如果悬架系统的刚度和阻尼特性能根据汽车的行驶条件(车辆的运动状态和路面状况等)进行动态自适应调节,使悬架系统始终处于最佳减振状态,则称为主动悬架。

主动悬架具有非常诱人的优点,比如:主动悬架可以兼顾汽车的平顺性与操纵稳定性,而在传统的被动悬架设计中,平顺性与操纵稳定性往往难以兼顾,一般只能采取折中的办法;当承载质量发生变化或道路条件发生变化时,主动悬架可以调整自身参数,使车身的离地高度保持在合理的数值上,从而提高汽车的操纵稳定性、平顺性和通过性;主动悬架可以调节悬架的参数,从而降低车轮载荷波动,提高附着性能,改善操纵性,同时减轻了轮胎的磨损。

但是主动悬架也有一些缺点,主要是:结构和控制复杂,全主动悬架的硬件要求高、耗能大、成本高,其他几类主动悬架也会增加整车重量和成本。[1]

主动悬架系统按其是否包含动力源,可分为四类:全主动悬架(有源主动悬架)、慢主动悬架系统(部分有源主动悬架)、半主动悬架(无源主动悬架)、馈能型主动悬架,如图1 所示。[2] 图1 主动悬架的分类

全主动悬架又称为宽带主动悬架,是根据汽车的运动和路面状况,适时地调节悬架的刚度和阻尼,使其处于最佳减振状态。全主动悬架可以在车身振动的全频段范围内兼顾汽车的平顺性与操纵稳定性;能够实时地控制车身高度,改善通过性;能够降低车轮载荷波动,提高附着性能,改善操纵性,同时减轻了轮胎的磨损。但是全主动悬架的缺点是结构和控制复杂,硬件要求高、耗能大、成本高,这些缺点限制了全主动悬架在汽车上的推广应用。

慢主动悬架又称为有限带宽主动悬架,其作动器仅在一窄带频率范围内工作,所以它降低了系统的成本及复杂程度,比全主动悬架便宜。尽管如此,它的主动控制仍然覆盖了主要的车身振动,包括纵向、俯仰、侧倾以及转向控制等要求的频率范围,改善了车身共振频率附近的行驶性能,提高了对车身姿态的控制,性能可达到与全主动系统很接近的程度。

半主动悬架是指悬架弹性元件的刚度和减振器的阻尼系数之一可以根据需要进行调节控制的悬架。由于弹簧刚度调节相对较难,所以一般的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。半主动悬架按阻尼级又可分成有级式和无级式两种。半主动悬架是由无动力源且只有可控的阻尼元件组成。由于半主动悬架结构简单,工作时几乎不消耗车辆动力,而且还能获得与全主动悬架耗近的性能,故有较好的应用前景。

馈能型主动悬架是一种集馈能和减振功能于一体的主动悬架。这种悬架带有能量回收装置,可以将悬架间被减振器所消耗的振动能量转化为可供汽车其他耗能部件使用的能量,同时保持汽车良好的行驶平顺性。馈能型悬架在实现途径上分为机械式馈能和电磁式馈能两种。馈能型主动悬架最重要的特征在于,可以将汽车振动的能量收集并转化成其他部件可以使用的能量,有利于汽车的节能,非常符合当下对汽车节能环保的时代要求。

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