压减振器(无级减振控制系统=CDC减振器)。活塞上的主减振阀门通过弹簧机械预紧。在阀门上方安装有电磁线圈，连接导线经由活塞杆的空腔与外部连接。 功能： 减振力主要取决于阀门的通流阻力。流过的油的通流阻力越大，减振力也就越大。 以弹簧挠度(弹性)跳动(等于压力分段减振)为例从原则上说明工作原理(图5)： 当电磁线圈上没有电流作用时，减振力达到最大。减振力最小时电磁线圈上的电流大约为1800mA。在紧急运行时不对电磁线圈通电。这样就设定了最大减振力，并通过其来保证车辆行驶时动态稳定。
奔驰ML350 空气悬架系统常见故障 引言：一辆奔驰ML350，用户反映该车仪表板灯光系统报警，中央控制面板的悬架升高按键上的LED 灯不停闪烁。 故障1 悬架升高按键上的LED 灯不停闪烁 一辆奔驰ML350，用户反映该车仪表板灯光系统报警，中央控制面板的悬架升高按键上的LED 灯不停闪烁。 连接故障诊断仪对空气悬架系统进行检测，发现了故障含义为加注中央蓄压器的时间异常的故障码。利用故障诊断仪的驱动功能为中央蓄压器充气，发现控制单元的指令可以发出但充气泵不工作。根据驱动测试结果可以判定，既有可能是线路问题，也有可能是元件问题。先检查了充气泵的电源线，结果无电压。对照电路图进行线路检查发现，提供电源的40 A 熔丝已经熔断。但检查充气泵及线路无短路现象，于是更换熔断的熔丝试车。但进行试车后故障依旧。
中央分配阀 限压阀
充气泵 根据以上检查结果，可以确定充气泵损坏。在更换新的充气泵后悬架系统升降功能恢复，升降开关上的LED 灯在车辆悬架达到预定高度后LED 灯熄灭，故障排除。 故障2 空气悬架不能升降 一辆奔驰ML350 轿车，用户反映该车的空气悬架不能升降。 连接故障故障诊断仪对系统进行检测，发现了故障内容为充气时间异常、管路泄漏的故障码。我们先对充气泵的线路进行了检查，没有发现异常。既然线路没有问题，那么很有可能是空气悬架系统存在泄漏的问题。于是对管路及分配阀进行测漏，结果发现分配阀处有泄漏现象。那么会不会这就是故障点呢？因为一旦分配阀出现泄漏，将使得充气泵产生的高压空气从此处泄漏，这样进入空气悬架系统的高压空气量将减少，因此空气悬架在规定的时间内将无法达到设定的高度，此时按键上的LED灯便会持续闪烁。由于充气泵的工作时间超长，最终还会导致线路过载烧毁熔丝。 在更换中央分配阀后，故障排除。
目录 1引言1 2汽车悬架系统的类型和应用1 2.1被动悬架1 2.2主动悬架2 2.3半主动悬架2 3主动悬架控制系统国内外研究现状2 4汽车悬架的控制策略3 4.1天棚阻尼与开关阻尼控制3 4.2随机线性二次最优控制3 4.3模糊控制4 4.4神经网络控制4 4.5预测控制4 4.6滑模变结构控制5 4.7复合控制5 5控制方法的展望5 5.1注重控制策略的综合运用5 5.2注重汽车其他系统与主动悬架系统的联合控制研究5 5.3注重悬架系统模型的降阶研究6 6结论6 参考文献：6
汽车主动（半主动）悬架控制系统的 研究发展 1引言 汽车主动悬架目前是国内外研究的热点问题，研究的关键技术主要在控制策略的选择上及执行器的研发方面。国外由于成本问题，一些油气主动悬架也仅限用在一些高级轿车上，国内在此方面还处在研发及试验阶段，离主动悬架系统普遍使用在轿车上的时代还较远。 2汽车悬架系统的类型和应用 悬架是车架与车桥之间一切传力装置的总称，它的主要功用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的振动，以保证汽车能平顺行驶。衡量悬架性能好坏的主要指标是汽车行驶的平顺性; 即乘坐舒适性和操纵稳定性，但这两个方面是相互排斥的性能要求。由于被动悬架的刚度和阻尼系数是固定的，无法根据不同的使用要求自适应地改变，在结构设计上只能是满足平顺性和操纵稳定性之间矛盾的折衷。 为服这个缺陷，国外在五十年代提出了“主动悬架”的概念。主动悬架的特点是能根据外界输入或车辆本身状态的变化进行动态自适应调节。主动悬架包控制单元和力发生器，力发生器的作用下使悬架的特性得到控制，如同改变了悬架的刚度和阻尼系数，其中最关键的是控制算法的优劣。 2.1被动悬架 被动悬架, 由弹性元件和不可变参数的减振器组成, 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。被动悬架是传统的机械结构，由弹簧、减震器和导向机构组成。被动悬架的刚度和阻尼系数均不可调，只能在特定的工况下达到最优减振效果，存在明显的共振峰，难以同时获得良好的乘坐舒适性和操纵稳定性，缺乏灵活性。但被动悬架因结构简单、设计容易和制造方便，且无须额外的能量输入，目前在中低档轿车上应用最为广泛[1]。为了进一步改善被动悬架的减振效果,满足现代汽车对悬架提出的更高的性能要求，在桑塔纳、夏利和赛欧等轿车上加强了通过优化寻找最优悬架参数和对悬架导向机构的研究，采用了带有横向稳定杆的多连杆机构悬架系统，在一定程度上改善了被动悬架减振效果。
大中型客车空气悬架设计规范
大中型客车空气悬架设计规范 1 范围 本规范规定了空气悬架设计过程中涉及到的符号、代号、术语及其定义，设计准则，布置要求，结构设计要求，材料选用要求，性能设计要求，设计计算方法，设计评审要求，装车质量特性，设计输出图样和文件的明细，制图要求等。 本规范适用于空气悬架系统产品设计过程控制,同时检验、制造可参考使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 GB/T 13061 汽车悬架用空气弹簧橡胶气囊 GB/T 11612 客车空气悬架用高度控制阀 QC/T 491 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1－2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 GB/T 13061 汽车悬架用空气弹簧橡胶气囊 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549- 1990 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258－2004 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2007 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-1999 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589－2004 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1－89 道路车辆分类与代码机动车 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 设计准则 4.1应满足的安全、环保和其它法规要求及国际惯例 4.1.1 安全技术条件应符合GB 7258－2004中有关要求。 4.1.2 操纵稳定性符合QC/T 480-1999中有关要求。
汽车悬挂系统结构强度优化分析 发表时间：2018-12-29T10:17:08.600Z 来源：《防护工程》2018年第29期作者：袁世林 [导读] 汽车悬挂系统中钢板弹簧是其中最为重要的部件，钢板弹簧的宽度对于汽车悬挂系统的强度具有很大的影响 安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥 230601 摘要：汽车悬挂系统中钢板弹簧是其中最为重要的部件，钢板弹簧的宽度对于汽车悬挂系统的强度具有很大的影响，如果钢板弹簧宽度过大，那么汽车的舒适性会相应降低；反之，如果钢板弹簧的宽度过小，那么又会导致悬挂系统的刚度不够。传统的对于悬挂系统的优化方法多是静态分析忽略了钢板弹簧的动态。本篇文章针对某货车前悬挂的钢板弹簧为研究对象，应用有限元动态分析法对其进行分析。结果表明增加钢板弹簧的宽度会使得汽车行驶过程中的舒适性降低，通过对汽车悬挂系统进行改造来减少钢板弹簧承受的应力作用，从而提高汽车行驶的舒适性，延长钢板弹簧的使用寿命。 关键词：汽车悬挂系统；结构强度；优化分析 一、前言 汽车悬挂系统中钢板弹簧结构的设计对于汽车的行驶安全性和舒适性都有很大的影响。汽车在行驶过程中，由于地面平整度等多方面的因素，会使得悬挂系统中钢板弹簧引发震动而带动整车的震动，因此为了提高整车行驶的安全平稳性，有必要对悬挂系统的钢板弹簧进行优化设计，而钢板弹簧的模态分析则为其优化提供了参考依据。 对于钢板弹簧的优化设计中，遗传算法的权重系数变换法和混合法，以及拓扑优化方法都曾应用到其中，不过这些方法大多是进行多目标优化的方法而忽略了单一变量对于悬挂系统的影响。近些年来，钢板弹簧的优化方法也得到了进步，从以前的传统方法中只是针对钢板弹簧的静态特性进行分析而忽略动态特性，到如今将动态特性考虑在内。本篇文章利用有限元法对于钢板弹簧的刚度和应力进行研究，对三种不同宽度的钢板弹簧进行模态分析。 二、钢板弹簧结构建模 （一）钢板弹簧悬挂原理 汽车悬挂系统是连接车架和车轴的重要组件，悬挂系统能够传递车架和车轮之间的作用力，同时也能够有效的缓解汽车在行驶过程中由于路面凹凸不平产生的震动。由钢板弹簧组成的弹性元件的悬挂系统，由多片长度不同的钢板组合，当汽车在行驶过程中产生震动的情况下，路面对于汽车车轮的冲击会使得钢板弹簧产生震动，由于冲击荷载的存在，钢板弹簧在上下位移的过程中会产生变形，借此来缓解车身的震动。 （二）钢板弹簧宽度校验 本篇文章中选取钢板弹簧长度为1155毫米，宽度分别为40毫米、50毫米和64毫米，对这三种宽度的钢板弹簧进行分析。 （三）建立三维实体模型 利用Pro/E软件进行建模，针对三种不同宽度的钢板弹簧进行建模。钢板弹簧的卷耳和吊耳内装有橡胶衬套，橡胶衬套和转动轴之间具有一定的约束，可以将转动轴和卷耳、吊耳的连接看做一体。 三、钢板弹簧模态分析 汽车在行驶的过程中，钢板弹簧在地面的影响之下产生震动。如果弹簧的震动频率和地面激励想接近那么就会引发共振，产生共振的后果就是会导致钢板弹簧的寿命减少。为了避免路面和钢板弹簧产生共振，有必要对钢板弹簧进行模态分析来了解钢板弹簧的动态特性。本篇文章通过计算模态分析的方法来分析钢板弹簧的模态。将建立好的钢板弹簧三维几何模型导入有限元分析软件，设计好各项参数，然后对钢板弹簧进行网格划分。钢板弹簧的低阶模态结果能够对钢板弹簧的动态分析结果产生影响，要利用Block Lanczos模态提取法来对钢板弹簧的前五阶模态进行提取。最终根据对三种不同宽度的钢板弹簧的模态振型图进行分析可以得出结论，钢板弹簧的宽度越大，其固有频率会越高。轻型载货汽车路面凹凸不平而产生的激励不会高于20赫兹，车轮不平衡引发的震动频率不超过11赫兹；当载货汽车的车速在每小时八十公里以下的时候，由传动轴直线引发的震动频率要低于46赫兹。但是钢板弹簧的一阶固有频率已经高于这个频率值，所以通过增加钢板弹簧的宽度而提高弹簧的固有频率便没有任何实际的影响。而且钢板弹簧的宽度增加，随之而来的就是悬挂系统的重量也会增加，这对汽车的轻便化设计也是不利的影响。 四、改进汽车悬挂系统 钢板弹簧的中心孔是应力集中的地方，而且钢板弹簧发生的折断也大多位于这个部位。如果将钢板弹簧底部和后桥接触的地方增添一个高弹性的垫片，那么就能够有效的缓解由于集中应力而造成的钢板弹簧的折断。本篇文章中以40毫米宽度的钢板弹簧为例，增加5毫米的橡胶减震垫，之后再来分析橡胶垫对于钢板弹簧性能是否产生影响。橡胶垫的材料是聚丁二烯橡胶，该种材料的抗压性能和抗磨性能都较强。通过对添加橡胶垫前后钢板弹簧的变形进行分析得知，添加橡胶减震垫片之后，当钢板弹簧在应力的作用下产生变形时，橡胶减震垫发生最大变形量，而减震垫的最大变形量则有效的缓解了钢板弹簧的变形。 钢板弹簧的最大应力在板簧中心孔的两侧以及吊耳部位，而钢板弹簧发生折断者大多在这个部位。通过添加弹簧垫片能够有效的降低钢板弹簧的应力。所以添加橡胶减震垫片能够有效的减少钢板弹簧因为集中应力而造成的折断，而且相对于钢板弹簧来说，减震橡胶垫的弹性更大，能够抵抗由于路凹凸不平而对车身产生的冲击，从而提高汽车的舒适度。 五、结论 文章利用建模软件有限元分析，对于汽车钢板弹簧进行模态分析，以期能够为钢板弹簧的优化提供思路。文中分析了不同宽度的钢板弹簧，并且分别进行模态分析，结果表明：钢板弹簧的固有频率和自身的宽度相关，且钢板弹簧的宽度越宽，固有频率越大。并且固有频率的提高无法提升汽车的性能。钢板弹簧的宽度在40-50毫米之间时能够同时满足性能要求和较小形变的要求，保证钢板弹簧运行良好，而且宽度较小的钢板弹簧能够减轻汽车重量。 相比较于钢板弹簧来说，橡胶减震垫的塑性较好，并且具有良好的抗压能力和耐磨性能，即便是在变形之后也能很快的回复原状，能
《现代控制理论及其应用》课程小论文 基于Matlab的汽车主动悬架控制器设计与仿真 学院：机械工程学院 班级：ＸＸＸＸ（XX） 姓名：X X X 2015年6月3号 河北工业大学
目录 1、研究背景 (3) 2、仿真系统模型的建立 (4) 2.1被动悬架模型的建立 (4) 2.2主动悬架模型的建立 (5) 3、LQG控制器设计 (6) 4、仿真输出与分析 (7) 4.1仿真的输出 (7) 4.2仿真结果分析 (9) 5、总结 (10) 附录：MATLAB程序源代码 (11) （一）主动悬架车辆模型 (11) （二）被动悬架车辆模型 (12) （三）均方根函数 (13)
1、研究背景 汽车悬架系统由弹性元件、导向元件和减振器组成,是车身与车轴之间连接的所有组合体零件的总称,也是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间一切力传递装置的总称,其主要功能是使车轮与地面有很好的附着性,使车轮动载变化较小,以保证车辆有良好的安全性,缓和路面不平的冲击,使汽车行驶平顺,乘坐舒适,在车轮跳动时,使车轮定位参数变化较小,保证车辆具有良好的操纵稳定性。 (a)被动悬架系统(b)半主动悬架系统(c)主动悬架系统 图1 悬架系统 汽车的悬架种类从控制力学的角度大致可以分为被动悬架、半主动悬架、主动悬架3种（如图1所示）。目前,大部分汽车使用被动悬架,这种悬架在路面不平或汽车转弯时,都会受到冲击,从而引起变形,这时弹簧起到了减缓冲击的作用,同时弹簧释放能量时,产生振动。为了衰减这种振动,在悬架上采用了减振器,这种悬架作用是外力引起的,所以称为被动悬架。半主动悬架由可控的阻尼及弹性元件组成,悬架的参数在一定范围内可以任意调节。主动悬架是在控制环节中安装了能够产生上下移动力的装置,执行元件针对外力的作用产生一个力来主动控制车身的移动和车轮受到的载荷,即路面的反作用力。随着电控技术的发展，微处理器在车辆中的应用已经日趋普遍,再加上作动器、可调减振器和变刚度弹簧等重大技术的突破,使人们更加注对主动悬架系统的研究。 车辆悬架的特性可以从车身垂直加速度,悬架动行程以及轮胎动位移来研究。本文对主动悬架采用LQG最优设计策略,利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,分别对被动悬架与主动悬架建立动力学模型,并对两种悬架的仿真结果做了详细的比较分析与说明。
空气悬架发展情况
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二、中国汽车空气弹簧悬架市场发展情况 （一）汽车空气弹簧悬架发展概述 空气悬架从十九世纪中期诞生以来，经历了一个世纪的发展，经历了“气动弹簧-气囊复合式悬架→半主动空气悬架→中央充放气悬架（即ECＡS电控空气悬架系统)”等多种变化型式。到二十世纪五十年代才被应用在载重车、大客车、小轿车及铁道汽车上。目前国外高级大客车几乎全部使用空气悬架,重型载货车使用空气悬架的比例已达８０%以上，空气悬架在轻型汽车上的应用量也在迅速上升。部分轿车也逐渐安装使用空气悬架,如美国的林肯、德国的Benz300SE和Ｂenｚ６00等。在一些特种车辆（如对防震要求较高的仪表车、救护车、特种军用车及要求的集装箱运输车等）上,空气悬架的使用几乎为唯一选择。而我国仍处于起步阶段，空气悬架系统只应用在一些豪华客车和少部分重型货车和挂车上。 另外空气悬架不可能升降底盘，只能说是从胎压里抽出空气达到底盘下压的作用，轮胎的吸气口吸气吧气放到胎压里,底盘就自己有向上的压力。具体的操作流程:1.降:车轮放气轮胎的胎压在3.0左右放到1.8左右,轮胎的扁平比下降,底盘下压。2．升:轮胎吸气孔吸气，1．8的胎压瞬间被调成3.５的胎压越野时用。但是空气悬架不能向液压悬架那么厉害，就是升降自如，因为液压比较成熟而且是真正意义上的升降,比起空气悬架来说液压比较厉害,液压悬架运用在雪铁龙车上市他的专利。液压悬架最多可以升降18－３2CＭ,空气悬架只能说，调整车身姿态不能向液压那样升降自如空气悬架一般降最多1－2CM、升最多2-4C Ｍ不会降太低,不升太高。另外空气悬架俗称是(中央充放气系统)各位汽车界的朋友别把空气悬架真当升降了！比他厉害的是雪铁龙的液压悬架。 空气悬架缺点：不实用，后期维护成本高。不如液压那么先进，而且升降不自如。
车辆主动悬架的控制研究 悬架是汽车的重要装置之一，它对汽车的平顺性、操纵稳定性、通过性等多种使用性能有着很大的影响。设计优良的悬架系统，对提高汽车产品质量有着极其重要的意义。目前，汽车上普遍采用的是弹性元件和减震器组成的常规悬架，从控制力学的角度，将这种悬架称为被动悬架。实践和研究结果都表明，常规悬架受到许多限制，即使采用优化方法来设计也只是将其性能改善到一定程度。为了克服常规悬架对其性能改善的限制，在汽车中采用和发展了新型的主动悬架。主动悬架能够根据路面情况及汽车运行的实际状态进行最优反馈控制，使汽车整体行驶性能达到最佳。主动悬架的主要特点是能够主动提供能量，与传统被动悬架相比，其最大的优点在于具有高度的自适应性。 一、 车辆主动悬架系统建模 主动悬架的分析模型如图3.3所示，图中u 为主动悬架执行机构的作用力。 主动悬架的运动微分方程为： ????? ---==)(01..11.. 22x x k u x m u x m t (1) 状态变量、输出向量的选取同被动悬架，且为了便于与被动悬架的比较分析，选取与被动悬架模型相同的输入信号，路面激励仍为选白噪声 )(t ω， 根据微分方程组（1），建立如下所示的状态方程和输出方程 ?????+=++=Eu Cx y t D Bu Ax x )(ω。 （2） 式中： ????????????? ?--=00 01000 00001010 1 m k A t ；????????????????-=121010m m B ；????????????=0100D ； ??????????=010*********C ；???? ??????????=0012m E 汽车悬架可认为是一种连续线性的随机最优控制系统，由最优线性滤波器串接确定性调 节器的最优反馈增益系数矩阵组成。这两部分参数可分别加以确定。对于控制要求的性能指标是二次函数积分型的调节器问题，外界干扰是高斯白噪声，综合性能指标为： dt t u t R t u t X t Q t X u J T T ?∞ +=0)]()()()()()([)( (3) 此处认为汽车主动悬架的最优控制器为一个终端时间无限的线性调节器，问题仍是寻找最优 控制)(t u ，使目标函数J 取极小。线性调节器的主要问题之一是如何选择Q 、R 阵以获得比
汽车悬架哪种好？麦弗逊式独立悬架多连杆式双叉臂式双横臂式 汽车 麦弗逊式独立悬架 多连杆式独立悬架 双叉臂式独立悬架（双连杆式，双摇臂式，双A臂式） 双横臂式悬架 拖曳臂式悬挂 扭力梁式悬挂 大多车型的前悬都为麦弗逊形式，虽然麦弗逊式悬挂技术含量并不高，但其是一种经久耐用的独立悬架，具有很强的道路适应能力。 多连杆式独立悬架的整体效果相对更优秀，由于成本较高，四轮多连杆的车屈指可数，大多数出于成本考虑用了前麦弗逊式悬挂。 麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。
麦弗逊式悬挂结构简单，所以它轻量、响应速度快。并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意，不过由于其构造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力，抗刹车点头作用较差，悬挂刚度较弱，稳定性差，转弯侧倾明显。 需要特别说明的是作为超级跑车的保时捷911也采用了麦弗逊式前悬挂，这足以证明这款悬挂具有广泛的适应性。 连杆支柱式悬架则是由麦弗逊式悬挂而衍生出来的悬挂，一般出现在后悬架中，它的下部不再是A臂，而是两根平行连杆和一根纵向拉杆。由于麦弗逊式悬挂先天性的侧向支撑不足，由此很多厂家通过各种调整和变化以加强其侧向支撑的能力。 连杆支柱式独立悬挂其实是麦弗逊式的一个变种，结构特性与麦弗逊是完全相同的。这种悬挂与前面所说的标准多连杆最大的差别在于，车轮上端不再有连杆作为支撑，无法与标准多连杆式相提并论。这种结构也无法实现多连杆式悬挂那么精准的定位和调校，因此它与标准多连杆式是无法相提并论的。从悬挂的价值来说，连杆支柱式与多连杆式是不可比的，过去大部分厂商都将其直接称作多连杆式，后来可能是因为消费者认知的提高，逐步取消了这种称呼，有的改名为二连杆式，有的则直接就叫麦弗逊式。 连杆支柱式其实应用很广，必然有自己的优势，成本低、结构简单、重量轻、占用空间小、舒适性较好等，这恰好是很多普通家用车所追求的，因此它在很多追求舒适性的车型上得到了广泛应用。赛拉图,别克凯越,海马3采用了连杆支柱悬挂。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3f16998841.html, 汽车悬架电子控制系统结构及工作原理 作者：刘小龙 来源：《大众汽车·学术版》2018年第12期 摘要悬架是汽车底盘的重要组成之一，传统悬架系统主要由弹簧、减震器及导向机构三部分组成。这种悬架只能适应特定道路和行驶条件，不能满足多变得道路状况，并且只能被动承受来自车身的作用力而无法主动调节，存在一定的缺陷。随着汽车电子技术的发展，电子控制悬架克服了传统悬架存在的不足，实现了汽车技术的突破。本文重点讲述了电子控制悬架系统的结构及工作原理，从而使读者能对现代汽车悬架技术有更好的认识。 关键词悬架；电子控制系统；工作原理 1 汽车电子控制悬架发展背景 汽车的悬架是连接车身和车轮之间全部零件和部件的总称，主要由弹簧、减震器和导向机构三部分组成。通过悬架的弹性支撑，有效地抑制、降低了车身的振动，以保证汽车行驶的平顺性和操作稳定性。传统悬架，由于只能被动受力，因此存在着很多的不足。随着汽车技术的不断发展，电子控制悬架渐渐取代了传统悬架。电子控制悬架系统可以根据悬架位移、车速、转向、制动器信号等，由电子控制单元控制相关执行元件，可以根据行驶状况的变化主动改变刚度和汽车车身的高度，以抑制汽车倾斜，使车身姿态发生变化，因此，它能较好保持汽车的驾驶舒适性和操作稳定性。 2 汽车悬架电子控制系统的概述 2.1 汽车悬架电子控制系统的基本组成 電子控制悬架又称电子调节悬架系统，由传感器、控制开关、电控单元和执行器组成。传感器和控制开关向电控单元输入信号，电控单元接到信号后，向执行元件发出控制指令，执行元件产生一定的机械动作，从而改变车身高度、空气弹簧的刚度和减震器的阻尼。车身高度控制系统的主要功用是当车内乘员或载荷变化时，自动调节车身高度，使汽车行驶稳定。 2.2 汽车悬架电子控制系统的基本功能 电子控制悬架系统的基本目的是通过控制调节悬架的刚度和阻尼力，突破传统被动悬架的局限性，使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应。其主要的作用有：①调节车身高度。无论车辆负重多少，都需要维持车身在一定高度，电子控制悬架可根据不同的道路情况改变车身高度，提高操作稳定性。②控制减震器阻尼力。通过对减震器阻尼系数的调整，防止汽车急速起步和急加速时车尾下蹲；防止紧急制动时车头下沉；防止汽车急转时车身横向摇动。 ③控制弹簧刚度。通过对弹簧弹性系数的调整，来改善汽车的行驶平顺性和操作稳定性。