当前课程知识点：汽车理论 > 第六章：汽车的平顺性 > 知识点6.14：主动与半主动悬架概述 > 主动与半主动悬架概述
同学们大家好
下面进行第六章汽车的平顺性
第14个知识点
主动与半主动悬架的讲解
所谓的主动与半主动悬架
主要是针对被动悬架来说的
我们一般的悬架都是被动悬架
被动悬架也就是弹簧刚度K
和那个减振器阻尼系数C
在设计的时候一旦被选定以后
在使用过程中
参数不改变的这样一种悬架
被动悬架的缺点当然就是说
当载荷 车速 路况等等
这些行驶状态变化的时候
这悬架不能够满足
各种行驶状态下
对悬架性能改善的
这样一些较高的要求
它你比如像我们经常说的
车身的这样一个共振频率
或者说它的固有频率
那显然是跟质量有关的
你在空载的时候 满载的时候
质量相差很大
这个时候它的频率
也当然会变化很大
针对被动悬架来讲
那么另一种悬架
就是可控悬架
就是说把传感器
测量的系统状态的这些参数
然后输入一个叫做电控单元的
这样一个处理系统
然后电控单元
通过对信号进行分析以后
然后判断给力发生器发出指令
然后产生主动的控制力
这主动控制力
也很可能是改变阻尼力
也可能改变弹性力等等
或者干脆就给一个力的支撑
比如像转弯的时候
一般来讲都是外侧倾斜
这个时候假如要想抵抗
它那个侧翻的这种能力
这个时候就需要把外侧
给一个力把它撑起来
这样就可以减小
它的这种侧倾角
只有这样才能够满足
不同工况对悬架特性的
这种参数变化的要求
可控悬架的模型
就像右边的图所示这样
当然就是代表
我们的车身m{\fs10}2{\r}
在上边当然有各种各样的
这种传感器可以安在上面
一般是速度的
有加速度的 有位移的等等
把这信号输入到ECU里边去
然后它根据你的运动状态
给力的调节机构
发生器给出一个信号
然后通过它
然后来调节你的这种运动参数
可控悬架的分类
大体上能分这么几种
一个叫做被动的自适应悬架
就是说可以根据
车速 制动 转向等等状态
有级的切换
这种刚度及阻尼的大小
它不能连续的变化
然后它反应的速度
也稍稍慢一点
有的时候我们可以看到
日常的有一些大客车
它停在那儿上客的时候
它整个车身它是下来的
它降下来
让大家方便上下车
然后等车要开的时候
通过油气悬架
一下又把车身升起来
通过在升的过程中
实际上它也改变了
一个改变了这个高度
另一个也改变了
刚度 阻尼的这样一些系数
它一旦调好了以后
它很可能根据乘客的多少
你比如说上面坐了50个人
它会调节一定的压力
你只坐了30个人
它调节成另一个压力
就这样子叫做有级切换
它可以满足舒适平 顺性
运动行驶安全性
以及保证车身姿态的
一些相对来讲初级的要求
力的方向由悬架相对位移
和相对的速度
这些符号等等来决定
实际上车子上边上了多少成员
它实际上也不是数出来
它无非就是根据
你这些乘客坐上去以后
它车身这种位移的变化
根据它来感知
大体上载荷是多少
这个时候来进行这种调节
还有除了被动自适应悬架以外
那么一种就叫做阻尼可调的
一般把它称之为半主动悬架
半主动悬架的特点
就是比被动自适应悬架的
切换速度要快
它调节速度也要快一些
另一个参数调节
它也是连续的
一般来讲它可以在十毫秒
甚至更短的时间以内
可在车辆每个振动周期内
频繁的切换
然后进行参数的更改
你比如现在的
半主动悬架里边的
用磁流变液
它基本上就可以在毫秒级
在毫秒级就把你的参数改变了
对于半主动悬架的控制方式
它一般有空钩 地钩
这样两种控制方式
目前根据现代控制理论
仍然还有其它的一些
更新颖的这种控制方式
当然半主动悬架的实质
实际上就是调节阻尼
因为在前面我们学的知识里边
已经知道了
阻尼经常是在共振区
它是起正的作用的
而在减振区
它这种反而起负的作用
就是不需要的
因此你就根据我那个在振动的
这时候路面输入的这种谐量
它到底是在你共振区
还是在你的减振区等等
根据这个来进行调节就可以了
这种所谓的半主动悬架空钩
空钩在控制的时候
实际上我们目前的悬架
它实际上是从路面
支撑着这个车身
它实际上激励是在从路面
通过车轮等等
最后通过悬架和两个弹簧
然后把车身悬起来
实际上这个时候阻尼器
它既是一个减振的源
实际上它也是一个激励源
它也是一个激励源
假如所谓的空钩的思想
实际上也就是说减振器
应该把它变成为一个阻尼源
而不要把它变成一个激励源
实际上基本的思想
就是这样一个思想
他们的原理图
就像这个图所示的这样
所谓的这种空钩
意思就是说在车身上
有一个减振器
这个减振器固定端点
是固定在空中
这个对它起减振作用
当然这是一个理想的状态
实际那是不可能实现的
当然了所谓的这个下边
车轮系统的阻尼
实际上类似于也是固定在空中的
然后它起减振的这样一个作用
就是这样
但实际上我们的模型
实际上也就是说
在减振器这边
变成一个可调的
通过阻尼的可调
然后模拟这种空钩
这种阻尼的实现
实际上对于悬置以下结构
一般有时候也把它叫做地钩
当然像那个空钩的控制半主动悬架
从控制方式来讲
又可以分成两种
一种当然就是所谓的开关式的
所谓的开关式的
也就是说在某种条件下
符合要求的时候
我就有阻尼 就是有阻尼
我就处于这种减振器处于on的状态
而在另一种状态下
不符合要求的时候
也就是说我处于减振区
减振区的时候
我干脆就把阻尼切换为0
这时候减振器就没有阻尼了
当然就是所谓的这种开关式的
可控的这种悬架
当然还有一种
就是所谓连续可调的半主动悬架
连续可调的半主动悬架
这种悬架
实际上也就是说
当处于这个阻尼
需要有阻尼的时候
需要有阻尼的时候
它会根据你的运动状态不同
它改变你的阻尼
改变你的阻尼
你比如正好就在共振那个点上
显然阻尼就是最大的
阻尼就是最大的
而没有在共振这个点上
尽管是在共振区
那么它根据你离共振点的远近
然后来调节一下阻尼
当然像这种连续可调的半主动悬架
在减振区的时候
那么它也是一样
把阻尼设置为零的
当然完全为零可能也很难做到
但是就是阻尼变得非常的小
那么半主动悬架它调节阻尼
实际上基本原理
就像这个图所说这样
通过刚才这个图的
就是我们前边
已经展示的这样一个图
也就是阻尼
对于你的车身的加速度
然后对于动载荷
或者说对于动挠度它的影响
我们都可以看到
在共振区对于车身来讲
显然阻尼大了
那么显然是好的
对于动挠度来说也是一样
阻尼越大显然也是越好
对于动载荷也是一样
都是阻尼越大越好
所以也就是说
在你的这种共振区
要增大你的阻尼
然后在减振区就减少你的阻尼
这样子就会使得整个平顺性
就照顾到整个区域里边
都会变得很好
下面介绍一下主动悬架
主动悬架其实也就是说
在车轮和车身之间
它的力和车轮车身之间的相对运动
它基本上是独立的
我只是根据我的运动状态
然后对它进行这种控制
那么所谓的另一种
就是全主动悬架
就是作动器带宽一般来讲
它要覆盖到从0到15Hz
就是调节的范围
相对来讲比较宽
能有效的跟踪这种力的控制信号
为了减小能量消耗
一般作动器
它经常还和一个
承受车身静载荷的弹簧
来并联来作用
因为总要提供一个基础刚度
也就是说我最小的刚度
然后在这基础上
我的控制力我可以增加你的刚度
来调节使得你的这种频率
也发生变化
主动悬架的实质也就是说
一个就是刚度是可以调节的
通过刚度来改变你的频率
来改变你车身的固有频率
另一个阻尼是可调的
就像刚才半主动悬架那样
然后在共振区增加阻尼
在减振区取消阻尼
除此之外
它还可以加一个主动的控制力
主动控制力
实际上刚才也稍稍谈过
就是说在你侧倾的时候
为了防止你侧翻
我们前面也学过
这瞬态侧翻
实际上它会使得你的
安全的阈值大幅度的降低
这时候假如我能够在你瞬态
就是侧倾角会变得很大的时候
或者侧倾角超调的时候
它主动在外侧把力顶一下
把它顶起来
这样就使你的侧倾角
不是变得很大
因此就使得你的侧翻阈值
不要下降的太多
提高你的抗侧翻的能力
所谓的主动悬架
调节固有频率的原理
就像这样
我们一般来讲
都是在共振的时候
共振的时候
那就会取得一下峰值
那么主动悬架调节频率
实际上也就是根据
你路面输入的
这种道路谱的
这种振动的谐量
它使得你的频率也能够发生变化
比如我这个时候
我的路面输入的
主要是低频的成份的时候
那么我们这时候
可以把你的共振频率
往高频移动
使得它和你的主要谐振的频率
稍稍错开
而你主要是在高频振动的时候
如果路面输入的
那么这个时候
我就可以把我的频率
相对来讲下降
就是固有频率然后下降
这样子
导致就是把你的频率跟它错开
像典型的路面一般来讲
有些是搓板路
有一些就是水泥的接缝路
我们一般路上
假如要是水泥的接缝路
差不多就是六米一个接缝
六米一个接缝
六米一个接缝意味着什么
当我的车速
跑到一定速度的时候
这个跟你的共振频率相当
那么当然就会引起共振
打个比方
我原来车子的共振频率
车身共振频率是1Hz
1Hz的时候
对于六米的这样一个接缝路来讲
那么它所对应的车速是什么呢
也就是每秒六米
每秒六米实际上就相当于
我正好就跟我1Hz这频率
相对应了
假如要是这样
我这时候行驶车速
比如我就是差不多每秒六米
相当于这个速度
差不多二十公里左右
二十公里左右
那么我这个车子
假如就是以这样的速度在走的时候
那么我这时候
假如把刚度调节成两个Hz
调节成两个Hz
这个时候那就跟共振频率错开了
所以在这种情况下
当然也就起到了
减震的这种作用了
所以主动悬架比起半主动悬架
就增加了一个
频率是可以调动的
是可以调节的
另一个依靠主动力的作用
使得你抗侧翻的能力
又进一步的提高了
好 有关主动半主动悬架的知识
就介绍到这里
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--默认
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--制动时汽车的跑偏
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-知识点4.9：前--后制动器制动力的比例关系
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-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线
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-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数
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-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析
-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析--作业
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率--作业
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求--作业
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统
--制动防抱死系统
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统--作业
-知识点4.0：前四章知识总结
--前四章知识总结
-期中考试--期中考试
-知识点5.1：汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-第五章--知识点5.1汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-知识点5.2：汽车操纵稳定性概述(2)评价方法
-知识点5.3：轮胎的侧偏现象
--轮胎的侧偏现象
-第五章：汽车的操纵稳定性--知识点5.3：轮胎的侧偏现象
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响--作业
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响--作业
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型--作业
-知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-第五章--知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-知识点5.8：稳态响应的评价方法
-知识点5.8：稳态响应的评价方法--作业
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应--作业
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法--作业
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性--作业
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系--作业
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线
--汽车的侧倾轴线
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线--作业
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度
--汽车的侧倾角刚度
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度--作业
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--汽车的侧倾角
-知识点5.15：汽车的侧倾角--作业
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-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向--作业
-知识点5.18：变形转向与变形外倾
-知识点5.18：变形转向与变形外倾--作业
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系--作业
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验--作业
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系--作业
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介--作业
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统--作业
-知识点5.24：汽车的侧翻
--汽车的侧翻
-知识点5.24：汽车的侧翻--作业
-知识点6.1：汽车的平顺性
--汽车的平顺性
-知识点6.1：汽车的平顺性--作业
-知识点6.2：人体对振动的反应
--人体对振动的反应
-知识点6.2：人体对振动的反应--作业
-知识点6.3：平顺性的评价方法
--平顺性的评价方法
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.3：平顺性的评价方法
-知识点6.4：路面不平度的统计特性
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.4：路面不平度的统计特性
-知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-第六章--知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化--作业
-知识点6.7：单质量系统的自由振动
-知识点6.7：单质量系统的自由振动--作业
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性--作业
-知识点6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-第六章--6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-知识点6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-第六章-6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动--作业
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性--作业
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响--作业
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述--作业
-知识点6.15：双轴汽车的振动
--双轴汽车的振动
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.15：双轴汽车的振动
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性--作业
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算--作业
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动--作业
-知识点6.0：第五、六章知识总结
-期末考试--考试入口
