汽车悬挂系统毕业设计

汽车悬挂系统毕业 目录 一、汽车悬挂系统的简介: ............................................ 2 二、汽车悬挂系统的特点: ............................................ 4 (一)悬挂系统的分类 ............................................ 5 1.非独立悬挂系统 ............................................. 5 2.独立悬挂系统 ............................................... 5 (二)汽车悬挂系统-独立悬挂系统的分类 ............................. 6 1.横臂式悬挂系统 ............................................. 6 2.多连杆式悬挂系统 ........................................... 6 3.纵臂式悬挂系统 ............................................. 7 4.烛式悬挂系统 ............................................... 7 5.麦弗逊试悬挂系统 ........................................... 7 (三)非独立悬挂系统的分类 ...................................... 8 1.钢板弹簧式非独立悬架 ....................................... 8 2.螺旋弹簧非独立悬架 ......................................... 8 3.空气弹簧非独立悬架 ......................................... 8 三、汽车悬架的组成 .................................................. 9 (一)弹性元件 .................................................. 9 (二)减振器 ................................................... 10 四、汽车悬架概述 ................................................... 11 (一)汽车悬架功用 ............................................. 11 (二)悬架系统的性能要求 ....................................... 12 五、汽车电子控制悬架系统 ........................................... 13 (一)汽车电子控制系统的基本内容 ............................... 13 (二)汽车电子控制悬架概述 ...................................... 14 (三)主动悬架系统组成 ......................................... 15 (四)主动悬架系统的类型及原理 .................................. 16 (五)主动悬架的优缺点 ......................................... 17 (六)主动悬挂技术应用发展状况及趋势 ........................... 18 (七)主动悬架的电控系统及控制策略 ............................. 19 六、故障诊断及主要部件检修 ......................................... 20 (一)故障诊断 ................................................. 20 1.车辆行驶日寸，悬架系统发出异响 ............................... 20 (二)主要部件检修 ............................................. 21 1.前悬架 ....................................................... 21 七、汽车悬架的故障诊断及案例分析 ................................... 24 (一)高级轿车电控空气悬架系统的诊断与维修 ..................... 24 (二)载敏调高的后空气悬架系统的维修与诊断 ...................... 25 结语 ............................................................... 27 参考文献 ........................................................... 28 一、汽车悬挂系统的简介: 悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。悬挂系统是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上看，轿车悬挂系统仅是由一些杆、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。 汽车的悬架装置是连接车身和车轮之间全部零件和部件的总称，主要由弹簧(如板簧、螺旋弹簧、扭杆等)、减振器和导向机构三部分组成。当汽车行驶在不同路面上而使车轮受到随机激励时，由于悬架装置实现了车体和车轮之间的弹性支承，有效地抑制、降低了车体与车轮的动载和振动，从而保证汽车行驶的平顺性和操纵稳定性，达到提高平稳行驶的目的。由螺旋弹簧和液压筒式减振器所组成的普通悬架，这种悬架当结构确定后，其弹簧刚度和减振器的阻尼力在汽车行驶过程中都不能随机地加以控制改变，即具有固定的悬架刚度和阻尼系数，因而也称之为被动悬架。这种悬架所产生的弹性力和阻尼力由道路和车速等条件决定，虽然不能适应广泛的道路状况，但因其加工容易、成本低，目前仍然是汽车上的主导装备产品。 汽车行驶的平顺性和操纵稳定性是衡量悬架性能好坏的主要指标，但这两个方面是相互排斥的性能要求。平顺性一般通过车体或车身某个部位(如车底板、司机座椅处等)的加速度响应来评价，操纵稳定性则可以借助车轮的动载来度量。若降低弹簧的刚度，则车体加速度减小使平顺性变好，但同时会导致车体位移的增加，由此产生车体重心的变动将引起轮胎负荷变化的增加，对操纵稳定性产生不良影响;另一方面，增加弹簧刚度会提高操纵稳定性，但硬的弹簧将导致汽车对路面不平度很敏感，使平顺性降低。因此，理想的悬架应在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼，既能满足平顺性要求又能满足操纵稳定性要求。被动悬架因只有固定的悬架刚度和阻尼系数，在结构设计上只能在满足平顺性和操纵稳定性的矛盾之间折中，无法达到悬架控制的理想目标。赛车由于行驶速度高，道路条件复杂多变，需要确保良好的操纵稳定性，为此以牺牲一定的平顺性为代价;豪华轿车一般行驶环境良好，为确保良好的平顺性，则以牺牲一定的操纵稳定性为代价。为了使被动悬架能够对不同的道路条件具有一定的适应性，通常将悬架的刚度和减振器的阻尼设计成具有一定程度的非线性，如采用变节距螺旋弹簧和三级阻力的液压减振器等。汽车被动悬架中常用的双筒液压减振器，以液压油液为工作介质，由于液体流过节流阀时产生与车体和车轮振动速度相反方向的节流阻力，从而起到衰减车体和车轮振动的效果。减振器工作时，将工作缸和活塞相对远离(相应于车轮弹向地面)的过程叫作伸张行程，而把工作缸和活塞相对移近(相应于车轮弹向车体)的过程叫作压缩行程。汽车行驶时，减振器处于“压缩一伸张”两个行程的连续交变过程中，工作液体流经工作缸中的活塞阀和工作缸与储油腔之间的底阀系，两个阀系之间的相互协调配合便构成了产生始终与振动方向相反的减振阻力。 减振器所产生的阻尼力随着其工作速度(定义为活塞与工作缸筒的相对速度)变化的关系称为减振器的速度特性。阻尼力一般随激振速度的增加而呈阶段性的线性增长，但整个增长是非线性的。速度特性是评价减振器性能好坏和进行悬架匹配设计的基础。 具有三级阻力的减振器其速度特性曲线可分为三个阶段，第一阶段即常通孔节流阶段，阻尼力与激振速度在这一阶段内成线性增长关系;第二阶段是以弹性元件控制阀门进行节流的阶段，同样，阻尼力与激振速度在这一阶段内呈线性增 长关系;第三阶段是弹性元件达到最大的变形量，控制阀达到最大开度的阶段，此时以较大的通孔节流为基础，形成更高的工作阻力，阻尼力与激振速度在这一阶段内也呈线性增长关系。三个阶段从整体上来看却是非线性的。由于在不同的阶段减振器所提供的阻尼力不同，这三种速度阶段的阻尼力变化关系也称为被动悬架的“三级阻力控制”。阻力随速度变化关系的好坏直接影响着汽车的平顺性和操纵稳定性。低工作速度阶段对应于低车速或较好路面，此时以平顺性为主要矛盾，所提供的阻尼力较低，高工作速度阶段对应于高车速或较坏路面，此时以操纵稳定性为主要矛盾，所提供的阻尼力较高。 从以上理论可知，悬架主要影响汽车的垂直振动。传统的汽车悬架是不可调整的，在行车中车身高度的变化取决于弹簧的变形。因此就自然存在了一种现象，当汽车空载和满载的时候，车身的离地间隙是不一样的。尤其是一些轿车采用比较柔软的螺旋弹簧，满载后弹簧的变形行程会比较大，导致汽车空载和满载的时候离地间隙相差有几十毫米，使汽车的通过性受到影响。汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求。一般行驶时需要柔软一点的悬架以求舒适感，当急转弯及制动时又需要硬一点的悬架以求稳定性，两者之间有矛盾。另外，汽车行驶的不同环境对车身高度的要求也是不一样的。一成不变的悬架无法满足这种矛盾的需求，只能采取折中的方式去解决。在电子技术发展的带动下，工程师设计出一种可以在一定范围内调整的电子控制悬架来满足这种需求，这种悬架称为电子悬架，目前比较常见的是空气式电子悬架和油气式电子悬架。 二、汽车悬挂系统的特点: 一般来说，汽车的悬挂系统分为非独立悬挂和独立悬挂两种，非独立悬挂的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，另一侧车轮也相应跳动，使整个车身振动或倾斜;独立悬挂的车轴分成两段，每只车轮由螺旋弹簧独立安装在车架下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受影响，两边的车轮可以独立运动，提高了汽车的平稳性和舒适性。 由于现代人对车子乘坐舒适性及操纵安定性的要求愈来愈高，所以非独立悬挂系统已渐渐被淘汰。而独立悬挂系统因其车轮触地性良好、乘坐舒适性及操纵安定性大幅提升、左右两轮可自由运动， 轮胎与地面的自由度大，车辆操控性较好等优点目前被汽车厂家普遍采用。常见的独立悬挂系统有多连杆式悬挂系统、麦弗逊式悬挂系统、拖曳臂式悬挂系统等等。 汽车悬挂系统与操纵性能之间有着密切的关系。理想的悬挂不仅能使车随路面起伏而上下运动，并能借此使整个车身在前进过程中尽量保持水平，而且还能随车速、路况、运动方式的变化做出适当、灵敏的反应;同时，它还能使轮胎与路面随时贴合，并使车轮保持适的角度，从而使汽车的动力性能、制动性能以及转向性能得以充分体现。汽车的车速越快，对操纵性能要求也就越高。因此，现代汽车的悬挂系统越来越受到业内人士的重视。 (一)悬挂系统的分类 1.非独立悬挂系统 非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。 2.独立悬挂系统 独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。其优点是:质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。不过，独立悬挂系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬挂系统，按其结构形式的不同，独立悬挂系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬挂系统等。 (二)汽车悬挂系统-独立悬挂系统的分类 1.横臂式悬挂系统 横臂式悬挂系统是指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统，按横臂数量的多少又分为双横臂式和单横臂式悬挂系统。单横臂式具有结构简单，侧倾中心高，有较强的抗侧倾能力的优点。但随着现代汽车速度的提高，侧倾中心过高会引起车轮跳动时轮距变化大，轮胎磨损加剧，而且在急转弯时左右车轮垂直力转移过大，导致后轮外倾增大，减少了后轮侧偏刚度，从而产生高速甩尾的严重工况。单横臂式独立悬挂系统多应用在后悬挂系统上，但由于不能适应高速行驶的要求，目前应用不多。双横臂式独立悬挂系统按上下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬挂系统。等长双横臂式悬挂系统在车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大(与单横臂式相类似)，造成轮胎磨损严重，现已很少用。对于不等长双横臂式悬挂系统，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，保证汽车具有良好的行驶稳定性。目前不等长双横臂式悬挂系统已广泛应用在轿车的前后悬挂系统上，部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬挂系统结构。 2.多连杆式悬挂系统 多连杆式悬挂系统是由(3—5)根杆件组合起来控制车轮的位置变化的悬挂系统。多连杆式能使车轮绕着与汽车纵轴线成二定角度的轴线内摆动，是横臂式和纵臂式的折衷，适当地选择摆臂轴线与汽车纵轴线所成的夹角，可不同程度地获得横臂式与纵臂式悬挂系统的优点，能满足不同的使用性能要求。多连杆式悬挂系统的主要优点是:车轮跳动时轮距和前束的变化很小，不管汽车是在驱动、制动状态都可以按司机的意图进行平稳地转向，其不足之处是汽车高速时有轴摆动现象。 3.纵臂式悬挂系统 纵臂式独立悬挂系统是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬挂系统结构，又分为单纵臂式和双纵臂式两种形式。单纵臂式悬挂系统当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生较大的变化，因此单纵臂式悬挂系统不用在转向轮上。双纵臂式悬挂系统的两个摆臂一般做成等长的，形成一个平行四杆结构，这样，当车轮上下跳动时主销的后倾角保持不变。双纵臂式悬挂系统多应用在转向轮上。 4.烛式悬挂系统 烛式悬挂系统的结构特点是车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动。烛式悬挂系统的优点是:当悬挂系统变形时，主销的定位角不会发生变化，仅是轮距、轴距稍有变化，因此特别有利于汽车的转向操纵稳定和行驶稳定。但烛式悬挂系统有一个大缺点:就是汽车行驶时的侧向力会全部由套在主销套筒的主销承受，致使套筒与主销间的摩擦阻力加大，磨损也较严重。烛式悬挂系统现已应用不多。 5.麦弗逊试悬挂系统 麦弗逊式悬挂系统的车轮也是沿着主销滑动的悬挂系统，但与烛式悬挂系统不完全相同，它的主销是可以摆动的，麦弗逊式悬挂系统是摆臂式与烛式悬挂系统的结合。与双横臂式悬挂系统相比，麦弗逊式悬挂系统的优点是:结构紧凑，车轮跳动时前轮定位参数变化小，有良好的操纵稳定性，加上由于取消了上横臂，给发动机及转向系统的布置带来方便;与烛式悬挂系统相比，它的滑柱受到的侧向力又有了较大的改善。麦弗逊式悬挂系统多应用在中小型轿车的前悬挂系统上，保时捷911、国产奥迪、桑塔纳、夏利、富康等轿车的前悬挂系统均为麦弗逊式独立悬挂系统。虽然麦弗逊式悬挂系统并不是技术含量最高的悬挂系统结构，但它仍是一种经久耐用的独立悬挂系统，具有很强的道路适应能力。 (三)非独立悬挂系统的分类 1.钢板弹簧式非独立悬架 钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化。这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中。它中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连，后端可以自由摆动，形成活动吊耳。当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之间的距离有变化的可能。 为了提高汽车的平顺性，有些轻型货车采用主簧下加装副簧，实现渐变刚度钢板弹簧。如南京汽车工业公司引进的依维柯后悬架。其主簧由厚度为9mm的4片(或3片)和副簧厚度为15mm的2片(或3片)组成几种车型渐变刚度钢板弹簧。在小载荷状况时，仅主簧起作用，而当载荷增到一定值时，主簧与副簧接触，共同发挥作用，悬架刚度得到提高，弹簧特性变为非线性的，当副簧全部参加工作后，弹簧特性又变成线性的。这类悬架特点是副簧逐渐随载荷增加而参加工作，因此悬架刚度的变化平稳，改善了汽车行驶平顺性能。 2.螺旋弹簧非独立悬架 因为螺旋弹簧作为弹性元件，只能承受垂直载荷，所以其悬架系统要加设导向机构和减振器。 3.空气弹簧非独立悬架 汽车在行驶时由于载荷和路面的变化，要求悬架刚度随着变化。当空车时车身被抬高，满载时车身则被压得很低，会出现撞击缓冲块的情况。因而对于不同类型汽车提出不同的要求，矿山及大型客车要求 其空车与满载时的车身高度变化不大;对于轿车要求在好路上降低车身高度，提高车速行驶;在坏路上提高车 身，可以增大通过能力。因而要求车身高度随使用要求可以调节。空气弹簧非独立悬架可以满足要求。 三、汽车悬架的组成 一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振器用来衰减由于弹性系统引起的振，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。 (一)弹性元件 悬架采用的弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等。 1.螺旋弹簧 螺旋弹簧是用弹簧钢钢棒料卷制而成，它们有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧。 螺旋弹簧大多应用在独立悬架上， 尤以前轮独立悬架采用广泛。有些轿车后轮非独立悬架也有采用螺旋弹簧作弹性元件的。由于螺旋弹簧只承受垂直载荷，它用做弹性元件的悬架要加设导向机构和减振器。它与钢板弹簧相比具有不需润滑，防污性强，占用纵向空间小，弹簧本身质量小的特点，因而现代轿车上广泛采用。 气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。气体弹簧是以空气做弹性介质，即在一个密闭的容器内装入压缩空气(气压为0.5,1MPa)，利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。这种弹性元件叫空气弹簧，它分为囊式和膜式空气弹簧。如下图所示。空气弹簧在轿车上有采用尤其在主动悬架中被采用。这种弹簧随着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，使其弹簧刚度也随之增加，载荷减少，弹簧压力也随空气压力减少而下降，因而这种弹簧有其理想的弹性特性。 囊式空气弹簧由夹有帘线的橡胶组成的气囊和密闭在其中的压缩空气构成。气囊外展由耐油橡胶制成单节或多节，节数越多弹簧越软，节与节之间围有钢质腰环，防止两节之间摩擦。气囊上下盖板将空气封于室内。 膜式空气弹簧，它由橡胶模片和金属压制件组成。它比囊式空气弹簧的弹性曲线更为理想，固有频率更低些，且尺寸小，便于布置因而多用于轿车上，但造价贵，寿命较短。 油气弹簧以气体(氮-惰性气体)作为弹性介质，用油液作为传力介质。油气弹簧类型有简单式油气弹簧，不带隔膜式的油气弹簧。带隔膜式油气弹簧，它将气体和液体分开，便于充气并防油液乳化。如下图右侧所示是带反压气室式油气弹簧，它有一个反压气室，相当于在简单油气弹簧上加上一个方向相反的小筒单油气弹簧，用以提高空载时弹簧刚度，使空载满载自然振动频率变化不大。目前此种弹簧多用于重型车和部分小客车上。 空气和油气弹簧用在悬架中，由于它们只能承受轴向载荷，因此悬架中必须加设导向机构和减振器 (二)减振器 其作用是加速振动的衰减，改善汽车行驶平顺性，汽车悬架系统都装有减振器。汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架(或车身)和车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥(或车轮)之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。 减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏。因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾。 1. 在压缩行程(车桥和车架相互K近)，减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用。 2. 在悬架伸张行程中(车桥和车架相互远离)，减振器阻尼力应大，迅速减振。 3. 当车桥(或车轮)与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。 在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器，还有采用新式减振器，它包括充气式减振器和阻力可调式减振器。 汽车悬架的形式分为非独立悬架和独立悬架两种:非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，影响另一侧车轮也作相应的跳动，使整个车身振动或倾斜，汽车的平稳性和舒适性较差，但由于构造较简单，承载力大，目前仍有部分轿车的后悬架采用这种型式。 独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势。 四、汽车悬架概述 (一)汽车悬架功用 悬架是车架(或承载式车身)与车轮之间所有传力连接零件的总称。传统的被动悬架包括弹性元件、减振装置、导向构和横向稳定器。现代的半主动悬架及主动悬架在被动悬架的基础上增加了传感器控制计算机和执行元件。但无论哪种悬架其基本功能均为: 1.支撑车身或车体; 2.将路面作用于车轮上的各种力以及力矩传递给车架，从而保证车辆的正常行驶; 3.通过弹性元件的缓和冲击作用、减振装置的衰减振动作用以及导向机构对车身和车轮运动轨迹的限制作用，使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。实际车辆行驶在多变的环境里，即路况(路面不平度等级)、车速以及工况(加速、制动、转向、直线行驶)经常要发生变化，例如:汽车在急速起步或急速加速时会产生所谓的“加速后仰”现象;汽车高速行驶紧急制动时，会产生所谓的“制动点头”现象;汽车在急转弯行驶时会产生所谓的“转向侧倾”现象。上述情况会对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性产生不利的影响。被动悬架由于其结构特点很难保证汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性同时达到最佳。因此，为解决这一问，产生了根据工况要求保证汽车的性能达到最佳的电控悬架。电控悬架采用传感器技术、控制技术和机电液一体化技术，对汽车的行使工况进行监测，由控制计算机根据一定的控制逻辑产生控制指令，控制执行元件产生动作，保证汽车具有良好的行驶性能。 (二)悬架系统的性能要求 车辆动力学模型是进行性能分析和系统设计的基础，下图1—1说明了与车辆行驶动力学有关的重要性能特性。在有限的悬架工作空间内，设计师必须为驾驶员和乘客提供良好的乘坐舒适性、可接受的车身姿态、以及对车轮动载荷的合理控制。 综合悬架的基本功能和行使动力学的主要性能指标我们可以得出对理想悬架的设计 期望是: 1.车辆在不同路面(包括不同的车速、路面不平度情况)上直线行驶时能 够使车身及车轮的振动减少至最低水平，为乘员提供最好的乘坐舒适性(即所指的平顺性); 2.从行驶安全性和操纵稳定性方面考虑，应该能够最大限度的减小轮胎的动载荷以保证良好的轮胎接地性; 3.悬架的动行程要控制在允许的范围内，以尽量保证不发生限位块撞击所引起的对人和货物的冲击; 4.从舒适性和稳定性考虑保证良好的车身姿态; 5.此外，还需考虑再结合其它控制系统的情况下的车辆总体性能的要求，如结合自动防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和四轮转向系统(4WS)等在不同车辆工况下(如启动、制动、转弯时)，仍需保证对车身的方向控制和姿态控制，或根据需要提供各轮胎的载荷分布，同时提供良好的乘坐舒适性。以上要求在车辆参数变化时也同样需要保证(如车身载荷或轮胎垂直刚度在一定范围内变化)。但是对这样的理想悬架设计期望似乎过于苛求。而实际上在通常的悬架设计中，上述各项要求及性能之间存在着冲突与矛盾。比如在一个低刚度的软悬架能获得较好的乘坐舒适性，但同时需要较大的悬架空间又带来较差的车身姿态控制;而为了保证较好的操纵稳定性，使车辆在转弯、起动和刹车时车体的点头、后坐较小，又要求车辆具有较“硬”的特点。在实际中，车辆行驶在一个多变的环境中，可能包括不同的路面输入(如不同的车速和路面不平度)，不同的车辆工况(如车辆在加速、制动、转弯时等工作情况)，而且车辆参数本身也可能发生变化(如随乘员和货物的多少而改变的车身质量，以及随车速和温度、胎质而改变的轮胎刚度等)。因此，悬架设计师要对以上变化因素给予充分考虑。多年来，车辆工程师们正是通过反复不断的探索，使其设计性能尽量体现对以上各因素合理的折中，以及对不同性能的要求及侧重，以实现尽可能的综合。 五、汽车电子控制悬架系统 (一)汽车电子控制系统的基本内容 汽车电子控制系统的研究目的应该从系统工程的观点出发，以数学和工程方法为工具，综合应用汽车和微电子技术以及自动化控制理论，使三者有机结合，实现汽车电子控制的最优化。 汽车电子控制系统的基本研究内容有: 1.对汽车的各分系统建立模型，然后利用模型分析系统，最后确定各分系 统的控制目标。 2.根据分系统的控制目标，应用自动控制理论，选择最佳控制方式。 3.协调各分系统的关系，实现综合控制，从而保证汽车总体性能水平。 4.研究汽车与驾驶员和环境的关系，探讨人—车—环境系统控制规律。 5.围绕分系统的控制目标，实现各组成部分的有机结合。 6.对汽车计算机控制系统结构和要素进行分析，论述系统的最优化途径。 7.讨论汽车电子控制系统的可靠性问题。 8.研究汽车计算机控制系统的设计，包括硬件和软件两部分。 (二)汽车电子控制悬架概述 悬架是车身与车轮之间一切传力连接装置的总称。汽车悬架的作用除了缓冲和吸收车轮的振动之外，还要在汽车行驶过程中传递车轮与路面之间的驱动力和制动力，当汽车转向时，悬架还要承受来自车身的侧向力，并在汽车起步和制动时能够抑制车身的俯仰振动，提高汽车的行驶稳定性和安全性。 根据现代汽车对悬架系统的各种性能要求，悬架的结构形式和振动控制方法随时在更新和完善。悬架的结构形式很多，可分为独立悬架和非独立悬架两大类。如果按照控制力进行分类，则可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种基本类型，三种悬架的简化模型， 1.被动悬架:被动悬架系统的概念是在1934年由OLLEY提出的。它通常是指结构上只包含弹簧和阻尼器(减震器)的系统。其中弹簧主要起减缓冲击力的作用，而减振器主要用于控制响应特征。被动悬架系统虽然结构简单、造价低廉且不消耗外部能源，但因为其参数固定，所以具有较大的局限性。主要表现在悬架参数固定，不能随路况改变而变化，只能针对某种特定工况进行参数优化设计，而且悬架元件仅对局部的相对运动做出响应，因而限制了悬架参数的取值范围。 2.半主动悬架:半主动悬架系统由可变特性的弹簧和减振器组成，因仅需要少量的能量输入也被称为无源主动悬架，虽然不能随外界的输入进行最优控制，但它可以按照存储在电脑中的各工况下悬架最优参数指令来调节刚度和阻尼 大小。改变悬架阻尼特性较改变刚度容易，所以可变阻尼半主动悬架系统最为常见。随着新型智能材料的应用，半主动悬架越来越受到人们的重视。 3.主动悬架:主动悬架是近十几年发展起来的，最初装置是由AP公司基于气液悬架(液压式和空气式)发展的一种机械系统。主动悬架通常包括三部分:传感器、控制器及执行机构，并由它们与汽车系统组成闭环控制系统。其中控制器是整个系统的信息处理和管理中心，他接受来自各个传感器的信号，依照特定的数据处理方法和控制规律，决定并控制执行机构的动作，从而达到改变车身的运动状态。满足隔振减振的目的。主动悬架是由电脑控制的一种新型悬架，需具 )具有能够产生作用力的动力源;(2)执行元件能够传递这种作备三个条件:(1 用力并能连续工作;(3)具有多种传感器并将有关数据集中到微电脑进行运算并决定控制方式。 主动悬架一般采用闭环控制。所谓闭环控制就是说输出量反过来又对系统的控制作用有直接影响的控制，也就是说对弹簧刚度和减振器阻尼的控制结果，还必须有反馈系统把信息传递给电脑，再有电脑进行分析和修正，以达到最佳的控制效果。 (三) 主动悬架系统组成 1.传感器。电子控制悬架系统传感器将汽车行驶的路面状况和车速，以及启动、加速、转向、制动等工况变为电信号，输出给电子控制器。该系统所使用的传感器见图1。 图1传感器及用途 传感器名称 用途 车身加速度传感器 车身加速度传感器检测车身的振动，可间接反映汽车行驶的路面 车身位移传感器 检测车身相对车桥的位移，可反映车身的平顺性和车身高度 车速传感器 检测车轮转速，反映车速和用于计算车身的倾斜程度 方向盘转角传感器 检测方向盘的转角。用于计算车身的倾斜程度 制动压力开关 检测制动管路的制动液压力，提供汽车制动信号 制动灯开关 检测制动灯电路的通断，提供汽车制动信号 节气门位置传感器 检测节气门的开度，提供汽车加速度信号 2.控制器。 控制器将传感器送入的电信号进行综合的处理，输出对悬架的刚度\和阻尼及车身高度等进行调节的控制信号。它以一般由微机和信号输出放大电路组成。 3.执行机构。执行机构按照电子控制器的控制信号，准确地动作，及时地调节悬架的刚度和阻尼系数及车身的高度，通常所用的执行元件是电磁阀和步进电机及空气压缩机等。 (四)主动悬架系统的类型及原理 主动悬架系统根据不同的分类方法可将其分为不同类型。 主动悬架系统按控制方式可分为机械控制悬架系统和电子控制悬架系统。机械控制悬架最早出现，它主要是通过高度控制阀来调节油气弹簧中的油压，进而调节刚度。虽然结构较简单，成本较低，但其控制功能少，精度低，且不能适应多种工况。近年来随着各种传感器的广泛使用、ECU可靠性的提高及控制策略的完善，主动悬架逐渐进入电子控制时代。其信息输入量更丰富，功能更丰富且控制精确，但其结构及控制策略复杂，成本高。 主动悬架系统按执行元件的频率带宽度可分为宽带宽悬架和窄带宽悬架。宽带宽悬架也称全主动悬架，其执行元件的响应频率要超过车轮刚度对应的频率(约为10 HZ)，频宽越高，控制效果越好，但越难实现，且成本、质量和消耗的能量都会增加;窄带宽悬架也称慢主动悬架，可以将执行元件频响带宽降至只考虑车身姿态振动及转向反应，带宽可降至3到4HZ。 在大多数实际运行工况下，其性能都可以与主动悬架媲美，而在经济性方面则有明显的优势。 主动悬架系统按控制介质主要可分为主动空气悬架、主动油气悬架、主动液力悬架等。 主动空气悬架工作原理:用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送给弹簧和减振器空气室中，以此来改变车辆的高度。通过汽车电脑和驾驶员模式选择来控制空气弹簧气囊的充气量，进而能控制车身的高度及阻尼的大小。在前轮和后轮的附近设有车高传感器，按车高传感器的输出信号，微机判断出车辆高度，再控制压缩机和排气阀，使弹簧压缩或伸长，从而控制车辆高度。在减振器内设 有电动机，电动机受微机的信号控制。利用电动机可以改变通气孔的大小，从而改变了衰减力的大小。 主动液力悬架工作原理:电子控制的主动式液压悬架能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动。在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ECU,ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作。 主动油气悬架工作原理:调节空气体积实现刚度特性，通过改变油液管路 中的节流孔的数量完成阻尼特性调节。 主动液力悬架工作原理:电子控制的主动式液压悬架能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动。在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ECU,ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作。 (五)主动悬架的优缺点 主动悬架的主要优点如下: 1.乘坐舒适性控制。被动悬架设计是对各个性能的折中，而主动悬架则不必在稳态直行时对乘坐舒适性折中，可在操作性能不降低的情况下调整悬挂系统的参数获得更好的乘坐舒适性，也可基于特定的驾驶风格进行调整。 2.车高的控制。载荷变化时保持车高不变，保持车轮全行程跳动，消除在非设计行驶高度下引起的操纵性变化现象。同时解决了被动悬架针对载荷变化通常将刚度设计偏高而造成舒适性损失的问题。在粗糙路面上增加离地间隙提高通过性，高速行驶时适当减少离地间隙以减少阻力，同时降低重心便于提高操控性和舒适性。 3.侧倾及纵摆的控制。转向时的车身侧倾、加速、制动时车身的纵摆都可以通过调整有关车轮的悬架参数来解决，提高了舒适性，同时消除或减少了由于车身运动而带来了车轮定位参数的变化和制动跑偏等问题。提高了操纵性，也减轻 了对转向传动机构、悬架杆系设计时的过高要求。 4.接地性。通过调节悬架系统参数可降低车轮动载波动，提高附着效果，有利于操控性。同时也减轻了轮胎的磨损。缺点方面,主动悬架系统结构及控制策略复杂。其硬件要求高、耗能大、成本高，且采用主动悬架会增加整车重量，其给整车空间布置也带来了一定的困难，这些都对目前限制主动悬架普及的原因。 (六)主动悬挂技术应用发展状况及趋势 1954年，通用公司的史密斯李教授首次提出主动悬架的概念。 1955年作为较早开始研发主动悬架的公司之一，法国雪铁龙研发了一种纯 机械式的油气主动悬架系统，但是它的制造工艺过于复杂，最终未能普及。 1995年 Allen 在主动悬架系统上尝试采用惯性来测量加速度和驱动液压阀。进入80年代后，随着电子技术的广泛应用，使得主动悬架系统得以真正实现。 1982年美国Lotus 公司研制了有源主动悬架，并在Vovlo740汽车上进行试用。 1986年日本丰田soarer 车型上采用可以对阻尼刚度三级可调的主动空气悬架系统。 1989年丰田车型上装备了真正意义的油气弹簧主动悬架系统。 1.随着电子技术及智能材料的出现，全新的性能更好的执行器不断出现，比如直线伺服电机、电磁蓄能器，带液压马达控制防侧倾杆系统都是研发热点。 2.针对目前执行器本身的缺点，如果能在执行器的响应速度、能耗、重量及体积、成本及集成度等一项或多项上能有较大提高，都将大大利于主动悬架的普及。 3.关于非线性段控制算法和提高算法鲁棒稳定性的研究。解决这些问题可以从多方面下手，一是继续研究新的控制算法;二是寻找多种控制算法的复合办法。毕竟单一的算法都要其自身的局限性。如基于LQG的模糊逻辑控制算法等。三是针对模型的不确定性问题，如果能克服及利用“抖振”现象和利用其极限刚度，滑模控制可能是一个较好的方法。 4.底盘各主动控制系统的联合控制。车辆各系统之间，车辆各性能之间都 存在着相互影响和相互制约，通过对发动机、制动、转向、悬架等各系统和相关性能进行综合控制，可防止各单独控制键的相互干扰，满足汽车所有系统性能最优而不是单一性能最优化。同时联合控制还可以共享和集成传感器、油压源、控制器。这一年可以提高系统的可靠性，降低成本。 (七)主动悬架的电控系统及控制策略 主动悬架电控系统是典型的多输入多输出系统，其输入主要是当前工况的状态信息，输出主要是调节刚度、阻尼和车高的信号，具体调节方法很多，通过不同的元件来实现。 无论哪种类型的主动悬架，都需要有行之有效的控制策略，进而产生确、可靠且具有鲁棒性的控制规律及算法，只有这样才能最大限度的发挥主动悬架的性能优势。 一直以来主动悬架控制理论研究都是热点，目前已经取得一些研究成果，例如天棚阻尼控制、自适应控制、最优控制、预测控制、神经网络控制、模糊控制、鲁棒控制等。其中有些控制理论已经在量产车中应用。这些控制方法，通过建立系统的状态方程式提出控制目标及加权系数，然后应用控制理论求解出所设目标下的最优控制方案。与天棚阻尼器控制方式相比，现代控制方法对系统中更多的变量的影响加以考虑，因而控制效果更好。而且，现代控制方式的应用，主要是在系统的控制软件方面做一些改善，并不增加系统的复杂性。 在悬架中应用鲁棒控制是为使其在任何工况下都能够性能稳定。悬架系统本质上属于一个非线性系统，而在控制器的设计中，往往将其简化为一个线性系统。汽车实际运行在一个多变且相对恶劣的环境中，由于噪声的干扰、系统建模误差，车辆参数的多变性等原因，原本在理论仿真和正常条件下控制性能良好的控制器就很可能出现失稳的情况。鲁棒控制很好的解决了这个问题。但因为它主要考虑的是控制器的稳定性，是在稳定性的前提下寻找满意解。也就是说，以性能换稳定，这种设计思想偏重于保守。 六、故障诊断及主要部件检修 (一)故障诊断 1.车辆行驶日寸，悬架系统发出异响 (1)故障现象::车辆行驶过程中，前悬架部位发出不正常的声响，有时甚至车辆的振动也相应增大。 (2)故障原因与排除 ?悬架的安装螺栓、螺母松动。悬架支架总成的上端通过内、外支撑件与车体紧固在一起，当紧固螺栓、螺母松动后，悬架摆动时，悬架支撑件与车体产生相对运动，从而因摩擦出现异响?应按规定力矩拧紧悬架螺栓或螺母。 ?悬架上:端的支柱轴承润滑不良或严重磨损，由于干摩擦而出现异响。应在支柱轴承加注润滑油或更换支柱轴承。 ?稳定杆安装支座松动或衬套损坏，稳定杆的连接球头销磨损严重或转动不灵活，在悬架运动时，稳定杆与其他零件产生摩擦而出现异响。应紧固稳定杆螺栓，更换衬套;若稳定杆球头销磨损，应更换稳定杆总成。 ?悬架螺旋弹簧断裂或安装错位，在悬架工作时，由于碰撞而产生异响。应更换螺旋弹簧。 ?车轮轴承磨损、损坏或车轮螺母松动，使车轮转动时出现左右摆动，并出现异响。应更换午轮轴承、紧固车轮螺母。 ?转向杆系球头销或球头座磨损或损坏。由于球头销和球头座因磨损而松旷，当前轮转向时，在转向杆系的连接处就会产生异响。应更换球头销组件。 2.车辆行驶时，乘坐舒适性变差 (1)故障原因:减振器的性能下降，或轮胎气压不符合规定。 (2)故障排除:首先检查轮胎气压是否符合要求，若轮胎气压过低或过高，应调整至规定标准值，然后再检查减振器的性能。用力向下按压车体，然后快速放开，观察车身的振动情况，若车身振动几次便停下，说明减振性能良好;否则表明减振器性能变差，应更换减振器总成。 (二)主要部件检修 1.前悬架 (1)检查前稳定杆是否损坏或变形，如是应更换。 (2)检查衬套是否损伤或磨损，如是应更换。 (3)检查支柱减振器 (4)检查支柱是否漏油。若发现不良，应更换整个支柱总成。 (5)支柱功能的检查。检查轮胎压力，并调整至规定值。在要检查的 ,4次。每次按压时所用的力应支柱一侧按压车辆前部，使车体上下连续回跳3 相等，按压和回跳时应注意支柱阻力，同时还应注意在松手之后车体要回跳多少次才停下来。用同样的方法检查另一侧的支柱。比较左、右两支柱的阻力和回跳次数，左右两侧支柱的阻力和回跳次数必须相等。如果支柱功能正常，—松手车体就应该停止回跳，或者回跳1,2次后便会停下来。如怀疑车辆有问题，将其与性能良好的车辆或支柱比较。 (6)检查其是否损坏或变形。 (7)检查轴承是否磨损、是否有不正常的噪声或卡住。 (8)检查弹簧座是否变形或有裂纹。 (9)检查限位挡块是否损坏。 (10)检查限位挡块和支柱安装是否变形、磨损或是否有裂纹。 (11)上述检查发现的任何不良零件，都应更换。 (12)检查悬架臂及其托架、转向节臂是否有裂纹、变形或损坏。 (13)检查悬架臂接头转动是否灵活，球节螺栓是否损坏，防尘罩是否 损坏。悬架臂与悬架臂接头不要拆开，若两者之一损坏时应整体更换悬架臂总成。 (14)检查悬架臂衬套是否变形、磨损或老化。 (15)检查轮盘、车轮螺母及轴承 (16)检查各轮盘是否压伤、裂纹和变形。严重损伤的轮盘必须更换。 (17)检查车轮螺母是否紧固，必要时以50,70N?m的力矩拧紧。 (18)检查车轮轴承是否磨损。测量轴承的止推游隙时，先从轮盘上拆去车轮中心罩，然后将一千分表置于轮毂中心，轴承止推游隙极限值为0.4mm。 若测量值超过极限值，应更换轴承。 2.后悬架 (1)螺旋弹簧的检修。检查螺旋弹簧是否有塑性变形或存在裂纹、表面锈蚀等现象。若表面锈蚀应除锈喷漆，弹簧存在塑性变形或其他缺陷时，应更换。 (2)减振器的检修。检查减振器外部筒体是否变形或锈蚀，是否存在漏油，上下端衬套是否磨损、老化或损坏。若减振器漏油，应更换减振器总成;如减振器简体变形、锈蚀，应校正、除锈和重涂漆。用手握住减振器的两端，快速拉动或压缩减振器，压缩阻力应明显小于拉动阻力;否则表明减振器性能不良，应更换。 (3)纵向摆臂的检修。检查摆臂是否变形，摆臂的衬套两端是否存在裂纹、焊缝脱落等缺陷。存在不良，应更换摆臂总成。若摆臂衬套老化或损坏，应更换。 (4)横拉杆的检修。检查横拉杆和衬套是否变形或损坏，若存在缺陷，应更换。 (5)车轮轴承的检查。用手转动后车轮，检查车轮的轴向间隙是否符合标准值。测量轴承的轴向间隙时，用一个千分表安装在后桥半轴的中心，若转动车轮时，轴向间隙大于0.8mm，说明轴承已严重磨损，应更换。 3.钢板弹簧的维修 汽车的钢板弹簧长期使用后容易出现弹性减弱、钢板裂纹或断裂、主片衬套磨损等。对弧高不合乎要求的钢板弹簧，一般应更换。另外，对修理过程中拆散开来的钢板弹簧总成，应逐片进行磁粉或渗透探伤。若发现有疲劳裂纹产生，应更换新片。在换新片时，要选用与原规定的标准长度、宽度、厚度和弧高一致的板簧片。 大修时应更换钢板销衬套，其与钢板销的配合间隙应符合原厂要求。维护时钢板销与衬套配合间隙超过使用限度时，应成对换新。 重新装配钢板弹簧总成之前，应认真清除板簧片污垢和积锈。同时，片间应保持适量石墨润滑脂。该处的润滑脂主要起防腐作用，其次才是润滑作用。润滑作用不要很强，因片间的摩擦力可起消振作用、装配过程中，要按规定数量配齐 -1.0mm，卡子钢板弹簧卡子，而且要求卡子内侧与钢板弹簧两侧的间隙各为0.7套管与钢板弹簧顶面距离为1.0-3.0mm左右，以保证钢板弹簧能自由伸缩。钢板 弹簧卡子上的紧固螺栓应从车内侧向外即朝向轮胎方向穿入，以免当螺母松脱时螺栓在行车过程中脱出刮伤轮胎。装配好的钢板弹簧总成各片中部应紧密贴合，相邻两片在总接触长度的1/4内允许有少许间隙，但不得大于1.2mm。 4.减振器的维修 为了使车架与车身的振动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性和舒适性，汽车悬架系统上一般都装有减震器，目前汽车上广泛采用的是双向作用筒式减震器。影响汽车行驶的平稳性和其它机件的寿命，因此我们应使减震器经常处于良好的工作状态。 双向作用筒式减振器主要的失效是活塞、工作缸筒阀门等磨损，以及各油封或密封垫圈失效。维修时，对无漏油现象的，通常用经验法检验其工作性能:将减振器两端耳环各穿一铁棒，一端用脚踩住，另一端用手上下拉压。压缩时有阻尼力但较小，伸长时阻尼力明显增大，表明工作性能良好。否则工作性能不良。有条件的可在试验台上试验。试验时，在规定强度、规定效率、规定行程下拉压规定次数，拉压阻尼力应分别达到规定值，并在试验完毕平放24h后应无漏油现象。对使用中发现漏油的，可更换密封圈或油封。更换时不要碰伤刃口。对工作性能不良的，应查明原因，若因活塞、缸筒磨损或阀门实效，则一般需换新;若系油脏、阀门堵塞或油量不足，则清洗、换油或添油。添加的油量应符合规定，不要过多或过少。若无现成减振器油，可用50%的22号透平油及50%变压器油混合而成。添加前应用1200-1300孔/cm2的金属网过滤，同时应注意勿让金属屑和棉纱混入。 为了使车架与车身的振动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性和舒适性，汽车悬架系统上一般都装有减震器，目前汽车上广泛采用的是双向作用筒式减震器。影响汽车行驶的平稳性和其它机件的寿命，因此我们应使减震器经常处于良好的工作状态。可用下列方法检验减震器是否工作良好。 (1)使汽车在道路较差的路面上行驶10km后停车，用手摸减震器外壳，如果不够热，说明减震器内部无阻力，减震器不工作。此时，可加入适当的润滑油，在进行实验，若外壳发热，则为减震器内部缺油。应加足油;否则，说明减震器失效。 (2)用力按下保险杠，然后松开，如果汽车有2~3次跳跃，则说明减震器 工作良好。 (3)当汽车缓慢行驶而紧急制动时，若汽车振动比较剧烈，说明减震器有问题。 (4)拆下减震器将其直立，并把下端连接环夹于台钳上，用力拉压减振杆数次，此时应有稳定的阻力，往上拉的阻力应该大于往下压的阻力，如阻力不稳定或没有阻力，可能是减震器内部缺油或阀门零件损坏，应进行修复或更换零件。 七、汽车悬架的故障诊断及案例分析 (一)高级轿车电控空气悬架系统的诊断与维修 1.诊断过程 如果空气悬架警示灯在发动机运转时发亮，则控制组件己检测出电控空气悬架系统中有二个故障。电控空气悬架的诊断与维修过程因汽车的不同而异。应根据汽车制造商的检修中所推荐的步骤进行。下列诊断与维修步骤可应用于有些林肯?大陆牌马克V II牌轿车(Lincoln Continental与Mark V II)上的电控空气悬架系统。当空气悬架警示灯指示出一个系统故障时，可进入下列诊断步骤: (1)确保空气悬架系统开关接通。 (2)接通点火开关5s后再断开。让驾驶员车门开后，而将其他门关闭。 (3)将位于控制组件附近的诊断引线接地，在窗户降下时关闭驾驶员车门。 (4)接通点火开关。警示灯应以每ls1.8次的速度连续闪亮，表示该系统处于诊断模式。 在该诊断步骤中有10个测试。当将驾驶员车门打开后关闭时，控制组件从一个测试转换到下一个测试。诊断步骤中的前三个测试是: 1.后悬架。 2.右前悬架。 3.左前悬架。 在这三个测试过程中，应将每个悬架位置升起3Os、降下3Os，再升起3Os。例如，在第二个测试时，该步骤之后为右后悬架。如果在测试过程中接收到所期望的信号或非法信号，将停止测试，且空气悬架警示灯发亮。如果在前三个测试中所有的信号和命令都正常，警示灯继续以每ls1.8次的速度闪亮。 在进行第4-10个测试时，空气悬架警示灯以测试号码所对应的数字闪亮。例如，在第4个测试时，警示灯闪亮4次后暂停，再闪亮多于4次。当完成第4个测试后闪亮序号是连续的。必须将驾驶员车门打开后关闭才能移至下一次测试。在第4-10个测试中，技师必须倾听且注意各种元件，以检查出反常工作。警示灯只能指示出所进行测试的测试号码。在第4-10个测试中由控制组件所进行的动作如下: 4.将压气机循环切换，使之以每1s0.25圈的速度接通与断开。该动作限于50圈。 5.将放气电磁铁每ls打开并关闭一次。 6.将左前空气阀每ls打开并关闭一次，且将放气电磁铁打开。此时汽车的左前角应该缓慢下降。 7.将右前空气阀每ls打开并关闭一次，且将放气电磁铁打开。此时汽车的右前角会缓慢下降。 8.在此测试时，将右后空气阀每1s打开并关闭一次，且将放气阀打开。此动作应导致汽车的右后角缓接下降。 9.将左后电磁铁每1s打开并关闭一次，且将放气阀打开。此动作应导致汽车左后角缓慢下降。 10.从接地端断开诊断引线，使组件从诊断模式返回至正常工作。如果断开点火开关，或在踩下制动踏板时，也会发生模式改变。 如果在测试顺序进行过程中发现了故障，可以在空气阀或放气阀的绕组及连接导线上进行指定的电路测试，以确定问题发生的原因 (二)载敏调高的后空气悬架系统的维修与诊断 1.平衡高度的调整 应在后轴盖的顶部与车架之间测量平衡高度。在上高度传感器托架的悬挂 孔上有用于调整的长形槽。如果需要调整平衡高度，可松开上高度传感器的悬挂螺栓，将托架向下移动以增加平衡高度，或向上移动以减小平衡高度。 2.诊断 将具有空气悬架测试能力的扫描检测仪连接到行李箱内的测试接口上，以从EVD(电子可变孔)与带载敏调高的后空气悬架结合系统中的控制组件获取故障代码。 将扫描检测仪连接到诊断接口上后，可完成下列测试: (1)Auto/manual diagnostic checks(自动/手动诊断检查)。 (2)Fault code display(故障代码显示) (3)Pinpoint test(精确测试)。 (4)Functional test(功能测试)。 在自动/手动测试过程中，控制组件检查系统元件是否有电路故障。在该电路检查之后，控制组件升起和降下汽车，以测试三个高度传感器的所有状态。高度传感器检查之后为手动测试，当打开每个车门且沿每个方向将转向盘转动约0.5圈时，控制组件监视车门开关。 在完成自动/手动测试之后可得到故障代码。如果在控制组件中没有代码，则显示代码11，表示“system pass”(系统通过)。 在汽车制造商的维修信息中，为每个故障代码提供一种精确测试。这些精确测试为电压表与欧姆表测试，以此能指出故障代码的具体原因。 在自动/手动测试的末尾可使用功能测试，以循环切换故障代码代表的元件。如果精确测试没有指导进入功能测试，绝对不要有该操作。如果没有特殊指导而进入功能测试，会损坏控制组件。制造商的检修手册中提供了详细的测试步骤。 操作带载敏调高的后空气悬架系统，与操作电子可变孔(EVO)转向系统的控制组件相同。在EVO转向系统中，控制件使电动转向泵中的电磁铁工作，使得低速时转动转向盘所需的力较小，而在高速时需更大的转向力。 结语 由模拟结果可以看出，与被动悬架系统相比较，在汽车制动过程中，主动悬架系统使汽车的后轴轴向载荷下降程度大幅度减小，并且使得整个过程中轴向载荷的振荡幅度也相应下降，说明汽车通过主动悬架系统可以有效提高制动能力和制动稳定性，是改善汽车制动性能的一种比较有效的方法。 随着车辆参数及行驶工况的变化，对悬架系统性能的要求是不同的:一方面，为提高悬架系统的行驶平顺性，希望悬架系统的刚度较小，而采用较软的悬架;另一方面，为了提高车辆的行驶安全性和方向的控制，则要求悬架系统的阻尼和刚度都比较大，需要采用较硬的悬架以减少车轮与车身件的相对行程，获得良好的路面附着于支撑。传统的被动式悬架系统的弹性元件的阻尼元件的刚度值和阻尼值是固定的，在汽车行驶过程中无法随着路面状况、载荷和车速等因素的变化而变化。目前，被动悬架系统的潜力已经接近极限，所以有必要设计一种不同于被动悬架系统的新型悬架系统，它可以随汽车行驶状况而自适应的改变其阻尼和刚度参数，具有优良的减震性和操纵稳定性。 主动悬架一般采用闭环控制。所谓闭环控制就是说输出量反过来又对系统的控制作用有直接影响的控制，也就是说对弹簧刚度和减振器阻尼的控制结果，还必须有反馈系统把信息传递给电脑，再有电脑进行分析和修正，以达到最佳的控制效果。 参考文献 [1]余强,郑慕侨. 汽车悬架控制技术的发展. 汽车技术, 1994. 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