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（答辩稿）纳米磁性液体轻型汽车电子控制悬架设计（CAD图纸+DOC论文）

纳米磁性液体轻型汽车电子控制悬架设计摘要性受到损失。.采用主动悬挂系统，因不必兼顾正常行驶时汽车的乘坐舒适性，可将汽车悬挂抗侧倾抗纵摆的刚度设计得较大，因而提高了汽车的操纵稳定性，即汽车的行驶安全性得以提高。.先进的主动悬挂系统，还能保证在车轮行驶中碰抵砖石之类的障碍物时，悬挂系统在瞬时将车轮提起，避开障碍行进，因而汽车的通过性也得以提高。.汽车载荷发生变化时，主动悬挂系统能自动维持车身高度不变。在各轮悬挂单独控制的情况下，还能保证汽车在凸凹不平的道路上行驶时车身稳定。.普通悬挂在汽车制动时，车头向下俯冲。而装有些主动悬挂系统的汽车，如沃尔沃型小轿车却不存在这种情况。制动时，该车尾部下倾，因而可以充分利用后轮与地面间的附着条件，加速制动过程，缩短制动距离。.装有些主动悬挂系统的汽车在转向时，车身不但不向外倾斜，反而向内倾斜，从而有利于转向时的操纵稳定性。.主动悬挂可使车轮与地面保持良好接触，即车轮跳离地面的倾向减小，保持与地面垂直，因而可提高车轮与地面间的附着力，使车轮与地面间相对滑动的倾向减小，汽车抗侧滑的能力得以提高。轮胎的磨损也得以减轻，转向时车速可以提高。.在所有载荷工况下，由于车身高度不变，保证了车轮可全行程跳动。而传统的被动悬挂系统中，当汽车载荷增大时，由于车身高度的下降，车轮跳动行程减少，为不发生运动干涉，不得不把重载时的悬挂刚度设计得偏高，因而轻载时的平顺性受到损失。而主动悬挂系统则无此问题。汽车电控悬架系统的基本工作原理电子控制悬架系统由传感器与开关控制单元执行元件等电子器件组成。传感器和开关将路面输入的模拟信号转换为数字信号传送给控制单元，控制单元将传感器输入的电信号进行分析处理后输出控制信号给执行元件，执行元件的机械动作改变减振器的阻尼和弹簧的刚度。工作原理如图。主动悬架系统的基本工作原理是传感器将采集的反映悬架振动的信号传给控制器，控制器控制主动悬架的力发生器，产生控制力控制车身的振动，从而大大提高了车辆的平顺性等性能。图电控悬架系统基本工作原理半主动悬架系统基本工作原理是用可调弹簧或可调阻尼元件组成悬架，并根据悬架的振动响应等反馈信号，按照定的调节规律调节车辆悬架系统的刚度或阻尼状态，提高车辆的行驶平顺性和安全性。第章汽车悬架的结构选型与分析.悬架的设计要求悬架的主要功能是传递作用在车轮和车架或车身之间的切力和力矩，并缓和汽车行驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求通过合理设计悬架的弹性特性及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性，即具有较低的振动频率较小的振动加速度值和合适的减振性能，并能避免在悬架的压缩或伸张行程极限点发生硬冲击，同时还要保证轮胎具有足够的接地能力合理设计导向机构，以确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩的可靠传递，保证车轮跳动时车轮定位参数的变化不会过大，并且能满足汽车具有良好的操纵稳定性的要求导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调，避免发生运动干涉，否则可能引发转向轮摆振侧倾中心及纵倾中心位置恰当，汽车转向时具有抗侧倾能力，汽车制动和加速时能保持车身的稳定，避免发生汽车在制动和加速时车身纵倾悬架构件的质量要小尤其是非悬挂部分的质量要尽量小所有零部件应具有足够的强度和使用寿命制造成本低便于维修保养。.悬架的结构形式分析悬架结构形式的分类悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是，左右车轮用根整体轴连接，再经过悬架与车架或车身连接独立悬架的结构特点是，左右车轮通过各自的悬架与车架或车身连接。图图悬架的结构形式简图非独立悬架独立悬架以纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度特别是前悬架，使之刚度较大，所以汽车平顺性较差簧下质量大在不平路面上行驶时，左右车轮相互影响，并使车轴桥和车身倾斜当两侧车轮不同步跳动时，车轮会左右摇摆使前轮容易产生败阵前轮跳动时，悬架易于转向传动机构产生运动干涉当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有侧车轮跳动时，不仅车轮外倾角有变化，还会产生不利的轴转向特性汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性车轴桥上方要求有与弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用在总质量大些的商用车前后悬架以及些乘用车的后悬架上。非独立悬架主要用于货车大客车的前后悬架以及些轿车的后悬架。独立悬架的优点是簧下质量小悬架占用的空间小弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车的行驶平顺性由于采纳米磁性液体轻型汽车电子控制悬架设计摘要纳米,磁性,液体,轻型,汽车,电子,控制,节制,悬架,设计,毕业设计,全套,图纸前言悬架是连接车架和车桥之间切传动连接装置的总称。它主要由弹簧如钢板弹簧螺旋弹簧扭杆弹簧等减振器和导向机构等组成。当汽车在不同的路面上行驶时，由于悬架系统实现了车身和车轮之间的弹性支撑，有效地降低了车身与车轮的振动，从而改变了汽车行驶的平顺性和操纵稳定性。同时，它也引起在汽车起步制动转向时车身的俯仰点头和侧倾等现象，影响汽车的平顺性和操纵稳定性。随着人类生活水平的提高，人们对汽车舒适性的要求也越来越高。传统的汽车悬架般具有固定的弹簧刚度和减振阻尼力，它只能保证在种特定的道路状态和速度下达到性能最优，因而不能同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求。例如降低弹簧刚度，平顺性会更好，乘坐更舒适，但会使操纵稳定性变差相反，增加弹簧刚度虽可提高操纵稳定性，但会使车辆对路面不平度更敏感，平顺性降低。因此，理想的悬架系统应在不同的行驶条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼力，以同时满足平顺性与操纵稳定性的要求。伴随电子技术测控技术机械动力学等的快速发展，使得车辆悬架系统由传统被动隔振发展到振动主动控制。特别是信息科学中对最优控制自适应控制模糊控制人工神经网络等的研究，使悬架系统电子控制技术在现代控制理论指导下更趋完善，同时已开始应用于车辆悬架系统的振动控制，使电子控制悬架系统振动控制技术得以快速发展。世纪年代以来，在汽车电子技术以及告诉公路发展的同时，各汽车公司相继开发了电子控制悬架系统等提高汽车舒适性的电子控制系统。电控悬架系统能够保证汽车行驶平顺性缓和不平路面的冲击吸收振动的能量并减小汽车的振动，大大提高了汽车行驶平顺性。通过对汽车电控系统的建模来分析汽车在行驶中虽受到的动力学分析，找到控制的关键因素，从而改善和提升汽车的行驶平顺性。第章汽车电控悬架系统的国内外发展情况分析.研究电控悬架系统的意义悬架是车辆的重要组成部分，其主要功能是柔性的连接车身与车轮，并传递作用在车轮与车身之间的力和力矩，并具有良好的缓冲减振能力，以降低由于路面不平传递给车架或车身的冲击载荷，衰减振动能量，从而保证汽车的行驶平顺性。悬架系统设计对车辆的总体性能有着重要影响。因此，设计性能优越的悬架，对提高汽车的性能至关重要，这也成为汽车工程领域内研究的热点之。为了满足现代汽车对悬架提出的各种性能要求，悬架的结构形式直在不断地更新和完善，尽管这样，传统的被动悬架仍然受到很多限制，主要是难于同时改善在不平路面上高速行驶车辆的稳定性和行驶平顺性，即使采用优化设计也只能保证悬架在特定的激励发生变化后，悬架的性能亦随之发生变化，汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求。般行驶时需要柔软点的悬架以求舒适感，当急转弯及制动时又需要硬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样的。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。为了克服传统的被动悬架对汽车性能改善的限制，在电子技术发展的带动下，工程师设计出种可以在定范围内调整的电子控制悬架来满足这种需求，这种悬架称为电控悬架。如今的汽车可变底盘系统按控制类型可以分为三大类，空气悬架系统液压调控悬架系统和电控磁性液体悬架系统。.空气悬架系统与传统钢制汽车悬挂系统相比较，空气悬挂具有很多优势，最重要的点就是弹簧的弹性系数也就是弹簧的软硬能根据需要自动调节。例如，高速行驶时悬挂可以变硬，以提高车身稳定性，长时间低速行驶时，控制单元会认为正在经过颠簸路面，以悬挂变软来提高减震舒适性。另外，车轮受到地面冲击产生的加速度也是空气弹簧自动调节时考虑的参数之。例如高速过弯时，外侧车轮的空气弹簧和减震器就会自动变硬，以减小车身的侧倾，在紧急制动时电子模块也会对前轮的弹簧和减震器硬度进行加强以减小车身的惯性前倾。因此，装有空气弹簧的车型比其它汽车拥有更高的操控极限和舒适度。.液压调控悬架系统内置式电子液压集成模块是系统的枢纽部分，可根据车速减振器伸缩频率和伸缩程度的数据信息，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，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。通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降，也就是根据车速和路况自动调整离地间隙，从而提高汽车的平顺性和操纵稳定性。.电控磁性液体悬架系统利用电磁反应的种新型独立悬挂系统，它可以针对路面情况，在毫秒时间内作出反应，抑制振动，保持车身稳定，特别是在车速很高又突遇障碍时更能显出它的优势。它的反应速度比传统的悬挂快倍，即使是在最颠簸的路面，也能保证车辆平稳行驶。电磁悬挂系统是由车载控