汽車電控液壓式主動懸架系統研究

周多虎

（甘肅鋼鐵職業技術學院，甘肅嘉峪關 735100）

0 引言

以往汽車內部采用的被動懸架系統，僅能保障穩定性和可操作性，其余環節受到限制。采用主動懸架系統會實現更加高效的管制，車輛內部根據實際的路面狀況和車輛行駛情況做出詳細分析，優化自身的能動性，實現對車身的減振處理，保證汽車行駛的平穩性。

1 從動懸架和主動懸架的對比

以往的汽車設計中采用從動懸架的系統規劃方式，但是隨著長時間使用，暴露出較多缺點，如綜合駕駛性能較差等。雖然從動懸架總體的成本較低，但是僅僅能夠保障平穩性和操作性，還不能同時兼具這兩種特性，使整體的性能較差，難以滿足當前的行駛需求，不會受到大眾青睞。

采用全新的主動懸架方式，實現對汽車的改造處理，可防止汽車在行駛中出現較多的傾斜、俯仰和橫擺狀況。主動懸架本質上具備高效的動懸架反應效果，自身動作更加快速、精準，即使汽車正處于高速行駛中，也能夠強化對車身的管控，保持高質量的穩定性和可操控性，減少發生傾斜等狀況。但是此類車架往往前期的制造成本較高、整體構造較為繁雜，對工藝和技術水平要求較高。

2 電控空氣懸架和電控液壓懸架系統的對比

電子管控懸架系統是主動懸架分類中較為關鍵的一種，根據其不同的架構形式，分為電控空氣式懸架和電控液壓式懸架系統。其中在電控空氣式的懸架管理環節中，能夠高效地對汽車的運行狀況和詳細的車身負載情況做出反應，詳細分析多種汽車的信息數據參數，對車身的具體高度、傾斜程度、彈性狀況、內部剛度和受力狀況開展較為優質的調控管制，利用電子管控懸架系統內部所獨有的氣壓架構，實現對汽車運行性能的管理。在此過程中，空氣彈簧和減振裝置能夠減少路面傳遞的短波和長波影響。此類系統在空氣壓縮設施之后，配合空氣干燥設施、儲氣筒、流量管控電磁閥等設備所構成。

電控主動式液壓懸架系統的管控方式較為先進，其內部架構利用液壓管控的方式實現對能量的把控，以控制車身的整體平衡效果，高質量地抵御外界傳遞沖擊的效果，促使汽車內部具備彈性的優勢，確保汽車在行駛過程中的高效平穩性能。分析以往的懸架系統，如果相應的數據、參數處于固定狀態，在后期的汽車行駛階段就難以對其高質量管控，此類原因促使后續的懸架性能和效果被約束、限制。現階段市場銷售環節中，較受大眾歡迎的電控主動式液壓懸架系統具備以下特征：①實現對車身高度的高質量管控，可以不受汽車的負載情況限制，在汽車行駛過程中實現對車身的高質量管控，減少高速運行中出現傾斜的概率；②當高速行駛于路面較差的環境中，能夠利用懸架系統管控的方式提升整體的車身高度，確保其自身行駛穩定，如果汽車處于高速運行的過程中，會出現高度上的變化，不僅減弱整體的風阻，還可以確保汽車的行駛狀況；③可以實現對汽車緊急情況下的管控，其中涉及到汽車行駛的轉彎狀況，實現對汽車的緊急制動管控，借助管理車身的俯仰角、后仰角等參數變化，弱化外界沖擊力，確保汽車在行駛過程中的穩定效果；④懸架系統內部的元件彈性參數和整體的剛度數據可以實現管控處理，實現對車身行駛環節中的姿態管制，一般情況下，此類系統由液壓源、壓力管控裝置和液壓懸架鋼等設備構成[1]。

3 電控液壓式主動懸架的運行方式

電控空氣懸架系統和電控液壓懸架系統的設定，能夠為高速運行的汽車提供較為可靠和穩定的性能保障，電控液壓懸架系統前期的投資成本較低，空氣懸架系統的制造成本高，并且后續的維護管制費用也較高。液壓泵是較為可靠的動力源，在汽車運行過程中產生壓力油，供給各輪組液壓設施，保證其高效運作。一旦汽車在轉向中出現傾斜，車輛外側車輪液壓裝置內的油壓提升，內側車輪液壓設施的油壓降低，油壓信號直接送到ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元），又稱“行車電腦”、“車載電腦”等，實現對車身移動和傾斜情況的分析研究。因為車身存在上下、左右、前后等區域的區分，將各部分的傳感裝置信息集中轉送到ECU 之后，開展有針對性的處置，實現對內部油壓的調控處理，能夠在轉向過程中減少傾斜情況。如果汽車在較差的路面上緊急制動，液壓管控系統對內部油壓進行管理，促使車身的動態變化降到最低[2]。

4 懸梁阻尼調節架構的研究

4.1 懸架阻尼調節機構的構成

汽車液壓式主動懸架的阻尼調控架構較為關鍵，能夠實現對阻尼的管理，依據汽車的負荷情況、行駛狀況和路面環境等多種外部條件，高效管控節流阻尼孔過流截面，對油液作動設施阻尼情況變化予以管控。處于高速運行狀態下的汽車具備較高的阻尼效果，此類車身的動態轉變情況管控效果會提升。但是車輛在城市路面駕駛狀況下，往往需要較強的阻尼效果來提升汽車的穩定性能和舒適程度，保證整體的運行質量。利用懸架油液作動裝置阻尼效果的優勢，可以進行多個環節的管制：①避免汽車在短時間提速中出現強大的后座效果；②緩解換擋過程中所經受的強烈沖擊效果；③防止車輛緊急制動期間的“點頭”狀況；④管控車輛高速轉彎中的傾斜現象。阻尼調控裝置由電控設施、動力裝置、電液伺服設備、電磁變向裝置等構成。在管控系統內部的傳感裝置構成中，涉及車速傳感裝置、節氣門燃油噴射設施、方向盤轉角的設備和相對應的壓力傳感設施，能夠向管控設施提供車速和加速變化等信號，掌控方向盤的具體轉向和車輛的制動信息，ECU 會利用電磁的管控節流裝置實現對阻尼力的調節，保證駕駛基本需求[3]。

4.2 懸架阻尼的自動調節原理

可調控的阻尼裝置由執行設施和節流裝置構成，執行設施一般設定在節流裝置的頂部區域，由直流電機、小齒輪、扇形齒輪和電磁線圈等構成。ECU 依照汽車駕駛情況可以定期提供直流電機和電磁線圈不同的電流狀況，電力設施依據下個環節上的小齒輪幫助扇形齒輪實現轉動管制，能夠在后續電磁線圈的影響下延伸到擋塊下方的扇形齒輪裝置內部，實現對扇形齒輪的極限轉角約束，以保證扇形齒輪相對應的閥桿區域在此設備的規劃中能夠從節流裝置中獲取多種阻尼。

在阻尼的中等管控環節中，ECU 能夠結合傳感裝置和內部的管控信號了解到相應的阻尼中等狀況，管控單元的指令效果促使步進電機可以根據逆時針的方向實現轉變，小齒輪在此環節中幫助扇形齒輪實現順時針的變化。扇形齒輪凹槽的一端觸碰到擋塊區域后才能停止，以實現扇形齒輪正向的順時針轉變，實現對節流閥閥桿裝置和閥芯的轉動處理。閥芯區域上方的阻尼孔在此環節中轉變60°，在此過程中，需要調整阻尼孔的1/3 截面積，促使液壓缸油液流經此節流閥門后的流速能夠實現中等狀況，保證液壓缸會在此過程中實現勻速的伸縮調整，以便于阻尼在此環節中處于一種中等的狀況[4]。

阻尼堅硬的管制環節中，ECU 根據傳感裝置和管控開關信號促使阻尼轉變成較為堅硬的狀況，管制單元發送指令之后，保證步進電機依照逆時針的方向實現變化，帶動小齒輪上方的扇形齒輪沿逆時針方向變化和旋轉。上述過程會一直保持旋轉狀態，直到扇形齒輪凹槽區域的另一側觸碰到擋塊后，才會停止運行。在此過程中，扇形齒輪帶動閥桿和閥芯實現轉動，直到閥芯上方的阻尼孔全部關閉時，液壓缸油液才不會再發生流動的轉變，液壓缸上方的伸縮能夠降低并維持在可接受的范圍之內，有助于維持阻尼一直處于堅硬的狀況下。

ECU 根據傳感裝置反饋和相應管控開關信號，后期的阻尼會一直處于堅硬狀況，管制單元在此過程中發送跳進指令，促使步進電機和扇形齒輪從阻尼的中等狀況轉變為堅硬狀況，聯通電磁線圈的電流，電磁吸引力使擋塊直接進入到扇形齒輪凹槽內。此過程中，扇形齒輪會影響到后續的閥芯變化，閥芯上方的阻尼因此全部打開，液壓裝置內的油液進入到二位三通電磁換向閥并回到油箱內部，液壓缸就能夠實現快速伸縮，保證阻尼處于柔軟的狀況。如果阻尼力度增多，就會導致振動減弱的狀況持續提升，并出現較強的載荷效果影響到汽車運行，有助于提升整體的舒適程度。阻尼力度的增強也會在此環節中促使液壓缸直接聯系到元件和車身內部，并發生疲勞狀況。為防止上述情況的出現，需要工作人員強化對節流裝置的設定標準，如懸架的壓縮過程中節流閥需要降低自身的阻尼，使用蓄能裝置和彈性零件的緩沖效果，降低路面和車身的沖擊干預強度。在懸架的伸張環節中，節流閥需要提升自身的阻尼效果，有助于實現對振動的管制。

5 結論

為保證行車質量，工作人員應當從上述環節予以分析，了解其中的具體細節，實現主動懸架系統的高質量研究。