汽车主动悬架技术(PPT41页)
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主动悬架技术经典课件
奥迪A8L
பைடு நூலகம்
简介
液压悬架 结构原理类似空气悬架，通过调整油压控制车身高度。相比于空气悬架，反映 要慢一些，在不平路面工况下舒适性较差，多用于工程车辆，在轿车领域雪铁 龙的液压悬架技术比较成熟。 与空气悬架有一个共同的缺点：都需要液压油缸或气泵等设备，导致悬架系统 更加复杂，成本都比较高，可靠性也差
电磁悬架 在电磁减震器中的填充一种被称为电磁液的特殊液体，由合成的碳氢化合物和 微小铁粒组成。在磁场作用下，铁粒子会排列成一定的结构，使电磁液具备阻 尼作用。磁场可利用电流产生，那么改变通电电流大小，即可以控制磁场，从 而可以改变电磁液的“粘稠度”，减震器的阻尼力就是可变的了。代表车型奥 迪TT 相比于空气悬架和液压悬架，电磁悬架只能调整悬架的软硬，不能调整车身高 度。
Continental空气悬架
Conti电控空气悬架系统
针对纯电动汽车提供的电子空气悬架系统，主要是采用了带有高性能压缩机和电 磁阀体的封闭式供气系统。和开放供气系统相比，封闭系统使用高压储气罐，系统内 部的空气只需在空气弹簧和高压空气储气罐之间往返流动。这样，系统的充气和放气 时间就会大大缩短，有效提升了汽车能效水平。而且系统也不需要经常从周围环境中 往系统中储放空气。自备闭合式供气系统的压缩机包含电动机、干燥机和开关阀门。 与其他应用于开放式供气系统的压缩机相比，这个闭合压缩机在重量上具有显著优势。
3 提供与负载相关的附加阻尼力
应用车型及客户：哈佛H8、福特、克莱斯勒—奔驰、通用汽车、 大众、现代起亚、欧宝、萨博、沃尔沃
ZF减震技术
能量回收悬架系统GenShock技术
ZF在自身CDC系统的基础上改良而来，在减震器外附加一个包含专用电子控制单元、电动 马达和电子液压齿轮的模块取代原本CDC上的电子控制阀门。
汽车悬挂系统新技术——电控空气悬架及主动悬架PPT课件
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另外，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。
第2页/共7页
电控悬架工作时，阀门的相互作用控制通向空气弹簧元件的气流量。 传感器检测出汽车的行驶状态并反馈至ECU，ECU综合这些反馈信息 计算并输出指令控制空气弹簧元件的电动机和阀门，从而使电控悬架 随行驶及路面状态不同而变化：在一般行驶中，空气弹簧变软、阻尼 变弱，获得舒适的乘坐感；在急转弯或者制动时，则迅速转换成硬的 空气弹簧和较强的阻尼，以提高车身的稳定性。同时，该系统的电控 减振器还能调整汽车高度，可以随车速的增加而降低车身高度(减小离 地间隙)，减少风阻以节省能源；在车速比较慢时车身高度又可恢复正 常。
汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求。一般行驶时需要 柔软一点的悬架以求舒适感，当急转弯及制动时又需要硬一点的 悬架以求稳定性，两者之间有矛盾。另外，汽车行驶的不同环境 对车身高度的要求也是不一样的。一成不变的悬架无法满足这种 矛盾的需求，只能采取折中的方式去解决。在电子技术发展的带 动下，工程师设计出一种可以在一定范围内调整的电子控制悬架 来满足这种需求。这种悬架称为电控悬架，目前比较常见的是电 控空气悬架形式。
空气弹簧元件是由电控减振器、阀门、双气室所组成。电控减 振器顶部有一个小型电动机，可通过它转动一个调整量孔大小的控 制杆将阻尼分成多级，从而实现控制阻尼的目的。阀门也充当了一 个调节气流的作用，通常双气室是连通的，合起来的总容积起着空 气弹簧的作用，比较柔软；但当关闭双气室之间的阀门时，则以一 个气室的容量来承担空气弹簧的作用，就会变得硬，因此阀门起到 控制"弹簧"变软变硬的作用。
另外，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。
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电控悬架工作时，阀门的相互作用控制通向空气弹簧元件的气流量。 传感器检测出汽车的行驶状态并反馈至ECU，ECU综合这些反馈信息 计算并输出指令控制空气弹簧元件的电动机和阀门，从而使电控悬架 随行驶及路面状态不同而变化：在一般行驶中，空气弹簧变软、阻尼 变弱，获得舒适的乘坐感；在急转弯或者制动时，则迅速转换成硬的 空气弹簧和较强的阻尼，以提高车身的稳定性。同时，该系统的电控 减振器还能调整汽车高度，可以随车速的增加而降低车身高度(减小离 地间隙)，减少风阻以节省能源；在车速比较慢时车身高度又可恢复正 常。
汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求。一般行驶时需要 柔软一点的悬架以求舒适感，当急转弯及制动时又需要硬一点的 悬架以求稳定性，两者之间有矛盾。另外，汽车行驶的不同环境 对车身高度的要求也是不一样的。一成不变的悬架无法满足这种 矛盾的需求，只能采取折中的方式去解决。在电子技术发展的带 动下，工程师设计出一种可以在一定范围内调整的电子控制悬架 来满足这种需求。这种悬架称为电控悬架，目前比较常见的是电 控空气悬架形式。
空气弹簧元件是由电控减振器、阀门、双气室所组成。电控减 振器顶部有一个小型电动机，可通过它转动一个调整量孔大小的控 制杆将阻尼分成多级，从而实现控制阻尼的目的。阀门也充当了一 个调节气流的作用，通常双气室是连通的，合起来的总容积起着空 气弹簧的作用，比较柔软；但当关闭双气室之间的阀门时，则以一 个气室的容量来承担空气弹簧的作用，就会变得硬，因此阀门起到 控制"弹簧"变软变硬的作用。
主动悬架技术 PPT
工作原理：当线圈电流关闭时，磁流变液体没有磁化，铁颗粒随机地分散在液 体中，悬浮液的性能和普通的液压油一样。充电后，磁场使铁颗粒沿流体方向形 成纤维结构排列。结构中粒子之间结合的强度与磁场强度成正比，所以改变电流 就改变阻尼性能，变化范围很宽，其性能大大超过传统可变阻尼系统，同时也免 除这种可变阻尼减振器常用的电-机式阀片。该系统优点是反应速度快，缺点是 不能调节离地间隙。 应用车型：凯迪拉克XTS / 法拉利 / Audi TT/R8/A5 / 大众辉腾 / 路虎揽胜极光 供应商：BWI-Delphi ·连续可变的离散阻尼性能 ·对控制信号的输入有快速线性的反应 ·很宽的动态性能 ·在活塞杆低速运动时，有较高的阻尼性能 ·压缩力与反弹力对称 ·通过原点的阻尼力曲线斜度可以定制 ·没有运动件
11
空气悬挂系统 Airmatic DC System & 主动悬挂控制ABC
特点：主动控制空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统（ADS）集成到一起，实现 双重控制（Dual Control），支持舒适到极限运动共四种模式，功能上包含防侧 倾、减小制动加速俯仰、底盘随速随路况自动升降。 应用车型：奔驰新S-class标配
5
单筒/双筒减震器
压缩行程，浮动的分离活塞以 相对于活塞杆体积的油总量压 缩气体。回弹行程，气体压力 便将分离活塞推回。通过多级 活塞阀来实现两个方向上的减 震。
•噪音更低 •精确减振，即使是最小的高 频车桥活动也适用 •由于油气分离，因此可以安 装在任何位置 •无油沫 •重量轻
压缩行程，油从下油腔经由活塞阀流进上 油腔。和活塞杆体积相对应的油量经由底 阀被压入平衡室中。回弹行程，活塞阀便 接管减振功能，平衡室中的油经由底阀流 回。
(半)主动悬架
主 要
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空气悬挂系统 Airmatic DC System & 主动悬挂控制ABC
特点：主动控制空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统（ADS）集成到一起，实现 双重控制（Dual Control），支持舒适到极限运动共四种模式，功能上包含防侧 倾、减小制动加速俯仰、底盘随速随路况自动升降。 应用车型：奔驰新S-class标配
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单筒/双筒减震器
压缩行程，浮动的分离活塞以 相对于活塞杆体积的油总量压 缩气体。回弹行程，气体压力 便将分离活塞推回。通过多级 活塞阀来实现两个方向上的减 震。
•噪音更低 •精确减振，即使是最小的高 频车桥活动也适用 •由于油气分离，因此可以安 装在任何位置 •无油沫 •重量轻
压缩行程，油从下油腔经由活塞阀流进上 油腔。和活塞杆体积相对应的油量经由底 阀被压入平衡室中。回弹行程，活塞阀便 接管减振功能，平衡室中的油经由底阀流 回。
(半)主动悬架
主 要
主动悬架技术 ppt课件
工作原理：当线圈电流关闭时，磁流变液体没有磁化，铁颗粒随机地分散在液 体中，悬浮液的性能和普通的液压油一样。充电后，磁场使铁颗粒沿流体方向形 成纤维结构排列。结构中粒子之间结合的强度与磁场强度成正比，所以改变电流 就改变阻尼性能，变化范围很宽，其性能大大超过传统可变阻尼系统，同时也免 除这种可变阻尼减振器常用的电-机式阀片。该系统优点是反应速度快，缺点是 不能调节离地间隙。 应用车型：凯迪拉克XTS / 法拉利 / Audi TT/R8/A5 / 大众辉腾 / 路虎揽胜极光 供应商：BWI-Delphi ·连续可变的离散阻尼性能 ·对控制信号的输入有快速线性的反应 ·很宽的动态性能 ·在活塞杆低速运动时，有较高的阻尼性能 ·压缩力与反弹力对称 ·通过原点的阻尼力曲线斜度可以定制 ·没有运动件
主动悬架技术
奔驰Airmatic & ABC 空气悬挂系统 Airmatic DC System & 主动悬挂控制ABC
特点：主动控制空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统（ADS）集成到一起，实现 双重控制（Dual Control），支持舒适到极限运动共四种模式，功能上包含防侧 倾、减小制动加速俯仰、底盘随速随路况自动升降。 应用车型：奔驰新S-c液压减震器
由传感器、圆筒型线性电动机、油压减震器和弹簧组成，与普通油压减震器 相比，响应更快，提高舒适和运动性。
•优化的车轮减振效果带来了更高的行驶安 全性 •驾乘更舒适，操控更敏捷 •减少车身的侧倾、点头和弹跳 •车轮与地面的更好接触缩短了制动距离 •阻尼力持续实时调整
主动悬架技术
ZF减震技术
Nivomat车高自平衡减震系统
功能：
1 可根据行驶工况自动调整车身高度，动力来源是车轮和车身的 相对运动
2 Nivomat内的高压气腔形成空气弹簧，与螺旋弹簧、缓冲块共 同构成悬架系统的弹性元件，刚度可变
主动悬架技术
奔驰Airmatic & ABC 空气悬挂系统 Airmatic DC System & 主动悬挂控制ABC
特点：主动控制空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统（ADS）集成到一起，实现 双重控制（Dual Control），支持舒适到极限运动共四种模式，功能上包含防侧 倾、减小制动加速俯仰、底盘随速随路况自动升降。 应用车型：奔驰新S-c液压减震器
由传感器、圆筒型线性电动机、油压减震器和弹簧组成，与普通油压减震器 相比，响应更快，提高舒适和运动性。
•优化的车轮减振效果带来了更高的行驶安 全性 •驾乘更舒适，操控更敏捷 •减少车身的侧倾、点头和弹跳 •车轮与地面的更好接触缩短了制动距离 •阻尼力持续实时调整
主动悬架技术
ZF减震技术
Nivomat车高自平衡减震系统
功能：
1 可根据行驶工况自动调整车身高度，动力来源是车轮和车身的 相对运动
2 Nivomat内的高压气腔形成空气弹簧，与螺旋弹簧、缓冲块共 同构成悬架系统的弹性元件，刚度可变
汽车悬架知识ppt课件
减震器
减振器
前桥
弹簧
车桥
弹性元件
纵向导向杆
三：振动频率：
据力学分析可知，如将汽车看成一个在弹性悬架上作单自由度 振动的质量，则其自振动率：
C=M×g / f
f：悬架垂直变形挠度 M：悬架簧载质量 簧载质量 悬架的性能指标体现在：自振频率（n）：取决于 悬架刚度
要求在设计悬架时，其自振频率应与人体步行时身体上、下 运动的频率相接近，在1～1.6HZ 的理想范围内。
3、当车桥与车架之间的相对速度过大时，减振器应能自动加大液流通道截面积，
使阻尼力保持在一定限度内。
车架
减震器
三、 减振器的分类：
按其作用方式不同分为：
车桥
弹性元件
1：双向作用减振器：在压缩、伸张两行程中均起减振作用。 2：单向作用减振器：仅在伸张行程中起减振作用。
1、双向作用筒式减振器
结构：
活塞杆 储油钢桶
伸张行程：当汽车掉入凹坑时，车轮下跳，
减振器受拉伸活塞上移。
上腔容积减少，油压 升高，油液推开伸张 阀，流入下腔。
车架 减震器
车桥
弹性元件
由于活塞杆占去一 定空间，所以自上 腔流入的油液不足 以充满下腔容积的 增加。储油缸中油 液推开补偿阀流入 下腔补充。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
防尘罩 导向座
伸张阀
流通阀
活塞
压缩阀
补偿阀
工作原理
压缩行程：当汽车滚上凸起或滚出凹坑时，车轮靠近车架。
下腔容积减少， 油压升高，油液 推开压缩阀，流 入储油缸。
车架 减震器
车桥
弹性元件
容积减少，油压升 高，油液打开流通 阀，经过流通阀流 入上腔。
汽车悬挂系统新技术——电控空气悬架及主动悬架课件
电控空气悬架系统的优点与不足
• 优点 • 高度可调：电控空气悬架系统可以根据车辆载重和行驶状态自动调节悬挂系统的高度，从而提高车辆的通
过性和舒适性。 • 刚度可调：系统可以根据路面情况和行驶状态自动调节空气弹簧的刚度，从而提供更好的操控性和舒适性
。 • 智能控制：电控空气悬架系统能够根据车辆行驶状态和路面信息进行实时调整，提高车辆的适应性和安全
未来汽车悬挂系统的发展方向和挑战
发展方向
未来汽车悬挂系统将朝着更加智能化、电动化和轻量化的方 向发展，以适应新能源汽车和智能驾驶的需求。
挑战
随着悬挂系统技术的不断发展，也面临着一些挑战，如如何 提高悬挂系统的性能和可靠性，如何降低成本和提高生产效 率等。
THANKS
电控空气悬架及主动悬架的技术特点和应用前景
电控空气悬架及主动悬架的技术特点
电控空气悬架能够根据车辆行驶状态和路面情况自动调节悬挂系统的刚度和高度，提高行驶平顺性和操控性； 主动悬架则能够根据车辆行驶状态和路面情况主动调节悬挂系统的刚度和阻尼，进一步提高车辆的操控性和稳 定性。
应用前景
随着消费者对车辆舒适性和操控性的要求不断提高，电控空气悬架及主动悬架的应用前景越来越广阔，未来将 在更多车型中得到应用。
适用范围
由于电控空气悬架系统的成本较高，因此其适用范围主要集中在高端市场和 豪华车型中。同时，该系统也适用于一些特殊用途的车辆，如运输车、救援 车等。
03
主动悬架系统
主动悬架系统的结构与原理
主动悬架系统的结构
主动悬架系统主要包括传感器、控制器和执行器。传感器负责监测车辆行驶状态 和路面信息，控制器根据传感器信号计算出最佳的悬挂系统状态，执行器则根据 控制器的指令调整悬挂系统的工作参数。
汽车新技术第五章悬架
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汽车新技术第五章悬架
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汽车新技术第五章悬架
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汽车新技术第五章悬架
•实时采集 悬架速度信 号
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•动画演示
•控制器
判 断 电 磁 阀 通 断
•电磁阀工作状态
汽车新技术第五章悬架
•
组成
v 空气悬架是以压缩空气作为弹性元件的车辆 悬架系统，由：
汽车新技术第五章悬架
实例
v 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。
v 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。
2020/11/23
汽车新技术第五章悬架
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汽车新技术第五章悬架
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汽车新技术第五章悬架
电控组成
v 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
v 1 车速、 v 2 前轮制动压力、 v 3 踏动油门踏板的速度、 v 4 车身垂直方向的振幅及频率、 v 5 转向盘角度及转向速度等数据。
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汽车新技术第五章悬架
v 传统悬架
悬架分类
v 半主动悬架
v 主动悬架
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汽车新技术第五章悬架
5.1 空气悬架
v 近年来，随着人们生活水平的不断提高和我国高速 公路的迅速发展，对汽车悬架系统的性能提出了更 高的要求，特别是对车辆乘坐舒适性、高速行驶的 平顺性以及操纵稳定性的要求也越来越高，因此空 气悬架在各种车辆上得到广泛应用。与普通钢板弹 簧悬架相比，空气悬架既可延长车辆的使用寿命， 又可提高整车的舒适性，对于载货车还可以降低车 轮的动载荷，大大减少车辆对路面的破坏程度；而 对于特种车辆和专用车辆还可以按需要对车辆的车 身高度进行调节。
汽车制造-悬架ppt课件
49
2.各车桥单独与车架弹性连接 采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面良好地接触。
3.中后桥用平衡悬架与车架连接(三桥)
将中后桥装在一副钢板弹簧的两端，钢板弹簧就相 当于一根平衡杆，而平衡杆的中部与车架作铰链连接。
由于平衡杆两臂等长，则两个车桥上的垂直载荷在 任何情况下都相等。
50
18.6 电子控制的空气悬架
应用： 适于做后悬架
41
5)烛式悬架：车轮沿固定不动的主销上下移动的悬架。主销 的定位角不变，仅轮距、轴距稍有变化，益于改善转向操纵 和行驶的稳定性，但主销磨损严重。
42
6)麦弗逊式悬架：车轮沿摆动的主销轴线上、下移动的悬架。 用于转向轮时，主销定位角及轮距都有极小的变化，因而转向 操纵稳定性好。且两前轮内侧空间较大，便于发动机及其他一 些部件的布置，多用于前置驱动的轿车和微型汽车上。
上腔容积减少， 油压升高，油液 推开伸张阀，流 入下腔。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
由于活塞杆占去 一定空间，所以 自上腔流入的油 液不足以充满下 腔容积的增加。 储油缸中油液推 开补偿阀流入下 腔补充。
28
29
18.4 非独立悬架
非独立悬架结构简单，被广泛用于小货车和客车的前后 悬架。有的轿车的后悬架也有采用非独立悬架。
36
不等臂双横臂式独立悬架
上下两摆臂不等长，选择长度比例合适，可使车轮和主 销的角度及轮距变化不大。 应用： 广泛应用在轿车前轮上
37
⑵、不等臂双横臂式独立悬架
不等臂双横臂式独立悬架的上臂比下臂短。 优点： 当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小。这将 使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利 于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。
2.各车桥单独与车架弹性连接 采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面良好地接触。
3.中后桥用平衡悬架与车架连接(三桥)
将中后桥装在一副钢板弹簧的两端，钢板弹簧就相 当于一根平衡杆，而平衡杆的中部与车架作铰链连接。
由于平衡杆两臂等长，则两个车桥上的垂直载荷在 任何情况下都相等。
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18.6 电子控制的空气悬架
应用： 适于做后悬架
41
5)烛式悬架：车轮沿固定不动的主销上下移动的悬架。主销 的定位角不变，仅轮距、轴距稍有变化，益于改善转向操纵 和行驶的稳定性，但主销磨损严重。
42
6)麦弗逊式悬架：车轮沿摆动的主销轴线上、下移动的悬架。 用于转向轮时，主销定位角及轮距都有极小的变化，因而转向 操纵稳定性好。且两前轮内侧空间较大，便于发动机及其他一 些部件的布置，多用于前置驱动的轿车和微型汽车上。
上腔容积减少， 油压升高，油液 推开伸张阀，流 入下腔。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
由于活塞杆占去 一定空间，所以 自上腔流入的油 液不足以充满下 腔容积的增加。 储油缸中油液推 开补偿阀流入下 腔补充。
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18.4 非独立悬架
非独立悬架结构简单，被广泛用于小货车和客车的前后 悬架。有的轿车的后悬架也有采用非独立悬架。
36
不等臂双横臂式独立悬架
上下两摆臂不等长，选择长度比例合适，可使车轮和主 销的角度及轮距变化不大。 应用： 广泛应用在轿车前轮上
37
⑵、不等臂双横臂式独立悬架
不等臂双横臂式独立悬架的上臂比下臂短。 优点： 当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小。这将 使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利 于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。
主动悬架ppt课件
16
3.1.2 车身高度的控制
当乘员人数和载重量发生变化时，车身的离地 高度可保持在一个选定高度上，保证车轮全行程跳 动，消除在非设计行驶高度下引起的操控性变化现 象，同时解决了被动悬架针对载荷变化通常将刚度 设计偏高而造成舒适性损失的问题。在粗糙路面上 可增加离地间隙提高通过性，高速行驶时可适当减 少离地间隙以减少阻力，同时降低重心利于提高操 控性和舒适性。在上下乘客、装卸货物等不同情况 下，可实现车身高度的自由调节。
3.1.4 车轮接地性
通过调节悬架参数可降低车轮载荷波动，提
高附着效果，有利于操控性，同时也减轻了轮
胎磨损。延长轮胎和制动系统的使用寿命。
3.1.5能有效克服多轴车的轴荷转移问题
19
Байду номын сангаас
3.2 主要缺点
全主动悬架结构及控制策略复杂，
其硬件要求高、耗能大、成本高，并
且会增加整车重量，也给整车空间布
置带来了一定的困难。
起导向作用。在汽车的行驶过程当中,能够控
制车轮的运动轨迹。
9
2 主动悬架分类
2..1 分类
汽车悬架可分为被动悬架和主动悬架。 主动悬架根据控制方式，可分为半主动悬架、慢主动
悬架、全主动悬架和馈能型主动悬架。
主动悬架系统按照受控介质分为空气主动悬架、油气
主动悬架、液力主动悬架和电磁主动悬架等
10
脉冲信号。根据此信号可判断转向盘的转角与
转速；通过两组信号的相位来判断转向的方向。
29
图 5.1 转向盘转角传感器结构示意图
30
5.2.2 加速度传感器 【作用】检测车身横向加速度和纵向加速度。横 向加速度传感器主要用于检测汽车转向时，汽车 因离心力的作用而产生的横向加速度，以判断悬
3.1.2 车身高度的控制
当乘员人数和载重量发生变化时，车身的离地 高度可保持在一个选定高度上，保证车轮全行程跳 动，消除在非设计行驶高度下引起的操控性变化现 象，同时解决了被动悬架针对载荷变化通常将刚度 设计偏高而造成舒适性损失的问题。在粗糙路面上 可增加离地间隙提高通过性，高速行驶时可适当减 少离地间隙以减少阻力，同时降低重心利于提高操 控性和舒适性。在上下乘客、装卸货物等不同情况 下，可实现车身高度的自由调节。
3.1.4 车轮接地性
通过调节悬架参数可降低车轮载荷波动，提
高附着效果，有利于操控性，同时也减轻了轮
胎磨损。延长轮胎和制动系统的使用寿命。
3.1.5能有效克服多轴车的轴荷转移问题
19
Байду номын сангаас
3.2 主要缺点
全主动悬架结构及控制策略复杂，
其硬件要求高、耗能大、成本高，并
且会增加整车重量，也给整车空间布
置带来了一定的困难。
起导向作用。在汽车的行驶过程当中,能够控
制车轮的运动轨迹。
9
2 主动悬架分类
2..1 分类
汽车悬架可分为被动悬架和主动悬架。 主动悬架根据控制方式，可分为半主动悬架、慢主动
悬架、全主动悬架和馈能型主动悬架。
主动悬架系统按照受控介质分为空气主动悬架、油气
主动悬架、液力主动悬架和电磁主动悬架等
10
脉冲信号。根据此信号可判断转向盘的转角与
转速；通过两组信号的相位来判断转向的方向。
29
图 5.1 转向盘转角传感器结构示意图
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5.2.2 加速度传感器 【作用】检测车身横向加速度和纵向加速度。横 向加速度传感器主要用于检测汽车转向时，汽车 因离心力的作用而产生的横向加速度，以判断悬
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全主动式 按频带和 能量消耗不同 慢全主动式
主动式 按驱动机构 和介质不同
电磁阀驱动的油气主动式 步近电动机驱动的空气主动式
（二）电控悬架系统的结构和工作原理
1．电控液压调节悬架减振力（阻尼力）
电子控制液 压悬架，能根据 悬架的质量和加 速度等，利用液 压部件控制汽车 的振动。
电控调节减振力（阻尼力）及弹簧刚度的控制 过程为：
2.电控悬架的功能
• 通过控制调节悬架的刚度和阻尼力，使 汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态 相适应。其基本功能如下：
• 1．车高调整 • 2．减振器阻尼力控制 • 3．弹簧刚度控制
3.电子控制悬架系统的种类
1．按传力介质的不同分:气压式、油压式 2．按控制理论的不同分
有级半主动式（阻尼力有级可调） 半主动式 无级半主动式（阻尼力连续可调）
（1） 空气弹簧的变刚度工作原理
当空气阀转到如图所示的位置时，主、副气室的气体通道 被关闭，主、副气室之间的气体不能相互流动，此时的空气弹 簧只有主气室的气体参加工作，空气弹簧的刚度为“硬”。
（2）变减振力（变阻尼力）工作原理
一般变阻尼减振器的结构：外壳为一个长圆柱缸筒，带有 活塞的活塞杆插入缸筒内，缸筒内充满液压油，活塞上有节流 孔。
通过电脑（自动）及手动开关，可改变悬架弹簧的弹性 系数和减振器的缓冲力。电脑根据行车条件自动调整车辆 减震力和阻尼力，通过控制缓冲力的强弱来消除车辆行驶 中的不平衡，可以使车辆在颠簸路面上保持平稳姿态，并 自动调整车辆在紧急制动时的前倾和急加速时的后仰，以 保证乘座的舒适性。
2．电控液压调节车高
在前轮和后轮的 附近设有车高传感器， 按车高传感器的输出 信号，微机判断出车 辆高度，再控制进出 油孔的开闭，使油气 弹簧压缩或伸长，从 而控制车辆高度。
• （2）在装载变化、车速及行驶转弯等情况下，必须使车轮与轴 线保持正确配合，保证车辆的稳定性。
• （3）保持车辆行驶方向的可操作性，在各种道路条件下保证驾 驶员能有效控制转向。
• （4）与轮胎共同作用，缓冲来自车轮的振动，使车辆舒适、平 稳行驶。
1.汽车传统悬架的缺点
传统的悬架系统的刚度和阻尼参数，是按经验设 计或优化设计方法选择的，一经选定后，在汽车行驶 过程中就无法进行调节，使得传统的悬架只能保证汽 车在一种特定的道路和速度条件下达到性能最优的匹 配，并且只能被动地承受地面对车身的作用力，而不 能根据道路、车速的不同而改变悬架参数，更不能主 动地控制地面对车身的作用力。
主动悬架技术的分析
主动悬架技术的分析
【主要内容】 一、电控悬架系统概述 二、电控悬架系统的结构和工作原理 三、丰田电控悬架系统
一、电控悬架系统概述
1.汽车传统悬架的缺点
悬架的功能有以下几方面：
• （1） 把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力 （牵引力和制动力）和侧向力，以及这些反力所造成的力矩都传 递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车正常行驶。
三、丰田电控悬架系统
1．丰田LS400电控悬架的功能
1）车身高度控制功能，
2）减振力（阻尼力）与弹簧刚度控制功能
2．LS400电控悬架系统的构成
LS400电控悬架系统主要是由压缩空气系 统和电子控制系统两部分组成。
主要部件有：车辆高度控制阀，悬架高度 传感器，汽车转向角传感器，压缩空气排气阀， 悬架控制电脑、执行器、各种手动控制开关和 汽车仪表板上的各种显示仪表、指示灯等。
如检测车身底盘，高度低于 规定，则打开高度电磁阀和排气 阀，在车身重力的作用下，使气 体排出气压缸，从而降低车身 （底盘）高度。其中，压缩机只 在升高的过程中工作，其余时间 均不工作。
2）悬架减振力（阻尼力）、 弹簧刚度工作原理
LS400悬架 结构
（1） 空气弹簧的变刚度工作原理
当空气阀转到如图的位置时，主、副气室的气体通道被 打开，主气室的气体经空气阀的中间孔与副气室的气体相通， 相当于空气弹簧的工作容积增大，空气弹簧的刚度为“软”。
（3） 排气电磁阀
高度控制排气电 磁阀安装于空气干燥 器的末端，当接收到 控制电脑发出降低悬 挂高度的指令时，即 将系统中的压缩空气 排出。
（4） 高度控制电磁阀
高度控制电磁阀安装于空气干燥器和气动减振器之间。用于控 制汽车悬挂的高度调节。 高度控制电磁阀由电磁阀、阀体等组成。
在汽车悬挂高度需要上升时：高度控制电磁阀 接通，排气电磁阀关闭，向气动减振器充入压缩空 气，使汽车悬挂升高。
变阻尼减振器的阻尼力调节特性
阻尼力较弱时
阻尼力中等时
阻尼力较强时
4.丰田电控悬机由 活塞和曲柄连杆机 构组成，直流永磁 电动机驱动，具有 大扭矩和快速起动 等特点。
（2） 空气干燥器
空气干燥器用于去除系统内由于空气压缩而产生的水分。为 使结构紧凑，排气电磁阀、空气干燥器装在一起。空气干燥器安 装在高度控制阀和排气阀之间，内部充满了硅胶。
LS400电控空气悬架元件位置
LS400空气悬架电子控制系统示意图
3.LS400电控悬架工作原理
1）车身（底盘）高度工作原理
车辆使用中，悬架ECU通过悬 架高度位置传感器检测车身（底 盘）的高度，如高出规定，则 ECU使空气压缩机工作，同时打 开高度电磁阀，压缩空气经过干 燥器干燥后，经高度电磁阀，进 入气压缸，使车身（底盘）升高。
在汽车悬挂高度需要下降时：高度控制电磁阀 接通，排气电磁阀打开，压缩空气通过空气干燥器 排入大气中。
（5）空气管
空气悬架系统一般采用钢管和尼龙软管作为空气管。钢管用于 固定在车身上的前、后高度控制阀之间的固定管道；尼龙软管用于 诸如空气弹簧与高度控制阀之间有相对运动的管道。尼龙软管采用 单触式接头，以方便维修和具有良好的密封性。
3.电控空气悬架
电子调整空气悬架中贮有起弹簧作用的压缩空气，减 振器减振力、弹簧刚度和汽车高度控制，可根据驾驶条件 自动控制和人为的开关控制。
电子调整空气悬架是ECU根据高度位置传感器，检测 车身高度，通过控制空气压缩机和高度，控制电磁阀的工 作状况，来完成对空气弹簧的充放气来调节车身的高度。
根据加速度传感器、制动灯开关、转向传感器等检测 车辆的运行情况，通过控制悬架控制执行器的工作状态， 来调节空气弹簧和减振器的刚度用减振力（阻尼力）。
主动式 按驱动机构 和介质不同
电磁阀驱动的油气主动式 步近电动机驱动的空气主动式
（二）电控悬架系统的结构和工作原理
1．电控液压调节悬架减振力（阻尼力）
电子控制液 压悬架，能根据 悬架的质量和加 速度等，利用液 压部件控制汽车 的振动。
电控调节减振力（阻尼力）及弹簧刚度的控制 过程为：
2.电控悬架的功能
• 通过控制调节悬架的刚度和阻尼力，使 汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态 相适应。其基本功能如下：
• 1．车高调整 • 2．减振器阻尼力控制 • 3．弹簧刚度控制
3.电子控制悬架系统的种类
1．按传力介质的不同分:气压式、油压式 2．按控制理论的不同分
有级半主动式（阻尼力有级可调） 半主动式 无级半主动式（阻尼力连续可调）
（1） 空气弹簧的变刚度工作原理
当空气阀转到如图所示的位置时，主、副气室的气体通道 被关闭，主、副气室之间的气体不能相互流动，此时的空气弹 簧只有主气室的气体参加工作，空气弹簧的刚度为“硬”。
（2）变减振力（变阻尼力）工作原理
一般变阻尼减振器的结构：外壳为一个长圆柱缸筒，带有 活塞的活塞杆插入缸筒内，缸筒内充满液压油，活塞上有节流 孔。
通过电脑（自动）及手动开关，可改变悬架弹簧的弹性 系数和减振器的缓冲力。电脑根据行车条件自动调整车辆 减震力和阻尼力，通过控制缓冲力的强弱来消除车辆行驶 中的不平衡，可以使车辆在颠簸路面上保持平稳姿态，并 自动调整车辆在紧急制动时的前倾和急加速时的后仰，以 保证乘座的舒适性。
2．电控液压调节车高
在前轮和后轮的 附近设有车高传感器， 按车高传感器的输出 信号，微机判断出车 辆高度，再控制进出 油孔的开闭，使油气 弹簧压缩或伸长，从 而控制车辆高度。
• （2）在装载变化、车速及行驶转弯等情况下，必须使车轮与轴 线保持正确配合，保证车辆的稳定性。
• （3）保持车辆行驶方向的可操作性，在各种道路条件下保证驾 驶员能有效控制转向。
• （4）与轮胎共同作用，缓冲来自车轮的振动，使车辆舒适、平 稳行驶。
1.汽车传统悬架的缺点
传统的悬架系统的刚度和阻尼参数，是按经验设 计或优化设计方法选择的，一经选定后，在汽车行驶 过程中就无法进行调节，使得传统的悬架只能保证汽 车在一种特定的道路和速度条件下达到性能最优的匹 配，并且只能被动地承受地面对车身的作用力，而不 能根据道路、车速的不同而改变悬架参数，更不能主 动地控制地面对车身的作用力。
主动悬架技术的分析
主动悬架技术的分析
【主要内容】 一、电控悬架系统概述 二、电控悬架系统的结构和工作原理 三、丰田电控悬架系统
一、电控悬架系统概述
1.汽车传统悬架的缺点
悬架的功能有以下几方面：
• （1） 把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力 （牵引力和制动力）和侧向力，以及这些反力所造成的力矩都传 递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车正常行驶。
三、丰田电控悬架系统
1．丰田LS400电控悬架的功能
1）车身高度控制功能，
2）减振力（阻尼力）与弹簧刚度控制功能
2．LS400电控悬架系统的构成
LS400电控悬架系统主要是由压缩空气系 统和电子控制系统两部分组成。
主要部件有：车辆高度控制阀，悬架高度 传感器，汽车转向角传感器，压缩空气排气阀， 悬架控制电脑、执行器、各种手动控制开关和 汽车仪表板上的各种显示仪表、指示灯等。
如检测车身底盘，高度低于 规定，则打开高度电磁阀和排气 阀，在车身重力的作用下，使气 体排出气压缸，从而降低车身 （底盘）高度。其中，压缩机只 在升高的过程中工作，其余时间 均不工作。
2）悬架减振力（阻尼力）、 弹簧刚度工作原理
LS400悬架 结构
（1） 空气弹簧的变刚度工作原理
当空气阀转到如图的位置时，主、副气室的气体通道被 打开，主气室的气体经空气阀的中间孔与副气室的气体相通， 相当于空气弹簧的工作容积增大，空气弹簧的刚度为“软”。
（3） 排气电磁阀
高度控制排气电 磁阀安装于空气干燥 器的末端，当接收到 控制电脑发出降低悬 挂高度的指令时，即 将系统中的压缩空气 排出。
（4） 高度控制电磁阀
高度控制电磁阀安装于空气干燥器和气动减振器之间。用于控 制汽车悬挂的高度调节。 高度控制电磁阀由电磁阀、阀体等组成。
在汽车悬挂高度需要上升时：高度控制电磁阀 接通，排气电磁阀关闭，向气动减振器充入压缩空 气，使汽车悬挂升高。
变阻尼减振器的阻尼力调节特性
阻尼力较弱时
阻尼力中等时
阻尼力较强时
4.丰田电控悬机由 活塞和曲柄连杆机 构组成，直流永磁 电动机驱动，具有 大扭矩和快速起动 等特点。
（2） 空气干燥器
空气干燥器用于去除系统内由于空气压缩而产生的水分。为 使结构紧凑，排气电磁阀、空气干燥器装在一起。空气干燥器安 装在高度控制阀和排气阀之间，内部充满了硅胶。
LS400电控空气悬架元件位置
LS400空气悬架电子控制系统示意图
3.LS400电控悬架工作原理
1）车身（底盘）高度工作原理
车辆使用中，悬架ECU通过悬 架高度位置传感器检测车身（底 盘）的高度，如高出规定，则 ECU使空气压缩机工作，同时打 开高度电磁阀，压缩空气经过干 燥器干燥后，经高度电磁阀，进 入气压缸，使车身（底盘）升高。
在汽车悬挂高度需要下降时：高度控制电磁阀 接通，排气电磁阀打开，压缩空气通过空气干燥器 排入大气中。
（5）空气管
空气悬架系统一般采用钢管和尼龙软管作为空气管。钢管用于 固定在车身上的前、后高度控制阀之间的固定管道；尼龙软管用于 诸如空气弹簧与高度控制阀之间有相对运动的管道。尼龙软管采用 单触式接头，以方便维修和具有良好的密封性。
3.电控空气悬架
电子调整空气悬架中贮有起弹簧作用的压缩空气，减 振器减振力、弹簧刚度和汽车高度控制，可根据驾驶条件 自动控制和人为的开关控制。
电子调整空气悬架是ECU根据高度位置传感器，检测 车身高度，通过控制空气压缩机和高度，控制电磁阀的工 作状况，来完成对空气弹簧的充放气来调节车身的高度。
根据加速度传感器、制动灯开关、转向传感器等检测 车辆的运行情况，通过控制悬架控制执行器的工作状态， 来调节空气弹簧和减振器的刚度用减振力（阻尼力）。