懸架剛度

主動懸架系統(tǒng)按其是否包含動力源，可分為四類:全主動懸架(有源主動懸架)、慢主動懸架系統(tǒng)(部分有源主動懸架)、半主動懸架(無源主動懸架)、饋能型主動懸架，如圖1 所示。

全主動懸架又稱為寬帶主動懸架，是根據(jù)汽車的運(yùn)動和路面狀況，適時地調(diào)節(jié)懸架的剛度和阻尼，使其處于最佳減振狀態(tài)。全主動懸架可以在車身振動的全頻段范圍內(nèi)兼顧汽車的平順性與操縱穩(wěn)定性;能夠?qū)崟r地控制車身高度，改善通過性;能夠降低車輪載荷波動，提高附著性能，改善操縱性，同時減輕了輪胎的磨損。但是全主動懸架的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜，硬件要求高、耗能大、成本高，這些缺點(diǎn)限制了全主動懸架在汽車上的推廣應(yīng)用。

慢主動懸架又稱為有限帶寬主動懸架，其作動器僅在一窄帶頻率范圍內(nèi)工作，所以它降低了系統(tǒng)的成本及復(fù)雜程度，比全主動懸架便宜。盡管如此，它的主動控制仍然覆蓋了主要的車身振動，包括縱向、俯仰、側(cè)傾以及轉(zhuǎn)向控制等要求的頻率范圍，改善了車身共振頻率附近的行駛性能，提高了對車身姿態(tài)的控制，性能可達(dá)到與全主動系統(tǒng)很接近的程度。

半主動懸架是指懸架彈性元件的剛度和減振器的阻尼系數(shù)之一可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的懸架。由于彈簧剛度調(diào)節(jié)相對較難，所以一般的半主動懸架不考慮改變懸架的剛度，而只考慮改變懸架的阻尼。半主動懸架按阻尼級又可分成有級式和無級式兩種。半主動懸架是由無動力源且只有可控的阻尼元件組成。由于半主動懸架結(jié)構(gòu)簡單，工作時幾乎不消耗車輛動力，而且還能獲得與全主動懸架耗近的性能，故有較好的應(yīng)用前景。

饋能型主動懸架是一種集饋能和減振功能于一體的主動懸架。這種懸架帶有能量回收裝置，可以將懸架間被減振器所消耗的振動能量轉(zhuǎn)化為可供汽車其他耗能部件使用的能量，同時保持汽車良好的行駛平順性。饋能型懸架在實(shí)現(xiàn)途徑上分為機(jī)械式饋能和電磁式饋能兩種。饋能型主動懸架最重要的特征在于，可以將汽車振動的能量收集并轉(zhuǎn)化成其他部件可以使用的能量，有利于汽車的節(jié)能，非常符合當(dāng)下對汽車節(jié)能環(huán)保的時代要求。

半主動懸架的研究工作始于1973年，由D.A.克羅斯貝和D.C.卡諾普首先提出。半主動懸架由可變特性的彈簧和減振器組成。半主動懸架的基本工作原理是:用可調(diào)彈簧或可調(diào)整減振器組成懸架，并根據(jù)簧上質(zhì)量的速度響應(yīng)、加速度響應(yīng)等反饋信號，按照一定的控制規(guī)律，調(diào)節(jié)可調(diào)彈簧的剛度或可調(diào)減振器的阻尼力。

半主動懸架主要是通過電磁閥控制可調(diào)阻尼減振器。可調(diào)阻尼減振器由具有不同節(jié)流孔的轉(zhuǎn)閥得到舒適(軟)、正常(中)、運(yùn)動(硬)三個等級的阻尼。起步、制動、急轉(zhuǎn)彎和高速選擇運(yùn)動(硬)以保證良好的操縱穩(wěn)定性，低速選擇舒適(軟)以獲得良好的平順性，中速選擇正常(中)兼顧平順性與操縱穩(wěn)定性。

通過改變彈簧剛度以減振的半主動懸架由哈伯德等人于1976年提出，彈簧剛度的改變是通過切換空氣彈簧實(shí)現(xiàn)的。剛度可調(diào)的空氣彈簧具有副氣室的空氣彈簧，由剛度控制閥改變主、副氣室的通道面積，得到軟、中、硬不同的剛度，其控制與可調(diào)阻尼半主動懸架有類似之處。