汽车悬架系统研究现状综述
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浅析汽车悬架的研究现状和发展汽车悬架是指汽车车身与车轮间的连接部分,主要用来减震和支撑车身重量,保证车辆在行驶过程中的稳定性和舒适性。
目前,随着汽车工业的快速发展,对汽车悬架的研究也取得了许多重要进展。
在悬架的设计方面,传统的悬架系统主要分为独立悬架和非独立悬架两种类型。
独立悬架是指每个车轮都由独立的悬挂系统来支撑,可以根据路况自由调节每个车轮的悬挂刚度和阻尼,从而提高车辆的操控性能和乘坐舒适性。
而非独立悬架则是多个车轮共享一个悬挂系统,虽然成本较低,但在操控性能和舒适性方面表现较差。
随着科技的进步,越来越多的创新和新技术被应用到汽车悬架的设计中。
使用电子控制技术的悬架系统成为当前研究的热点之一。
通过使用传感器和电脑控制单元,电子悬架系统可以实时监测和调整每个车轮的悬挂刚度和阻尼,从而提高车辆的操控性能和乘坐舒适性。
而且,电子悬架系统还可以根据不同的驾驶模式或路况,自动调节悬挂系统,以达到最佳的行驶效果。
除了电子悬架系统,气动悬架系统也是当前研究的热点之一。
与传统的钢板或弹簧相比,气动悬架系统使用气囊和压缩空气来支撑车身重量和提供减震效果。
气囊可以根据驾驶模式或路况,调节悬架的刚度和高度,从而提高车辆的操控性能和乘坐舒适性。
气动悬架系统还可以根据车辆动力学数据和悬架系统的工况,实时调整悬架的刚度和高度,以提高车辆的稳定性和安全性。
新材料的应用也为汽车悬架的发展带来了很大的推动力。
传统的悬架系统主要使用钢材或铝合金来构造,虽然具有很好的强度和刚性,但也存在重量较大和制造成本高的问题。
而采用碳纤维复合材料或钛合金等新材料来替代传统材料,可以有效减轻悬架系统的重量,提升车辆的操控性能和燃油经济性。
当前汽车悬架的研究主要集中在电子悬架系统和气动悬架系统两个方面。
电子悬架系统可以通过电子控制技术实现对悬架刚度和阻尼的实时调节,提高车辆的操控性能和乘坐舒适性;而气动悬架系统则通过气囊和气压来实现对悬架刚度和高度的调节,提高车辆的操控性能和乘坐舒适性。
浅析汽车悬架的研究现状和发展汽车悬架是汽车重要的组成部分之一,对车身稳定性、行驶舒适性和安全性能等有着重要影响。
近年来,随着汽车工业的发展和消费者对汽车驾驶体验的不断追求,汽车悬架的研究和发展也得到了越来越多的关注和重视。
目前,汽车悬架的研究主要集中在以下几个方面:1. 稳定性与行驶性能汽车悬架的主要功能是支撑和补偿车身与路面之间的不平衡,从而提高车辆稳定性和行驶性能。
因此,研究如何提高悬架的刚度和减震能力成为了当今汽车悬架研究的重点之一。
当前,一些新型悬架系统的出现,如主动悬架,电子辅助悬架和自适应悬架等也使得汽车的稳定性和行驶性能有了更大的提升。
2. 车身减振与降噪随着城市化进程的不断加速,交通拥堵日益严重,车辆在行驶过程中不仅受到路面不均匀的振动和冲击,还会受到车内和外部的噪声干扰。
为此,研究如何通过优化悬架系统的结构和减震材料的性能来降低车身振动和噪声,提高车辆驾驶舒适性也成为了目前悬架研究的重点。
3. 节能减排汽车排放是当前环保工作的关键领域。
优化汽车悬架的设计和结构,改善行驶性能可以减少车辆的油耗和尾气排放。
目前,许多汽车悬架研究都借鉴了航空工业的技术,采用轻量化结构材料、碳纤维等高强度材料,以降低重量和提高刚度来降低能耗和尾气排放。
4. 新材料和新工艺随着科技的不断发展,新材料和新工艺的应用也为汽车悬架的技术研究带来无限的可能。
新材料的使用可以大幅度提高悬架的强度和刚度,从而提高车辆的行驶性能和安全性能。
新工艺的应用则可以实现精细化的加工和生产,从而大大提高汽车悬架的品质和稳定性。
总之,汽车悬架的研究和发展是国内汽车工业的重中之重,未来的趋势将是技术的跨界融合和基础研究的深度探索。
同时,汽车悬架的研究应该从用户需求出发,注重实用性和可靠性,以提高汽车的市场竞争力和品牌形象,满足广大消费者对车辆驾驶体验的需求和期望。
2024年悬架系统市场发展现状1. 引言汽车悬架系统是汽车的重要组成部分之一,负责支撑和平衡车身,保障车辆在行驶过程中的稳定性和舒适性。
随着汽车工业的不断发展,悬架系统市场也呈现出繁荣的发展态势。
本文将分析当前悬架系统市场的发展现状,并展望未来的发展趋势。
2. 市场概述悬架系统市场是一个庞大而复杂的市场,涉及到乘用车、商用车、悬架零部件等多个领域。
随着经济的发展和人民生活水平的提高,人们对车辆操控性能和乘坐舒适性的要求也不断提高。
这推动了悬架系统市场的快速发展。
3. 市场发展现状3.1 乘用车市场乘用车市场是悬架系统市场的主要消费市场之一。
随着全球经济的发展,乘用车市场不断扩大。
高端乘用车市场尤为突出,消费者对悬架系统的要求更高。
空气悬架系统成为高端乘用车的标配,电子悬架系统也逐渐应用于中高端乘用车。
3.2 商用车市场商用车市场也是悬架系统市场的重要组成部分。
随着物流行业的快速发展,商用车的销量也在逐年增长。
商用车在运输过程中需要承受更大的负荷,因此对悬架系统的要求更加严苛。
气动悬挂和钢板悬挂是商用车常见的悬架系统类型。
3.3 悬架零部件市场悬架零部件市场是悬架系统市场的重要补充,包括悬架弹簧、减震器、悬挂臂等。
随着汽车行业的发展,悬架零部件市场也在不断壮大。
优质的悬架零部件能提高悬架系统的性能,使车辆更加安全、稳定。
4. 发展趋势4.1 高端化发展随着人们对驾驶体验的追求,悬架系统市场将朝着高端化发展。
高端乘用车将继续是市场的主要增长点,同时商用车也会逐渐向高端化发展。
4.2 轻量化设计轻量化设计已经成为汽车行业的一个重要趋势,悬架系统也不例外。
减少悬架系统的重量可以提高燃油效率和车辆的性能。
新材料和新工艺的不断应用将推动悬架系统的轻量化设计。
4.3 自动化技术自动驾驶技术和智能汽车的兴起,对悬架系统的要求也在不断提高。
自动驾驶汽车需要更加精准和稳定的悬架系统来应对各种路面状况。
因此,自动化技术将成为悬架系统市场的重要发展方向。
2024年智能悬架市场发展现状1. 概述智能悬架是一种集传感器、控制器和执行器于一体的新型悬架系统,通过实时监测路况、车速和车身姿态等数据,以及根据驾驶员的偏好和需求实时调节悬架硬度和高度,提供更舒适、稳定的驾驶体验。
智能悬架技术在汽车行业得到广泛应用,是当前汽车科技发展的热点之一。
2. 市场发展趋势智能悬架市场呈现出以下几个发展趋势:2.1 技术升级与创新随着科技的不断进步,智能悬架的技术也在不断升级和创新。
传感器、控制器和执行器的性能不断提升,数据处理和算法优化能力不断增强,使得智能悬架系统的精度和反应速度得到显著提高。
此外,智能悬架与其他智能驾驶辅助系统的集成也成为一个新的发展方向。
2.2 舒适性和安全性需求提升随着人们对驾驶体验的要求提升,对汽车舒适性和安全性的需求也越来越高。
智能悬架的出现正是为了满足这些需求。
通过实时调节悬架硬度和高度,智能悬架可以提供更舒适、稳定的驾驶感受,并且能够根据路况和车速的变化保持车身的稳定性,提升行驶安全性。
2.3 市场规模不断扩大随着消费者对智能悬架系统认识的提高和需求的增加,智能悬架市场规模也在不断扩大。
预计未来几年,智能悬架市场将保持较快的增长速度,相关产业链也将得到进一步发展和完善。
3. 市场现状目前,智能悬架市场主要集中在高端汽车和豪华汽车领域,其中欧美市场占据主导地位。
这些汽车制造商将智能悬架技术作为一种卖点,以提升产品竞争力。
而在其他市场,智能悬架系统的应用还相对较少,主要受限于市场需求和成本等因素。
智能悬架的研发和应用主要集中在汽车制造商和零部件供应商。
一些知名的汽车制造商和零部件供应商已经推出了自己的智能悬架产品,并在市场上取得了一定的市场份额。
同时,一些新兴科技公司也加入了智能悬架市场,通过技术创新和合作开发来提升自身竞争力。
4. 市场挑战与机遇智能悬架市场面临着一些挑战,其中包括技术成熟度、市场需求和成本等方面的问题。
一方面,目前智能悬架技术仍处于相对初级的阶段,稳定性和可靠性等方面还需要进一步提升。
汽车悬架市场发展现状简介汽车悬架是指汽车的底盘系统中的一个重要组成部分,能够减少车辆行驶时的震动和颠簸,提供良好的悬挂效果和乘车舒适性。
随着汽车工业的发展,汽车悬架市场也在不断壮大和发展。
本文将对汽车悬架市场的发展现状进行分析和展望。
汽车悬架市场规模近年来,全球汽车悬架市场规模不断扩大。
据市场数据统计,2020年汽车悬架市场总规模达到了xx亿元,预计到2025年将增长至xx亿元。
这说明了汽车悬架市场具有巨大的潜力和发展空间。
市场驱动因素技术进步推动市场发展随着汽车制造技术的不断进步,汽车悬架技术也得到了极大的改善和升级。
现代汽车悬架系统采用了更加先进的材料和工艺,通过电子控制系统能够实现自适应悬挂和智能调节,提供更好的悬挂效果和驾乘舒适性。
这些新技术的引入推动了汽车悬架市场的发展。
消费者需求的变化随着生活水平的提高,消费者对汽车悬架性能和舒适性要求也越来越高。
他们希望汽车悬架能够提供更好的负载能力、更稳定的悬挂效果和更舒适的驾乘体验。
为了满足消费者需求,汽车制造商不断研发和改进汽车悬架技术,推动了市场的增长。
市场竞争格局目前,全球汽车悬架市场竞争激烈,主要的市场参与者包括博格华纳、赛威尔、杰富特等知名公司。
这些公司凭借先进的技术和良好的市场口碑,在汽车悬架市场中占据着重要地位。
此外,一些新兴的汽车悬架企业也在不断涌现,加剧了市场的竞争。
市场发展趋势悬挂系统的轻量化设计近年来,轻量化是汽车制造业的一个重要趋势。
汽车制造商通过采用新材料和新工艺,将汽车悬架系统的重量降低,提高车辆的燃油经济性和性能。
这一趋势有利于汽车悬架市场的发展,提供更多的商机。
全球电动汽车市场的兴起随着全球对环境保护意识的增强,电动汽车市场得到了快速的发展。
电动汽车的特点是悬架系统对震动和颠簸的要求更高,这为汽车悬架市场提供了新的增长点。
预计未来几年,随着电动汽车市场的扩大,汽车悬架市场将迎来新一轮的增长。
结论总的来说,汽车悬架市场具有巨大的发展潜力。
浅析汽车悬架的研究现状和发展摘要:本文主要从汽车悬架的历史和现状简要分析,对悬架的工作原理进行了具体介绍,以及在使用过程中的优缺点进行讨论,最后对其未来的发展进行预测。
关键词:汽车悬架;性能;现状;发展汽车悬架是汽车上的重要组成部件之一,用来对汽车轮胎和车身之间进行传力,是兩者之间一切传力连接装置的总成。
一般汽车悬架的组成原件包括减震器、弹性元件以及导向原件。
汽车在行驶过程中,通过悬架将车桥与车架弹性连接,能够减弱汽车在运行过程中所受到的外部冲击力,确保车内人员的舒适度以及物品的完整,可以迅速衰减由弹性系统引起的汽车震动,传递纵向、垂直、侧向返利和力矩,达到导向的作用,保证汽车轮胎能够按照一定的轨迹相对于车身行驶。
汽车悬架决定了汽车的舒适性、稳定性以及安全性能,是汽车上非常重要的零部件。
一、悬架的种类汽车选件按照刚度与阻尼是否跟随行驶条件的改变而改变,被分为三种,分别为:被动悬架、主动悬架、半主动悬架。
其中半主动悬架按照阻尼级分成两种:有级式与无级式。
传统的汽车悬架系统的阻尼以及刚度式根据经验设计的,有些式优化设计方法进行选择的,一旦选好,汽车在驾驶过程中就没有办法进行调节,汽车的减震性能就会受到限制,这样的悬架叫做被动悬架[1]。
在二十世纪六十年代,国外首先提出了主动悬架的概念,主动悬架的提出能够克服被动悬架所带来的缺陷。
主动悬架是在悬架系统中由有源或者无源可控制的元件组合而成,它是一种闭环的控制系统,可以根据汽车的行驶状态以及路面的实时状况主动做出反应,来抑制汽车车体的运动,从而使汽车悬架能够始终保持最好的减振状态。
这种主动悬架能够根据外界输入以及车辆状态的改变而进行自适应调整,所以,主动悬架系统就必须有源。
半主动悬架是由无源但是可以控制的阻阻尼组合而成。
汽车悬架中,弹性原件不仅仅要吸收和贮藏能量,还要承受汽车车身的重要与载荷,所以,半主动悬架不需要考虑刚度的改变,只需要关注阻尼是否发生变化[2]。
浅析汽车悬架的研究现状和发展1. 引言1.1 背景介绍汽车悬架是指支撑和连接汽车车身与车轮的重要部件,它对汽车的行驶稳定性、舒适性和安全性起着至关重要的作用。
随着汽车工业的发展和人们对驾驶体验要求的提高,汽车悬架的设计和研究也日益受到重视。
背景介绍中,首先要了解汽车悬架的作用,它不仅起到支撑车身的作用,还能减少行驶过程中的震动,提高乘坐舒适性。
不同类型的悬架会影响汽车的操控性和行驶性能,因此研究汽车悬架的类型和特点至关重要。
在汽车行驶过程中,悬架系统承受着来自路面不均匀和车辆加速、制动等复杂的力学环境,需要满足高强度、高刚度和高耐久性的要求。
研究汽车悬架的新材料、新工艺以及优化设计方法,对提升汽车性能和安全性具有重要意义。
汽车悬架作为汽车工程中的关键技术之一,其研究和发展对提升汽车性能、提高行驶舒适性以及保障行车安全具有重要意义。
随着汽车工业的不断进步和技术的不断创新,汽车悬架的研究也将不断取得新的突破和成就。
1.2 研究意义汽车悬架作为汽车重要的组成部分,对于汽车的性能和安全性具有至关重要的作用。
通过对汽车悬架的研究,可以不断改进汽车的行驶稳定性、悬挂舒适性和操控性,提高汽车的行驶性能和安全性。
随着汽车工业的不断发展和进步,汽车悬架技术也在不断创新和改进,为汽车制造业的发展提供了重要支撑。
研究汽车悬架的意义在于不断推动汽车工业的发展,提升汽车的竞争力和市场需求,同时也为消费者提供更加安全、舒适的驾驶体验。
通过深入研究汽车悬架技术,我们可以更好地了解和掌握这一领域的发展趋势和未来的发展方向,为汽车制造业的发展做出贡献。
2. 正文2.1 汽车悬架的定义与作用汽车悬架是指支撑汽车车身的装置,是连接车身和车轮的重要组成部分。
汽车悬架系统的主要作用包括减震、支撑、保持车身平稳和提高车辆操控性能等。
它不仅影响着车辆的舒适性和稳定性,还直接关系到车辆的通过性、悬架寿命和行驶安全性。
1. 减震:汽车行驶中会受到来自不平路面的冲击,悬架系统通过减震器能够减少这些冲击对车身的影响,提高乘坐舒适性。
浅析汽车悬架的研究现状和发展汽车悬架是指车辆底盘系统中的一个重要部件,其作用是支撑车辆重量,吸收道路不平坡造成的冲击力,同时保证车辆稳定性和舒适性。
随着汽车工业的发展,悬架系统也在不断创新和发展。
本文将从悬架系统的研究现状和发展趋势两个方面进行浅析。
首先谈到悬架系统的研究现状。
目前,悬架系统的研究主要集中在以下几个方面:1. 悬架结构优化:悬架系统的结构优化是为了提高车辆操控性能和乘坐舒适性。
研究者通过改进悬架的结构,如减小悬架质量、增加刚度和阻尼等手段来提高悬架系统的性能。
2. 主动悬架控制:主动悬架控制是指通过悬架系统中的传感器获取车辆的姿态信息,并根据这些信息调节悬架的工作状态。
研究者通过电子控制单元来实现悬架的主动控制,提高车辆的操控性能和平顺性。
3. 可调阻尼悬架:可调阻尼悬架是一种能够根据不同路况自动调节阻尼力的悬架系统。
通过使用可调阻尼器,可以根据车速、路况和驾驶方式等因素自动调节阻尼力,提高悬架系统的性能。
其次谈到悬架系统的发展趋势。
随着汽车技术的发展,悬架系统也在不断创新和发展。
以下是一些悬架系统的发展趋势:1. 磁悬浮悬架:磁悬浮悬架是一种通过磁力来支撑和控制车辆的悬架系统。
相比传统的弹簧和阻尼器,磁悬浮悬架能够提供更好的悬架性能和平顺性。
2. 空气悬架:空气悬架是一种通过充气和放气来调节悬架刚度和高度的悬架系统。
通过控制悬架下方的气囊充气量,可以改变悬架的刚度,提高车辆的稳定性和舒适性。
3. 扩展式悬架:扩展式悬架是一种能够改变悬架工作范围的悬架系统。
通过扩展或收缩悬架结构,可以改变车轮与车身的相对位置,提高车辆的通过性和越野能力。
汽车悬架是车辆底盘系统的重要组成部分,其研究现状主要集中在悬架结构优化、主动悬架控制和可调阻尼悬架等方面。
未来,悬架系统的发展趋势将主要体现在磁悬浮悬架、空气悬架和扩展式悬架等方面,以提供更好的悬架性能和驾乘体验。
摘要:随着汽车工业的不断发展,悬架系统作为汽车的重要组成部分,其性能直接影响到车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
本文对现代汽车悬架系统的研究现状进行了总结,分析了悬架系统的基本原理、分类、关键部件及其发展趋势,以期为我国汽车悬架系统的研发提供理论支持。
一、引言悬架系统是汽车的重要部分,它将车身与车轮连接起来,使车轮能够独立于车身运动,从而保证车辆在行驶过程中的稳定性和乘坐舒适性。
随着汽车技术的不断进步,悬架系统的研究也日益深入,本文对现代汽车悬架系统的研究现状进行总结。
二、悬架系统基本原理悬架系统主要由弹性元件、导向元件和减振器组成。
弹性元件用于吸收路面不平引起的冲击,保持车轮与地面的接触;导向元件用于控制车轮的运动方向,使车轮在行驶过程中保持稳定;减振器用于消除车轮运动过程中的振动,提高乘坐舒适性。
三、悬架系统分类根据悬架系统的结构和工作原理,可分为以下几种类型:1. 非独立悬架:车轮通过一个共同的弹性元件与车身相连,如板簧悬架。
2. 独立悬架:每个车轮都有独立的弹性元件与车身相连,如麦弗逊悬架、多连杆悬架等。
3. 半独立悬架:部分车轮采用独立悬架,部分车轮采用非独立悬架,如扭转梁悬架。
四、悬架系统关键部件1. 弹性元件:常用的弹性元件有钢板弹簧、空气弹簧、橡胶弹簧等。
2. 导向元件:常用的导向元件有螺旋弹簧、扭杆、稳定杆等。
3. 减振器:常用的减振器有油气式减振器、液压式减振器等。
五、悬架系统发展趋势1. 轻量化:采用轻质材料,如铝合金、高强度钢等,以降低悬架系统的质量,提高车辆的燃油经济性和操控性。
2. 智能化:利用传感器、控制器和执行器等电子元件,实现对悬架系统的实时监测和调节,提高车辆的稳定性和舒适性。
3. 环保:采用环保材料,如生物基材料等,降低悬架系统的环境污染。
六、结论本文对现代汽车悬架系统的研究现状进行了总结,分析了悬架系统的基本原理、分类、关键部件及其发展趋势。
随着汽车技术的不断发展,悬架系统的研究将更加深入,为我国汽车悬架系统的研发提供有力支持。
2023年悬架系统行业市场分析现状悬架系统是一种汽车零部件,用于连接车身和轮胎,并提供车辆的悬挂和减震功能。
它对于汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性至关重要。
悬架系统行业市场分析如下:一、市场规模和发展趋势:悬架系统市场是一个庞大的市场,随着汽车行业的发展和消费者对行驶舒适性的要求日益提高,悬架系统的需求持续增长。
根据市场研究机构的数据,全球悬架系统市场在过去几年内的年复合增长率约为3%至5%。
悬架系统市场的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 高端电动车市场:随着电动汽车市场的快速发展,高端电动车对悬架系统的需求量也在增加。
这些车型通常配置更先进的悬架系统,以提供更好的驾驶稳定性和乘坐舒适性。
2. 轻量化技术:随着对燃油经济性和碳排放的关注,汽车制造商越来越注重轻量化技术的应用,悬架系统也不例外。
轻量化的悬架系统可以减轻整车重量,提高燃油效率。
3. 先进材料的应用:新材料的不断发展带来了更高强度、更轻量的材料,这些材料在悬架系统的应用中具有巨大潜力。
采用先进材料的悬架系统可以提供更好的强度和刚度,从而提高悬架系统的性能。
4. 电子控制技术的应用:随着电子技术的进步,悬架系统的电子控制技术也在不断发展。
通过电子控制技术的应用,可以实现悬架系统的主动调节和自适应功能,提升行驶稳定性和乘坐舒适性。
二、市场竞争状况和主要参与者:悬架系统市场是一个竞争激烈的市场,主要参与者包括汽车制造商、悬架系统供应商和独立的悬架系统制造商。
汽车制造商通常在自己的汽车生产中使用自己研发的悬架系统,以确保整车的性能和品质。
一些高端汽车制造商也选择与悬架系统供应商合作,以获得更先进的悬架系统技术。
悬架系统供应商主要为汽车制造商提供悬架系统的组装和供应服务。
这些供应商通常具有较强的研发和制造能力,并与汽车制造商保持长期合作关系。
独立的悬架系统制造商主要为汽车售后市场提供悬架系统的替换和维修服务。
这些制造商通常提供标准化的悬架系统产品,以适应不同品牌和型号的汽车。
汽车悬架系统研究现状综述
【摘要】悬架作为汽车的重要部件,对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有着直接的影响。
通过对被动悬架、半主动悬架和主动悬架的对比分析,可知采用半主动悬架是改善汽车悬架性能的一条新途径。
文中对汽车悬架的发展现状及不同学者关于悬架系统运用的控制策略作了分析,为进一步研究悬架系统提供了一定的理论基础和参考。
【关键词】悬架系统平顺性控制策略
悬架是车架与车桥之间一切传力连接装置的总称,它将路面作用于车轮上的垂直反力(支承力)、纵向反力(驱动力与制动力)和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架(或承载式车身)上,吸收和缓和因不平路面而产生的对车体的冲击载荷[1],并能衰减弹性系统引起的振动,使汽车在行驶中保持行驶的平顺性和操纵的稳定性。
现代汽车的悬架系统尽管有各种不同的结构形式,但一般都由弹性元件、减振器和导向机构(纵、横向推力杆)等三部分组成,分别起缓冲、减振和导向的作用,另外还铺设有缓冲块和横向稳定器。
如图1所示。
1 悬架类型
按控制力或者所需外部提供能量的多少,可将悬架分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种类型,其简化模型分别如图2所示。
被动悬架简化模型如图2(a)所示,主要由弹性支承(弹簧装置)和阻尼器(车辆减震器)组成,无外部能量输入,其弹簧刚度和减振器阻尼系数是不可调节的,在汽车行驶过程中无法随外部路面状况而改变,只能保证在一种特定路面和速度下达到性能最优折中,该结构简单,性能稳定,经过不断改进和发展,现在技术已经相当成熟。
但由于平顺性和操纵稳定性对悬架参数的要求不一样,这种传统的被动悬架已经不能满足汽车工业的发展。
半主动悬架简化模型如图2(b)所示,由可变特性弹簧和减振器组成,目前应用较多的是基于阻尼可调减振器的半主动悬架。
其工作原理是根据簧上质量相对车轮的速度响应和加速度响应等反馈信号,按照一定的控制规律调节可调减振器的阻尼力。
半主动悬架突破了被动悬架系统只能在某种工况下达到最优的局限,并可以根据路面的激励和车身的响应对悬架的阻尼系数进行自适应调整,以改善悬架的振动特性,从而使车身的振动控制在一定的范围内。
其最大优点是工作中几乎不消耗发动机的功率,不向机械振动系统中附加能源,只是应用严格的保守(弹簧)或耗能(减振器)元件,结构简单,造价较低,因此受到车辆工程界的广泛重视。
主动悬架由弹性元件和一个力发生器组成,其简化模型如图2(c)所示。
这种力发生器一般是由外部油泵供给能量,产生由控制信号确定的力,即根据车身的速度等反馈信号,按照一定的控制规律产生力。
主动悬架是一种有源控制悬架,可以根据路况及车辆行驶条件的变化,主动改变悬架的刚度和阻尼系数,达到汽车乘坐舒适性和行驶安全性同时得到改善的作用。
它是在被动悬架的基础上增加一个作动器,根据工况的变化输出相应的控制力,达到提高悬架性能的目的,不仅能控制车身运动,如启动、加速、减速和制动时的俯仰运动,以及转向侧倾等,在高速公路、坏路面等载荷变化时,还能相应调节车身高度。
当主动悬架出现故障时,它仍能按被动悬架的方式工作,主动悬架相对于被动悬架,其主要缺点在于消耗能量较多,结构复杂,而且制造成本也相对比较高。
2 国内外悬架系统的研究现状
2.1 悬架系统发展历程
随着汽车工程技术和现代控制理论的进步,汽车悬架技术得到广泛深入和研究。
基于振动控制的主动/半主动悬架系统的研究和应用得到了迅猛发展,代表了现代悬架系统发展的方向。
主动悬架的概念是由Federspiel Labrosse于1954年提出来的,首先使主动悬架的基本思想和控制律得到完善总结的是Thompson,他证明了全主动悬架系统对提高车辆性能的作用。
20世纪80年代初,车辆主动悬架统的研究和开发成果得到了实现,日产和丰田公司的液力主动控制系统,证明主动悬架系统可使车辆的整体性能得到很大提高。
但因主动悬架结构复杂、能耗高,其发展受到一定限制。
70年代初,Rossby和Karnop首先提出了半主动悬架的概念。
半主动悬架比主动悬架出现的晚一些,从20世纪80年代中期以来,有关汽车半主动悬架系统的文献和研究成果每年都有报道,比较有影响的学者有Karnopp、Margolis、Thompson和El.Madany等,他们的研究,极大地丰富了汽车半主动悬架的控制理论,有力地推进了半主动悬架系统在车辆工程中的应用,其结构简单、造价低廉,性能接近于主动悬架而受到车辆工程界的广泛重视。
日本丰田汽车公司早在1983年就将半主动悬架应用于轿车上[2],并在概念车和部分豪华商用轿车上装备了各种电控主动和半主动悬架系统。
20世纪90年代以后,研究的显著特点是新型智能材料在半主动悬架上的应用。
美国和德国研制的以电流变和磁流变体作为工作介质的新型半主动悬架系统,是一种能自动识别道路状况的半主动悬架系统——自动连续调节阻尼控制系统。
据称,这一系统不仅可以装配在赛车上,还可以安装在其他高级轿车上。
2.2 悬架系统控制技术的发展
近年来,国内外学者对悬架控制方法进行了大量的研究,控制方法几乎涉及到所有的控制理论的所有分支,许多控制方法如天棚阻尼控制、PID控制、最优控制、自适应控制、神经网络控制、滑模变结构控制、模糊控制等在悬架系统上
得到了应用。
2.2.1 理论研究
在理论研究方面,近期内的大多数论文和著作的中心论题主要集中在控制策略以及控制器的设计上,其根本目的是为了适应在车速提高的前提下,如何提高整个系统的响应速度,实现最优控制,适应外部激励频率提高的趋势。
韩波等研究了汽车主动悬架的自适应和自校正控制的策略和算法,控制器的设计采用了随机线性最优控制理论,在控制算法上提出了自适应算法和自校正算法[3]。
贾小平、V.Gavriloski等根据汽车半主动悬架的基本结构,通过力学分析建立了系统模型。
为了克服实际控制系统的动态行为的不确定性,重庆大学李以农等,采用自适应的控制策略,通过使用模型参数递推辨识,以车身垂直加速度及控制信号构成的二次型指标,实现了汽车半主动悬架的自适应随机最优控制。
2.2.2 控制策略
在控制策略方面,针对不同的问题提出了不同的方法。
缪赞等提出了自适应的控制策略[4],刘华等提出了智能控制策略。
这些控制策略有效地提高了控制性能和汽车行驶的平顺性。
周继铭等人采用了1/4车模型对天棚阻尼器和主动悬架的动力学特性进行了分析,讨论了微分几何法和反馈线性化法的应用。
舒红宇等用一个简单的二自由度的汽车模型对主动悬架进行数值分析,通过计算机模拟用频率和频谱响应的方法对振动性能进行研究。
由于阻尼系数在连续系统中的变化不如在开关半主动悬架系统中那么敏感,所以采用连续半主动悬架能使瞬态响应的稳定时间得以改善。
3 结语
文章综述了现代汽车悬架系统的分类、国内外发展历史和控制策略的研究现状,可以看出半主动悬架介于被动悬架和主动悬架之间,且结构简单、耗能低、可靠性较高,性能优于被动悬架,成本低于主动悬架,是一种较为理想和具有较大实际开发意义的悬架;并对汽车悬架的发展现状以及不同学者关于悬架系统运用的控制理论与控制策略作了分析,了解其工作原理及优缺点,为悬架控制理论研究和产品开提供了一定的理论基础。
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