電子控制懸架系統(tǒng).

1、第第5章章 電子控制懸架系統(tǒng)電子控制懸架系統(tǒng)教學(xué)提示：教學(xué)提示：汽車(chē)懸架的性能直接影響車(chē)輛的操縱穩(wěn)汽車(chē)懸架的性能直接影響車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。采用電子控制主動(dòng)懸架是汽車(chē)定性和乘坐舒適性。采用電子控制主動(dòng)懸架是汽車(chē)懸架系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。懸架系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。教學(xué)要求：教學(xué)要求：本章主要介紹電子控制懸架系統(tǒng)在汽車(chē)本章主要介紹電子控制懸架系統(tǒng)在汽車(chē)上的應(yīng)用概況、基本組成及控制方法。要求學(xué)生了上的應(yīng)用概況、基本組成及控制方法。要求學(xué)生了解電子控制懸架系統(tǒng)的應(yīng)用概況和發(fā)展趨勢(shì)，熟悉解電子控制懸架系統(tǒng)的應(yīng)用概況和發(fā)展趨勢(shì)，熟悉汽車(chē)電子控制懸架系統(tǒng)的組成和功能。汽車(chē)電子控制懸架系統(tǒng)的組成和功能。5.1

2、汽車(chē)懸架概述汽車(chē)懸架概述5.1.1 汽車(chē)懸架的作用汽車(chē)懸架的作用 汽車(chē)懸架是指連接車(chē)架（或承載式車(chē)身）與車(chē)橋（或車(chē)汽車(chē)懸架是指連接車(chē)架（或承載式車(chē)身）與車(chē)橋（或車(chē)輪）的一系列傳力裝置。輪）的一系列傳力裝置。汽車(chē)懸架的作用有：汽車(chē)懸架的作用有：承受載荷承受載荷;傳遞動(dòng)力傳遞動(dòng)力;緩和沖擊。緩和沖擊。 除此之外，汽車(chē)的懸架對(duì)汽車(chē)車(chē)輪的定位有較大的影響，除此之外，汽車(chē)的懸架對(duì)汽車(chē)車(chē)輪的定位有較大的影響，進(jìn)而影響汽車(chē)行駛性能、操縱性能及乘坐的舒適性。進(jìn)而影響汽車(chē)行駛性能、操縱性能及乘坐的舒適性。汽車(chē)懸架汽車(chē)懸架 5.1.2 汽車(chē)懸架的分類(lèi)汽車(chē)懸架的分類(lèi)1.按照結(jié)構(gòu)形式分按照結(jié)構(gòu)形式分1）非獨(dú)立懸架）非

3、獨(dú)立懸架2）獨(dú)立懸架）獨(dú)立懸架2.按照控制方式分按照控制方式分按照控制方式分不同，汽車(chē)懸架系統(tǒng)通常分為傳統(tǒng)被動(dòng)式懸按照控制方式分不同，汽車(chē)懸架系統(tǒng)通常分為傳統(tǒng)被動(dòng)式懸架（架（Passive Suspension）、半主動(dòng)式懸架（）、半主動(dòng)式懸架（semi-active suspension）、主動(dòng)式懸架）、主動(dòng)式懸架(Active Suspension)三類(lèi)。三類(lèi)。 其中半主動(dòng)式又分為有級(jí)半主動(dòng)式（阻尼力有級(jí)可調(diào)）其中半主動(dòng)式又分為有級(jí)半主動(dòng)式（阻尼力有級(jí)可調(diào)）和無(wú)級(jí)半主動(dòng)式（阻尼力連續(xù)可調(diào)）兩種；主動(dòng)式懸架根據(jù)和無(wú)級(jí)半主動(dòng)式（阻尼力連續(xù)可調(diào)）兩種；主動(dòng)式懸架根據(jù)頻帶和能量消耗的不同，分為全主

4、動(dòng)式（頻帶寬大于頻帶和能量消耗的不同，分為全主動(dòng)式（頻帶寬大于15Hz）和慢全主動(dòng)式（頻帶寬和慢全主動(dòng)式（頻帶寬36Hz）；而根據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和介質(zhì)的）；而根據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和介質(zhì)的不同，可分為由電磁閥驅(qū)動(dòng)的油氣主動(dòng)式懸架和由步進(jìn)電動(dòng)不同，可分為由電磁閥驅(qū)動(dòng)的油氣主動(dòng)式懸架和由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣主動(dòng)式懸架。機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣主動(dòng)式懸架。 無(wú)級(jí)半主動(dòng)式懸架可以根據(jù)路面的行駛狀態(tài)和車(chē)身的響無(wú)級(jí)半主動(dòng)式懸架可以根據(jù)路面的行駛狀態(tài)和車(chē)身的響應(yīng)對(duì)懸架阻尼力進(jìn)行控制，并在幾毫秒內(nèi)由最小變到最大，應(yīng)對(duì)懸架阻尼力進(jìn)行控制，并在幾毫秒內(nèi)由最小變到最大，使車(chē)身上的振動(dòng)響應(yīng)始終被控制在某個(gè)范圍內(nèi)。但在轉(zhuǎn)向、使車(chē)身上的振動(dòng)響應(yīng)始終

5、被控制在某個(gè)范圍內(nèi)。但在轉(zhuǎn)向、起步、制動(dòng)等工況時(shí)不能對(duì)阻尼力實(shí)施有效的控制。起步、制動(dòng)等工況時(shí)不能對(duì)阻尼力實(shí)施有效的控制。 主動(dòng)式懸架是一種帶有動(dòng)力源的懸架，在懸架系統(tǒng)中附主動(dòng)式懸架是一種帶有動(dòng)力源的懸架，在懸架系統(tǒng)中附加一個(gè)可控制作用力的裝置。加一個(gè)可控制作用力的裝置。 通常把用于提高平順性的控制稱(chēng)為路面感應(yīng)控制，而把通常把用于提高平順性的控制稱(chēng)為路面感應(yīng)控制，而把用于增加穩(wěn)定性的控制稱(chēng)為車(chē)身姿勢(shì)控制。用于增加穩(wěn)定性的控制稱(chēng)為車(chē)身姿勢(shì)控制。 另外，車(chē)身高度控制是主動(dòng)式懸架系統(tǒng)的重要控制項(xiàng)目另外，車(chē)身高度控制是主動(dòng)式懸架系統(tǒng)的重要控制項(xiàng)目之一。之一。 主動(dòng)式懸架可根據(jù)汽車(chē)載荷、路面狀況、行駛速

6、度、起主動(dòng)式懸架可根據(jù)汽車(chē)載荷、路面狀況、行駛速度、起步、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等狀況的變化，自動(dòng)調(diào)整懸架的剛度、阻尼步、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等狀況的變化，自動(dòng)調(diào)整懸架的剛度、阻尼力及車(chē)身高度。力及車(chē)身高度。5.2 汽車(chē)電控懸架汽車(chē)電控懸架 傳統(tǒng)的汽車(chē)懸架主要由彈簧、減振器、穩(wěn)定桿和彈性輪傳統(tǒng)的汽車(chē)懸架主要由彈簧、減振器、穩(wěn)定桿和彈性輪胎等組成，懸架的高度和彈性是不可調(diào)整的，在行車(chē)中車(chē)身胎等組成，懸架的高度和彈性是不可調(diào)整的，在行車(chē)中車(chē)身高度的變化取決于彈簧的變形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用。但因其彈高度的變化取決于彈簧的變形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用。但因其彈性和阻尼不能隨外部工況變化，駕駛及乘坐舒適性較差。性和阻尼不能隨外部工況變化

7、，駕駛及乘坐舒適性較差。 傳統(tǒng)的汽車(chē)懸架（麥弗遜式前懸架）傳統(tǒng)的汽車(chē)懸架（麥弗遜式前懸架） 電子控制懸架系統(tǒng)的優(yōu)電子控制懸架系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能使懸架隨著不同的路點(diǎn)是能使懸架隨著不同的路況和行駛狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)況和行駛狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)整，既可以使汽車(chē)的乘坐舒整，既可以使汽車(chē)的乘坐舒適性達(dá)到令人滿意的水平，適性達(dá)到令人滿意的水平，又能使汽車(chē)的穩(wěn)定性要求得又能使汽車(chē)的穩(wěn)定性要求得到滿足。到滿足。5.2.1 電控懸架系統(tǒng)的組成和控制形式電控懸架系統(tǒng)的組成和控制形式 電子控制汽車(chē)懸架系統(tǒng)主要由（車(chē)高、轉(zhuǎn)向角、加速度、電子控制汽車(chē)懸架系統(tǒng)主要由（車(chē)高、轉(zhuǎn)向角、加速度、路況預(yù)測(cè)）傳感器、路況預(yù)測(cè)）傳感器、ECU

8、、懸架控制執(zhí)行器等組成。、懸架控制執(zhí)行器等組成。1.空氣式可調(diào)懸架空氣式可調(diào)懸架 空氣式可調(diào)懸架是指利用空氣壓縮機(jī)形成壓縮空氣，并空氣式可調(diào)懸架是指利用空氣壓縮機(jī)形成壓縮空氣，并通過(guò)壓縮空氣來(lái)調(diào)節(jié)汽車(chē)底盤(pán)的離地間隙一種懸架。通過(guò)壓縮空氣來(lái)調(diào)節(jié)汽車(chē)底盤(pán)的離地間隙一種懸架。 一般裝備空氣式可調(diào)懸架的車(chē)型在前輪和后輪的附近都一般裝備空氣式可調(diào)懸架的車(chē)型在前輪和后輪的附近都設(shè)有離地距離傳感器，按離地距離傳感器的輸出信號(hào)，行車(chē)設(shè)有離地距離傳感器，按離地距離傳感器的輸出信號(hào)，行車(chē)電腦判斷出車(chē)身高度的變化，再控制空氣壓縮機(jī)和排氣閥門(mén)，電腦判斷出車(chē)身高度的變化，再控制空氣壓縮機(jī)和排氣閥門(mén)，使彈簧自動(dòng)壓縮或伸長(zhǎng)

9、，從而起到減振的效果。使彈簧自動(dòng)壓縮或伸長(zhǎng)，從而起到減振的效果。 空氣式可調(diào)懸架中的空氣彈簧的軟硬能根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)空氣式可調(diào)懸架中的空氣彈簧的軟硬能根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)在高速行駛時(shí)，空氣懸架可以自動(dòng)變硬來(lái)提高車(chē)身的節(jié)。當(dāng)在高速行駛時(shí)，空氣懸架可以自動(dòng)變硬來(lái)提高車(chē)身的穩(wěn)定性，而長(zhǎng)時(shí)間在低速不平的路面行駛時(shí)，行車(chē)電腦則會(huì)穩(wěn)定性，而長(zhǎng)時(shí)間在低速不平的路面行駛時(shí)，行車(chē)電腦則會(huì)使懸架變軟來(lái)提高車(chē)輛的舒適性。使懸架變軟來(lái)提高車(chē)輛的舒適性。保時(shí)捷帕那梅拉（保時(shí)捷帕那梅拉（Porsche Panamera）空氣式可調(diào)懸架）空氣式可調(diào)懸架 2.液壓式可調(diào)懸架液壓式可調(diào)懸架 液壓式可調(diào)懸架是指根據(jù)車(chē)速和路況，通過(guò)

10、增減液壓油液壓式可調(diào)懸架是指根據(jù)車(chē)速和路況，通過(guò)增減液壓油的方式調(diào)整汽車(chē)底盤(pán)的離地間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)身高度升降變化的的方式調(diào)整汽車(chē)底盤(pán)的離地間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)身高度升降變化的一種懸架。一種懸架。 雪鐵龍雪鐵龍C5液壓式可調(diào)懸架結(jié)構(gòu)示意圖液壓式可調(diào)懸架結(jié)構(gòu)示意圖1-縱向橫梁；縱向橫梁；2-球體；球體；3-上三角叉臂；上三角叉臂；4-支桿；支桿；5-長(zhǎng)縱臂長(zhǎng)縱臂內(nèi)置式電子液壓集成模塊是液內(nèi)置式電子液壓集成模塊是液壓式可調(diào)懸架的核心，可根據(jù)壓式可調(diào)懸架的核心，可根據(jù)車(chē)速、減振器伸縮頻率和伸縮車(chē)速、減振器伸縮頻率和伸縮程度的數(shù)據(jù)信息，在汽車(chē)重心程度的數(shù)據(jù)信息，在汽車(chē)重心附近安裝有縱向、橫向加速度附近安裝有縱向、橫

11、向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來(lái)采和橫擺陀螺儀傳感器，用來(lái)采集車(chē)身振動(dòng)、車(chē)輪跳動(dòng)、車(chē)身集車(chē)身振動(dòng)、車(chē)輪跳動(dòng)、車(chē)身高度和傾斜狀態(tài)等信號(hào)，這些高度和傾斜狀態(tài)等信號(hào)，這些信號(hào)被傳送給行車(chē)電腦，行車(chē)信號(hào)被傳送給行車(chē)電腦，行車(chē)電腦再根據(jù)輸入信號(hào)和預(yù)先設(shè)電腦再根據(jù)輸入信號(hào)和預(yù)先設(shè)定的程序操縱前后四個(gè)執(zhí)行油定的程序操縱前后四個(gè)執(zhí)行油缸工作。缸工作。 通過(guò)增減液壓油的方式實(shí)現(xiàn)車(chē)身高度的升或降，也就是通過(guò)增減液壓油的方式實(shí)現(xiàn)車(chē)身高度的升或降，也就是根據(jù)車(chē)速和路況自動(dòng)調(diào)整離地間隙，從而提高汽車(chē)的平順性根據(jù)車(chē)速和路況自動(dòng)調(diào)整離地間隙，從而提高汽車(chē)的平順性和操縱穩(wěn)定性。和操縱穩(wěn)定性。 采用液壓式可調(diào)懸架的代表車(chē)型有雪

12、鐵龍采用液壓式可調(diào)懸架的代表車(chē)型有雪鐵龍C5、雪鐵龍、雪鐵龍C6、寶馬、寶馬7系轎車(chē)等。系轎車(chē)等。 雪鐵龍雪鐵龍C5液壓式可調(diào)懸架在車(chē)上的布置液壓式可調(diào)懸架在車(chē)上的布置3.電磁式可調(diào)懸架電磁式可調(diào)懸架 電磁式可調(diào)懸架是利用電磁反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)底盤(pán)的高度電磁式可調(diào)懸架是利用電磁反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)底盤(pán)的高度升降變化的的一種懸架。升降變化的的一種懸架。 它可以針對(duì)路面情它可以針對(duì)路面情況，在況，在1ms時(shí)間內(nèi)作出時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)，抑制振動(dòng)，保持反應(yīng)，抑制振動(dòng)，保持車(chē)身穩(wěn)定，特別是在車(chē)車(chē)身穩(wěn)定，特別是在車(chē)速很高又突遇障礙時(shí)更速很高又突遇障礙時(shí)更能顯出它的優(yōu)勢(shì)。電磁能顯出它的優(yōu)勢(shì)。電磁式可調(diào)懸架的反應(yīng)速度式可調(diào)

13、懸架的反應(yīng)速度比傳統(tǒng)的懸架快比傳統(tǒng)的懸架快5倍，即倍，即使是在最顛簸的路面，使是在最顛簸的路面，也能保證車(chē)輛平穩(wěn)行駛。也能保證車(chē)輛平穩(wěn)行駛。 電磁懸架系統(tǒng)是由行車(chē)電腦、車(chē)輪位移傳感器、電磁液電磁懸架系統(tǒng)是由行車(chē)電腦、車(chē)輪位移傳感器、電磁液壓桿和直筒減振器組成。在每個(gè)車(chē)輪和車(chē)身連接處都有一個(gè)壓桿和直筒減振器組成。在每個(gè)車(chē)輪和車(chē)身連接處都有一個(gè)車(chē)輪位移傳感器，傳感器與行車(chē)電腦相連，行車(chē)電腦又與電車(chē)輪位移傳感器，傳感器與行車(chē)電腦相連，行車(chē)電腦又與電磁液壓桿和直筒減振器相連。磁液壓桿和直筒減振器相連。 凱迪拉克凱迪拉克SLS賽威的電磁懸架賽威的電磁懸架 5.2.2 電控懸架系統(tǒng)的功能電控懸架系統(tǒng)的功能

14、1.車(chē)身高度調(diào)整車(chē)身高度調(diào)整 當(dāng)汽車(chē)在起伏不平的路面行駛時(shí)，可以使車(chē)身抬高，以當(dāng)汽車(chē)在起伏不平的路面行駛時(shí)，可以使車(chē)身抬高，以便于通過(guò)；在良好路面高速行駛時(shí)，可以降低車(chē)身，以減少便于通過(guò)；在良好路面高速行駛時(shí)，可以降低車(chē)身，以減少空氣阻力，提高操縱穩(wěn)定性?？諝庾枇?，提高操縱穩(wěn)定性。2.阻尼力控制阻尼力控制 用來(lái)提高汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性，在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急用來(lái)提高汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性，在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動(dòng)情況下，可以抑制車(chē)身姿態(tài)的變化。制動(dòng)情況下，可以抑制車(chē)身姿態(tài)的變化。3.彈簧剛度控制彈簧剛度控制 動(dòng)態(tài)改變彈簧剛度，使懸架滿足運(yùn)動(dòng)或舒適的要求。采動(dòng)態(tài)改變彈簧剛度，使懸架滿足運(yùn)動(dòng)或舒適的要求。

15、采用主動(dòng)式懸架后，汽車(chē)對(duì)側(cè)傾、俯仰、橫擺跳動(dòng)和車(chē)身的控用主動(dòng)式懸架后，汽車(chē)對(duì)側(cè)傾、俯仰、橫擺跳動(dòng)和車(chē)身的控制都能更加迅速、精確，汽車(chē)高速行駛和轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性提高，制都能更加迅速、精確，汽車(chē)高速行駛和轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性提高，車(chē)身側(cè)傾減小。制動(dòng)時(shí)車(chē)身前俯小，起動(dòng)和急加速可減少后車(chē)身側(cè)傾減小。制動(dòng)時(shí)車(chē)身前俯小，起動(dòng)和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車(chē)身的跳動(dòng)也較小，輪胎對(duì)地面的附著仰。即使在壞路面，車(chē)身的跳動(dòng)也較小，輪胎對(duì)地面的附著力提高。力提高。5.3 豐田豐田L(fēng)S400轎車(chē)電控空氣懸架系統(tǒng)轎車(chē)電控空氣懸架系統(tǒng)5.3.1豐田車(chē)系電控空氣懸架豐田車(chē)系電控空氣懸架豐田轎車(chē)的空氣懸架系統(tǒng)在車(chē)上的總體布置豐田轎車(chē)

16、的空氣懸架系統(tǒng)在車(chē)上的總體布置5.3.2 豐田豐田L(fēng)S400轎車(chē)電控空氣懸架系統(tǒng)的組成和基本原理轎車(chē)電控空氣懸架系統(tǒng)的組成和基本原理 電控空氣懸架系統(tǒng)根據(jù)行車(chē)條件自動(dòng)調(diào)整車(chē)輛高度，通過(guò)控制阻尼電控空氣懸架系統(tǒng)根據(jù)行車(chē)條件自動(dòng)調(diào)整車(chē)輛高度，通過(guò)控制阻尼力的強(qiáng)弱來(lái)消除車(chē)輛行駛中的不平衡，可以使車(chē)輛在顛簸路面上保持平力的強(qiáng)弱來(lái)消除車(chē)輛行駛中的不平衡，可以使車(chē)輛在顛簸路面上保持平穩(wěn)姿態(tài)，并自動(dòng)調(diào)整車(chē)輛在緊急制動(dòng)時(shí)的前傾和急加速時(shí)的后仰，以保穩(wěn)姿態(tài)，并自動(dòng)調(diào)整車(chē)輛在緊急制動(dòng)時(shí)的前傾和急加速時(shí)的后仰，以保證乘坐的舒適性。證乘坐的舒適性。1.壓縮空氣系統(tǒng)的組成壓縮空氣系統(tǒng)的組成豐田豐田L(fēng)S400轎車(chē)空氣懸架

17、壓縮空氣系統(tǒng)示意圖轎車(chē)空氣懸架壓縮空氣系統(tǒng)示意圖 2.電子控制系統(tǒng)的組成電子控制系統(tǒng)的組成豐田豐田L(fēng)S400轎車(chē)空氣懸架電子控制系統(tǒng)轎車(chē)空氣懸架電子控制系統(tǒng) 3.電控空氣懸架系統(tǒng)的基本原理電控空氣懸架系統(tǒng)的基本原理車(chē)高調(diào)整。車(chē)高調(diào)整。 空氣懸架空氣懸架ECU利用空氣壓縮機(jī)形成壓縮空氣，并將壓縮空利用空氣壓縮機(jī)形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送入彈簧和減振器的空氣室中，以此來(lái)改變車(chē)輛的高度。氣送入彈簧和減振器的空氣室中，以此來(lái)改變車(chē)輛的高度。 車(chē)高的控制：分標(biāo)準(zhǔn)、升高和只升高后輪三種工作狀態(tài)。車(chē)高的控制：分標(biāo)準(zhǔn)、升高和只升高后輪三種工作狀態(tài)。阻尼力控制。阻尼力控制。 在減振器上設(shè)有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)受在減

18、振器上設(shè)有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)受ECU的信號(hào)控制。利的信號(hào)控制。利用電動(dòng)機(jī)可以改變通油孔的大小，從而改變了阻尼力的大小。用電動(dòng)機(jī)可以改變通油孔的大小，從而改變了阻尼力的大小。減振器的阻尼力控制分低、中、高三擋。減振器的阻尼力控制分低、中、高三擋。彈性系數(shù)的控制（彈簧剛度控制）。彈性系數(shù)的控制（彈簧剛度控制）。 在懸架空氣彈簧上設(shè)有電動(dòng)機(jī)，利用電動(dòng)機(jī)可以改變通在懸架空氣彈簧上設(shè)有電動(dòng)機(jī)，利用電動(dòng)機(jī)可以改變通氣孔的大小，從而改變了彈性系數(shù)的大小?？諝鈴椈傻膹椥詺饪椎拇笮?，從而改變了彈性系數(shù)的大小?？諝鈴椈傻膹椥韵禂?shù)分軟、硬兩擋。系數(shù)分軟、硬兩擋。5.3.3 豐田豐田L(fēng)S400電控懸架壓縮空氣系統(tǒng)的組成部

19、件電控懸架壓縮空氣系統(tǒng)的組成部件1.空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)作用。作用。組成。組成。工作原理。工作原理。 2.空氣干燥器空氣干燥器作用。作用。結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。工作原理。工作原理。 3.排氣電磁閥排氣電磁閥作用。作用。工作原理。工作原理。 4.高度控制電磁閥高度控制電磁閥作用。作用。組成及結(jié)構(gòu)。組成及結(jié)構(gòu)。 高度控制電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖高度控制電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 5.空氣管空氣管空氣管結(jié)構(gòu)及在車(chē)上的分布空氣管結(jié)構(gòu)及在車(chē)上的分布 6.氣動(dòng)減振器氣動(dòng)減振器 空氣懸架系統(tǒng)有四個(gè)氣動(dòng)減振器，每個(gè)氣動(dòng)減振器都包空氣懸架系統(tǒng)有四個(gè)氣動(dòng)減振器，每個(gè)氣動(dòng)減振器都包括一個(gè)可變阻尼力的減振器和可變彈性系數(shù)的空氣彈簧，氣括一個(gè)可變

20、阻尼力的減振器和可變彈性系數(shù)的空氣彈簧，氣動(dòng)減振器的總體結(jié)構(gòu)如圖動(dòng)減振器的總體結(jié)構(gòu)如圖5-12所示。所示。圖圖5-12 氣動(dòng)減振器的總體結(jié)構(gòu)氣動(dòng)減振器的總體結(jié)構(gòu)1）空氣彈簧）空氣彈簧空氣彈簧的安裝位置?？諝鈴椈傻陌惭b位置?？諝鈴椈砂惭b于氣動(dòng)減振空氣彈簧安裝于氣動(dòng)減振器的上端，與可變阻尼力器的上端，與可變阻尼力的減振器一起構(gòu)成懸架支的減振器一起構(gòu)成懸架支柱，上端與車(chē)架相連，下柱，上端與車(chē)架相連，下端安裝在懸架擺臂上。空端安裝在懸架擺臂上?？諝鈶壹艿目諝鈴椈捎煽諝鈿鈶壹艿目諝鈴椈捎煽諝馐液涂諝忾y兩部分組成，室和空氣閥兩部分組成，空氣室分為主氣室和副氣空氣室分為主氣室和副氣室。室。空氣彈簧的變剛度原

21、理?？諝鈴椈傻淖儎偠仍?。懸架空氣彈簧剛度的改變是根據(jù)壓縮空氣通過(guò)空氣閥由主氣懸架空氣彈簧剛度的改變是根據(jù)壓縮空氣通過(guò)空氣閥由主氣室進(jìn)入副氣室空氣量的改變來(lái)調(diào)節(jié)的，空氣彈簧的彈性系數(shù)室進(jìn)入副氣室空氣量的改變來(lái)調(diào)節(jié)的，空氣彈簧的彈性系數(shù)（剛度）可分為兩個(gè)階段來(lái)調(diào)節(jié)。（剛度）可分為兩個(gè)階段來(lái)調(diào)節(jié)。 當(dāng)空氣閥轉(zhuǎn)到如圖當(dāng)空氣閥轉(zhuǎn)到如圖5-13所示的位置時(shí)，主、副氣室的氣所示的位置時(shí)，主、副氣室的氣體通道被打開(kāi)，主氣室的氣體經(jīng)空氣閥的中間孔與副氣室的體通道被打開(kāi)，主氣室的氣體經(jīng)空氣閥的中間孔與副氣室的氣體相通，相當(dāng)于空氣彈簧的工作容積增大，空氣彈簧的剛氣體相通，相當(dāng)于空氣彈簧的工作容積增大，空氣彈簧的剛

22、度為度為“軟軟”。圖圖5-13 空氣彈簧的剛度為空氣彈簧的剛度為“軟軟” 當(dāng)空氣閥轉(zhuǎn)到如圖當(dāng)空氣閥轉(zhuǎn)到如圖5-14所示的位置時(shí)，主、副氣室的氣所示的位置時(shí)，主、副氣室的氣體通道被關(guān)閉，主、副氣室之間的氣體不能相互流動(dòng)，此時(shí)體通道被關(guān)閉，主、副氣室之間的氣體不能相互流動(dòng)，此時(shí)的空氣彈簧只有主氣室的氣體參加工作，空氣彈簧的剛度為的空氣彈簧只有主氣室的氣體參加工作，空氣彈簧的剛度為“硬硬”。 主氣室是可變?nèi)莘e的，在它的下部有一個(gè)可伸展的隔膜，主氣室是可變?nèi)莘e的，在它的下部有一個(gè)可伸展的隔膜，壓縮空氣進(jìn)入主氣室可升高懸架高度，反之使懸架下降。車(chē)壓縮空氣進(jìn)入主氣室可升高懸架高度，反之使懸架下降。車(chē)輛高度

23、則是由輛高度則是由l號(hào)和號(hào)和2號(hào)高度控制閥及排氣閥通過(guò)增減主氣室號(hào)高度控制閥及排氣閥通過(guò)增減主氣室內(nèi)的壓縮空氣量來(lái)調(diào)節(jié)。內(nèi)的壓縮空氣量來(lái)調(diào)節(jié)。圖圖5-14 空氣彈簧的剛度為空氣彈簧的剛度為“硬硬” 空氣彈簧對(duì)車(chē)身高度的控制原理?？諝鈴椈蓪?duì)車(chē)身高度的控制原理。 空氣彈簧還可以控制車(chē)身高度。當(dāng)需要升高車(chē)身時(shí)，由空氣壓縮機(jī)空氣彈簧還可以控制車(chē)身高度。當(dāng)需要升高車(chē)身時(shí)，由空氣壓縮機(jī)來(lái)的空氣經(jīng)高度控制電磁閥向空氣彈簧的主氣室充氣，使空氣彈簧伸張，來(lái)的空氣經(jīng)高度控制電磁閥向空氣彈簧的主氣室充氣，使空氣彈簧伸張，從而使車(chē)身高度增加；當(dāng)需要降低車(chē)身高度時(shí)，空氣彈簧主氣室的空氣從而使車(chē)身高度增加；當(dāng)需要降低車(chē)身

24、高度時(shí)，空氣彈簧主氣室的空氣經(jīng)排氣電磁閥排出到大氣，使空氣彈簧收縮，降低車(chē)身高度，如圖經(jīng)排氣電磁閥排出到大氣，使空氣彈簧收縮，降低車(chē)身高度，如圖5-15所示。所示。 （a）車(chē)身低）車(chē)身低 （b）車(chē)身高）車(chē)身高 圖圖5-15 車(chē)身高度控制車(chē)身高度控制2）變阻尼減振器）變阻尼減振器變阻尼減振器的安裝位置。變阻尼減振器安裝于空氣彈簧變阻尼減振器的安裝位置。變阻尼減振器安裝于空氣彈簧的下端，與空氣彈簧一起構(gòu)成懸架支柱，上端與車(chē)架相連，的下端，與空氣彈簧一起構(gòu)成懸架支柱，上端與車(chē)架相連，下端安裝在懸架擺臂上。下端安裝在懸架擺臂上。變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)。變阻尼減振器主要由缸筒、活塞及變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)。變阻

25、尼減振器主要由缸筒、活塞及阻尼調(diào)節(jié)桿、回轉(zhuǎn)閥等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖阻尼調(diào)節(jié)桿、回轉(zhuǎn)閥等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖5-16所示。所示。圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的工作原理。執(zhí)行器通過(guò)調(diào)節(jié)桿帶動(dòng)回轉(zhuǎn)閥變阻尼減振器的工作原理。執(zhí)行器通過(guò)調(diào)節(jié)桿帶動(dòng)回轉(zhuǎn)閥相對(duì)于活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得回轉(zhuǎn)閥與活塞桿上的阻尼孔連通或相對(duì)于活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得回轉(zhuǎn)閥與活塞桿上的阻尼孔連通或切斷，于是增加或減少了油液的流通面積，使油液的流動(dòng)阻切斷，于是增加或減少了油液的流通面積，使油液的流動(dòng)阻力改變，從而改變懸架阻尼的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)減振器阻尼力力改變，從而改變懸架阻尼的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)減振器阻尼力的目的。的目的。圖圖

26、5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu) 當(dāng)回轉(zhuǎn)閥上的當(dāng)回轉(zhuǎn)閥上的A、B、C 三個(gè)截面的阻尼孔全部被回轉(zhuǎn)閥三個(gè)截面的阻尼孔全部被回轉(zhuǎn)閥封住時(shí)，這時(shí)只有減振器下面的主阻尼孔在工作，此時(shí)阻尼封住時(shí)，這時(shí)只有減振器下面的主阻尼孔在工作，此時(shí)阻尼為最大，減振器被調(diào)節(jié)到為最大，減振器被調(diào)節(jié)到“硬硬”狀態(tài)。狀態(tài)。圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu) 當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從“硬硬”狀態(tài)位置順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)位置順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60時(shí)，時(shí)，B截面的截面的阻尼孔打開(kāi)，阻尼孔打開(kāi)，A、C兩截面的阻尼孔仍關(guān)閉，減振器處于兩截面的阻尼孔仍關(guān)閉，減振器處于“運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)”狀態(tài)，也稱(chēng)為中間狀態(tài)。狀態(tài)，也稱(chēng)為中間狀態(tài)。

27、圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從當(dāng)回轉(zhuǎn)閥從“硬硬”狀態(tài)位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60時(shí)，時(shí)，A、B、C 三個(gè)截面的阻尼孔全部打開(kāi)，此時(shí)減振器的阻尼最小，減振三個(gè)截面的阻尼孔全部打開(kāi)，此時(shí)減振器的阻尼最小，減振器處于器處于“軟軟”狀態(tài)。狀態(tài)。圖圖5-16 變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)變阻尼減振器的結(jié)構(gòu)5.3.4 電子控制系統(tǒng)的組成電子控制系統(tǒng)的組成空氣懸架電子控制系統(tǒng)示意圖空氣懸架電子控制系統(tǒng)示意圖 豐田豐田L(fēng)S400轎車(chē)空氣懸架電子控制系統(tǒng)電路圖轎車(chē)空氣懸架電子控制系統(tǒng)電路圖 5.3.5 電控懸架系統(tǒng)的輸入信號(hào)電控懸架系統(tǒng)的輸入信號(hào)1.懸架控制開(kāi)關(guān)信號(hào)懸架控制開(kāi)關(guān)信號(hào)

28、懸架控制開(kāi)關(guān)由水平調(diào)節(jié)控制（懸架控制開(kāi)關(guān)由水平調(diào)節(jié)控制（Level Regulation Control，LRC）開(kāi)關(guān)和高度控制開(kāi)關(guān)組成。）開(kāi)關(guān)和高度控制開(kāi)關(guān)組成。 LRC開(kāi)關(guān)用于選擇減振器和空氣彈簧的工作模式（開(kāi)關(guān)用于選擇減振器和空氣彈簧的工作模式（NORM或或SPORT）；高度控制開(kāi)關(guān)用于選擇所希望的車(chē)身高度）；高度控制開(kāi)關(guān)用于選擇所希望的車(chē)身高度（NORM或或HIGH）。）。 當(dāng)當(dāng)LRC開(kāi)關(guān)設(shè)在開(kāi)關(guān)設(shè)在SPORT位置時(shí)，組合儀表內(nèi)的位置時(shí)，組合儀表內(nèi)的LRC指示指示燈亮；當(dāng)高度控制開(kāi)關(guān)設(shè)在燈亮；當(dāng)高度控制開(kāi)關(guān)設(shè)在HIGH位置時(shí)，組合儀表內(nèi)的高度位置時(shí)，組合儀表內(nèi)的高度控制指示燈亮。控制指

29、示燈亮。2.高度控制通斷開(kāi)關(guān)信號(hào)高度控制通斷開(kāi)關(guān)信號(hào) 高度控制通斷開(kāi)關(guān)位于行李箱的工具儲(chǔ)藏室內(nèi)。將開(kāi)關(guān)高度控制通斷開(kāi)關(guān)位于行李箱的工具儲(chǔ)藏室內(nèi)。將開(kāi)關(guān)撥至撥至OFF位置，懸架控制系統(tǒng)中止車(chē)輛高度控制。當(dāng)車(chē)輛被位置，懸架控制系統(tǒng)中止車(chē)輛高度控制。當(dāng)車(chē)輛被舉升、停在不平的路面或車(chē)輛被拖曳時(shí)，可避免空氣彈簧中舉升、停在不平的路面或車(chē)輛被拖曳時(shí)，可避免空氣彈簧中壓縮空氣排出，從而可防止車(chē)身高度的下降。壓縮空氣排出，從而可防止車(chē)身高度的下降。3.制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)信號(hào)制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)信號(hào) 制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)位于制動(dòng)踏制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)位于制動(dòng)踏板支架上，當(dāng)踩下制動(dòng)踏板支架上，當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，開(kāi)關(guān)接通。懸架板時(shí)，開(kāi)關(guān)接通。懸架ECU

30、利用這一信號(hào)判斷汽利用這一信號(hào)判斷汽車(chē)是否處于制動(dòng)狀態(tài)。車(chē)是否處于制動(dòng)狀態(tài)。4.門(mén)控?zé)糸_(kāi)關(guān)信號(hào)門(mén)控?zé)糸_(kāi)關(guān)信號(hào)四個(gè)車(chē)門(mén)各有一個(gè)門(mén)四個(gè)車(chē)門(mén)各有一個(gè)門(mén)控?zé)糸_(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)控?zé)糸_(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)都位于門(mén)柱上。懸架都位于門(mén)柱上。懸架ECU據(jù)此判斷車(chē)門(mén)是據(jù)此判斷車(chē)門(mén)是打開(kāi)還是關(guān)上。打開(kāi)還是關(guān)上。 5.高度傳感器信號(hào)高度傳感器信號(hào) 高度傳感器的作用是檢測(cè)車(chē)身高度及因路面不平引起的高度傳感器的作用是檢測(cè)車(chē)身高度及因路面不平引起的每個(gè)懸架的位移量，并將之轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到懸架每個(gè)懸架的位移量，并將之轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到懸架ECU。（a）前高度傳感器）前高度傳感器 （b）后高度傳感器）后高度傳感器 圖圖5-21 光電式高

31、度傳感器的安裝位置光電式高度傳感器的安裝位置圖圖5-22 光電式高度傳感器的結(jié)構(gòu)光電式高度傳感器的結(jié)構(gòu) 這些通斷信號(hào)送到懸架這些通斷信號(hào)送到懸架ECU，懸架，懸架ECU檢測(cè)出車(chē)身高度檢測(cè)出車(chē)身高度的變化，的變化，LS400 轎車(chē)使用了四個(gè)遮光器，通過(guò)各遮光器通轎車(chē)使用了四個(gè)遮光器，通過(guò)各遮光器通斷信號(hào)的組合，可把車(chē)身高度從低至高分為斷信號(hào)的組合，可把車(chē)身高度從低至高分為16級(jí)，以便對(duì)車(chē)級(jí)，以便對(duì)車(chē)身高度進(jìn)行精確的控制。身高度進(jìn)行精確的控制。6.加速度傳感器信號(hào)加速度傳感器信號(hào) 加速度傳感器用于測(cè)量車(chē)身的垂直加速度。加速度傳感加速度傳感器用于測(cè)量車(chē)身的垂直加速度。加速度傳感器共有三個(gè)，兩個(gè)前加速

32、度傳感器分別裝在前左、前右高度器共有三個(gè)，兩個(gè)前加速度傳感器分別裝在前左、前右高度傳感器內(nèi)，一個(gè)后加速度傳感器裝在行李箱右側(cè)的下面。傳感器內(nèi)，一個(gè)后加速度傳感器裝在行李箱右側(cè)的下面。 圖圖5-23 加速度傳感器的安裝位置加速度傳感器的安裝位置 這三個(gè)加速度傳感器分別檢測(cè)車(chē)身的前左、前右和后右位這三個(gè)加速度傳感器分別檢測(cè)車(chē)身的前左、前右和后右位置的垂直加速度。車(chē)身后左位置的垂直加速度則由懸架置的垂直加速度。車(chē)身后左位置的垂直加速度則由懸架ECU從這三個(gè)加速度傳感器所獲得的數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來(lái)。從這三個(gè)加速度傳感器所獲得的數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來(lái)。 圖圖5-24 加速度傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理加速度傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原

33、理 兩個(gè)壓電陶瓷盤(pán)固定在膜片兩側(cè)，并支承在傳感器中心。兩個(gè)壓電陶瓷盤(pán)固定在膜片兩側(cè)，并支承在傳感器中心。當(dāng)加速度作用在整個(gè)傳感器時(shí)，壓電陶瓷盤(pán)在其自身重量作用當(dāng)加速度作用在整個(gè)傳感器時(shí)，壓電陶瓷盤(pán)在其自身重量作用下彎曲變形。根據(jù)壓電陶瓷的特性，它們將產(chǎn)生與其彎曲率成下彎曲變形。根據(jù)壓電陶瓷的特性，它們將產(chǎn)生與其彎曲率成正比例變化的電荷。這些電荷由傳感器內(nèi)的電子電路轉(zhuǎn)換成與正比例變化的電荷。這些電荷由傳感器內(nèi)的電子電路轉(zhuǎn)換成與加速率成正比例變化的電壓，輸送到懸架加速率成正比例變化的電壓，輸送到懸架ECU。7.車(chē)速傳感器信號(hào)車(chē)速傳感器信號(hào)圖圖5-26 車(chē)速傳感器電路車(chē)速傳感器電路8.節(jié)氣門(mén)位置傳感

34、器信號(hào)節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)9.轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào)節(jié)氣門(mén)位置傳感器的結(jié)構(gòu)節(jié)氣門(mén)位置傳感器的結(jié)構(gòu) （a）安裝位置）安裝位置（b）結(jié)構(gòu)圖）結(jié)構(gòu)圖圖圖5-28 轉(zhuǎn)角傳感器外形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角傳感器外形結(jié)構(gòu)圖圖5-29 轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理圖轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理圖 轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理圖如圖轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理圖如圖5-29所示。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，所示。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，遮光盤(pán)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。從方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，遮光盤(pán)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。從ECUIG熔斷器供給的熔斷器供給的電流使兩只發(fā)光二極管發(fā)光。電流使兩只發(fā)光二極管發(fā)光。 當(dāng)遮光盤(pán)在兩只發(fā)光二極管和光電三極管之間通過(guò)時(shí)，從當(dāng)遮光盤(pán)在兩只發(fā)光二極管和光電三極管之間

35、通過(guò)時(shí)，從發(fā)光二極管發(fā)出的光線被交替切斷和通過(guò)，光電三極管也就發(fā)光二極管發(fā)出的光線被交替切斷和通過(guò)，光電三極管也就被這光線交替接通和切斷。這樣，三極管被這光線交替接通和切斷。這樣，三極管VT1和和VT2（圖中未（圖中未示出）就按照來(lái)自光電三極管的信號(hào)而發(fā)出通斷信號(hào)。示出）就按照來(lái)自光電三極管的信號(hào)而發(fā)出通斷信號(hào)。10.發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)IC調(diào)節(jié)器信號(hào)調(diào)節(jié)器信號(hào) IC調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器的L端子直接與懸架端子直接與懸架ECU連接，懸架連接，懸架ECU據(jù)此據(jù)此判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)。懸架判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)。懸架ECU利用這一信號(hào)，進(jìn)行如轉(zhuǎn)角、利用這一信號(hào)，進(jìn)行如轉(zhuǎn)角、高度等傳感器的檢查和失效保護(hù)。高度等傳感器的檢

36、查和失效保護(hù)。5.3.6 電控懸架系統(tǒng)的執(zhí)行器電控懸架系統(tǒng)的執(zhí)行器1.懸架控制執(zhí)行器懸架控制執(zhí)行器 懸架控制執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)減振器的旋轉(zhuǎn)空氣閥，以改變懸架控制執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)減振器的旋轉(zhuǎn)空氣閥，以改變減振器的阻尼力和空氣彈簧剛度，每個(gè)氣動(dòng)減振器頂部均有減振器的阻尼力和空氣彈簧剛度，每個(gè)氣動(dòng)減振器頂部均有一個(gè)懸架控制執(zhí)行器。一個(gè)懸架控制執(zhí)行器。 懸架控制執(zhí)行器的工作原理圖如圖懸架控制執(zhí)行器的工作原理圖如圖5-30所示，在收到懸所示，在收到懸架架ECU的信號(hào)后，電動(dòng)機(jī)得到電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)使電動(dòng)機(jī)的信號(hào)后，電動(dòng)機(jī)得到電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)控制桿來(lái)改變減振器內(nèi)轉(zhuǎn)閥的位置，從而轉(zhuǎn)動(dòng)，電

37、動(dòng)機(jī)帶動(dòng)控制桿來(lái)改變減振器內(nèi)轉(zhuǎn)閥的位置，從而改變減振器的阻尼力和空氣彈簧的剛度。改變減振器的阻尼力和空氣彈簧的剛度。圖圖5-30 懸架控制執(zhí)行器的工作原理圖懸架控制執(zhí)行器的工作原理圖2.空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)3.干燥器和排氣電磁閥干燥器和排氣電磁閥4.高度控制電磁閥高度控制電磁閥5.LRC指示燈指示燈 LRC指示燈位于指示燈位于組合儀表上。當(dāng)選擇組合儀表上。當(dāng)選擇SPORT（運(yùn)動(dòng)）模（運(yùn)動(dòng)）模式時(shí)，指示燈亮；當(dāng)式時(shí)，指示燈亮；當(dāng)選擇選擇NORM（常規(guī)）（常規(guī)）模式時(shí)，指示燈滅。模式時(shí)，指示燈滅。6.車(chē)身高度指示燈車(chē)身高度指示燈 車(chē)身高度指示燈位于組車(chē)身高度指示燈位于組合儀表上，用來(lái)指示所合儀表上，用來(lái)指示所選擇的車(chē)身高度。當(dāng)車(chē)選擇的車(chē)身高度。當(dāng)車(chē)身高度控制開(kāi)關(guān)的位置身高度控制開(kāi)關(guān)的位置改變時(shí)，指示燈馬上指改變時(shí)，指示燈馬上指示出切換后的位置。