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汽车底盘电控技术-悬架执行元件结构与工作原理

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:悬架控制系统的执行机构可以是电磁阀、步进电动机或气泵电动机等,他们根据电脑的控制信号,准确、快速和及时地反应动作,实现对弹簧刚度、减振器阻尼或车身高度的调节。

汽车底盘电控技术-悬架执行元件结构与工作原理

悬架控制系统的执行机构可以是电磁阀、步进电动机气泵电动机等,他们根据电脑的控制信号,准确、快速和及时地反应动作,实现对弹簧刚度、减振器阻尼或车身高度的调节。

1.空气悬架电子控制系统执行元件的结构及工作原理

如图5-19所示,空气悬架电子控制系统执行元件主要有:压缩机、调压器、电动机、干燥器排气阀、高度控制电磁阀和空气悬架等。空气弹簧(图5-20)是利用压缩空气作弹簧的,其特点是通过调节空气弹簧的刚度达到调节目的。压缩机产生压缩气体,充入悬架系统的气缸,使车身高度上升,在发动机室的右前角。

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图5-19 空气悬架电子控制系统

空气悬架的结构如图5-21所示,空气悬架刚度和阻尼力的调节,采用直流电动机作为执行元件。空气弹簧由主、副气室组成,密封的气体具有弹簧的功能,通过直流电动机控制主副气室之间的通道大小,实现空气弹簧刚度的调节。通过阻尼调节器控制阻尼孔的开闭,改变减振器的流道流通截面积,实现软、中、硬三种模式。

悬架刚度的调节是由步进电动机带动气阀转动,改变主、副气室之间通路的大小,从而改变刚度。如图5-22所示,气阀处于此位置时,大小气体通路全部被封住,主、副气室的气体不能相互流动,可压缩的气体容积最小,悬架处于高刚度状态。如果气阀顺时针转60°,气阀将大气体通路打开,两气室之间的气体流量大,参加工作的气体容积增大,悬架处于低刚度状态。如果气阀逆时针转60°,气阀将小气体通路打开,两气室之间的气体流量小,参加工作的气体容积减小,悬架处于中刚度状态。阻尼的调节如图5-23所示,转动调节杆,使转阀转动,转阀上的阻尼孔分别处于开闭状态,改变阻尼孔的节流面积,实现阻尼大小的调节。空气悬架系统高度调节控制过程:ECU根据模式选择开关确定系统工作模式(软、中、硬模式),发出控制信号,使空气控制阀工作并驱动高度调节执行器动作,调节悬架高度。高度传感器检测调节的结果并反馈到ECU,ECU进行分析判断后确定是否继续进行调节。

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图5-20 空气弹簧

a)囊式空气弹簧 b)膜式空气弹簧

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图5-21 空气悬架结构

1—执行器 2—副气室 3—阻尼调节杆 4—主气室 5—减振器活塞杆 6—滚动膜 7—减振器边

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图5-22 悬架刚度的调节原理

1—阻尼调节杆 2—气阀控制杆 3—主副气室通路 4—主气室 5—副气室 6—气阀 7—气体通路小孔 8—阀芯 9—气体通路大孔

高度控制电磁阀如图5-24所示,高度控制阀也称进气阀,用于控制进入或放出空气弹簧的压缩空气,从而改变弹簧和车身的高度。车身高度由气缸内的压缩空气量来决定,随着气缸内压缩空气量的增多而增高,随着气缸内压缩空气量的减少而降低。作用:当车身高度偏低,电脑就让压缩机产生压缩空气,稍后打开相应的进气阀,相应的气缸因得到空气而上升。安装位置:前面两个进气阀在压缩机附近,后面两个进气阀在车辆后桥附近。

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图5-23 阻尼调节原理

1—阻尼调节杆 2—阻尼孔 3—活塞杆 4—回转阀(www.xing528.com)

干燥器的作用:除去压缩机所供应压缩空气的湿气。干燥器干燥剂一般用硅胶,可重复利用。位置:在压缩机的后部,紧跟压缩机,无论何时将干燥器从车上拆下,务必要密封空气管道连接处,以保持硅胶的初始性能。

排气阀的作用:车身高度由气缸内的压缩空气量来决定,随着气缸内压缩空气量的增多而增高,随着气缸内压缩空气量的减少而降低。当电脑判断车身高度偏高时,控制排气阀打开,相应气缸内的压缩空气就从排气阀排出。位置:在干燥器本体上。

高度控制指示灯的作用:提示作用,当车辆达到预定高度,相应的指示灯就亮起。可通过它提醒系统出了故障,也可通过它读取系统故障码。位置:在仪表板上。

悬架执行器的作用:接收到电脑传递过来的电信号,执行器内的电动机就转动,从而带动控制杆转动,使弹簧的刚度和减振器的阻尼系数达到理想值。位置:在每个减振器的顶部,如图5-25所示。

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图5-24 高度控制电磁阀

1—柱塞 2—线圈 3—阀芯

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图5-25 悬架执行器示意图

2.油气弹簧悬架电子控制系统执行元件的结构及工作原理

油气弹簧悬架电子控制系统(图5-7)执行元件主要有:液压缸、气缸、伺服电动机、电磁阀等,执行机构的作用是执行控制系统的指令,一般为力发生器或转矩发生器,通过调节油气弹簧的刚度达到主动调节目的。其特点是执行器(液压缸)中所采用的介质是不可压缩的油液,故其响应的灵敏度较高。当执行器(液压缸)发生作用时,液压缸中的活塞从上、下两侧接受油压,一侧油压上升,另一侧油压下降,从而使活塞产生往复伸缩运动,以适应路面的凸凹,保持车身的平稳。

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图5-26 油气弹簧

如图5-26所示,油气弹簧是利用压缩氮气作为弹性元件,用油压来压缩密封氮气的一种弹性元件。油气弹簧的种类与结构如图5-27所示。油气弹簧的车高控制如图5-28所示。

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图5-27 油气弹簧的种类与结构

a)油气不分隔式 b)油气分隔式 c)带反压气室式

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图5-28 油气弹簧的车高控制

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