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（全套CAD）汽車液壓式主動懸架系統的設計（終稿）

正常工作。這也是主動懸架的缺點。半主動懸架半主動懸架系統的概念出現得較早，概念于年被和首次提出。半主動懸架旨在以接近被動懸架的造價和復雜程度來提供接近主動懸架的性能。半主動懸架系統的構造與主動懸架類似，它利用彈性元件和阻尼器并列支撐懸置質量。不同之處是半主動懸架系統中可控阻尼器代替了主動懸架的主動力作動器。般地，由于汽車懸架彈性元件需承載車身的靜載荷，因而在半主動懸架中實施剛度控制比阻尼控制困難得多，所以對半主動懸架的研究目前大多數都只限于阻尼控制問題，利用合適的控制律，它可提供介于主動懸架和被動懸架之間的性能。半主動懸架除了需要少量能量驅動電磁閥外，并不需要外加動力源，代表了性能提高和設計簡單的折衷。根據阻尼系數是連續可調還是離散可調，半主動懸架又可以分為連續可控式和分級可控式。它們的區別是連續可控式中的阻尼系數在定的變化范圍內可以連續調節，而分級可控式中只有幾種阻尼系數可供選擇切換。.國內外汽車主動懸架系統發展概況車輛主動懸架的研究在國內外，尤其在國外得到了廣泛的開展，許多大學與大汽車公司對主動懸架進行了理論與實踐的研究，并取得了些成果。對主動懸架的研究主要從兩個方面展開是各種可能模型的主動懸架及其特性的研究。二是控制規律的研究。采用不同的控制規律和數學模型，所獲得的懸架特性是不樣的，因此采用什么樣的模型和控制規律以及與之對應的懸架特性是什么，是主動懸架研究的個重要方面。國外些發達工業國家雖然己在些車型上應用了主動懸架的產品，但在控制算法的改進系統穩定性的增強性能價格比的提高等方面仍有大量工作要做。例如文獻中韓國的.和.對種新型的電流變化懸架系統進行了研究。國內清華大學已于年建成了主動油氣懸架試驗系統，但目前國內的研究尚處于懸架系統控制算法的優化設計和理論分析階段。所以，采用合適的控制方法，研究和開發滿足主動懸架這非線性時變系統的有效快速可靠高智能度造價合理的控制器，是主動懸架研究的重中之重。汽車,液壓式,主動,懸架,系統,設計,畢業設計,全套,圖紙摘要汽車懸架系統性能的優劣直接影響汽車的乘坐舒適性和操縱安全性。傳統的被動懸架由于其參數固定從根本上造成了兩者的矛盾，主動懸架作為最先進的懸架系統，能根據實時工況，主動及時地調整和產生所需懸架控制力，使懸架處于最優的減振狀態，從而達到兩者的完美結合。因此，有關車輛主動懸架控制技術的研究方法。文中介紹了汽車主動懸架系統的發展狀況,并設計了液壓伺服控制的主動懸架。主動懸架擁有自身的能源，并以個力的發生器取代了被動懸架中的減振器，采用電液伺服閥作為懸架系統中液壓作動器的控制閥，通過液壓系統的設計，結合的控制功能，實現對汽車車身高度的自動調節，阻尼及剛度的自動調節。主動懸架因為其有特定的結構特性而具有提高乘坐舒適性方面的巨大潛力，將逐步取代被動懸架和半主動懸架。隨著控制理論的不斷完善以及其他軟硬件技術的發展，主動懸架技術會漸漸走向成熟，從而可極大地提高汽車性能，使得主動懸架具有廣闊的應用前景。關鍵詞主動懸架液壓伺服系統液壓作動器第章緒論.懸架系統簡介汽車懸架是車架車身與車橋車輪之間彈性連接的部件，主要由彈性元件導向裝置及減振器三個基本部分組成。原始的懸架是不能夠進行控制調節的被動懸架，在多變環境或性能要求高且影響因素復雜的情況下，被動懸架難以滿足期望的性能要求。隨著電液控制計算機技術的發展以及傳感器微處理器及液電控制元件制造技術的提高，出現了可控的智能懸架系統，即電子控制懸架系統。電子控制懸架系統按懸架系統結構形式分，可分為電控空氣懸架系統和電控液壓懸架系統兩種。懸架的功能懸架是現代汽車的重要總成之，般由彈性元件阻尼元件以及導向機構等組成。懸架應具備的功能如下支撐車身或車體將車體與車軸彈性的連接起來，有效的抑制衰減隔離來自不平路面的沖擊，以提供良好的乘坐舒適性傳遞車輪和車體間切力與力矩，使輪胎盡量跟隨著地面，盡量減弱外因引起的車身姿態變化，以提供良好的操縱穩定性。其中的乘坐舒適性和操縱穩定性是兩個相互矛盾的要求。例如應用軟懸架，如降低彈簧剛度，可以減小車身的加速度，滿足乘坐舒適性，但同時增加了車身重心變化的幅度，加大了車輪的動載，而影響操縱穩定性，而應用硬懸架可以限制汽車姿態變化，保證輪胎良好接地，滿足操縱穩定性但同時也會破壞平順性的要求。懸架對汽車的行駛平順性乘坐舒適性及操縱穩定性等多種使用性能都有很大的影響，因此懸架設計直是汽車設計人員非常關注的問題之。懸架的分類按懸架工作原理不同可分為被動懸架半主動懸架及主動懸架三種，如圖.所示。被動懸架目前在汽車上普遍采用的懸架，仍多為被動懸架。厚度液壓缸內徑強度系數，對于無縫鋼管，壁厚公差及腐蝕的附加厚度，通常圓整到標準厚度值外徑強度滿足設計要求。缸筒外徑的計算式中根據機械設計手冊有關標準取液壓缸油口直徑的計算取式中液壓缸油口直徑液壓缸內徑液壓缸最大輸出速度油口液流速度缸底厚度計算取式中缸底厚度液壓缸內徑試驗壓力缸底材料的許用應力活塞桿直徑強度及穩定性校驗活塞桿直徑強度按下式校驗強度，即式中液壓缸負載缸底材料的許用應力當安裝桿長度與其直徑之比，并且桿件承受壓載荷時，則需校驗穩定性。液壓缸承受的壓負載，不能大于液壓缸保持工作穩定性所允許的臨界負載。液壓缸的穩定條件為式中液壓缸臨界負載穩定安全系數，通常取按等截面法，將活塞桿與缸體視為個整體桿件，可按歐拉公式計算臨界負載，即則式中活塞桿截面二次極矩，為活塞直徑對于實心桿，活塞桿材料彈性模量，對于鋼材末端條件系數，活塞桿計算長度所以活塞桿直徑強度及穩定性校驗滿足強度要求。根據機械設計手冊中型車輛用液壓缸確定表明外形尺寸，如表.所示。表.液壓缸結構尺寸液壓泵的選擇液壓缸的工作壓力式中液壓缸的工作壓力負載取液壓缸無桿腔面積液壓泵的工作壓力液壓缸所需流量液壓缸的最大速度液壓泵輸出流量本模型中，負載工作壓力約為在般工業的伺服系統中，供油壓力可在.的范圍內選取。根據主動懸架結構參數，系統壓力損失及摩擦力的存在，且液壓閥工作在較大壓差下，因此將泵站油源的供油壓力設為。葉片泵具有結構緊湊運動平穩噪聲小輸油均勻以及壽命長等優點，廣泛應用于中低壓液壓系統中，其工作壓力為。即選擇葉片泵滿足設計要求，其選取型號為定量葉片泵。.電動機的選擇液壓系統采用型的葉片泵供油，驅動液壓泵的電動機功率為即選取型號的電動機。是種比較復雜的高技術裝置。采用主動式懸架其優點是汽車對側傾俯仰橫擺跳動和車身的控制都能更加迅速精確，汽車高速行駛和轉彎的穩定性提高，車身側傾減少。制動時車身前俯小，啟動和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車身的跳動也較少，輪胎對地面的附著力提高。缺點是裝置復雜，技術要求高，價錢高昂。.電控空氣懸架系統和電控液壓懸架系統的比較電子控制懸架系統按懸架系統結構形式分，可分為電控空氣懸架系統和電控液壓懸架系統兩種。電控主動空氣懸架系統能夠根據本身的負荷情況行駛狀態和路面情況等，主動調節包括懸架系統的阻尼力汽車車身高度和行駛姿勢彈性元件的剛度在內的多項參數，采用氣壓結構來控制車身平衡，并且空氣彈簧和減震器能抵消大部份路面傳遞的短波和長波震動。該系統由空氣壓縮機空氣干燥器儲氣筒流量控制電磁閥前后懸架控制用電磁閥空氣彈簧和它們之間的連接管路等組成。電控主動式液壓懸架系統的控制形式是較先進的形式，主動懸架就屬于這類形式，它采用種有源方式來抑制路面對車身的沖擊力及車身傾斜力。它既能使車輛具有軟彈簧般的舒適性，又能保證車輛具有良好的操縱穩定性對于傳統的懸架系統而言，旦參數固定，在車輛行駛過程中就無法進行調節，因此使懸架性能的進步提高受到很大限制。目前乘用車上采用的電液控制懸架系統基本上具有三個功能是具有車高調節功能。不管車輛負載在規定范圍內如何變化，都可以保證車高定，可大大減少汽車在轉向時產生的側傾。當車輛在凸凹不平的道路上行駛時，可提高車身高度當車身高速行駛時，又可使車身高度降低，以減小風阻并提高其操縱穩定性。二是具有衰減力調節功能。其作用是提高車輛操縱穩定性，在急轉彎急加速和緊急制動時可以抑制車輛姿勢變化減小俯仰角后仰角側傾角。三是具有控制懸架系統減振力和彈性元件的彈性或剛性系數的功能。利用彈性元件或剛性系數的變化，控制車輛起步時的姿勢。該系統由液壓源壓力控制閥液壓懸架缸傳感器等組成。.液壓系統方案確定根據電控空氣懸架系統和電控液壓懸架系統的比較，兩者的共同性則是能為高速行駛的車輛提供足夠的穩定性，當車輛在不平路面行駛時，又能提高車身增加通過能力。但電控主動空氣懸架的缺點也很明顯，成本高昂維護保養成本高。所以對液壓式懸架進行設計。車輛懸架振動控制系統的研究和開發是車輛動力學與控制領域的前沿課題。引入主動控制技術后的懸架是類復雜的非線性系統，其研究進展和開發應用與機械動力學電磁力學流體傳動與控制測控技術計算機技術電子技術材料科學等多個學科的發展緊密相關。近年來，隨著相關學科和高新技術的迅猛發展，特別是高性價比微處理器的普及，使得研究實用的主動懸架振動控制系統成為可能?，F今，汽車的舒適性和安全性越來越受人們關注。并且隨著高速公路網的發展，汽車車速有了很大程度的提高，而被動懸架系統限制了汽車性能的進步提高，現代汽車對懸架的要求除了能保證其基本性能外，還致力于提高汽車的行駛安全性和乘坐舒適性，向高附加值高性能和高質量的方向發展。隨著電子技術傳感器技術的飛速發展，以微電腦為代表的電子設備，因性能的大幅度改善和可靠性的進步提高，促成汽車電子裝置的高可靠性低成本和空間節省，使電子控制技術被有效地應用于包括懸架系統在內的各個部分。通過采用電子技術來實現汽車懸架系統的控制，既能使汽車的乘坐舒適性達到令人滿意的程度，又能使汽車的操縱穩定性達到最佳狀態。因此，主動懸架必將是今后汽車懸架發展的方向，必將有個光輝的前景。.課題的目的與意義汽車在行駛時，路面的不平度會激起汽車的振動，當這種振動達到定程度時，將使乘客感到不舒適或運載貨物的損壞。對彈簧剛度控制，改變彈簧剛度，使懸架滿足運動或舒適的要求。懸架性能還會引起車身姿態發生變化俯仰和側傾，也會使乘客感到不舒適，并且會影響行車安全。對阻尼力控制，用來提高汽車的操縱穩定性，在急轉彎急加速和緊急制動情況下，可以抑制車身姿態的變化。車高調整，當汽車在起伏不平的路面行駛時，可以使車身抬高，以便于通過在良好路面高速行駛時，可以降低車身，以減少空氣助力，提高操縱穩定性。本設計根據汽車