悬架系统ppt
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独立悬架的类型和特点
➢ 缺点：稳定性差，抗侧倾和制动点头能力弱，增加稳定杆以后有所缓解但 无法从根本上解决问题，耐用性不高，减震器容易漏油需要定期更换。车 轮跳动时，减震器的下支点随下摆臂摆动，主销定位角会略有变化。
多连杆式独立悬架
多连杆式悬架就是指由三根或三根以上连接拉杆构成，并且能提供多个方向的 控制力，使轮胎具有更加可靠的行驶轨迹的悬架结构。不过时下，由于三连杆 结构已不能满足人们对于底盘操控性能的更高追求，只有结构更为精确、定位 更加准确的四连杆式和五连杆式悬架才能称得上是真正的多连杆式，这两种悬 架结构通常分别应用于前轮和后轮。以常运用于后轮的五连杆式悬架为例，五 根连杆分别指主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂。
双横臂式独立悬架 改进型 双叉臂式独立悬架
双叉臂式悬架又称双A臂式独 立悬架，双叉臂悬架拥有上 下两个叉臂，横向力由两个 叉臂同时吸收，支柱只承载 车身重量，因此横向刚度大。
定位精确、贴地良好 出色的抗扭强度和横向刚性 操纵性好，是超跑的首选如阿尔法·罗密欧159
一汽丰田皇冠和一汽丰田锐志，以及奥迪的豪 华SUV Q7、大众途锐等。
不等臂双横臂上臂比下臂短。当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度 小。这将使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利于减 少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。不等长双横臂式独立悬架 在轿车前轮上的应用较广泛。
双横臂和双叉臂两者在设计上存在不同，双横臂是两条平行线，而双 叉臂是相互交叉的
工作情况分析
单横臂式独立悬架当受力变形 时，车轮平面将产生倾斜而改 变两侧车轮与路面接触点间的 距离—轮距。会使车轮相对于 地面侧向滑动，破坏轮胎与地 面的附着
这种悬架用于转向轮时，会使主销 内倾角和车轮外倾角发生较大的变 化，对于转向操纵有一定影响，故 目前在前悬架中很少采用。
多连杆式独立悬架
多连杆式悬架就是指由三根或三根以上连接拉杆构成，并且能提供多个方向的 控制力，使轮胎具有更加可靠的行驶轨迹的悬架结构。不过时下，由于三连杆 结构已不能满足人们对于底盘操控性能的更高追求，只有结构更为精确、定位 更加准确的四连杆式和五连杆式悬架才能称得上是真正的多连杆式，这两种悬 架结构通常分别应用于前轮和后轮。以常运用于后轮的五连杆式悬架为例，五 根连杆分别指主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂。
双横臂式独立悬架 改进型 双叉臂式独立悬架
双叉臂式悬架又称双A臂式独 立悬架，双叉臂悬架拥有上 下两个叉臂，横向力由两个 叉臂同时吸收，支柱只承载 车身重量，因此横向刚度大。
定位精确、贴地良好 出色的抗扭强度和横向刚性 操纵性好，是超跑的首选如阿尔法·罗密欧159
一汽丰田皇冠和一汽丰田锐志，以及奥迪的豪 华SUV Q7、大众途锐等。
不等臂双横臂上臂比下臂短。当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度 小。这将使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利于减 少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。不等长双横臂式独立悬架 在轿车前轮上的应用较广泛。
双横臂和双叉臂两者在设计上存在不同，双横臂是两条平行线，而双 叉臂是相互交叉的
工作情况分析
单横臂式独立悬架当受力变形 时，车轮平面将产生倾斜而改 变两侧车轮与路面接触点间的 距离—轮距。会使车轮相对于 地面侧向滑动，破坏轮胎与地 面的附着
这种悬架用于转向轮时，会使主销 内倾角和车轮外倾角发生较大的变 化，对于转向操纵有一定影响，故 目前在前悬架中很少采用。
悬架系统介绍
麦弗逊（Mcpherson）是美国伊利诺斯州人，1891年生。 大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机，并于1924 年加入了通用汽车公司的工程中心。30年代，通用的雪佛兰 分部想设计一种真正的小型汽车，总设计师就是麦弗逊。他 对设计小型轿车非常感兴趣，目标是将这种四座轿车的质量 控制在0.9吨以内，轴距控制在2.74米以内，设计的关键是 悬架。麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬架方式， 创造性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。实 践证明这种悬架形式的构造简单，占用空间小，而且操纵性 很好。后来，麦弗逊跳槽到福特，1950年福特在英国的子 公司生产的两款车，是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。 麦弗逊悬架由于构造简单，性能优越的缘故，被行家誉为经 典的设计
工作过程:
主动悬架系统的控制中枢是一个微电脑控制模块，在整车行驶过程中，悬架上 的多种传感器分别收集各种行车信息（车速、制动力、踏板速度、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，通过动力装置产生的作用 力控制执行单元相应的功能特性，从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求 的悬架运动。 另外，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性力相对抗的力，减少车身位置的变化。 例如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。
４）多连杆式独立悬架 所谓多连杆悬挂，顾名思义就是通过各种连杆配置把车轮与车身相连的 一套悬挂机构。而连杆数量在3根以上才称为多连杆，目前主流的连杆数量 为5连杆。因此其结构要比双叉和麦弗逊复杂很多。
工作过程:
主动悬架系统的控制中枢是一个微电脑控制模块，在整车行驶过程中，悬架上 的多种传感器分别收集各种行车信息（车速、制动力、踏板速度、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，通过动力装置产生的作用 力控制执行单元相应的功能特性，从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求 的悬架运动。 另外，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性力相对抗的力，减少车身位置的变化。 例如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。
４）多连杆式独立悬架 所谓多连杆悬挂，顾名思义就是通过各种连杆配置把车轮与车身相连的 一套悬挂机构。而连杆数量在3根以上才称为多连杆，目前主流的连杆数量 为5连杆。因此其结构要比双叉和麦弗逊复杂很多。
汽车底盘的悬挂系统全解
汽车底盘
——悬挂系统
常见汽车悬挂解析
汽车教研室
2/43
现代汽车的悬挂
• 支持车身，改善乘坐的感觉。 • 外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着
轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分 关键的部件之一。
汽车教研室
3/43
汽车教研室
4/43
汽车教研室
5/43
飞度麦弗逊式前悬架
汽车教研室
汽车教研室
44/43
悬挂系统的介绍
纵臂式独立悬挂系统
单纵臂式悬挂系统当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生
较大的变化，因此单纵臂式悬挂系统不用在转向轮上。这种
单臂式悬挂系统已经很少在现代轿车上使用了。
汽车教研室
45/43
悬挂系统的介绍
多连杆式独立悬挂系统
多连杆独立悬挂，可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。
• 在汽车高速行驶中转向时，车身会产生很 大的横向倾斜和横向角振动。
• 为减少这种横向倾斜，常在悬架中加设横 向稳定器。
• 应用得最多的是杆式横向稳定器。
2019/9/9
汽车教研室
30/43
工作原理
2019/9/9
汽车教研室
31/43
悬挂系统的介绍
麦弗逊式独立悬挂系统
螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力
麦弗逊式独立悬挂系统
麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。 麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成， 绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
汽车教研室
26/43
汽车教研室
27/43
汽车教研室
28/43
汽车教研室
29/43
横向稳定器
——悬挂系统
常见汽车悬挂解析
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2/43
现代汽车的悬挂
• 支持车身，改善乘坐的感觉。 • 外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着
轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分 关键的部件之一。
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飞度麦弗逊式前悬架
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悬挂系统的介绍
纵臂式独立悬挂系统
单纵臂式悬挂系统当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生
较大的变化，因此单纵臂式悬挂系统不用在转向轮上。这种
单臂式悬挂系统已经很少在现代轿车上使用了。
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悬挂系统的介绍
多连杆式独立悬挂系统
多连杆独立悬挂，可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。
• 在汽车高速行驶中转向时，车身会产生很 大的横向倾斜和横向角振动。
• 为减少这种横向倾斜，常在悬架中加设横 向稳定器。
• 应用得最多的是杆式横向稳定器。
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工作原理
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悬挂系统的介绍
麦弗逊式独立悬挂系统
螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力
麦弗逊式独立悬挂系统
麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。 麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成， 绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
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横向稳定器
汽车主动悬架设计介绍 080821
应用 ：货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架
2） 独立悬架
簧下质量小；
悬架占用的空间小；
优点
可以用刚度小的弹簧，改善了汽车行驶平顺性； 由于有可能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下
降，又改善了汽车的行驶稳定性；
左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和
振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。
4.3主动悬架装置介绍
(1)电子控制空气悬架 (2)电子控制油气悬架 (3)电子控制液压悬架
4.3.1电子控制空气悬架的特点
（1）弹簧刚度和减振器阻尼力控制
高速感应控制
前后关联控制 良好路面形式控制
（2）车身高度控制
主动悬架控制系统在轿车上的示意图
主动悬架各零件在轿车上的位置
而主动悬架的控制环节中安装了能够产生驱动的装置，采用 一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。 由于这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。
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，具备三个条件： （1）具有能够产生作用力的动力源； （2）执行元件能够传递这种作用力并能连续工作； （3）具有多种传感器并将有关数据集中到微电脑进行运算并决定 控制方式。
可控阻尼减振器所起的作用与主动悬架中执行元件的作用类似， 都是通过系统内的力闭环控制，实现控制单元提出的力要求。
所不同的是执行元件要做功，而减振器则是通过调节阻尼力控 制耗散掉的能量的多少，几乎不消耗汽车发动机的能量。显然， 在半主动悬架中，必须并联弹簧以支持悬挂质量，一般情况下 该弹簧刚度是不变的。
实际设计时，考虑一种状态，如某个速度下或某个路况，优化选 定一个刚度和阻尼系数，不断去试验，改善两着间的关系。所以 称之为被动悬架。
电子控制悬架系统的组成与工作
UCF10系列轿车 电子调节空气悬架系统各元件在车上的安 装位置
• 2．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调 节空气悬架系统的控制电路
图5-25 丰田凌志 LS400 UCF10系列 轿车电子调节空气悬 架系统的控制电路
• 3．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调 节空气悬架系统的控制功能 • 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子 调节空气悬架系统主要有： • ▲车身高度控制 • ▲悬架刚度控制 • ▲减震器减振力控制三项控制功能。
图5-11 车身高度传感器
光电式车身高度传感器主要光电耦合元件、遮 光板、旋转轴、连杆组成。
图5-12 光电式车身高度传感器原理图
光电式转角传感器的安装位置和结构
光电式转角传感器的工作原理和电路原理
• 2．车身高度控制执行装置 • 图5-14所示为丰田汽车公司电子控制 悬架系统（TOYOTA Electronic Modulated Suspension，即TEMS）的车身高度控制系 统。
课题三 电子控制悬架系统的故 障诊断
• 以丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电 子调节空气悬架系统为例，说明电子控制 悬架系统的故障诊断方法。 （1）指示灯检查 首先将点火开关转到ON位，检查 LRC（凌志驾驶控制）指示灯和高度控制 指示灯。正常情况下，指示灯应发光2秒左 右。 （2）故障代码的提取 将点火开关转到ON位，用跨接线连接
• （2）压电式阻尼调节装置 • 压电式阻尼调节装置主要由压电传感器、 压电执行器和阻尼力变换阀三部分组成
图5-23 压电式阻尼调节装置
课题二 典型电子控制悬架系统
• 1．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调 节空气悬架系统的组成
图5-24 丰田凌志LS400 UCF10系 列轿车电子调节空气悬架系统各元 件在车上的安装位置
• 2．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调 节空气悬架系统的控制电路
图5-25 丰田凌志 LS400 UCF10系列 轿车电子调节空气悬 架系统的控制电路
• 3．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调 节空气悬架系统的控制功能 • 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子 调节空气悬架系统主要有： • ▲车身高度控制 • ▲悬架刚度控制 • ▲减震器减振力控制三项控制功能。
图5-11 车身高度传感器
光电式车身高度传感器主要光电耦合元件、遮 光板、旋转轴、连杆组成。
图5-12 光电式车身高度传感器原理图
光电式转角传感器的安装位置和结构
光电式转角传感器的工作原理和电路原理
• 2．车身高度控制执行装置 • 图5-14所示为丰田汽车公司电子控制 悬架系统（TOYOTA Electronic Modulated Suspension，即TEMS）的车身高度控制系 统。
课题三 电子控制悬架系统的故 障诊断
• 以丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电 子调节空气悬架系统为例，说明电子控制 悬架系统的故障诊断方法。 （1）指示灯检查 首先将点火开关转到ON位，检查 LRC（凌志驾驶控制）指示灯和高度控制 指示灯。正常情况下，指示灯应发光2秒左 右。 （2）故障代码的提取 将点火开关转到ON位，用跨接线连接
• （2）压电式阻尼调节装置 • 压电式阻尼调节装置主要由压电传感器、 压电执行器和阻尼力变换阀三部分组成
图5-23 压电式阻尼调节装置
课题二 典型电子控制悬架系统
• 1．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调 节空气悬架系统的组成
图5-24 丰田凌志LS400 UCF10系 列轿车电子调节空气悬架系统各元 件在车上的安装位置
悬置系统介绍
机密机密★★
立足起点
沟通合作
群策群力
快乐创业
三、悬置系统功能
汽车工程研究院
Cowin Automobile Engineering Research Institute
机密机密★★
立足起点
沟通合作
群策群力
快乐创业
三、悬置系统功能
汽车工程研究院
Cowin Automobile Engineering Research Institute
机密机密★★立足起点沟通来自作群策群力快乐创业
四、悬置系统开发流程
机密机密★★
立足起点
汽车工程研究院
Cowin Automobile Engineering Research Institute
悬置系统开发流程
1、收集悬置设计参数（主要包括动力总成质量、 动力总成转动惯量（如发动机、变速箱、离合器， 建议为实测值）、发动机基本参数（如扭矩、功率、 怠速转速等）、变速箱基本参数（如速比等）。
6、整车NVH测试试验（验收）
沟通合作
群策群力
快乐创业
五、整车布置（主要针对前横置前 驱）
汽车工程研究院
Cowin Automobile Engineering Research Institute
1、左右悬置中心点（悬置软垫中心点）理想布置位 置（主要承受Z向力：
布置在动力总成曲轴轴线上，一般难以达到， 妥协为连线过动力总成质心即可。（为何难以达到？ 原因为在整车布置时首先需要考虑布置动力总成， 而动力总成在布置时又受三个主要因素影响1、Z向-最小离地间隙—需要考虑通过性 2、X向--轮心坐 标—需要考虑传动轴的工作角度 3、Y向—动力总 成与纵梁间隙—需要考虑总装装配空间。 2、后悬置中心点理想布置位置（主要承受扭矩）：
汽车电控悬架
悬架系统可根据路面起伏、车速高低、载荷大小自 动控制车身高度变化
车身姿态控制
悬架系统能根据汽车行驶状况，自动调整弹簧刚度 和减振器阻尼、前后悬架的匹配、抑制车身姿态的 变化，防止转弯、制动、加速等状况造成的车身姿 态的改变
二、电控悬架系统的工作原理
半主动悬架的工作原理
从行驶的平顺性和舒适性出发，人们希望 弹簧刚度和减振器的阻尼系数能够随汽车 运行状态而变化，使悬架系统的性能总是 处于最优状态附近。但是，弹簧刚度选定 后，通常很难改变，因此，从改变减振器 阻尼入手，将阻尼分为两级或三级，可由 驾驶员选择或根据传感器信号自动选择所 需要的阻尼级，这就是有级半主动悬架的 基本思路
另一方面，执行器驱动减振器的阻力调节杆， 使减振器的阻尼力也得到改变
主动式油气弹簧悬 架系统工作原理
油气弹簧以气体（一 般是氮气）作为弹性 介质，用油液作为传 力介质。它一般由： 气体弹簧和相当于液 力减振器的液压缸组 成。通过油液压缩气 室中的空气，实现刚 度特性，通过电磁阀 控制油液管路中的小 孔节流实现改变阻尼 特性，如图
主动悬架
是一种具有作功能力的悬架，在悬架系统中 附加一个可控制作用力的装置，因此，需要 一套提供能量的设备。主动式悬架可根据汽 车载荷、路面状况及行驶速度、转向、起动、 制动等行驶条件的变化，自动调整悬架的刚 度、阻尼及车身高度等控制参数，同时满足 汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求。主动 式悬架的主要缺点是能量消耗较大、成本较 高、液压装置嗓声较大
电子控制悬架
一 、电控悬架系统的分类与功用 汽车悬架的作用是缓和冲击、衰减振动、并将路面 作用于车轮的各种力和力矩传递给车身 传统的悬架主要弹簧、减振器和导向装置三部分组 成
由于传统的悬架系统弹簧刚度、减振器阻尼不能 随路面状况和车速的变化而调整，舒适性较差， 同时无法满足行驶平顺性操纵稳定性的要求，只 能根据车辆的功用选择一种最优折衷。
车身姿态控制
悬架系统能根据汽车行驶状况，自动调整弹簧刚度 和减振器阻尼、前后悬架的匹配、抑制车身姿态的 变化，防止转弯、制动、加速等状况造成的车身姿 态的改变
二、电控悬架系统的工作原理
半主动悬架的工作原理
从行驶的平顺性和舒适性出发，人们希望 弹簧刚度和减振器的阻尼系数能够随汽车 运行状态而变化，使悬架系统的性能总是 处于最优状态附近。但是，弹簧刚度选定 后，通常很难改变，因此，从改变减振器 阻尼入手，将阻尼分为两级或三级，可由 驾驶员选择或根据传感器信号自动选择所 需要的阻尼级，这就是有级半主动悬架的 基本思路
另一方面，执行器驱动减振器的阻力调节杆， 使减振器的阻尼力也得到改变
主动式油气弹簧悬 架系统工作原理
油气弹簧以气体（一 般是氮气）作为弹性 介质，用油液作为传 力介质。它一般由： 气体弹簧和相当于液 力减振器的液压缸组 成。通过油液压缩气 室中的空气，实现刚 度特性，通过电磁阀 控制油液管路中的小 孔节流实现改变阻尼 特性，如图
主动悬架
是一种具有作功能力的悬架，在悬架系统中 附加一个可控制作用力的装置，因此，需要 一套提供能量的设备。主动式悬架可根据汽 车载荷、路面状况及行驶速度、转向、起动、 制动等行驶条件的变化，自动调整悬架的刚 度、阻尼及车身高度等控制参数，同时满足 汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求。主动 式悬架的主要缺点是能量消耗较大、成本较 高、液压装置嗓声较大
电子控制悬架
一 、电控悬架系统的分类与功用 汽车悬架的作用是缓和冲击、衰减振动、并将路面 作用于车轮的各种力和力矩传递给车身 传统的悬架主要弹簧、减振器和导向装置三部分组 成
由于传统的悬架系统弹簧刚度、减振器阻尼不能 随路面状况和车速的变化而调整，舒适性较差， 同时无法满足行驶平顺性操纵稳定性的要求，只 能根据车辆的功用选择一种最优折衷。
奥迪汽车.悬架
校企合作奥迪班
非悬挂质量
原则上应使得非悬挂质量尽 量小，这样才能将非悬挂质量对 振动特性（车身固有频率）的影 响降至最小。另外，惯量的减小 也会降低非悬挂质量所产生的冲 击负荷，还可大大改善悬架的响 应特性，因而驾驶舒适性明显提 高。
降低非悬挂质量的措施示例： • 铝制辐条式车轮 • 铝制底盘部件（轴承、车轮支座、 杆系等） • 铝制制动钳 • 重量经过优化的轮胎 • 对底盘部件重量进行优化（如轮毂）
奥迪培训 / Audi Training
校企合作奥迪班
奥迪培训 / Audi Training
校企合作奥迪班
对悬架的要求
奥迪培训 / Audi Training
校企合作奥迪班
弹性元件
奥迪培训 / Audi Training
钢板弹簧
校企合作奥迪班
螺旋弹簧广泛应用于独立悬架，特别是前轮独立悬架中。它 与钢板弹簧相比有如下优点：无须润滑，不忌污泥；安置所 需纵向空间不大，本身质量小等。 气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体的 可压缩性实现其弹簧作用的。 扭杆弹簧(Torsion bar Spring)所需空间小；不需润滑；质 量小；可方便调整车身高度。左、右不能互换（因制造时有 特定方向的预扭转）。 橡胶弹簧：防撞和回弹限位，常作副簧和缓冲块。
校企合作奥迪班
电子控制减振调节
奥迪培训 / Audi Training
结构和功能原理与Audi Q7上所用的自适 应空气悬架（aas）中的减振器是相同的。
校企合作奥迪班
电子控制调节减振器控制单元J250根据多种测量值来评估车辆的动 态情况。J250从ESP-控制的单元J104接收到车速、横向加速度和转向角 信息。车辆水平传感器的测量值用来确定簧下质量（车桥部件和车轮） 的加速度值。