淺析汽車懸架系統

車成通

【摘要】隨著汽車工業的發展，人們對汽車乘座舒適性和安全性的要求逐漸提高，因此對汽車懸架系統和減震器也提出了更高的要求。汽車懸架系統市汽車的重要組成部分，懸架系統的好壞，關系到了汽車的乘坐舒適性，直接影響著汽車的整齊性能。本文，對汽車懸架系統進行了系統的概括，闡述了懸架系統的發展與結構組成，并對目前流行的主動懸架系統進行了較為詳細的介紹。

【關鍵詞】懸架系統 ?電控懸架 ?主動懸架

【中圖分類號】G71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）05-0007-02

一、概述

隨著人們對車輛乘坐舒適性、安全性、穩定性要求的提高和我國汽車懸架技術的發展，電子控制懸架在汽車上的應用日益廣泛。懸架主要影響汽車的垂直振動。傳統的汽車懸架是不可調整的，在行車中車身高度的變化取決于彈簧的變形。因此，在汽車的行駛過程中出現的制動、轉彎、車載重量的變化等情況，會影響到人們的乘坐舒適穩定性和貨物的完好率。

二、 汽車電控懸架的發展

隨著電子技術的飛速發展，車用微機、各種傳感器、執行元件的可靠性和壽命都大幅度提高，電子控制技術被有效應用于懸架控制中。為了確保懸架的主要特性，即避震性（振動衰減力）、彈性常數、減振器行程，不斷研制成功了能適應各種行駛工況的最優控制機構。

主動懸架技術發展飛速，能根據汽車的行駛狀況或根據超聲波識別的路面情況，通過電磁閥液壓系統，改變阻尼。目前國內尚未有汽車產品采用此項技術。開發出具有半主動懸架技術的產品，在部分轎車上采用。很大程度上提高了汽車的行駛穩定性與乘坐舒適性。

三、汽車懸架的功能

汽車懸架是車架與車軸之間的彈性聯結裝置的統稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力;保證貨物完好和人員舒適;衰減由于彈性系統引進的振動，使汽車行駛中保持穩定的姿勢，改善操縱穩定性;同時懸架系統承擔著傳遞垂直反力，縱向反力和側向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架上，以保證汽車行駛平順;并且當車輪相對車架跳動時，特別在轉向時，車輪運動軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對車身跳動的導向作用。

四、汽車懸架的組成

一般懸架由彈性元件、導向機構、減震器和橫向穩定桿等組成。

1.彈性元件：

彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對車身的沖擊。彈性元件種類包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧等。

2.減震器：

減振器用來衰減由于彈性系統引起的震動，減震器的類型有筒式減振器，阻力可調式新式減震器，充氣式減震器。

3.導向機構：

導向機構用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時保持車輪按一定運動軌跡相對車身跳動，通常導向機構由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時，可不另設導向機構，它本身兼起導向作用。

五、汽車的主動懸架

從控制力的角度劃分，懸架可分為被動懸架，半主動懸架和主動懸架電子技術控制汽車懸架系統主要由傳感器、電子控制ECU、懸架控制的執行器等組成。系統的控制功能有以下三個：

車高調整：當汽車在起伏不平的路面行駛時，可以使車身抬高，以便于通過;在良好路面高速行駛時，可以降低車身，以減少空氣助力，提高操縱穩定性。

阻尼力控制：用來提高汽車的操縱穩定性，在急轉彎、急加速和緊急制動情況下，可以抑制車身姿態的變化。

彈簧剛度控制：改變彈簧剛度，使懸架滿足運動或舒適的要求。

采用主動式懸架后，汽車對側傾、俯仰、橫擺跳動和車身的控制都能更加迅速、精確，汽車高速行駛和轉彎的穩定性提高，車身側傾減少。制動時車身前俯小，啟動和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車身的跳動也較少，輪胎對地面的附著力提高。

主動懸架匯集了力學和電子學的技術知識，是一種比較復雜的高技術裝置。電腦不斷接收這些數據并與預先設定的臨界值進行比較，選擇相應的懸架狀態。同時，微電腦獨立控制每一只車輪上的執行元件，通過控制減振器內油壓的變化產生抽動，從而能在任何時候、任何車輪上產生符合要求的懸架運動。

六、電子控制主動懸架

主動式懸架在其結構中植入了可人工或自動控制發力的調節機構，并能根據路面情況自動調節減震器剛度和阻尼，以獲得更好的行駛舒適性。從這種懸架的組成種類來看，大致又可以分為兩大類。一類是電子控制式主動液壓懸架;另一類則是電子控制式空氣懸架。

1.電控主動液壓懸架：

主動液壓懸架包括：一個電子液壓集成模塊、4個新型球狀液壓承重部件、前后減震器調壓裝置、儲液缸、簡化液壓網和車內顯示屏。這其中，電子液壓集成模塊是整個系統的核心部分，它的作用是采集車速、減震器震動頻率等數據信息來決定液壓球是增高還是降低車身。而遍布全車的多個縱向、橫向加速度以及橫擺陀螺儀傳感器，還監控著車身跳動、高度、傾斜狀態和加速度，然后這些信號傳向ECU控制單元，根據預設程序來控制液壓減震器里的油缸是增壓還是泄壓，以保持合適的減震器阻尼和足夠支撐力。

2. 電控主動空氣懸架：

引入ECU控制單元、轉向角度傳感器、車身高度傳感器、空氣壓縮機、速度和制動傳感器，實現電腦控制、精密計算。電控主動空氣懸架可通過改變空氣彈簧里的氣體容量和壓力來實現軟硬調節。從而，電控主動空氣懸架就兼有舒適性和運動性的特性。并且可實現直線行駛偏軟，提高舒適性;轉向和高速運動時加硬，增加側向支撐提供更好的路感。此外還可通過ECU和空氣壓縮機實現車身的高度自動或手動調節。

參考文獻：

[1]溫錦文 汽車底盤構造與維修 人民郵電出版社 ?2013.

[2]劉漢濤 汽車底盤構造與原理精解 機械工業出版社 2014.

[3]陳耀明 ?汽車懸架論文集 蘇州大學出版社 2012.