汽车主动悬架系统研究进展 Engineering
来源:火狐游戏网 发布时间:2025-04-21 00:25:07
中国工程院院刊《Engineering》刊载的一篇综述论文,聚焦道路车辆主动悬架系统研究进展。主动悬架系统作为保障汽车安全与驾乘体验的核心部件,正迎来全新发展阶段。
传统悬架系统多依靠螺旋弹簧和液压阻尼器工作,而主动悬架系统在此基础上,增加了能在簧载质量和非簧载质量间施加独立力和扭矩的元件,大幅度的提高车辆性能。近年来,随着机电驱动、微控制器以及传感器技术的成熟,加之电动汽车市场的蓬勃发展,主动悬架系统再次成为学术和工业领域的研究焦点。
在硬件元件方面,主动悬架系统取得了诸多革新。机械连接臂从常见的麦弗逊支柱结构、双横臂结构,逐渐向多连杆结构发展,让车轮姿态调整更灵活,增强了车辆抓地力与操控性。悬架弹簧也有新变化,空气弹簧逐渐兴起,它能通过调节气压改变底盘高度,提升驾乘舒适性,在豪华轿车和客车中应用广泛。悬架阻尼器则从传统不可控的液压减振器,升级为可调节阻尼、能收集能量的电动旋转阻尼器。像奥迪开发的机电旋转阻尼系统,不仅能高效收集能量,还使车辆结构更紧凑。
图1. 商用车所采用的最先进的主动悬架系统机电一体化解决方案。(a)凯迪拉克MagneRide,典型的半主动悬架系统;(b)米其林车轮主动悬架;(c)梅赛德斯-奔驰AIRMATIC悬架;(d)梅赛德斯-奔驰ABC,一种电动液压悬架;(e)奥迪A8预测主动悬架,配备旋转电动执行器(红色突出显示),空气悬架,道路预览摄像头;(f)博士电磁主动悬架。AI:人工智能。
从量产车应用来看,梅赛德斯的主动车身控制管理系统和奥迪的预测主动悬架,代表了当前主动悬架系统的领先水平。它们能精准控制底盘姿态,减少车辆行驶时的振动,明显提升驾乘体验。同时,学术界提出的可变几何悬架系统、串联主动可变几何悬架等新概念,展现出低惯性、响应快等优势,为主动悬架系统发展提供了新思路。
控制策略上,主动悬架系统不断追求创新。比例积分导数控制、滑模控制、后推控制等经典算法,结合模糊逻辑、神经网络等智能算法,让主动悬架系统能更好地适应不一样路况和驾驶场景。比如,通过协同控制策略,主动悬架系统可与汽车的转向、制动等模块配合,提升车辆整体稳定性和安全性。
展望未来,随着电动汽车和无人驾驶技术的持续进步,主动悬架系统将朝着更智能、更高效的方向发展。研究人员计划优化其机电结构,融入汽车整体电气化进程,并构建更完善的协同控制框架。这一系列举措有望推动主动悬架系统技术实现新突破,为未来汽车性能提升注入强大动力。
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