從麥弗遜式懸挂到主動懸挂系統

麥弗遜(Earle S. Macpherson, 1891-1960, Illinois)在美國通用參與設計雪佛蘭小型車時,創造性地將減振器和螺旋彈簧組合在一起,裝在前軸上。由於構造簡單,性能優越,佔用空間小,操作性好等優點,麥弗遜式懸挂系統(MacPherson Strut Suspension system)仍然是目前流行的獨立懸挂的一種,一般用於轎車的前輪。

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從麥弗遜式懸挂到主動懸挂系統

從麥弗遜式懸挂到主動懸挂系統

                     麥弗遜(Earle S. Macpherson, 1891-1960, Illinois)                               麥弗遜式懸挂

小炫風超跑快訊/第一汽車報導

從麥弗遜式懸挂到主動懸挂系統

基本結構:支柱式減震器,A字型托臂,橫向穩定桿

把減震器和減震彈簧集成在一起,組成一個可以上下運動的滑柱;下托臂通常是A字型的設計,用於給車輪提供部分橫向支撐力,以及承受全部的前後方嚮應力。整個車體的重量和汽車在運動時車輪承受的所有衝擊就靠這兩個部件承擔。

缺點:懸挂剛度有限容易出現幾何變形,穩定性較差(轉彎側傾,剎車點頭現象)

改進麥弗遜式懸挂系統

BMW雙球節減震支柱前懸挂(Double pivot strut type),將A字型托臂換成了一上一下兩根連桿,兩支點的變化也使得兩根連桿在抑制車輪跳動的過程中互不干涉,將車輪各個定位參數的變化控制在了更小的範圍內,從而提升了由此影響到的車身穩定性。

連桿支柱式獨立懸挂,將麥弗遜懸挂的下A字型托臂換成了兩根橫向連桿以及一根縱向拉杆,這能讓它具有與麥弗遜懸挂相近的操控性能,又有更高的連接剛度和相對較好的抗側傾性能。

麥弗遜式懸挂系統成本低廉,中低檔汽車配置中的仍然大量選用。為了解決麥弗遜式懸挂系統出現的問題與缺點,這些年,在懸挂系統上出現了主動懸挂系統的概念,發展成汽車領域的一個熱點,值得關注。

主動懸挂系統(電控懸挂)

由計算機控制的一種新型懸挂系統,目前應用於豪華轎車、頂級跑車。

它根據汽車的運動狀態和路面狀態,適時地調節懸架的剛度和阻尼,使其處於最佳減振狀態。它是在被動懸架(彈性元件、減振器、導向裝置)中附加一個可控作用力的裝置。可根據車身高度、車速、轉向角度及速率、制動等信號,由電子控制單元(ECU)控制懸挂執行機構,使懸挂系統的剛度、減振器的阻尼力及車身高度等參數得以改變,從而使汽車具有良好的乘坐舒適性和操縱穩定性。

(1) 抗后坐:通過感測器檢測油門踏板移動速度和位移。當車速低於20km/h且加速度大時(急起步加速),ECU通過執行器將彈簧剛度和減振器阻尼力調到高值,從而抵抗汽車起步時車身後坐。如果此時駕駛員選擇了「常規值自動控制」狀態,則彈簧剛度和減振器阻尼力由軟調至硬;如果此時駕駛員選擇了「高速行駛自動控制」狀態,則剛度和阻尼力由中調至硬。

(2) 抗側傾:由裝於轉向軸的光電式轉向感測器檢測轉向盤的操作狀況。在急轉彎時,ECU通過執行器使彈簧剛度和減振器阻尼力轉換到高(硬)值,以抵抗車身側傾。

(3) 抗「點頭」:在車速高於60 km/h時緊急制動,ECU通過執行器使彈簧剛度和減振器阻尼力調到高(硬)值,而不管駕駛員選擇了何種控制狀態,以抵抗車身前部的下俯。

(4) 高速感應:當車速大於110km/h時,系統將使彈簧剛度和減振器阻尼力調至中間值,從而提高高速行駛時操縱穩定性。既使駕駛員選擇了「常規值自動控制」狀態(剛度和阻尼處於低、軟值),系統也將剛度和阻尼力調至中間值。

(5) 前、后關聯控制:車速在30-80 km/h範圍內時,若前輪車高感測器檢測出路面有小凸起(例如前輪通過混凝土路面接縫等),則在後輪越過該凸起之前,系統將使彈簧剛度和減振器阻尼力調至低(軟)值,從而提高汽車乘坐舒適性。此時既使駕駛員選擇了高速行駛狀態(剛度和阻尼力為中間值),系統仍將剛度和阻尼力調至低(軟)值。為了不影響高速時的操縱穩定性,這種動作在車速為80km/h以下才發生。

(6) 壞路、俯仰、振動感應:車速在40-100km/h範圍內,當前輪車高感測器檢測出路面有較大凸起時(例如汽車通過損壞的鋪砌路面等),系統將彈簧剛度和減振器阻尼力調至中間值,以抑制車體的前後顛簸、振動等大動作,從而提高汽車的乘坐舒適性和通過性.而不管駕駛員選擇了何種控制狀態。

車速高於100km/h時,系統將使剛度和阻尼力調至高(硬)值。
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(7) 良好路面正常行駛:彈簧剛度和減振器阻尼力由駕駛員選擇,「常規值自動控制」狀態,剛度和阻尼力處於低(軟)值;「高速行駛時自動控制」狀態,則剛度和阻尼力為中間值。

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