汽車懸架發(fā)展史課件

1、李長(zhǎng)安、周亞俊、高宇征、藍(lán)小明、宋健偉、曹野李超、吳紅杰、李建能、李筆成懸架定義懸架系統(tǒng)是指車身、車架和車輪之間的一個(gè)連接結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，而這個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包含了避震器、懸架彈簧、防傾桿、懸吊副梁、下控臂、縱向桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、橡皮襯套和連桿等部件。當(dāng)汽車行駛在路面上時(shí)因地面的變化而受到震動(dòng)及沖擊，這些沖擊的力量其中一部份會(huì)由輪胎吸收，但絕大部分是依靠輪胎與車身間的懸架裝置來吸收的。汽車懸架的組成示意圖汽車懸架的組成示意圖彈性元件彈性元件縱向推力桿縱向推力桿阻尼元件阻尼元件橫向穩(wěn)定桿橫向穩(wěn)定桿橫向推力桿橫向推力桿 在馬車出現(xiàn)的時(shí)候，為了乘坐更舒適，人類就開始對(duì)馬車的懸架葉片彈簧進(jìn)行孜孜不倦的探索。在1776

2、年，馬車用的葉片彈簧取得了專利，直到20世紀(jì)30年代，葉片彈簧才逐漸被螺旋彈簧代替。汽車誕生后，相繼相繼出現(xiàn)了扭桿彈簧、氣體彈簧、橡膠彈簧、鋼板彈簧等彈性件，年世界上出現(xiàn)了第一個(gè)由螺旋彈簧組成的被動(dòng)懸架。被動(dòng)懸架的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定，在行駛過程中保持不變，但它很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況，減振的效果較差。被動(dòng)懸架主要應(yīng)用于中低檔轎車上，現(xiàn)代轎車的前懸架一般采用帶有橫向穩(wěn)定桿的麥弗遜式懸架，比如桑塔納、夏利、賽歐等車，后懸架主要有復(fù)合式縱擺臂懸架和多連桿懸架等。半主動(dòng)懸架的研究工作始于1973年由D.C.Karnopp首先提出，現(xiàn)在仍具有很好的發(fā)展前景。按汽車懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為：按汽車懸架

3、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為：非獨(dú)立懸架：非獨(dú)立懸架：兩側(cè)車輪由整體式車橋剛性的兩側(cè)車輪由整體式車橋剛性的連接在一起，只能共同運(yùn)動(dòng)的懸架。廣泛應(yīng)連接在一起，只能共同運(yùn)動(dòng)的懸架。廣泛應(yīng)用于貨車、客車和轎車后懸架。用于貨車、客車和轎車后懸架。獨(dú)立懸架：獨(dú)立懸架：兩側(cè)車輪由斷開式車橋連接，車兩側(cè)車輪由斷開式車橋連接，車輪單獨(dú)通過懸架于車架連接，可以單獨(dú)跳動(dòng)。輪單獨(dú)通過懸架于車架連接，可以單獨(dú)跳動(dòng)。廣泛應(yīng)用于轎車前懸架。廣泛應(yīng)用于轎車前懸架。獨(dú)立懸架 麥弗遜滑柱式獨(dú)立懸架，燭式獨(dú)立懸架，橫臂式獨(dú)立懸架（單橫臂式獨(dú)立懸架，雙橫臂式懸架），多連桿式懸架，縱臂式獨(dú)立懸架（單縱臂式獨(dú)立懸架，雙縱臂式獨(dú)立懸架）單橫臂式獨(dú)立懸

4、架橫臂的內(nèi)端與車身鉸接，外端與車輪相接，彈性元件裝在橫臂與車身之間。當(dāng)彈性元件變形時(shí)，橫臂以鉸接點(diǎn)為中心帶動(dòng)車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動(dòng)雙橫臂式獨(dú)立懸架雙橫臂式懸架特點(diǎn)這種類型的獨(dú)立懸架廣泛用于小型卡車的前懸架及客車的前后懸架上。從對(duì)駕乘舒適性要求高的高級(jí)豪華轎車到需要硬懸架的運(yùn)動(dòng)車和賽車，都能看到這種懸架。車身和車橋由兩個(gè)懸架臂連接，一個(gè)懸架臂稱為上控制臂 (或稱為上連接臂)，另一個(gè)懸架臂稱為下控制臂(或稱為下連接臂)。麥弗遜式懸架結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：減振器上端連車身，下端連轉(zhuǎn)向節(jié)減振器上端連車身，下端連轉(zhuǎn)向節(jié)球鉸連橫擺臂球鉸連橫擺臂 特點(diǎn)：特點(diǎn)：受力好受力好車輪上下運(yùn)動(dòng)時(shí)主銷定位角和輪距變化車輪上下運(yùn)

5、動(dòng)時(shí)主銷定位角和輪距變化隨著道路交通的不斷發(fā)展，汽車車速的提高，被動(dòng)懸架的缺陷逐漸成為提高汽車性能的瓶頸。年，美國(guó)通用汽車公司在懸架設(shè)計(jì)中率先提出了主動(dòng)懸架的概念。它在被動(dòng)懸架的基礎(chǔ)上，增加可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的控制裝置，控制裝置通常由測(cè)量系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等組成，可以使汽車的懸架在任何路面上保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)。世紀(jì)年代，世界各大著名的汽車公司和生產(chǎn)廠家競(jìng)相研制開發(fā)這種懸架，豐田、洛特斯、沃爾沃、奔馳等在汽車上進(jìn)行了較為成功的試驗(yàn)。裝備主動(dòng)懸架的汽車，行駛中車身非常平穩(wěn)，輪胎的噪音小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高、成本昂貴、可靠性存在問題。空氣懸架誕生于十九世紀(jì)中期，早期用于機(jī)械設(shè)備隔振。1947

6、年，美國(guó)首先在普耳曼汽車上使用空氣懸架，意大利、英國(guó)、法國(guó)及日本等國(guó)家相繼對(duì)汽車空氣懸架作了應(yīng)用研究。經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，到二十世紀(jì)五十年代才被應(yīng)用在載重車、大客車、小轎車及鐵道汽車上。目前國(guó)外高級(jí)大客車幾乎全部使用空氣懸架，重型載貨車使用空氣懸架的比例已達(dá)80%以上，空氣懸架在輕型汽車上的應(yīng)用量也在迅速上升。部分轎車也逐漸安裝使用空氣懸架，如美國(guó)的林肯等。在一些特種車輛(如對(duì)防震要求較高的儀表車、救護(hù)車、特種軍用車及要求高度調(diào)節(jié)的集裝箱運(yùn)輸車等)上，空氣懸架的使用幾乎為唯一選擇。國(guó)外汽車空氣懸架發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧氣囊復(fù)合式懸架被動(dòng)全空氣懸架主動(dòng)全空氣懸架(即ECAS電控空氣懸架系統(tǒng))”的

7、變化型式。主動(dòng)全空氣懸架應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的空氣懸架系統(tǒng)的性能得到很大改善，汽車在各種路面、各種工況條件下能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)節(jié)、主動(dòng)控制，并增加了許多輔助功能(如故障診斷功能等)。目前ECAS系統(tǒng)在歐洲一些國(guó)家的大客車上已經(jīng)大量應(yīng)用，隨著人們生活水平的提高，對(duì)汽車舒適性的要求越來越高，可以預(yù)見，ECAS這一先進(jìn)的空氣懸架系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用將越來越普及。發(fā)展趨勢(shì)：被動(dòng)懸架 智能可控懸架 在多變環(huán)境或性能要求高且影響因素復(fù)雜的情況下，被動(dòng)懸架難以滿足期望的性能要求；而智能懸架能夠?qū)π旭偮访?、汽車的工況和載荷等狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而控制懸架本身特性及工作狀態(tài)，使汽車的整體行駛性能達(dá)到最佳。智能懸架中主

8、動(dòng)、半主動(dòng)懸架在近年來得到了迅速發(fā)展，較好地解決了安全性和舒適性這一對(duì)卜矛盾，將其緩和至相對(duì)較低。主動(dòng)與半主動(dòng)懸架對(duì)比 主動(dòng)懸架是一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括測(cè)量系統(tǒng)、反饋控制中心、能量源和執(zhí)行器四個(gè)部分。其原理是測(cè)量系統(tǒng)通過傳感器獲得車輛振動(dòng)信息，傳遞給控制中心進(jìn)行處理，進(jìn)而由控制中心發(fā)出指令給能量源產(chǎn)生控制力，再由執(zhí)行器進(jìn)行控制，衰減懸架的振動(dòng)。由于主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，需要很大的能量消耗，它的發(fā)展受到了一定的制約，只在少數(shù)高級(jí)轎車中有所應(yīng)用。與之相比，半主動(dòng)懸架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、基本不需要消耗能量等優(yōu)點(diǎn)，而對(duì)振動(dòng)的控制效果在一定程度上卻可以接近主動(dòng)懸架，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于被動(dòng)懸架，因而越來越受到業(yè)界的重視，得到了飛速發(fā)展。由于種種原因，我國(guó)的汽車在半主動(dòng)和主動(dòng)懸架的研究方面起步晚，與國(guó)外的差距大，絕大部分采用被動(dòng)懸架。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，半主動(dòng)懸架在年代后期趨于成熟，福特公司和日產(chǎn)公司首先在轎車上應(yīng)用，取得了較好的效果。主動(dòng)懸架由于控制復(fù)雜，到上世紀(jì)年代，仍僅應(yīng)用于排氣量大的豪華汽車。 汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性的要求，使具有安全、智能和清潔的綠色智能懸架將是