國(guó)內(nèi)外汽車可控懸架的研究動(dòng)態(tài)

1、甘肅科技縱橫工業(yè)科技年（第卷）第期國(guó)內(nèi)外汽車可控懸架的研究動(dòng)態(tài)張謙（甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州）摘要：懸架是現(xiàn)代汽車最重要的總成之一。懸架結(jié)構(gòu)的選用，不但在很大程度上決定了汽車平順性的優(yōu)劣，而且隨著汽車速度的提高，對(duì)于與行駛速度密切相關(guān)的操縱穩(wěn)定性的影響也越來越大。本文主要介紹了國(guó)內(nèi)外汽車可控懸架的發(fā)展動(dòng)態(tài)，并對(duì)各種可控懸架設(shè)計(jì)中存在的問題給予了詳細(xì)的論述。關(guān)鍵詞：汽車可控懸架研究動(dòng)態(tài)當(dāng)今世界汽車的發(fā)展方向可用以下幾個(gè)詞語(yǔ)加以概述：高速、安全、舒適、經(jīng)濟(jì)和低污染。懸架作為現(xiàn)代汽車最重要的總成之一，在汽車的設(shè)計(jì)、使用方面有著極其重要的作用。汽車懸架應(yīng)具有如下功能：承受汽車的重量；承受并緩和汽

2、車行駛時(shí)由路面通過車輪傳給車身的沖擊與振動(dòng)；在承受制動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力和轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生的離心力時(shí)，要保證操縱穩(wěn)定性，包括汽車行駛時(shí)不要產(chǎn)生過大的側(cè)傾與仰傾，使制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的“點(diǎn)頭”現(xiàn)象盡可能?。黄嚲哂胁蛔戕D(zhuǎn)向特性，不產(chǎn)生過度轉(zhuǎn)向；車輪與路面有較好的附著特性，不會(huì)由于過大的振動(dòng)而使車輪脫離地面；在凹凸不平的路面上行駛時(shí)，為了保證必要的離地間隙，能主動(dòng)調(diào)節(jié)車身高度。常規(guī)汽車大多裝有彈性元件、導(dǎo)向元件和減振器組成的機(jī)械懸架。彈性元件用來傳遞并承受垂直載荷，具有一定的吸震能力；導(dǎo)向元件用來傳遞縱向力、側(cè)向力和由此而產(chǎn)生的力矩；減振器用來迅速減小車身和車架的振動(dòng)由于傳統(tǒng)的機(jī)械式懸架無能源供給裝置，懸架的各個(gè)參數(shù)一經(jīng)

3、設(shè)計(jì)好以后，其彈性和阻尼參數(shù)不會(huì)隨外部狀態(tài)而變化，無法主動(dòng)適應(yīng)變化的外部條件，因而將這種懸架稱為被動(dòng)懸架。被動(dòng)懸架承擔(dān)著兩個(gè)相互矛盾的任務(wù)：（）支持車身重量并隨路面運(yùn)動(dòng)。這個(gè)任務(wù)通常需要一個(gè)具有高阻尼系數(shù)的“硬懸架”。（）隔絕隨機(jī)路面不平度對(duì)汽車的擾動(dòng)。雖然這個(gè)任務(wù)需要一個(gè)隨著路面不平而引起高頻振動(dòng)的具有低阻尼系數(shù)的“軟懸架”，但在低阻尼情況下，車身又容易出現(xiàn)共振現(xiàn)象。這兩個(gè)相互的矛盾使常規(guī)懸架的應(yīng)用受到許多限制，即使是用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)，也只能把其性能改善到一定的程度。隨著電液控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳感器、微處理器以及電液控制元件制造技術(shù)的提高，使得可控懸架在車輛上的應(yīng)用成為可能，同時(shí)，

4、現(xiàn)代社會(huì)對(duì)車輛性能以及行駛速度的要求也在不斷提高。因此，一些能根據(jù)汽車行駛路面、工況和載荷等情況來控制自身的工作狀況，使汽車的整體性能達(dá)到最佳的主動(dòng)、半主動(dòng)懸架系統(tǒng)隨之出現(xiàn)，并且得到了人們廣泛的關(guān)注和發(fā)展。全主動(dòng)懸架系統(tǒng)比被動(dòng)懸架系統(tǒng)具有更大的優(yōu)越性，它可以隨車速、路面輸入等變化而使平順性最好，但全主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴、可靠性差，而且需要另加動(dòng)力源，因此其實(shí)用性受到很大限制；半主動(dòng)懸架系統(tǒng)與全主動(dòng)懸架系統(tǒng)相比，雖然控制振動(dòng)的性能不及全主動(dòng)懸架，但其阻尼在一定范圍內(nèi)可以較好地調(diào)節(jié)以獲得較好的減振效果，且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，具有非常大的應(yīng)用前景。得到完善總結(jié)的是。證明了“全主動(dòng)”懸架系統(tǒng)對(duì)

5、提高車輛性能的作用。二十世紀(jì)八十年代初，關(guān)于車輛主動(dòng)懸架系統(tǒng)的研究和開發(fā)成果得到了實(shí)現(xiàn)，一些樣車被生產(chǎn)出來，主動(dòng)懸架系統(tǒng)使車輛整體性能有了很大的提高。在主動(dòng)懸架中，一個(gè)作動(dòng)器代替了傳統(tǒng)被動(dòng)懸架中的相應(yīng)部分，它產(chǎn)生的作用力是車輛狀態(tài)變量的函數(shù)，能根據(jù)行駛性能達(dá)到最優(yōu)。根據(jù)作動(dòng)器響應(yīng)帶寬的不同，主動(dòng)懸架又分為寬帶主動(dòng)懸架和有限帶寬主動(dòng)懸架，即文獻(xiàn)中所說“全主動(dòng)懸架”和“慢主動(dòng)懸架”。慢主動(dòng)懸架：二十世紀(jì)八十年代以后的理論工作著眼于基本原理的研究，即利用控制系統(tǒng)來提高性能的機(jī)理。二十世紀(jì)八十年代中期，便提出了一種更有發(fā)展前途的替換系統(tǒng)有限帶寬的主動(dòng)系統(tǒng)，通常被稱為“慢主動(dòng)懸架”系統(tǒng)。慢主動(dòng)懸架由作動(dòng)

6、器與一個(gè)普通彈簧串聯(lián)后，再與一個(gè)被動(dòng)阻尼器并聯(lián)構(gòu)成慢主動(dòng)懸架的主動(dòng)控制系統(tǒng)僅在一個(gè)低頻范圍（大約）內(nèi)進(jìn)行，高于該頻率范圍時(shí)，被動(dòng)懸架則主導(dǎo)懸架系統(tǒng)的特性。由于慢主動(dòng)懸架作動(dòng)器僅需要在一窄帶頻率范圍內(nèi)工作，所以它降低了系統(tǒng)的成本及復(fù)雜程度，比全主動(dòng)懸架更便宜。它的控制仍然包括了主要的車身振動(dòng)（縱向、仰俯、側(cè)傾）以及轉(zhuǎn)向控制等要求的頻率范圍，其系統(tǒng)性能可達(dá)到與全主動(dòng)系統(tǒng)很接近的程度，所以人們現(xiàn)在對(duì)慢主動(dòng)懸架表現(xiàn)出了濃厚的興趣，已經(jīng)有一些裝有該懸架的商用車投入市場(chǎng)。全主動(dòng)懸架：全主動(dòng)懸架系統(tǒng)采用了一個(gè)可控的作動(dòng)器取代了被動(dòng)懸架中的相應(yīng)部分。作動(dòng)器是一個(gè)氣動(dòng)或液動(dòng)油缸，它具有較寬的響應(yīng)頻帶，對(duì)車輪的高

7、頻共振也可以進(jìn)行控制。作動(dòng)器的控制帶寬一般應(yīng)至少覆蓋車輛常受的頻率，有的作動(dòng)器響應(yīng)帶寬甚至高達(dá)。從減少能量消耗的角度考慮，一般情況下也保留了一個(gè)與作動(dòng)器并聯(lián)的傳統(tǒng)彈簧，用來支持車身的靜載。全主動(dòng)懸架的一個(gè)重要特點(diǎn)是要求作動(dòng)器所產(chǎn)生的力能夠很好地跟蹤任何力控制信號(hào)，從而引起控制律的問題。因此如何選擇控制策略，使車輛的性能更好，已經(jīng)成為人們研究的焦點(diǎn)。半主動(dòng)懸架與主動(dòng)懸架相比，半主動(dòng)懸架的概念出現(xiàn)的較晚。它的概念在年由和首次提出。在半主動(dòng)懸架中，一個(gè)阻尼系數(shù)能在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的阻尼器代替了被動(dòng)懸架中的阻尼器，從而使阻尼系數(shù)是瞬時(shí)可變的。它的性能介于被動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架之間，除了需要能量驅(qū)動(dòng)電磁閥外

8、，并不消耗其它的能量，代表了性能提高和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的折中。根據(jù)阻尼系數(shù)是連續(xù)可調(diào)還是離散可調(diào)，半主動(dòng)懸架可分為連續(xù)可調(diào)式半主動(dòng)懸架和可切換阻尼式半主動(dòng)懸架。它們的區(qū)別是連續(xù)可調(diào)式半主動(dòng)懸架的阻尼系數(shù)在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)地變化，而可切換式半主動(dòng)懸架中的阻尼系數(shù)只能在幾個(gè)離散的阻尼值之間進(jìn)行切換?？汕袚Q阻尼式半主動(dòng)懸架系統(tǒng)：可切換阻尼式半主動(dòng)懸架系統(tǒng)一般具有個(gè)阻尼值設(shè)置。它的阻尼比可以在幾個(gè)檔位之間進(jìn)行快速的切換，切換的時(shí)間通常為。阻尼連續(xù)可調(diào)式半主動(dòng)懸架系統(tǒng)：在半主動(dòng)懸架系統(tǒng)中，阻尼連續(xù)可調(diào)系統(tǒng)是最高級(jí)的，它能夠提供給車輛最好的性能。在這種系統(tǒng)中，一個(gè)連續(xù)可調(diào)的阻尼器（相當(dāng)于主動(dòng)系統(tǒng)中的作動(dòng)器）與

9、一個(gè)傳統(tǒng)的彈簧并聯(lián)。理論上假定這種系統(tǒng)中的阻尼器能夠完全獨(dú)立于懸架的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并跟蹤所需要的力（下轉(zhuǎn)頁(yè)）國(guó)內(nèi)外不同懸架系統(tǒng)的研究動(dòng)態(tài)主動(dòng)懸架車輛動(dòng)力學(xué)發(fā)展中的一個(gè)里程碑是主動(dòng)懸架控制技術(shù)的發(fā)展，它主要是通過各種反饋信息來實(shí)現(xiàn)懸架剛度和阻尼的可調(diào)，以保證汽車行駛時(shí)的乘坐舒適性和行駛安全性。它的概念是由在年提出的。在年也進(jìn)行了相似的研究。在二十世紀(jì)六十年代早期，許多人已經(jīng)開始了一些基本的研究工作，但首先使主動(dòng)懸架的基本思想和控制律年（第卷）第期文化教育甘肅科技縱橫淺談聲樂作品張欣然（山東大學(xué)威海分校藝術(shù)學(xué)院，山東威海摘要：就如何達(dá)到完美的境界，本人提出了一些自己的看法。關(guān)鍵詞：鋼琴聲樂作品）鋼琴伴

10、奏是人類文明社會(huì)經(jīng)過長(zhǎng)期藝術(shù)實(shí)踐選擇出來的伴奏形式之一。鋼琴伴奏的普遍使用不僅僅是因?yàn)樗葮逢?duì)方便和節(jié)省，更重要的是鋼琴具有其特殊的再現(xiàn)力。在聲樂表演中，鋼琴伴奏的實(shí)質(zhì)就是要把單音旋律難以表達(dá)的音樂內(nèi)容表達(dá)出來，給歌唱者營(yíng)造出藝術(shù)表演的音樂環(huán)境，共同完成音樂形象的創(chuàng)造。鋼琴音域?qū)拸V、音色豐富，具有很強(qiáng)的歌唱性，在聲樂伴奏中，它是配合歌唱者成功完成聲樂作品的關(guān)鍵，也是幫助歌唱者創(chuàng)造完美藝術(shù)境界的一個(gè)好的合作伙伴。那么作為一個(gè)鋼琴伴奏者如何才能完成和創(chuàng)造這種完美的藝術(shù)境界呢？我認(rèn)為除了要有一個(gè)好的鋼琴功底之外，更重要的是要不斷增強(qiáng)自己的音樂修養(yǎng)，多了解聲樂作品的風(fēng)格和內(nèi)涵，下面我就談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)經(jīng)

11、驗(yàn)。歌曲大放光芒，歌曲開始有了新的生命，歌曲的形式更自由奔放，詩(shī)不再是音樂的附屬品。尤其是他作品中的鋼琴伴奏部分不僅從氯氛中創(chuàng)造了超越詩(shī)的力量，作曲家根據(jù)作品的整體內(nèi)容用鋼琴來描寫許多不同的聲響，同時(shí)又使鋼琴擔(dān)負(fù)著人物心理刻畫的重任，所以說在舒伯特藝術(shù)歌曲中，鋼琴占有非常重要的作用。例如費(fèi)加羅的婚禮這是歌劇史上非常著名的一歌劇，至今猶被公認(rèn)為喜劇風(fēng)大歌劇的模范作，莫扎特的筆法十分明朗幽默，這其中的一首詠嘆調(diào)不要再去做情郎是費(fèi)加羅向切魯比諾唱的一首很勇壯的歌曲。在這首詠嘆調(diào)中，鋼琴中的踏板要精煉、小心，附點(diǎn)音符的彈奏在這里很跳躍，但切勿喧賓奪主，把握好古典主義的特征，恰如其分地作好烘托。在作品中

12、靈活運(yùn)用鋼琴技巧，處理作品恰到好處認(rèn)真、正確地讀譜拿到一首聲樂的鋼琴伴奏譜，首先應(yīng)知道其作者、創(chuàng)作年代及創(chuàng)作背景，然后認(rèn)認(rèn)真真地把音符和節(jié)奏讀下來，不要草草了事，遇到有技術(shù)困難的樂段要單獨(dú)拿出來練習(xí)，這是最基本要做到的事。正確地掌握作品所在時(shí)代的特征在巴赫和亨德爾時(shí)代，絕大部分的藝術(shù)作品，大都是有關(guān)宗教、信仰方面的，而對(duì)世俗的音樂特別是聲樂獨(dú)唱曲以單獨(dú)樂器伴奏的，幾乎沒有，當(dāng)然當(dāng)時(shí)還沒有象現(xiàn)代鋼琴這樣好的樂器，而且在當(dāng)時(shí)的社會(huì)中所歌頌的是神的偉大，對(duì)于人間俗世井的一切民間英雄事跡，只是點(diǎn)綴的事物。到海頓時(shí)代（）才開始有德國(guó)藝術(shù)歌曲的出現(xiàn)。到了莫扎特時(shí)期（），古典主義抬頭，對(duì)于古希臘文明和羅馬文

13、化非常流行，而這個(gè)時(shí)期的鋼琴音樂也漸漸的被重視。在當(dāng)時(shí)又出現(xiàn)一位偉大的詩(shī)人歌德，同時(shí)期有赫爾蒂，米勒、史密特等。莫扎特以他們的詩(shī)譜成歌曲，大都是以優(yōu)美的旋律取勝。到了貝多芬時(shí)期，這位器樂大師也有首帶鋼琴伴奏的聲樂作品，但這里的鋼琴伴奏只是單純的伴奏作用，他對(duì)詩(shī)詞的選擇相當(dāng)謹(jǐn)慎，也就非常注重歌詞的意境和旋律的配合，這一時(shí)期正處于古典主義與浪漫主義交會(huì)的時(shí)期，浪漫主義好奇尚美，有革命精神，重主觀的理想，并且打破一切形式，而放縱個(gè)人的情感。浪漫主義時(shí)期，大多是作曲家通過豐富的想象來進(jìn)行創(chuàng)造的，抒情性和內(nèi)心情感的刻畫是這個(gè)時(shí)期創(chuàng)作的重要特征。在藝術(shù)歌曲方面以舒伯特的影響最大，他使德國(guó)藝術(shù)為了表達(dá)豐富的

14、歌曲內(nèi)容，鋼琴伴奏者要正確運(yùn)用技巧，更好地烘托藝術(shù)作品形象，例如穆索爾斯基的跳蚤之歌，采用富有鮮明的俄羅期民歌風(fēng)的小調(diào)式曲調(diào)創(chuàng)作而成，鋼琴伴奏中很多地運(yùn)用了上下跳動(dòng)的頓音，生動(dòng)形象地刻畫了跳蚤的形象，在這里，就要用輕快靈敏的觸鍵，表現(xiàn)跳躍。再如，亨德爾歌劇塞爾斯中的一首詠嘆調(diào)綠樹成蔭，剛開始是一段慷慨激昂的宣敘調(diào)，然后鋼琴伴奏將聽眾引入一個(gè)安靜的月夜之中，這里鋼琴要很好地控制力量的收放，在右手三和弦中注意突出小指上的高音來，踏板也要干凈透明，在優(yōu)美的旋律之中感受心靈的凈化。再如舒伯特冬之旅中的第五首菩提樹，旋律樸素、簡(jiǎn)練、感情親切，一開始，是八小節(jié)的鋼琴前奏，右手連續(xù)不斷的三連音，描寫了風(fēng)吹樹

15、葉的聲音，這里演奏者要會(huì)控制，不能斷，而且很圓滑的、清晰地彈奏，剛開始的右手升音不要急躁，要比它的實(shí)值稍長(zhǎng)一些，然后如譜上的符號(hào)漸強(qiáng)漸弱一氣呵成，一直到第二小節(jié)。第一小節(jié)至第八小節(jié)中（）到最弱音（）踏板的控制十分關(guān)鍵，最重要的就是不能讓觀眾感覺緊張，因?yàn)樗且欢屋p柔的微風(fēng)，不能太鬧，鋼琴把聽眾引到了一個(gè)快樂甜美的回快中，第二段走出了回憶，鋼琴伴奏不再是（）而需要較多的音量。舒伯特魔王中的鋼琴伴奏可以說是舒伯特藝術(shù)歌曲中最精彩也是最難的，快速的八度或和諧的三連音，很容易使右手的肌肉緊張，伴奏者要特別注意右手放松，而且八度彈奏時(shí)手腕和手臂不要太成直線，可以將手肘稍微往外一點(diǎn)，指法也可以研究一下，讓它們有合適的互換機(jī)會(huì)手腕就比較輕松。綜上所述，一個(gè)鋼琴伴奏者不但要做到有好的技術(shù)、功底，更重要的是要正確把握作品風(fēng)格、挖掘作品內(nèi)涵、運(yùn)用多種方法處理作品，是幫助歌唱者創(chuàng)造完美聲樂作品的關(guān)鍵。!（上接頁(yè)）控制信號(hào)。該控制信號(hào)是根據(jù)某一控制策略，由一個(gè)微處理器產(chǎn)生。如果控制力設(shè)計(jì)得好，這種系統(tǒng)能夠提供介于主動(dòng)系統(tǒng)與被動(dòng)系統(tǒng)之間的較好的性能。半主動(dòng)懸架與主動(dòng)懸架之間的區(qū)別在于半主動(dòng)懸架的可控阻尼器消耗能量。因此，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)需要給出一個(gè)附加的控制律。也就是說半主動(dòng)懸架在消耗能量時(shí)，使力控制信號(hào)產(chǎn)生最優(yōu)控制力，而當(dāng)需要向懸架系統(tǒng)輸入能量時(shí)，則讓控制力為零。在實(shí)際的系統(tǒng)中，在讓控