（毕业设计图纸全套）纳米磁性液体轻型汽车电子控制悬架设计（含说明书）

悬架的组成及各部件作用悬架作为个完整的系统主要包括四大部分弹性元件作用是避免道路冲击力直接传到车架车身并缓和冲击力。

用于悬架的弹性元件主要有.钢板弹簧，大多用于非独立悬架.螺旋弹簧，广泛用于独立悬架，特别是前轮独立悬架，有些后轮非独立悬架，必须加减振器和导向机构.扭杆弹簧，扭杆本身扭转刚度是常数，但采用扭杆弹簧的悬架是变刚度的.气体弹簧，变刚度弹簧，般要导向机构.橡胶弹簧，多作悬架副簧和缓冲块。

减振器作用是加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性。

用于悬架的减振器有以下几种.油液式双向作用筒式减振器，在压缩和伸张两行程内部起减振作用.油液式单向作用筒式减振器，仅在伸张行程起减振作用.油气充气式减振器.阻尼可调式减振器，当悬架系统参数变化时，减振器阻力也随之变化。

导向机构作用是作传力机构的同时，使车轮按照定的轨迹相对于车架和车身跳动，起导向作用。

横向稳定器作用是安装于多数轿车和客车上，目的是为了防止汽车转向时，发生过大的横向倾斜。

.悬架方案的选择本次设计采用麦弗逊式悬架。

麦克弗逊悬架是以福特汽车公司的工程师.的名字命名的。

典型的结构如图所示。

麦弗逊悬架相对双横臂悬架而言，它不仅简化了结构，减小了质量，还节省了空间，降低了制造成本，并且几乎不占用横向空间，有利于车身前部地板的构造和发动机布置，这点在用于紧凑型轿车的前悬架时，具有无可比拟的优势。

麦弗逊悬架的另外些优点包括铰接点的数目较少上下铰点与车轮接地点之间的距离较小，这对减小铰点处的受力有利弹簧行程较大另外，当车轮跳动时，其轮距前束及车轮外倾角等均改变不大，减轻了轮胎的磨损，也使汽车具有良好的行驶稳定性。

图麦克弗逊式前悬架结构简图麦弗逊悬架的缺点是由于自由度减少，悬架运动特性的可设计性不如双横臂悬架振动通过上支承点传递给汽车头部，需采取相应措施隔离振动噪声减振器的活塞杆与导向套之间存在摩擦力，使得悬架的动刚度增加，弹性特性变差，小位移时这影响更加显著对轮胎的不平衡较敏感减振器紧贴车轮布置，其间空间很小，有些情况下不便于采用宽胎或加装防滑链。

纵置板簧式非独立悬架的优点由于钢板弹簧本身可兼起导向机构的作用，并有定的减振作用，使得悬架的结构大为简化。

因而在非独立悬架中大多数采用钢板弹簧作为弹性元件。

结合本设计是研究轻型货车，在后悬架的选择时，对舒适性的要求不高，结构简单易于布置，故后悬架采用纵置板簧式非独立悬架。

如图图纵置钢板弹簧非独立悬架结构简图第章悬架的设计计算.影响悬架平顺性的参数确定悬架设计的主要目的之是确保汽车具有良好的行驶平顺性。

汽车行驶时振动越剧烈，则平顺性越差。

．平顺性评价指标规定，当振动波形峰值系数时，用加速度的加权均方根值来评价振动对人体舒适性和健康的影响。

评价时采用人体坐姿受振模型，如图，不仅考虑座椅支撑面处输入点个方向的线振动，还考虑该点个方向的角振动及座椅靠背和脚支撑面两个输入点各个方向的线振动，共个输入点个轴向的振动。

对于每个轴向的振动，其加权加速度均方根值可由下式得到式式中振动加速度功率谱密度函数，可由加速度时间历程得到考虑人体对不同频率振动的敏感程度不同而引入的频率加权函数。

图人体坐姿受振模型考虑到不同输入点不同轴向的振动对人体影响的差异，总的加权加速度均方根值可求出为式式中用式求出的各轴向振动加速度均方根值各轴向加权系数。

总的加权加速度均方根值与人体主观感觉之间的对应关系如表表加权加速度均方根值与人途主观感觉之间的关系加权加速度均方根值人体主观感觉极不舒适汽车的振动输出由道路激励输入和汽车对振动的传递特性共同决定。

路面不平度可以用道路功率谱表征，其中为空间频率，是路面不平度波长的倒数。

当汽车以车速驶过给定的路面时，道路激励的时间功率谱可表述为式式中路面不平度系数，时间频率，。

大量的研究和实践结果表明，对平顺性影响最为显著的三个悬架特性参数为悬架的弹性特性阻尼特性以及非悬挂质量。

．悬架的弹性特性和工作行程对于大多数汽车而言，其悬挂质量分配系数，因而可以近似地认为，即前后桥上方车身部分的集中质量的垂向振动是相互独立的纳米磁性液体轻型汽车电子控制悬架设计摘要系。

温度提高，微粒热运动加剧，磁化到饱和状态所要求的外加磁场强度就越大。

图磁性液体的磁化曲线光学特性在外加磁场的作用下，磁性液体中的磁性微粒有序排列。

当光线通过几十微米厚的磁性液体薄膜时，会产生双折射现象。

结果是，尽管磁性液体是黑色的，但光线却可以通过。

光线通过磁性液体薄膜，还会出现二色性现象和衍射现象，且相对于磁场方向表现出各向异性。

此外，超声波在磁性液体中传播，其速度和衰减程度也和外加磁场有关，同时相对于磁场方向也表现出各向异性。

在交变磁场中，磁性液体还会有磁导率频散磁粘滞等现象。

流变特性在外磁场的作用下，磁性液体内的总压力增大，其增大的程度与磁化强度和磁场强度密切相关。

也就是说，磁场能量转变为磁性液体的压力能。

其结果是使原来沉浸在磁性液体中的高密度非磁性物体“漂浮”起来。

还有磁性液体的粘度可以由外加磁场的强弱来控制，随着磁场强度的提高，磁性液体粘度可增大倍以上。

分析认为，这是因为外加磁场的作用使分散的磁性粒子流动阻力增加所致。

在磁场强度不为零的条件下，因磁性粒子的转动，使得磁流体滑动的速度受到阻碍。

因而磁流体的粘度随之增加，其大小与磁场的强度有关。

.纳米磁性液体在国内外的发展状况及应用纳米磁性液体是年美国宇航局为解决太空人宇航服头盔转动密封问题由研究成功的。

纳米磁性液体是种新型的复合材料也是种新型的功能材料，它具有独特的性质，开拓了新的应用领域，许多过去无法解决的问题，由于纳米磁性液体的出现便迎刃而解，因此在航空航天化工环保仪器仪表医疗卫生印刷制造等领域获得了广泛应用。

磁性液体的发展按纳米级被利用的时间顺序及特性可以分成三个阶段。

年代初，第代铁磁性液体问世。

年代第二代金属性磁性液体出现。

进入年代日本研制出第三代氮化铁磁性液体。

第代铁氧体磁性液体问世解决了纳米磁性液体材料的有无问题，第二代金属磁性液体的出现把磁性能提的更高，第三代氮化铁磁性液体既具有良好的抗腐蚀性能具有较高的磁性能。

到目前为止，人们对磁性液体材料的应用已经开拓出许多领域。

减振是“磁性液体”技术最实际的种应用方式，许多名牌赛车或者高级轿车，车的震动吸收器里就有“磁性液体”。

电子设备能使“磁性液体”产生每秒数千次“僵硬”“还原”过程，从而能有效地减轻车身震动，乘坐这种车，比乘坐其他车要平稳舒适许多。

磁性液体阻尼减震器是近几年出现的种智能型减震器，它以磁性液体作为阻尼介质。

这种减震器具有结构简单控制应力范围大响应速度快不存在老化疲劳现象和功耗低等优点，有取代传统型减震器的发展趋势。

.研究内容在车辆系统中起主要减振作用的是悬架系统。

悬架系统起到弹性连接车身车轮缓和路面传给车身的冲击衰减由此引起的车辆系统的振动和保证车辆乘坐舒适性的作用。

提高汽车舒适性就必须限制汽车车身的加速度而保证安全性，就需要把悬架的变形限制在很小的范围内。

传统的被动悬架结构简单参数固定，不能根据路面的要求进行调节，从而不能满足良好的平顺性和稳定性要求。

近年来，主动悬架可以通过动力装置，根据设计者所希望的目标及预定的模糊控制策略来改变悬架的特性，同时满足乘坐的舒适性和安全性。

纳米磁性液体电控悬架要求在原车弹性元件及导向机构不变的条件下配以纳米磁性液体可调阻尼减振器，并以单片机为主控制器件，使用加速度传感器和电荷放大器，通过采集车身地板处的振动加速度信号，根据模糊逻辑推理的控制策略，计算相应的减振阻尼力，然后发出控制指令驱动减振器中的控制阀连续转动，以产生实际要求的阻尼力，达到最佳减振效果。

在此基础上，并可推广至各类汽车上，应用前景广阔。

第章汽车电控悬架系统的结构及工作原理.汽车悬架系统汽车悬架系统的作用及组成汽车悬架最主要的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。

为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。

采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量即簧载质量非悬挂质量即非簧载质量和弹簧弹性元件组成的振动系统，承受来自不平路面空气动力及传动系发动机的激励。

为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器。

汽车悬挂尽管有各种不同的结构形式，但般都是由弹性元件减振器和导向机构三部分组成。

如图图汽车悬架组成示意图.弹性元件.纵向推力杆.减振器.横向稳定器.横向推力杆此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。

导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后