轻型货车汽车前后悬架的设计+文献综述(4)
非独立悬架主要用于货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架。
独立悬架的优点是：簧下质量小；悬架占用的空间小；弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车的行驶平顺性；由于采用断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，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，可减小车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力；
独立悬架主要用于轿车和部分轻型货车、客车及越野车。
除了弹性元件、减振器和导向机构之外，在许多轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在定器等。所有这些元件共同组成了汽车的悬架系统，共同承担着缓冲、减振和传力的作用，保证汽车正常行驶。
2.2 悬架的种类和工作原理
根据悬架的阻尼和刚度是否随着行驶条件的变化而变化，可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架(三种悬架的模型图如图2-4.5.6所示)，半主动悬架还可以按阻尼级分为有级式和无级式两类[8]。传统的悬架系统的刚度和阻尼系数，是按经验设计或优化设计方法选择的，一经选定后，在车辆行驶过程中，就无法进行调节，因此其减振性能的进一步提高受到限制，这种悬架称为被动悬架。为了克服被动悬架的缺陷，国外在20世纪60年代就提出了主动悬架的概念，主动悬架就是由在悬架系统中采用有源或无源可控制的元件组成。它是一个闭环控制系统，根据车辆的运动状态和路面状况主动作出反应，以抑制车体的运动，使悬架始终处于最优减振状态。所以主动悬架的特点就是能根据外界输入或车辆本身状态的变化进行动态自适应调节。因此，系统必须是有源的。半主动悬架则由无源但可控制的阻尼元件组成。
图2-4被动悬架模型 图2-5半主动悬架模型 图2-6主动悬架模型
在车辆悬架中，弹性元件除了吸收和存贮能量外，还得承受车身重量及载荷，因此，半主动悬架不考虑改变悬架的刚度而只考虑改变悬架的阻尼。由于半主动悬架结构简单，在工作时，几乎不消耗车辆动力，又能获得与主动悬架相近的性能，故应用较广。
由于路面输入的随机性，车辆悬架阻尼的控制属于自适应控制，即所设计的系统在输入或干扰发生大范围的变化时，能自适应环境，调节系统参数，使输出仍能被有效控制，达到设计要求。它不同于一般的反馈控制系统，因为它处理的具有“不确定性”的反馈信息。
自适应控制系统按其原理不同，可分为校正调节器和模型参考自适应控制系统两大类。由于要建立一个精确的“车辆—地面”系统模型还很困难，故目前的主动悬架，多采用自校正调节器。
虽然现代汽车的悬架种类较多，结构差异较大，但一般由弹性元件、减振元件和导向构件组成。工作原理是：当汽车轮胎受到冲击时，弹性元件对冲击进行缓冲，防止对汽车构件和人员造成损伤。但弹性件受到冲击时会产生长时间持续的振动，容易使驾驶员疲劳。故减振元件应快速衰减振动。当车轮受到冲击而跳动时，应使其运动轨迹符合一定的要求，否则会降低汽车行驶的平顺性和操纵稳定性。导向机构在传力的同时，必须对方向进行控制[9]。
2.3悬架设计的性能要求
根据汽车理论的分析，悬架与汽车的多种使用性能有关，在悬架设计中应满足这些性能的要求，其要点如下[10]：
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