- 汽車四輪定位基礎教程(第2版)
- 陸耀迪
- 1139字
- 2020-06-11 16:25:29
1.5 汽車懸架的電子控制技術
汽車行駛的平順性和操縱穩定性對于懸架構成了一對矛盾。平順性要求彈簧-阻尼系統較軟;而操縱穩定性,特別是轉向時不可側傾,制動時不可俯仰,這又得要求彈簧-阻尼系統較硬。傳統的懸架(彈簧和阻尼系統)是矛盾的折中。懸架的電子控制技術為更好地解決這一問題找到了辦法。
隨著電子技術的飛速發展,車用計算機、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,為確保懸架的主要特性,即減振性(振動衰減能力)、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。
1980年,首次應用了車高調節控制技術。
1981年,又開發成功手動變換減振力的新技術。此后又開發了自動變換減振力、彈性常數的電子控制懸架。
1987年,世界上首先推出裝有主動懸架的轎車,這是備有控制懸架特性能量的空壓式主動懸架。
1989年,又出現了裝有油壓式的主動懸架轎車。機械控制的方法存在著控制功能少,不能適應多種使用工況的問題。機械式車高調整系統的典型例子稱為高度選擇器(利用水平校驗閥控制車高的裝置)。在微小突起路面行駛時,輸入懸架的主要頻率為20~50Hz,在彈簧共振區以上部位,充分應用振幅小的輸入特性,利用機械方式改變減振器油的通路面積,控制減振力,提高乘座舒適性。
20世紀90年代以來,隨著電子技術的飛速發展,電子控制的車高調整裝置研制成功并應用,接著出現了減振力控制裝置。車高調整裝置可分為油壓式與空壓式兩大類。一般采用價格便宜、結構簡單的空壓式車高調整裝置。空壓式又可分為兼用螺旋彈簧與只使用空氣彈簧的兩種。只控制減振力的系統,由于結構簡單,能有效控制車輛的過渡狀態運動,所以開發了包含手動變換的多種控制裝置。當采用電子控制時,由最初車速傳感器等少數傳感器進行減振力的兩段控制,發展到多個傳感器三段控制,以適應多種行駛狀態變化。傳感器與執行元件也應用了電阻元件,提高了響應性。在復合式主動懸架控制系統中,采用了控制減振力和車高調整的裝置,另增加了彈性常數的控制。為了進一步提高行駛性能和乘座舒適性,車輛備有儲能器,能在惡劣路面上,或者緊急轉向、緊急制動時控制車輛運動狀態,并能顯著降低路面沖擊力。1995年出現了四輪轉向裝置,這是一種首先控制懸架元件,主動控制后輪,顯著提高車輛運動性能的裝置。此后,開發了具有后輪轉向功能的四輪轉向系,其形式分為機械式、油壓式、電動式等。
主動懸架技術趨于成熟,福特公司和日產公司首先在轎車上應用,能根據汽車的行駛狀況或根據超聲波識別路面情況,通過電磁閥液壓系統,改變阻尼,在幾十毫秒中消除路面不平引起的振動。進入20世紀90年代,豐田、奔馳、通用等大公司,均在轎車產品中采用了半主動懸架技術。LOTUS、日產等公司還開發出了全自動懸架技術,但成本昂貴,且動力消耗大。