丰田(TOYOTA)的空气弹簧悬架的分析与研究

丰田(TOYOTA)的空气弹簧悬架的分析与研究

汽车主动悬架—液压和空气式

从控制力的角度分，悬架可分为被动悬架，半主动悬架和主动悬架。

目前，大多数汽车的悬架系统装有弹簧和减振器，悬架系统内无能源供给装置，其弹性和阻尼不能随外部工况变化，因此称这种悬架是被动悬架。

主动悬架有作为直接力发生器的动作器，可以根据输入与输出进行最优的反馈控制，使悬架有最好的减震特性，以提高汽车的平顺性和操纵稳定性。它由弹性元件C和一个力发生器Fe组成。

半主动悬架可看作由可变特性的弹簧和减振器组成的悬架系统，虽然它不能随外界的输入进行最优的控制和调节，但它可按存储在计算机的各种条件下最优弹簧和减振器的优化参数指令来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态。它由弹性元件C和一个一个阻尼系数能在较大范围内调节的阻尼器组成。

电子技术控制汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、路况预测）传感器首宽、电子控制ECU、悬架控制的执行器等组成。系统的控制功能通常有以下三个：

1车高调整 当汽车在起伏不平的路面行驶时，可以使车身抬高，以便于通过；在良好路面高速行驶时，可以降低车身，以减少空气助力，提高操纵稳定性。

2阻尼力控制 用来提高汽车的操纵稳定性，在急转弯、急加速和紧急制动情况下，可以抑制车身姿态的变化。

3弹簧刚度控制 改变弹簧刚度，使悬架满足运动或舒适的要求。

采用主动式悬架后，汽车对侧倾、俯仰、横摆跳动和车身的控制都能更加迅速、精确，汽车高速行驶和转弯的稳定性提高，车身侧倾减少。制动时车身前俯小，启动和急加速可减少后仰。即使在坏路面，车身的跳动也较少，轮胎对地面的附着力提高。

一.主动式液压悬架

电子控制的主动式液压悬架能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动。主兄敏动式液压悬架在轿车上的布置如图所示，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ECU，ECU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。

二.主动式空气悬架

在电子控制的主动式空气悬架系统中，微机根据传感器送来的信号和驾驶员给予的控制模式经过运算分析后向悬架发出指令，悬架可以根据微机给出的指令改变悬架的刚度和阻尼系数，是车身在行驶过程中保持良好的稳定性能，并且将车身的振动响应控制在允许的范围内。一般说来，主动式空气悬架的控制内容包括车身高度、减振器衰减力、弹簧弹性系数等三项；

1车高的控制；分标准、升高和只升高后轮三种工作状态；

2减震器的衰减力控制分低、中、高三档；

3空气弹簧的弹性系数分软、硬两档。

空气悬架电子控制系统的工作原理；用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送给弹簧和减震器的空气室中，以此来改羡芹枝变车辆的高度。在前轮和后轮的附近设有车高传感器，按车高传感器的输出信号，微机判断出车辆高度，再控制压缩机和排气阀，使弹簧压缩或伸长，从而控制车辆高度。

在减震器内设有电动机，电动机受微机的信号控制。利用电动机可以改变通气孔的大小，从而改变了衰减力的大小。

具体说来，在汽车仪表板上有空气悬架系统的开关，利用开关可以形成6种不同的工作方式。图所示为丰田汽车公司的空气悬架控制装置在车上的布置情况。

丰田(TOYOTA)的空气弹簧腊源中悬架裂歼应用在landcruser陆地巡洋舰和Lexus470上,总体说技术轮山还是不错的.

技术

在减震器内设族贺有电动机孝穗败，电动机受微机的信号控制。利用电动机可以巧颤改变通气孔的大小，从而改变了衰减力的大小。

气囊减震器的发展

我们在很多大型设备也应用了橡胶空气弹簧气垫技术，现在使用旅液历的有洗涤设备,洗衣脱水机,游乐设备,旋转木马,造纸机械、皮革震荡机械,震动筛、矿山设备，,管道设备、船泊设备、精密设备等工业装备的减震上应用了空气弹簧技术；

气囊减震器和空气弹簧的优点：

A、空气弹簧具有非线性特性，可以根据需要将它的特性线设计成比较理想的曲线；

B、空气弹簧的刚度随载荷而变，因而在任何载荷下自振频率不变，使弹簧装置具有几乎不变的性能；

C、吸收高频振动和隔声的性能好；

D、通过高度控制阀，可使空气弹簧的工作高度在任何载荷下保持一定，也可使弹簧在同一载荷下具有不同的高度，因此，有利于适应多种结构上的要求；

E空气弹簧的刚度可根据需要,借助于改变附加空气室的容积进行选择,而且可选择得很低；

F同一空气弹簧,能同时承受轴向和径向载荷,也能传递扭矩,而通过内压力的调整,还可以得到不同的承载能力,因此能适应多种载荷的需要；

G在空气弹簧本体和附加空气室之间设一节流孔,能起到阻尼作用,如孔径选择适当,可不设减震器；

气囊减震器产品说明: 空气弹簧是一种帘线增强的橡胶囊，内充压缩空气，利用气体的可压缩性起弹簧作用的金威减振橡胶制品，有长枕式、葫芦式和隔膜式等类型。汽车上采用的空气弹簧可以大致分为自由膜式、混合式、袖筒式和囊式空气弹簧，其橡胶囊结构与无内胎轮胎相似，由内胶层（气密层）、外胶层、帘布增强层及钢丝圈组成，其载荷主要由帘线承受，帘线的材质是空气弹簧的耐压性和耐久性的决定性因素，一般采用高拆搜强度的聚酯帘线或尼龙帘线，帘线层数一般为2层或4层，层层交叉并且和囊的经线方向成一角度布置。与金属弹簧相比，具有质量小、舒适性好、耐疲劳、使用寿命长等优点，它同时具有减震和消音作用。气囊减震器广泛用于汽车、火车及冲床等各种机械上，产品优势与特点1：弹簧高度、承载能力和弹簧刚度可调2：固有振动频率较低3：隔绝高频振动及隔噪音效果好4：可利用空气的阻尼作用5：使用寿命较长；性能参数: 常用汽车空气弹簧分为膜式、混合式、袖筒式和囊式四种，主要零部件有上盖、压板、活塞、止挡、扣环五种，上盖、压板、活塞和胶囊可组成一个封闭系统。在密封的空气弹簧中充入压缩气体（气压为0.2~0.7MPa），埋型利用气体的可压缩性实现其弹簧作用。气囊利用高度调节阀可以控制囊内气压使空气弹簧的刚度具有可调性，当作用在弹簧上的载荷增加时，气压升高，则弹簧的刚度增大，反之，当载荷减少时，弹簧内的气压下降，刚度减小。