汽车液压式主动悬架系统的设计

计算出各气动设备所需的压缩空气流量后，转换成自由空气流量，再计算出空气压缩机的流量。自由空气流量q，忽略温度变化的影响，则Zpqq(5-2) Z pZ0.06180.10133.66m3min式中q、q——分别为压缩空气和自由空气流量(m3min)；Zp、p——分别为压缩空气和自由空气的绝对压力(MPa)；Z自由空气流量是指温度在20C、大气压力为0.1013MPa、相对湿度65%状态下的流量。qkkkq(5-3)c123zmax1.43.665.124m3min式中q ——气动系统的最大总耗气(自由空气)量；zmaxk——漏损系数，考虑元件、管接头及风动工具磨损泄漏，k1.15～ 1 11.5；k——备用系数，考虑系统中增添新气动设备的余量，k1.3～1.6；2k——利用系数，若所有设备同时使用时，k1；3通常情况下，可令kkk1.3～1.5。根据上面计算的p和q选择容量稍大 123 c c的压缩机型号。蓄能器的压力小于10MPa，所以选择输出压力为中压的空气压缩机(1.0MPa～10MPa)。5.3蓄能器的选择气囊式蓄能器，通过上部的充气阀向采用耐油橡胶制成的气囊内充入一定压力的惰性气体，气体的压力决定了蓄能器的压力。当系统的压力高于蓄能器的压力时，压力油经壳体底部的限位阀进入蓄能器，压缩气囊内的气体，蓄能器储存能量；当系统的压力低于蓄能器的压力时，气囊膨胀将压力油通过限位阀输出，蓄能器释放能量。限位阀的作用是防止气囊膨胀时从蓄能器油口处被挤出而损坏。此种蓄能器的气体与液体完全隔开，气囊惯性小、反映灵敏、体积小、质量轻、安装方便，适用于储能和吸收压力冲击，工作压力可达32MPa，是目前应用最广泛的蓄能器之一。蓄能器的功用主要是存储油液的压力能。在液压系统中，当液压泵停止工作时蓄能器可以向系统提供压力油，充当应急能源，使系统在一段时间内维持压力。液压缸下腔容积变化大于上腔容积的变化，所以安装一个体积仅为0.6L大小蓄能器。为了保证系统压力P时，蓄能器还能释放压力油，应取充气压力PP， 2 2对于皮囊式取P(0.6～0.65)P有利于提高其使用寿命。因P4.77MPa，根 2 2据气体状态方程。PVnPVnPVn常数(5-4)11 22则有：P3MPa，P6MPa。 1式中n——为蓄能器工作状态所确定的指数，n1；P——蓄能器的充气压力(MPa)；P——蓄能器的最高工作压力(MPa)；1P——蓄能器的最低工作压力(MPa)；2V——蓄能器的容积(L)；V——最高压力时的气囊容积(L)；1V——最低压力时的气囊容积(L)；2为了减少功率损失，在伺服控制系统中采用一个蓄能器，靠近汽车悬架，并且蓄能器的容积为8L。此蓄能器在系统中还起到空气弹簧的作用。5.4本章小节本章主要介绍了刚度调节机构的组成及工作原理，通过传感器向ECU发送信号，由ECU发出控制指令给空气压缩机和蓄能器排气阀来完成悬架刚度的自动调节功能。还进行了蓄能器及空气压缩机的选择。动力源、电液伺服阀、油液作动器（液压缸）、车身位置传感器等元件在前两章已经介绍。结论本设计通过了解和掌握汽车悬架的发展状况和水平，立足于我国汽车悬架发展的实际情况，设计了一种以伺服阀控制的液压缸为执行元件的液压式主动悬架系统，并对该系统进行了理论分析。从理论上看，所作的工作已达到预期的效果，全文工作和所得结论如下:通过对汽车悬架系统的了解，查找主动悬架相关资料，经过分析和总结，本文设计了液压式主动悬架的结构，并建立了液压伺服系统的理论模型。在液压式主动悬架系统上应用电液伺服阀控制液压油的流向，可以较好的控制液压缸的动作，从而获得理想的车身高度控制效果。由于车身高度控制主要特点是车载变化不影响悬架工作行程，它对车辆性能改进的潜力是与车载变化范围成正比的。因此，这种悬架通常用于一些车载变化较大的重型货车和大型客车，也有些用于高级豪华轿车。应用节流阀，对阻尼孔的控制。可有效的降低车身加速度幅值，悬架动挠度和轮胎动载荷，使汽车行驶平顺险和操作稳定性得到改善。通过蓄能器、空气压缩机、传感器及ECU的协调控制，改变悬架的刚度，改善车辆的各项指标。由于时间与个人能力所限，在设计中同时也遇到很多问题，尤其是节流阀的设计，因没有查到结构参数设计计算公式，只能参照类似阀体结构绘制图形。参考文献陈家瑞.汽车构造(下册)[M].机械工业出版社,2005.段俊法,陈思忠.越野车辆悬架系统的评价研究[J].北京汽车,2005.万钢.轿车悬架技术现状及发展趋势[J].上海汽车,2004.WattonJ,HolfordKM,SurawattanawanP.Theapplicationofaprogrammableservocontrollertostatecontrolanelectrohydraulicactivesuspension[J].Proc.InstnMech.EngrsPartD:J.AutomobileEngineering(S0954-4070),2004,218(12):1367-1377.吴启谊.汽车液压主动悬架系统的设计与仿真[D].华南农业大学,2003.邵瑛.车辆主动悬架控制策略的仿真研究[D].南京农业大学,2003.舒华,姚国平.汽车新技术[M].国防工业出版社,2005:410-414.孟爱红,王良曦,晁志强等.车辆主动悬架液压伺服控制系统设计与仿真[J].液压与气动,2004,(1):14-16.SupavutCh,HueiP.Adaptiverobustforcecontrolforvehicleactivesuspensions.[J].Int.J.Adapt.ControlSignalProcess(S0890-6327),2004,18(2):83-102.许贤良,王传礼.液压传动[M].国防工业出版社,2006:94-138.胡宁.现代汽车底盘构造[M].上海交通大学出版社,2003:153-156.汽车工程手册编委会.《汽车工程手册一设计篇》.人民交通出版社,2001.齐小杰,吴涛，安永东.汽车液压与气压传动[M].机械工业出版社,2005:70-86.王春行.液压控制系统[M].机械工业出版社,1998.周云山,于秀敏.汽车电控系统理论与设计[M].北京理工大学出版社,1999.张利平.液压控制系统及设计[M].化学工业出版社,2006:72-74.李笑,吴冉泉.液压与气压传动[M].国防工业出版社,2006:121-123.YoungEunKoandTaellOh.Motioncontrolofthevehiclewithanactivesuspensionsystem[J].SAEpapers,No.940865.致谢经过半年的忙碌和寻找工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的指导老师朱宝全老师，朱老师以他深厚的理论和专业知识，给予了我们孜孜不倦的指导。他严谨的治学态度使我受益匪浅。虽然朱老师平日里工作繁多，但从毕业设计选题到最后的完成都得到了朱老师的认真指导和亲切关怀。其次，在毕业设计过程中，得到李相龙，赵永祥同学的全力帮助和大力支持，在此对这几位同学，以及本人在大学学习期间，曾经对本人的学习、生活等给予帮助过的领导、老师、同学、朋友表示最诚挚的谢意!最后，感谢我的家人，他们一直对我寄予了很大期望。多年来，为了培养我而付出无数的心血，他们是我坚实的后盾和前进的永久动力。附录主动悬架是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬架。它汇集了力学和电子学的技术知识，是一种比较复杂的高技术装置。例如装置了主动悬架的法国雪铁龙桑蒂雅，该车悬架系统的中枢是一个微电脑，悬架上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较，选择相应的悬架状态。同时，微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件，通过控制减振器内油压的变化产生抽动，从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬架运动。因此，桑蒂雅轿车备有多种驾驶模式选择，驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮，轿车就会自动设置在最佳的悬架状态，以求最好的舒适性能。主动悬架具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬架会产生一个与惯力相对抗的力，减少车身位置的变化。例如德国奔驰2000款Cl型跑车，当车辆拐弯时悬架传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度。电脑根据传感器的信息，与预先设定的临界值进行比较计算，立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬架上，使车身的倾斜减到最小。AppendixActivesuspensionisdevelopedinthelastdecade,anewtypeofcomputer-controlledsuspension.Itbringstogethermechanicsandelectronics,technicalknowledge,isamorecomplexhigh-techdevices.Forexample,theinstallationoftheactivesuspensionoftheFrenchCitroenSangDiya,thehubofthevehiclesuspensionsystemisamicrocomputer,thesuspensionofthe5sensorsweretransmittedtothemicroprocessorspeed,frontwheelbrakepressure,steppingactionoftheacceleratorpedalSpeed,bodyverticalamplitudeandfrequency,thesteeringwheelsteeringangleandspeeddata.Computercontinuouslyreceivesthedataandwithpre-setthresholdtocompare,selecttheappropriatesuspensionstate.Meanwhile,themicrocomputeronlyindependentcontrolofeachwheelontheimplementationofcomponents,bycontrollingthehydraulicshockabsorberofchangesinthetwitch,sothatitcanatanytime,anywheelthatmeetstherequirementsofthesuspensionmovement.Therefore,SangDiyawiderangeofcarsdrivingmodeselection,aslongasthedriversintheviceonthedashboardpulledthe"normal"or"sport"button,thecarwillautomaticallysetthebestsuspensioninthestate,inordertoThebestcomfort.Activesuspensioncontrolofbodymovementswiththe