奥迪A6电控悬架的结构及工作原理。

A6L哥好像不是电子悬架吧?A6L 4.2如果是,是,但是量太少。

A8L是空气悬架。可以的话可以写这个。

但能改变的悬挂都是主动悬挂。

我也主修汽车。来吧,拿你的文凭。

与目前大部分汽车使用的传统的定高螺旋弹簧悬架系统相比,空气悬架系统可以根据不同的路面起伏情况增减底盘高度,使车辆满足各种路况下的行驶需要。出于这种设计目的,空气悬架系统多用于经常在恶劣路况下行驶的越野车,以保证车辆能够顺利通过泥泞、涉水、碎石等路面。空气悬架系统是一个非常先进实用的配置,但是非常脆弱。由于该系统结构复杂,其失效的概率和频率远高于螺旋弹簧悬挂系统。但如果用空气作为“推进动力”来调节底盘的高度,减震器的密封性能还需要进一步提高。如果空气减震器泄漏,整个系统将处于“瘫痪”状态。而且如果频繁调整底盘高度,可能会造成气泵系统局部过热,大大缩短气泵的使用寿命。

主动悬架

主动悬架是根据汽车的运动状态和路面状态,适时调整悬架的刚度和阻尼,使其处于最佳减振状态。它是给被动悬架(弹性元件、减震器和导向装置)增加一个可控力的装置。它通常由四部分组成:执行机构、测量系统、反馈控制系统和能量系统。执行机构的作用是执行控制系统的指令,一般是发电机或力矩发生器(液压缸、气缸、伺服电机、电磁铁等。).测量系统的作用是测量系统的各种状态,为控制系统提供依据,包括各种传感器。控制系统的功能是处理数据和发出各种控制指令,其核心部件是电子计算机。能量系统的作用是为上述各部分提供能量。

主动悬架系统可以根据车身高度、车速、转向角度和速度、制动等信号,由电子控制单元(ECU)控制悬架执行器。,使悬架系统的刚度、减震器的阻尼力、车身高度等参数可以改变,从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。

主动悬架系统是近十年来发展起来的一种由计算机控制的新型悬架系统。它融合了机械和电子的技术知识,是一个比较复杂的高科技装置,比如法国雪铁龙桑迪亚就安装了主动悬挂系统。车辆悬挂系统的中心是微型计算机。悬架系统上的五种传感器将车速、前轮制动压力、踩油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅和频率、方向盘角度和转向速度等数据传输给微型计算机,计算机不断接收这些数据并与预设的临界值进行比较,选择相应的悬架系统状态。同时微电脑独立控制每个车轮上的执行器,通过控制减震器内油压的变化来进行抽搐。因此,桑迪亚汽车配备了多种驾驶模式。只要驾驶员拉动辅助仪表板上的“正常”或“运动”按钮,汽车就会自动设置在最佳的悬挂系统状态,以获得最佳的舒适性能。主动悬架系统具有控制车身运动的功能。当汽车刹车或转弯的惯性使弹簧变形时,主动悬架系统会产生一个与惯性力相反的力,减少车身位置的变化。比如悬挂系统的传感器会在汽车转弯的时候立刻检测到车身的倾斜度和横向加速度。计算机会根据传感器的信息,与预先设定的临界值进行比较计算,立即决定在哪里给悬挂系统增加多少载荷,从而使车身的倾斜度最小。

(1)主动空气悬架系统的工作原理

图4是丰田Soara豪华轿车电控主动空气悬架系统的结构图。主要由空气压缩机、干燥器、空气电磁阀、车身高度传感器、带减震器的空气弹簧、悬架控制执行器、悬架控制选择开关和电子控制单元组成。空气压缩机由DC电机驱动形成压缩空气,经干燥器干燥后,由空气管路通过空气电磁阀送入空气弹簧的主气室。当需要举升车身时,电控单元控制空气电磁阀,使压缩空气进入空气弹簧的主气室(见图5(b)),使空气弹簧伸长,车身被举升;当车身需要下降时,电控单元控制电磁阀将空气弹簧主气室中的压缩空气排到大气中(见图5(a)),空气弹簧压缩,车身下降。空气弹簧的主副气室之间有连通宽度,空气弹簧的上部装有悬架控制致动器(图中未示出)。电子控制单元根据各传感器输出信号控制悬架执行器,一方面改变空气弹簧主气室和副气室之间的连通阀,改变主气室和副气室之间的气体流量,从而改变悬架弹簧的刚度;另一方面,致动器驱动减震器的阻尼力调节杆,使得减震器的阻尼力也改变。

丰田Soara轿车的主动空气悬架系统中,车高、弹簧刚度和减震器阻尼力可以同时控制,各取三个值,由电控单元根据当前工况和驾驶员选择的控制模式确定。驾驶员可以随意选择四种自动控制模式,即控制车身高度的“正常值自动控制”和“高值自动控制”,控制减震器弹簧刚度和阻尼力的“正常值自动控制”和“高速自动控制”。具体控制内容如下:

1.由减震器的弹簧刚度/阻尼力控制

(1)防反冲:通过传感器检测油门踏板的移动速度和位移。当车速低于20km/h且加速度较大(突然起步加速)时,ECU会通过执行器将减震器的弹簧刚度和阻尼力调整到较高值,从而抵抗汽车起步时车身的反冲。如果此时驾驶员选择“正常值自动控制”状态,减震器的弹簧刚度和阻尼力由软到硬调整;如果此时驾驶员选择了“高速自动控制”状态,那么刚度和阻尼力会从中调到硬。

(2)防侧倾:安装在转向轴上的光电转向传感器检测方向盘的工作状态。急转弯时,ECU通过执行器将减震器的弹簧刚度和阻尼力转换为高(硬)值,以抵抗车身侧倾。

(3)抗“点头”:当车速高于60 km/h时,进行紧急制动,ECU通过执行器将减震器的弹簧刚度和阻尼力调整到高(硬)值,与驾驶员选择的控制状态无关,以抵抗车身前部的下垂。

(4)高速感应:当车速大于110km/h时,系统会将减震器的弹簧刚度和阻尼力调整到中间值,从而提高高速时的操控稳定性。即使驾驶员选择了“正常值自动控制”状态(刚度和阻尼处于低和软值),系统也会将刚度和阻尼力调整到中间值。

(5)前后关联控制:当车速在30-80 km/h范围内时,如果前轮高度传感器检测到路面有小的凹凸不平(例如前轮通过混凝土路面的接缝等。),系统会在后轮过颠簸之前,将弹簧刚度和减震器的阻尼力调整到一个低(软)值,从而提高汽车的乘坐舒适性。此时,即使驾驶员选择高速行驶状态(刚度和阻尼力为中间值),系统仍会将刚度和阻尼力调整为低(软)值。为了不影响高速时的操纵稳定性,这个动作只在车速低于80 km/h时发生。

(6)路面不良、俯仰、振动感应:当车速在40-100km/h范围内,前轮高度传感器检测到路面有较大颠簸时(例如车辆通过破损的铺装路面等。),系统会将减震器的弹簧刚度和阻尼力调整到中间值,以抑制车身的前后颠簸、振动等较大的运动,从而提高车辆的乘坐舒适性和通过性,而不管驾驶者的选择。

当车速高于100km/h时,系统会将刚度和阻尼力调整到高(硬)值。

(7)正常行驶的良好路面:减震器的弹簧刚度和阻尼力由驾驶员选择,处于“正常值自动控制”状态,刚度和阻尼力处于低(软)值;“高速自动控制”状态下,刚度和阻尼力是中间值。

2.车身高度控制

汽车高度信号由左右前轮和左后轮的三个车身高度传感器发出,ECU发出指令调整车身高度。

(l)高速诱导:当车速高于90 km/h时,将车身高度降低一级,以减少风阻,提高行驶稳定性。如果驾驶员选择“正常值自动控制”状态,车体高度值由中间值(标准值)调整为低值;如果驾驶员选择“高值自动控制”状态,车辆高度将从高值调整到中间值(标准值)。当车速为60km/h时,车高恢复到原始状态。

(2)连续不良路面感应:当汽车在不良路面上连续行驶,且车高信号变化较大超过2.5s,并超过规定值时,车高会增加一个等级,这样来自路面的突然提升感会减弱,汽车的通过性能会得到改善。

当路面连续断道,车速大于4 km/h小于90km/h时,无论驾驶员选择何种控制状态,都会将汽车抬高到一个较高的数值,以降低路面不平度,保证足够的离地间隙,提高乘坐舒适性。

当车速小于4公里/小时时,车辆高度完全由驾驶员选择。选择“正常值自动控制”时,车高为中间值(标准值);当选择“高值自动控制”时,车辆高度高。

在连续不良路面上,当车速高于90km/h时,无论驾驶员选择何种控制状态,车高都会调整到中间值,以避免过高的车身对高速行驶稳定性的不利影响。

此外,它还具有停车时控制高度的功能。当汽车处于停车状态时,为了平衡车身外观,保持良好的停车姿势,点火开关关闭后,ECU会发出指令,使车身高度保持在正常模式的低状态。

(2)主动油气弹簧悬架系统的工作原理

油气弹簧以气体(通常为惰性气体-氮气)为弹性介质,以油为传力介质。一般由气弹簧和相当于液压减震器的液压缸组成。刚度特性通过油压缩气室中的空气实现,可变阻尼特性通过电磁阀控制油路中的节流孔实现。图6是雪铁龙XM轿车主动油气弹簧悬架的布置图。从图中可以看出,它有五个传感器用于基本驾驶条件。

其中,方向盘转角传感器安装在转向柱上,通过方向盘转角信号间接将汽车转向程度(速度和大小)的信息发送给微机。

加速度传感器实际上是一个与油门踏板相连的油门动作传感器,间接将加速动作信号发送给微机。制动压力传感器安装在制动管路中。刹车时,它向微机发出一个阶跃信号表示刹车,使微机产生一个抑制“点头”的信号输出。

速度传感器安装在车轮上,发出与转速成比例的脉冲。微机可以利用它和方向盘转角信号计算出车身的侧倾程度。

车身位移传感器安装在车身与车轴之间,用于测量车身与车轴的相对高度。其变化的频率和幅度可以反映车身的乘坐舒适性信息,也用于自动高度调节。

该系统的工作原理如图7所示。在图7中,电磁阀7在微型计算机的指令下向右移动,从而连接压力油路并向左移动辅助液压阀8的阀芯。中间油气室9与主油气室相通,增加了总气室容积,降低了气压,从而降低了刚度,所以9也叫刚度调节器。节流孔A和B是阻尼器,系统在上图所示位置处于“软”状态。

在下图中,电磁阀7中没有电流流动。在弹簧的作用下,阀芯向左移动,关闭压力油道。原本用于推动液压阀8的压力油通过阀7的左油路排出,阀芯向右移动,关闭刚度调节器9,使气室总容积减小,刚度增大,从而使系统处于“硬”状态。

在正常行驶状态下,系统处于“软”状态以提高乘坐舒适性,处于“硬”状态以提高车辆在高速行驶、转弯、起步和制动时的操纵稳定性。

(3)带路况预测传感器的主动悬挂系统

图8是具有路况预测传感器的主动悬架的示意图。该系统包括悬挂弹簧16和单向液压执行器14,控制阀6通过油管8与单向液压执行器的油压室连通。油管还与支管8a连接,支管8a与蓄压器11连接。蓄压器充满气体,这些可压缩的气体可以产生类似弹簧的效果。另外,支管中间有一个主节流孔12,限制蓄能器与油压室之间的油流,从而形成减振效果。油管与蓄压器之间还有旁通管路8b,旁通管路8b上设有选择阀10和辅助节流孔9,辅助节流孔的直径大于主节流孔的直径。当选择阀打开时,油通过选择阀的辅助节流孔在蓄能器和油压室之间流动,从而降低振动阻尼。通过这样的装置,在选择阀的作用下,悬架系统可以具有两个不同的阻尼参数。

控制阀的开度可以用控制电流来改变,以控制进入油管的油量,进而控制作用于液压执行机构的油压。随着控制阀电流输入的增加,液压执行机构的承载能力也增加。

在该悬架系统中,输入到控制单元ECU的信号包括:安装在每个车轮上以检测车身纵向加速度的传感器的输出信号、由路况预测传感器检测的车辆前方是否有隆起及其大小的检测信号、检测每个车轮处车身高度的传感器的输出信号、以及由车速传感器输出的车速信号。根据这些信号,控制单元控制布置在每个车轮上的控制阀和选择阀。

图9示出了路况预测传感器的设置。这种传感器通常是频率在40kHz左右的超声波传感器,安装在车身前方,检测其下方的路况。

车辆正常行驶时,选择阀关闭,液压执行器的油压室通过主节流孔与蓄能器相通,可以吸收和减小路面不平引起的微小振动。当车辆上的路况预测传感器发现路面有会引起振动的颠簸时,控制单元控制选择阀打开,将悬架系统的阻尼系数降低到特定值。

图10示出了路况预测传感器的输出信号,并且输出信号的幅度与路面上的隆起的大小成比例。如果完全根据传感器的输出信号进行控制,悬架系统的阻尼会变化过于频繁,所以在控制系统中设置了一个低阈值V1。此外,如果在车辆通过较大颠簸时,将悬架系统的阻尼系数调得过低,可能会产生很大的冲击力,形成悬架底部与车轴的刚性碰撞。因此,在控制系统中设定高阈值V2。只有当路况预测信号在V1和V2之间时,控制单元才输出控制信号以打开选择阀。

控制单元连续检测车速,同时检测道路传感器的输出信号。根据车速,可以估算出测得的颠簸与实际车轮通过颠簸之间的滞后时间。选择阀应在车轮通过凸起时打开,使悬架的阻尼系数仅在车轮通过凸起时发生短暂变化,在车轮通过凸起后选择阀将再次关闭。

带有路况预测传感器(声纳系统)的主动悬架系统可以在汽车到来之前预测路况,从而大大提高悬架的工作性能。当装有该系统的车辆在不平的道路上行驶时,它甚至会握不住方向盘。图11为日产带声纳系统的悬架结构图。