汽車拖拉機學(xué)講授內(nèi)容：第4課電子懸架與履帶拖拉機行走裝置

（第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)）主講人：魯植雄教授2025年7月27日2第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)本章內(nèi)容安排第1課車架與車橋第2課車輪與輪胎第3課懸架第4課電子懸架與履帶拖拉機行走裝置第5課實驗五：行走系的拆裝與調(diào)整2025年7月27日3第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置一、電子懸架的功用與類型二、電控懸架系統(tǒng)的基本組成三、電子懸架系統(tǒng)的控制原理四、履帶拖拉機行走裝置本節(jié)課的主要內(nèi)容2025年7月27日4第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置1.傳統(tǒng)懸架的缺陷一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日5第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置2.電子控制懸架的目的通過控制調(diào)節(jié)懸架的剛度和減振器阻尼，突破傳統(tǒng)被動懸架的局限區(qū)域，使汽車的懸架特性與行駛的道路狀況相適應(yīng)，保證平順性和操縱性兩個相互排斥的性能要求都能得到滿足一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日6第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置3.電子控制懸架的功能車高調(diào)整、衰減力控制、彈簧剛度控制、側(cè)傾角剛度控制等（1）車高調(diào)整功能無論汽車的負載或車速如何變化,車高調(diào)整功能都可以保持適宜的車身車高。當汽車在路況很差的道路上行駛時,可以使車高增加;當汽車高速行駛時,又可以使車高降低,以減少空氣阻力,提高操縱穩(wěn)定性。（2）衰減力控制功能提高汽車的操縱穩(wěn)定性,在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動的情況下,可以抑制汽車姿勢的變化,防止汽車后坐、側(cè)傾、前傾等。一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日7第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置3.電子控制懸架的功能（3）彈簧剛度的控制功能利用控制彈簧剛度(彈性系數(shù))的辦法,來控制汽車起步等不同路況時的姿勢。（4）側(cè)傾角剛度控制功能是在傳統(tǒng)橫向穩(wěn)定桿(側(cè)傾扭桿)上裝上抗側(cè)傾驅(qū)動裝置。電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)彎的強度提供適當?shù)淖饔迷谲嚿砩峡箓?cè)傾所需的力矩,防止汽車轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾,以提高汽車行駛穩(wěn)定性。一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日8第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.電子控制懸架的類型根據(jù)有無力發(fā)生器,分為半主動懸架和全主動懸架兩大類。（1）半主動懸架特點：是根據(jù)路面沖擊、車輪與車體的加速度、速度及位移信號僅實時調(diào)節(jié)懸架的阻尼系數(shù),消耗來自不平路面的沖擊能量,而不需要提供能量,以這種方式來改善懸架緩沖性能。由于半主動懸架結(jié)構(gòu)簡單，在工作時，幾乎不消耗車輛動力，又能獲得與全主動懸架相近的性能，故應(yīng)用較廣。一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日9第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.電子控制懸架的類型（1）半主動懸架類型：一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日10第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.電子控制懸架的類型有級式半主動懸架系統(tǒng)控制方法：在有級式半主動懸架系統(tǒng)中，將阻尼分為兩級或三級，可由司機選擇；或根據(jù)傳感器信號自動選擇所需要的阻尼級?？蓪⒆枘岱譃楦嗉?，這樣可以擴大選擇的范圍?？刂菩Ч号c傳統(tǒng)懸架相比較，有級式半主動懸架系統(tǒng)有如下控制效果：操縱穩(wěn)定性提高10％；平順性提高7%。優(yōu)點：能在壞路條件下，或轉(zhuǎn)彎、制動汽車時將阻尼調(diào)節(jié)到很大，使行駛安全性大幅度提高。一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日11第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.電子控制懸架的類型有級式半主動懸架系統(tǒng)阻尼可調(diào)式減振器一般分為三級，即阻尼有硬、運動（中）、軟三種級別。

一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日12第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.電子控制懸架的類型無級式半主動懸架系統(tǒng)特點：無級式半主動懸架系統(tǒng)要求其阻尼按照行駛狀態(tài)的動力學(xué)要求作無級調(diào)節(jié)，并在幾毫秒內(nèi)由最小變到最大。一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日13第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.電子控制懸架的類型（2）全主動懸架簡稱主動懸架,它是一種有源控制。主動懸架可以根據(jù)汽車行駛條件的變化,主動改變懸架的剛度和阻尼系數(shù)。在汽車行駛路面、速度變化以及在汽車起步、轉(zhuǎn)向、制動等工況時主動懸架都可進行有效的控制?？筛鶕?jù)車速的變化控制車身的高度(車高控制系統(tǒng)),可改善汽車在壞路況的行駛性能和高速操縱穩(wěn)定性。一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日14第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置全主動懸架的特點懸架剛度可以設(shè)計得很小，使車身具有較低的固有頻率，以保證正常行駛時的乘坐舒適性。由于剛度可調(diào)，使汽車轉(zhuǎn)彎出現(xiàn)的車身側(cè)傾、制動、加速等引起的縱向擺動等問題得到解決?？蓪⑵嚳箓?cè)傾、抗縱擺的剛度設(shè)計得較大，因而提高了汽車的操縱穩(wěn)定性，使汽車的行駛安全性得以提高。汽車載荷變化時，主動懸架系統(tǒng)能自動維持車身高度不變，汽車即使在凹凸不平道路上行駛也可保持車身平穩(wěn)。主動懸架系統(tǒng)可以在主動時使車尾下沉，充分利用車輪與地面的附著條件，加速制動過程，縮短制動距離。主動懸架可使車輪與地面保持良好接觸，即車輪跳離地面的傾向減小，因而可提高車輪與地面的附著力，從而提高了汽車抵抗側(cè)滑的能力。一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日15第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.電子控制懸架的類型（2）全主動懸架類型一、電子懸架的功用與類型2025年7月27日16第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置由各種傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器組成二、電控懸架系統(tǒng)的基本組成2025年7月27日17第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置傳感器是將汽車行駛的路面情況(汽車的振動)和車速及起步、加速、轉(zhuǎn)向、制動等工況變?yōu)殡娦盘?輸送給ECU。二、電控懸架系統(tǒng)的基本組成2025年7月27日加速度傳感器節(jié)氣門位置傳感器18第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置傳感器二、電控懸架系統(tǒng)的基本組成2025年7月27日19第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置傳感器二、電控懸架系統(tǒng)的基本組成2025年7月27日加速踏板位置傳感器20第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置傳感器二、電控懸架系統(tǒng)的基本組成2025年7月27日轉(zhuǎn)向角傳感器21第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置懸架ECU將傳感器送入的電信號進行綜合處理,輸出對懸架剛度、阻尼、車身高度進行調(diào)節(jié)的控制信號。懸架ECU一般由微處理器和信號輸出放大電路組成。電控懸架系統(tǒng)的執(zhí)行器,按照懸架ECU的控制信號準確動作,及時地調(diào)節(jié)懸架剛度和阻尼系數(shù)及車身的高度。二、電控懸架系統(tǒng)的基本組成2025年7月27日22第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置執(zhí)行器：電磁閥、步進電動機及氣泵電動機。二、電控懸架系統(tǒng)的基本組成2025年7月27日23第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置主動懸架系統(tǒng)可以根據(jù)激勵和車身的響應(yīng),對懸架參數(shù)進行控制,使車身的振動響應(yīng)始終被控制在某個范圍內(nèi)。三、電子懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日24第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置下面電子控制空氣懸架為例全空氣懸架室電子控制懸架裝置的一種重要型式，其最大特點是在四個車輪處用充有壓縮空氣的空氣彈簧取代了傳統(tǒng)的鋼螺旋彈簧；并配備了電子控制裝置。它能夠根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)彈簧剛度、減振器阻尼力和車身高度。有效消除車輛的側(cè)傾、撳頭和后仰等不良姿態(tài)。保證車輛在行駛中始終保持良好的平順性和可操縱性的狀態(tài)中。三、電子懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日25第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置1.車速感應(yīng)控制在車速很高時,懸架ECU輸出的控制信號,使懸架的剛度和阻尼相應(yīng)增大,以提高汽車高速行駛時的操縱穩(wěn)定性。當汽車速度超過110km/h時,懸架ECU就會根據(jù)車速傳感器信號,經(jīng)過計算分析后,輸出控制信號。如果駕駛員選擇的是“軟”模式,則懸架的剛度和阻尼就自動從“低”狀態(tài)轉(zhuǎn)入“中”狀態(tài);如果駕駛員選擇的“硬”模式,則懸架在“中”狀態(tài)保持不變。當車速降低后,懸架的剛度和阻尼又自動回到選定模式的經(jīng)常保持狀態(tài)。三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日26第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置2.前后輪感應(yīng)控制當汽車前輪遇到路面接縫等單個的突起障礙時,懸架ECU輸出控制信號,相應(yīng)減小后輪懸架的剛度和阻尼,以減小車身的振動和沖擊。（1）車速=30~80km/h，行駛遇到障礙時,

如果駕駛員選定的是“軟”模式,后輪懸架保持“低”的狀態(tài);如果是“硬”模式,則從“中”狀態(tài)自動轉(zhuǎn)入“低”的狀態(tài),當后輪越過障礙后懸架又自動回到選定模式的經(jīng)常保持狀態(tài)。（2）車速>80km/h在前輪遇到障礙時,后輪懸架若轉(zhuǎn)入“低”的狀態(tài)會影響汽車的操縱穩(wěn)定性,因此,無論在哪種模式下,懸架的剛度和阻尼都將在“中”的狀態(tài)。三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日27第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置

3.不良路面感應(yīng)控制當汽車進入不良路面行駛時,為抑制車身產(chǎn)生大的振動,懸架ECU輸出控制信號,相應(yīng)增懸架的剛度和阻尼。（1）車速=40~100km/h，駛?cè)氩涣悸访鏁r,車身位移傳感器輸出周期小于0.5s的車身高度變化信號，ECU經(jīng)過計算分析后輸出控制信號如果是在“軟”模式下,懸架就自動從“低”狀態(tài)轉(zhuǎn)入“中”狀態(tài)如果是在“硬”模式下,則保持“中”的狀態(tài)不變。（2）車速>100km/h駛?cè)雺穆访鏁r如果是在“軟”模式下,懸架會在“低”或“中”狀態(tài)下轉(zhuǎn)入“高”的狀態(tài);如果是在“硬”模式下,則從“中”轉(zhuǎn)入“高”的狀態(tài)。三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日28第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.車身側(cè)傾控制在汽車急轉(zhuǎn)彎時,應(yīng)增大懸架的剛度和阻尼,以抑制車身的側(cè)傾。當駕駛員急打轉(zhuǎn)向盤時,轉(zhuǎn)向傳感器將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速電信號輸入懸架ECU,ECU經(jīng)過計算分析后向懸架輸出控制信號。如果駕駛員選擇的是“軟”模式,懸架就自動從“中”或“低”狀態(tài)轉(zhuǎn)入“高”狀態(tài);如果是在“硬”模式下,則從“中”轉(zhuǎn)入“高”的狀態(tài)。三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日29第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置5.制動車身點頭控制在汽車緊急制動時,應(yīng)增大懸架的剛度和阻尼,以抑制車身的點頭。當汽車在大于60km/h速度下緊急制動時,車速傳感器的車速信號的制動開關(guān)的階躍信號輸入懸架ECU,ECU經(jīng)過計算分析后輸出控制信號,調(diào)整懸架的剛度和阻尼。如果這時處在“軟”模式下,懸架就自動從“中”或“低”狀態(tài)自動轉(zhuǎn)入“高”狀態(tài);如果是在“硬”模式下,則從“中”轉(zhuǎn)入“高”的狀態(tài)。三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日30第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置6.起步車身俯仰控制在突然起步或突然加速時,也應(yīng)增加懸架的剛度和阻尼,以抑制車身的俯仰。在車速低于20km/h的情況下,駕駛員猛踩加速踏板時,車速傳感器的車速信號和節(jié)氣門開度傳感器的階躍信號輸入懸架ECU,ECU經(jīng)過計算分析后輸出控制信號,調(diào)整懸架的剛度和阻尼。如果這時處于“軟”模式下,懸架就自動從“中”或“低”狀態(tài)自動轉(zhuǎn)入“高”狀態(tài);如果是在“硬”模式下,則從“中”轉(zhuǎn)入“高”的狀態(tài)三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日31第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置7.高速感應(yīng)控制當車速超過90km/h時,為了提高汽車的行駛穩(wěn)定性和減少空氣阻力,懸架ECU輸出控制信號,使排氣閥和高度控制閥通電工作,懸架氣室向外排氣,以降低車身的高度。如果懸架是在“標準”模式下,則車身將從“中”狀態(tài)降低到“低”狀態(tài);如果是在“高”模式,則從“高”狀態(tài)轉(zhuǎn)入“中”狀態(tài)。當車速低于60km/h時,又恢復(fù)原有的高度。提高車身高度是通過ECU輸出的控制信號,使空氣壓縮機和高度控制閥通電工作,將壓縮空氣送入懸架空氣室實現(xiàn)的。三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日32第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置7.高速感應(yīng)控制三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日33第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置8.連續(xù)不良路面行駛控制目的：汽車在不良路面行駛時,應(yīng)該提高車身,以減弱來自路面的突然抬起感,并提高汽車的通過性能。當車身位移傳感器連續(xù)2.5s以上輸出大幅度的振動信號,且車速在40~90km/h時,如果懸架是在“標準”模式下,則車高從“中”狀態(tài)轉(zhuǎn)為“高”狀態(tài);如果是在“高”模式,則維持在“高”狀態(tài)不變。當汽車在連續(xù)不平路面行駛的速度在90km/h以上時,汽車的行駛穩(wěn)定性優(yōu)先考慮,在標準模式下，將維持“中”狀態(tài)不變在“高”模式下，則從“高”轉(zhuǎn)入“中”的狀態(tài)。三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日34第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置9.自動水平調(diào)節(jié)就是無論汽車乘員人數(shù)或裝載質(zhì)量如何增減,車身高度自動維持在一恒定值,并使車身盡可能地保持水平。保持一定的車身高度不僅可以使汽車行駛保持穩(wěn)定,而且還可以使汽車前照燈光束方向保持不變10.駐車控制當汽車處于駐車控制模式時,為了使車身外觀平衡,保持良好的駐車姿勢,當點火開關(guān)關(guān)閉后,ECU即發(fā)出指令,使車身高度處于常規(guī)值模式的低控制模式。三、電控懸架系統(tǒng)的控制原理2025年7月27日35第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置1.組成：車架、履帶驅(qū)動、懸架四、履帶拖拉機行走裝置2025年7月27日36第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置2.特點：履帶拖拉機的驅(qū)動輪只卷繞履帶而不在地面上滾動，由履帶和地面接觸，拖拉機的全部重量都通過履帶作用在地面上。履帶的接地面積大、接地比壓小，因而在松軟土壤上的下陷深度小。此外，由于履帶支承面上同時與土壤作用的履刺較多，有較好的牽引附著性能，能適應(yīng)在惡劣條件下工作。履帶拖拉機的導(dǎo)向輪是履帶張緊裝置的組成部分，它用來引導(dǎo)履帶正確地卷繞，但不能相對機體偏轉(zhuǎn)，不能起引導(dǎo)履帶拖拉機轉(zhuǎn)向的作用。履帶行走裝置均為剛性元件，沒有輪式拖拉機輪胎那樣的緩沖作用，因此它與機體的連接部分（懸架）應(yīng)有適當?shù)膹椥?，以緩和地面對機體的沖擊履帶拖拉機履帶軌距不能調(diào)整。四、履帶拖拉機行走裝置2025年7月27日37第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置3.履帶拖拉機的懸架功用：用以連接支重輪和機體的部件，機體的質(zhì)量通過懸架作用在支重輪上，履帶和支重輪在行駛過程中所受的沖擊也經(jīng)懸架傳給機體。類型：彈性懸架、半剛性懸架、剛性懸架剛性懸架在農(nóng)用履帶拖拉機中沒有采用。四、履帶拖拉機行走裝置2025年7月27日38第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置4.張緊裝置與導(dǎo)向輪功用：用來保持履帶有合適的張緊度，以減少拖拉機在行駛時履帶的振動和由此引起的額外功率損失；履帶張緊后還可以防止它在工作時滑脫；張緊裝置的緩沖彈簧可以使它兼有緩沖作用。組成：由導(dǎo)向輪、張緊度調(diào)整機構(gòu)和緩沖彈簧等組成。導(dǎo)向輪必須在履帶運轉(zhuǎn)平面內(nèi)移動，它的移動方式分為擺動式和滑動式。四、履帶拖拉機行走裝置2025年7月27日39第三章汽車拖拉機的行走系統(tǒng)第4課電動懸架與履帶拖拉機行走裝置5.履帶履帶用來將拖拉機的質(zhì)量傳給地面，并保證其與土壤的附著發(fā)揮足夠的推進力。由于履帶工作條件惡劣，所以除要求有良好的附著性能外，還要有足夠的強度、剛度和耐磨性。履帶由若干塊履帶板通過履帶銷相互連接而成。履帶板有整體式和組成式兩種四、