车身高度调节系统

1、车身高度调节系统 车辆工程 来翔 车身高度调节系统 (通过控制气体弹簧的 充气或放气来调节车身 高度） 悬架单元控制单元传感器 悬架单元 目前车身高度调节系统有可调空气悬架系 统和可调油气悬架系统两种。他们都是气体弹 簧。气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩 气体，利用气体可压缩性实现弹簧的作用。气 体弹簧的特点是，作用在弹簧上的载荷增加时， 容器中气压升高，弹簧刚度增大；反之，当载 荷减小时，气压下降，刚度减小。气体弹簧具 有理想的变刚度特性。前者以空气弹簧作为弹 性元件，后者以油气弹簧作为压缩元件。 空气弹簧 空气弹簧分为囊式和膜式两种。 囊式空气弹簧由夹有帘线的橡胶气囊和 密闭在其中的压

2、缩空气所组成。气囊有单 节和多节式，节数越多，弹性越好，但密 封性越差。 膜式空气弹簧的密闭气囊由橡胶膜片和 金属压制件组成。与囊式相比，其刚度较 小，车身自然振动频率较低；尺寸较小， 在车上便于布置，故多用在轿车上。 油气弹簧 油气弹簧一般以惰性气体氮为弹性介质， 用油液作为传力介质，由气体弹簧和相当 于减振器的液压缸组成。 缓冲限位块 空气悬架系统中缓冲限位块的安装形式有两 种，一种为安装在空气弹簧的盖板或底座上， 另一种为安装在空气弹簧以外的车架或车桥 上。缓冲块的作用是避免车架和车桥或导向 杆件之间的刚性冲击。在车辆行驶过程中， 缓冲块经常受到间断性的冲击压缩，因此， 缓冲块应具有足够

3、的强度且内部应力分布要 均匀。当空气弹簧漏气或气囊损坏时，缓冲 块起到橡胶弹簧的作用，驾驶员可低速将汽 车开到维修站进行修理。 车高传感器 高度控制传感器安装在前后左右四个悬架 附近。它的作用是检测车身高度( 汽车悬架 装置的位移量) , 并将它转化成电子信号, 输 入控制装置。 车高控制系统组成的电控空气悬架系统 根据传感器采集的汽车行驶状态和驾驶员选择 的控制模式状态信息， 由电子控制装置控制执 行装置，通过调节空气弹簧主、副气室之间的 通道面积，实现悬架刚度在低、中、高之间进 行自动调节；通过调节减振器阻尼孔大小，实 现悬架阻尼力在软、中、硬之间进行自动调节， 从而使悬架刚度和阻尼最优配

4、合，抑制车身姿 态变化，使汽车获得良好的操作稳定性和乘坐 舒适性。另外，通过控制空气压缩机、高度控 制电磁阀和排气阀，使弹簧压缩或伸长，以此 来改变车辆的高度，从而达到减振的效果。 空气弹簧非独立悬架 油气弹簧非独立悬架 雷克萨斯LS400 LS400车高控制原理图 LS400高度控制阀控制电路 当车身高度传感器检测到车身高度需要上升时, 迅速将信号送给悬架ECU, 悬架ECU 立即做出 反应。一方面从ECU 的送出一个信号, 使1 号高 度控制继电器接通, 1 号高度控制继电器触点闭 合, 压缩机控制电路接通产生压缩空气，另一方 面给高度控制阀的电磁阀线圈通电, 使高度控制 阀打开, 将压缩

5、空气引向空气弹簧, 从而使车身 高度升高( 电路图如图10 所示) 。当车身高度传 感器检测到车身高度需要下降时, 迅速将信号送 给悬架ECU , 悬架ECU 立即做出反应。不仅给 高度控制阀的电磁阀线圈通电, 使高度控制阀打 开, 而且还给排气阀的电磁阀线圈通电, 使排气 阀打开, 将空气弹簧中的压缩空气排到大气中, 从而使车身高度降低。 优点 (1)电控空气悬架的刚度低，刚度特性为非线性 且可调节。刚度随车辆的载荷变化而变化，不 论空载或满载，悬架的固有频率基本保持不变。 当车身姿态急剧变化时，可以使弹簧变硬，以 抑制车身姿态的变化。而且，电控空气悬架可 降低车辆的固有频率，行驶平顺性好，

6、乘坐舒 适性较好。 (2)电控空气悬架的高度可调。不论负载多少、 装载质量是否分布均匀，车身均可保持在一恒 定高度；也可根据需要，直接操纵高度控制阀， 抬高或降低车身高度，适应不同的车身要求， 提高车辆的通过性。 优点 (3)电控空气悬架的缓冲减振性能较好。不平 路面对车架引起的冲击载荷与应力减小，对 轮胎的冲击载荷减小，对路面本身的冲击压 载也减小，所以其能延长车架和轮胎的使用 寿命，在一定程度上也保养了路面，降低公 路的维修费用。 (4)电控空气悬架的质量相对较小。空气弹簧 单位质量储能量较高，与钢板弹簧、螺旋弹 簧、扭杆弹簧、橡胶弹簧等相比，可用相对 较小的质量来获得较大的能量，从而减小

7、车 辆自身的质量。 LS400 可以根据车身加速度传感器信号、车身水平位置信号、系 统压力等信号量，通过CAN总线传送给主控制单元，经过 运算处理后，发送指令给水平控制单元，经分配阀分配后， 控制各减振器的空气弹簧，实现自动调节车身高度。 1)高速感应控制。车速超过90kmh时，降低车身高度， 以减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性。 2)连续差路面行驶控制。车速在4090kmh时，提高 车身高度，以提高汽车的通过性。 3)点火开关0FF控制。驻车时，当点火开关关闭后，降低 车身高度，便于乘客的乘坐。 4)自动高度控制。当乘客和载质量变化时，保持车身高度 恒定。 参考文献 1.侯谭刚.雷克萨斯LS400 EAS 车身高度控制.高校理科研究，82-84 2.喻凡，林逸.车辆系统动力学，190-191 3.张明，顾江，王秀梅，许石伟，赵世颖等.汽车构造课件