汽車懸架系統(tǒng)電控減振技術(shù)應(yīng)用探析

郭春杰 鐘海兵 尹慶 路英竹

摘 要：在汽車懸架系統(tǒng)中，經(jīng)過電控減振技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠有效減少汽車行駛的顛簸感、震動(dòng)感，提升駕駛?cè)藛T的舒適感，所以，研究該技術(shù)具有重要的意義。本文闡述了汽車減振器的發(fā)展，對(duì)電控減振技術(shù)進(jìn)行了分析，并且展開了電控減振技術(shù)的應(yīng)用分析。

關(guān)鍵詞：電控減振技術(shù) 汽車懸架系統(tǒng) 應(yīng)用

根據(jù)汽車發(fā)展史的分析和研究可知，在汽車發(fā)展歷程中，對(duì)諸多學(xué)科的技術(shù)進(jìn)行了不斷融合應(yīng)用，不僅滿足了人們的行駛需求，也改善了交通運(yùn)行水平。近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，在汽車制造領(lǐng)域方面也取得了一定成績，我國汽車制造水平得到了有效提升，但是，汽車制造面臨著更高的要求，為了滿足市場(chǎng)需求，需要對(duì)汽車行駛的相關(guān)影響因素進(jìn)行全面分析，不僅要保證汽車的安全行駛，還應(yīng)該滿足行駛?cè)藛T的舒適方面需求。

1 汽車減振器的發(fā)展

在汽車懸架系統(tǒng)中，汽車減振器占據(jù)著重要的地位，經(jīng)過減振器的應(yīng)用，能給汽車的安全行駛提供可靠保障，防止路面等因素的影響下，使汽車受到嚴(yán)重的沖擊和震動(dòng)，一般減振器會(huì)設(shè)置在汽車前后。至今為止，汽車減振器已經(jīng)經(jīng)歷了幾百年的發(fā)展歷史，在最開始的時(shí)候所使用的減振器為懸架彈簧，以此來減少路面沖擊對(duì)汽車的不良影響，但是，彈簧很難有效吸收振動(dòng)能量，還會(huì)發(fā)生共振，所以，逐漸將彈簧和橡膠塊進(jìn)行了有效結(jié)合，這樣可以對(duì)振動(dòng)能量進(jìn)行有效吸收，有效減少汽車振動(dòng)幅度，但是在這種方式下，也僅能夠?qū)崿F(xiàn)單向的作用。在汽車減振器方面，國外率先研究出了液壓減振設(shè)備，做成了橡膠節(jié)流通道，并且利用隔板，將其內(nèi)腔分為兩個(gè)部分，以此形成中空結(jié)構(gòu)，有效減少了阻尼作用，提升了汽車的減振效果。

在上個(gè)世紀(jì)30年代，研究出了搖臂式減振器，這種減振器得到了推廣應(yīng)用，由于這種減振器具有較多優(yōu)勢(shì)，比如說，穩(wěn)定性較強(qiáng)，能夠?qū)?nèi)部運(yùn)行壓力控制在10-20MPA，但是，在活塞磨損及溫度因素的影響下，這種減振器會(huì)出現(xiàn)體積膨大的現(xiàn)象，進(jìn)而逐漸被淘汰。在二戰(zhàn)之后，逐漸研究出了剪式液壓減振設(shè)備，將其應(yīng)用在車架以及車橋中可以反復(fù)運(yùn)動(dòng)，在減振殼中可以使油液重復(fù)運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)內(nèi)腔中，在該過程中，油液會(huì)在兩個(gè)內(nèi)腔的內(nèi)壁進(jìn)行不斷摩擦，這樣可以有效抵抗汽車振動(dòng)，在這種減振方式下，能夠?qū)误w作用減振器以及雙作用減振器進(jìn)行有效結(jié)合，投入的資金相對(duì)較少，使用年限得到了有效延長，整體的體積也相對(duì)較小，重量也較輕，但是，如果汽車處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，很容易使減振裝置發(fā)生形變問題，進(jìn)而影響了減振效果，不僅如此，還會(huì)出現(xiàn)較大的沖擊力，發(fā)出較大的噪音等。在50年代，充氣式減振器被研制了出來，在銅管下設(shè)置了浮動(dòng)活塞，這樣就會(huì)使人和缸筒一端形成密閉空間，即使在車輪跳動(dòng)的過程中，減振器活塞也能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)于油腔之內(nèi)，從而形成相應(yīng)的壓差，有效起到了汽車減振作用[1]。

2 電控減振技術(shù)的分析

2.1 電控減振技術(shù)

在主動(dòng)懸架系統(tǒng)中，電控減振技術(shù)占據(jù)著重要位置，該技術(shù)具有較大的復(fù)雜性，對(duì)外部能量的輸入能夠給予有效保障，通過懸架內(nèi)控系統(tǒng)的設(shè)置可以使汽車外部能量得到有效控制，進(jìn)而使基礎(chǔ)減振效果得到有效提升。對(duì)于電控減振技術(shù)來說主要可以分為兩部分，一是基礎(chǔ)力發(fā)生器，二是彈簧構(gòu)件，就前者來說，主要是為了給懸架系統(tǒng)提供保護(hù)作用，實(shí)現(xiàn)汽車的節(jié)能降耗目標(biāo)。在汽車運(yùn)行中，能夠?qū)壹芟到y(tǒng)進(jìn)行有效優(yōu)化，確保汽車行駛的平穩(wěn)度，調(diào)節(jié)汽車運(yùn)行模式，但是，該項(xiàng)技術(shù)具有較高要求，投入成本比較大，與其他的技術(shù)相比較，總體消耗也比較高，一般只用在高端汽車的生產(chǎn)制造中。

2.2 被動(dòng)懸架技術(shù)

在該技術(shù)中，主要組成內(nèi)容包括：減振器和彈簧，作為相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)夹g(shù)中的阻尼系數(shù)等進(jìn)行合理應(yīng)用，掌握相關(guān)的計(jì)算公式，從而對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，在根本上保證該系統(tǒng)的控制效果，還要做好相應(yīng)的測(cè)試，在具體測(cè)試的時(shí)候，雖然會(huì)存在一定的難度，但是也要保證汽車狀態(tài)的穩(wěn)定性，不能存在較大偏差，該技術(shù)可以滿足汽車轉(zhuǎn)彎的相關(guān)需求，滿足了駕駛?cè)藛T的舒適需求，但是，該技術(shù)的相關(guān)參數(shù)是不能調(diào)整的，這樣會(huì)給整體性能帶來一定的影響。

2.3 半自動(dòng)懸架系統(tǒng)電控減振技術(shù)

對(duì)于該技術(shù)來說，其應(yīng)用原理與被動(dòng)懸架減振技術(shù)具有較多相似之處，但是，該技術(shù)的靈活性相對(duì)較好，阻尼系數(shù)以及剛度系數(shù)具有較大的變換空間，在該技術(shù)中，主要依靠彈簧來測(cè)算車輪行駛中的相關(guān)參數(shù)，能夠?qū)囕v的行駛速度進(jìn)行有效反饋，駕駛?cè)藛T在實(shí)際行駛過程中，可以及時(shí)掌握車輛行駛相關(guān)參數(shù)。對(duì)該技術(shù)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)其阻尼系數(shù)以及彈簧剛度進(jìn)行不斷優(yōu)化，確保二者處于良好的平衡狀態(tài)，能夠滿足汽車的穩(wěn)定運(yùn)行，在半自動(dòng)技術(shù)中，減振器以及彈簧是重要的組成元件，通過二者的協(xié)調(diào)作用，可以有效控制車輛的加速度，與被動(dòng)懸架電控減振技術(shù)相比，該技術(shù)的阻尼系數(shù)具有較高的靈活性，彈簧剛度也相對(duì)較大[2]。

3 在汽車懸架系統(tǒng)中電控減振技術(shù)的應(yīng)用分析

在汽車懸架系統(tǒng)中，電控減振技術(shù)具有很大的應(yīng)用價(jià)值，該技術(shù)工作的基礎(chǔ)系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，為了滿足其動(dòng)力系統(tǒng)的相關(guān)需求，需要對(duì)多種技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用。在現(xiàn)階段來看，電控減振技術(shù)最核心的內(nèi)容為：基礎(chǔ)最優(yōu)控制、整體自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及模糊控制，通過這些控制理論的融合應(yīng)用，在根本上提升了汽車行駛的穩(wěn)定性，優(yōu)化了控制效果，也提升了懸架系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

3.1 基礎(chǔ)最優(yōu)控制

對(duì)于基礎(chǔ)最優(yōu)控制來說，主要指的是某一個(gè)具體的目標(biāo)函數(shù)，通過應(yīng)用專業(yè)的數(shù)學(xué)計(jì)算方法計(jì)算出具體的函數(shù)，在極值狀態(tài)下能夠輸入以及輸出相關(guān)參數(shù)，一般來說，相關(guān)工作人員需要具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，以此獲得目標(biāo)函數(shù)，在此基礎(chǔ)上將其應(yīng)用在懸架系統(tǒng)中，這樣可以豐富最優(yōu)控制的多樣性功能，比如說，預(yù)見性控制以及線性控制等。作為相關(guān)工作人員還需要對(duì)多種技術(shù)進(jìn)行靈活運(yùn)用，能夠從不同角度對(duì)最優(yōu)控制數(shù)字進(jìn)行分析，進(jìn)而將減振技術(shù)高效應(yīng)用在汽車行駛中，全面掌握相關(guān)的行駛參數(shù)，從而提升整體的減振效果。對(duì)選陣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，為了發(fā)揮減振技術(shù)的作用，需要構(gòu)建完善的基礎(chǔ)模型，確保汽車行駛能夠得到有效控制，對(duì)汽車行駛狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，提升汽車行駛的穩(wěn)定性以及舒適度等，然而，在減振技術(shù)的應(yīng)用下，汽車能耗會(huì)有所提升，所以在懸架系統(tǒng)中需要針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行不斷完善，從而減少汽車運(yùn)行能耗，當(dāng)汽車能夠達(dá)到最優(yōu)控制的情況時(shí)，還需要對(duì)懸架系統(tǒng)的整體情況進(jìn)行有效反饋，從而做出有效調(diào)整措施，作為相關(guān)技術(shù)人員，對(duì)相關(guān)軟件進(jìn)行升級(jí)的時(shí)候，需要有效改善減振技術(shù)的整體優(yōu)化效果，對(duì)汽車整體穩(wěn)定性進(jìn)行有效改進(jìn)和控制[3]。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

對(duì)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)來說，其工作原理與神經(jīng)元信息處理比較相似，都是對(duì)基礎(chǔ)信息進(jìn)行分析和處理，確保非線性信息的有效性，進(jìn)而在總體結(jié)構(gòu)上顯示出大范圍的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，優(yōu)化基礎(chǔ)控制效果，對(duì)基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，采用了人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理，在汽車懸架系統(tǒng)中，構(gòu)建了人工智能的電控減振系統(tǒng)，整體控制系統(tǒng)可以得到升級(jí)，提升了數(shù)據(jù)信息處理能力，使分布式數(shù)據(jù)能夠得到集中處理，從而優(yōu)化了系統(tǒng)控制效果。在汽車懸架系統(tǒng)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)得到了高度重視，該技術(shù)應(yīng)用頻率也比較高，這種電控減振技術(shù)具有較好的應(yīng)用價(jià)值，在信息處理方面，該技術(shù)模擬了人類神經(jīng)的信息處理方法能夠像人類一樣去思考問題。在懸架系統(tǒng)中，相關(guān)參數(shù)也可以獨(dú)立獲取，并且，對(duì)各類信息之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行全面分析，在此基礎(chǔ)上作出正確的判斷以及預(yù)測(cè)等。對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)來說，還具有較強(qiáng)的聯(lián)想力以及記憶能力，推理能力也比較顯著，還具有較好的容錯(cuò)性，可以對(duì)人類神經(jīng)元的問題分析能力進(jìn)行模擬，從而對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行推測(cè)，作出客觀的判斷，及時(shí)分析汽車性能以及行駛狀態(tài)等，有效減少了汽車行駛中的震動(dòng)感。對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制來說，體現(xiàn)了分布式特點(diǎn)，該處理系統(tǒng)比較先進(jìn)地應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，該種減振技術(shù)屬于主動(dòng)型，可以主動(dòng)減振。根據(jù)現(xiàn)階段汽車制造行業(yè)的發(fā)展情況來看，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)比較常用，用檢測(cè)技術(shù)所取得的檢測(cè)效果比較顯著，其發(fā)展空間以及改造空間均比較大。作為相關(guān)技術(shù)人員，應(yīng)該對(duì)車輛行駛的顛簸感進(jìn)行全面分析和測(cè)試，盡可能提升網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的實(shí)時(shí)性，從而為汽車行駛員提供安全、舒適的行駛服務(wù)，進(jìn)一步擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用范圍。在系統(tǒng)的未來發(fā)展中，還需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不斷升級(jí)，對(duì)減振技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，健全控制體系[4]。

3.3 整體自適應(yīng)控制

對(duì)于整體自適應(yīng)控制理念來說，可以對(duì)基礎(chǔ)最優(yōu)控制的諸多不足之處進(jìn)行有效彌補(bǔ)，在汽車行駛的過程中能夠在諸多臨時(shí)性狀態(tài)下進(jìn)行適用分析，通過相應(yīng)調(diào)整，保證汽車的安全穩(wěn)定行駛。在自適應(yīng)系統(tǒng)中需要按照相關(guān)的行駛路況以及環(huán)境監(jiān)測(cè)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，全面分析車輛行駛中的諸多不穩(wěn)定性因素，對(duì)車輛行駛的整體情況作出有效的判斷，針對(duì)數(shù)據(jù)異常進(jìn)行有效的自適應(yīng)調(diào)整，進(jìn)而控制車的行駛狀態(tài)。通過應(yīng)用懸架系統(tǒng)，在汽車減振方面發(fā)揮了重要作用，其自適應(yīng)控制是無法取代的，不僅可以對(duì)汽車整體減振效果進(jìn)行優(yōu)化，還能夠?qū)ο嚓P(guān)的參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，有助于改善汽車整體行駛狀態(tài)。通過該功能的有效控制，能夠?qū)⒏黝悈?shù)變化上報(bào)于懸架系統(tǒng)中，通過對(duì)各類參數(shù)的檢測(cè)，可以生成相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，進(jìn)而有助于對(duì)懸架系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。由此可見，該技術(shù)具有較好的應(yīng)用前景，但是，該技術(shù)應(yīng)用價(jià)格相對(duì)較高，如果自適應(yīng)控制能力越強(qiáng)，就會(huì)花費(fèi)更多的成本，控制效果自然也會(huì)更好，在汽車生產(chǎn)制造中，該技術(shù)會(huì)應(yīng)用于部分汽車底盤中，以此優(yōu)化整體的減振效果。在汽車行駛中，該技術(shù)可以收集基礎(chǔ)輸入?yún)?shù)，經(jīng)過對(duì)其監(jiān)測(cè)以及反饋構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)參考模型，保證所收集的數(shù)據(jù)具有參考價(jià)值，進(jìn)而優(yōu)化了自適應(yīng)控制效果[5]。

3.4 模糊控制

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在汽車制造領(lǐng)域中模糊控制得到了高度關(guān)注，由于模糊控制可以將諸多人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有效利用，對(duì)系統(tǒng)整體性能進(jìn)行優(yōu)化與控制，從而使整體人工智能水平得到了有效提升，相信在汽車制造領(lǐng)域的未來發(fā)展中，模糊控制會(huì)得到進(jìn)一步應(yīng)用。在模糊控制中，能夠?qū)⒄Z言變量和模型進(jìn)行有效構(gòu)建以及合理優(yōu)化，對(duì)減振技術(shù)進(jìn)行了有效完善。隨著人們生活水平的提升，對(duì)生活質(zhì)量有了更高要求，在模糊控制的應(yīng)用下，能夠?qū)刂萍夹g(shù)進(jìn)行充分優(yōu)化，還可以使控制技術(shù)得到升級(jí)，為新技術(shù)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，有助于車輛行駛?cè)藛T獲得良好的體驗(yàn)，在模糊控制的應(yīng)用下，可以使減振技術(shù)朝著智能化方向發(fā)展。在車輛運(yùn)行中，相關(guān)的輸出數(shù)據(jù)可以得到模糊控制，經(jīng)過對(duì)技術(shù)的分析，結(jié)合相關(guān)的人工經(jīng)驗(yàn)可以作出準(zhǔn)確的判斷，在汽車自動(dòng)控制領(lǐng)域中，該項(xiàng)技術(shù)得到了高度重視，能夠使自動(dòng)控制規(guī)則成為現(xiàn)實(shí)，也能對(duì)相關(guān)的計(jì)算模式進(jìn)行有效調(diào)整，為汽車整體運(yùn)行數(shù)據(jù)以及相關(guān)控制技術(shù)的有效整合提供了契機(jī)，在模糊控制的應(yīng)用下，相關(guān)的具體參數(shù)可以得到模糊計(jì)算，并且根據(jù)汽車自身的運(yùn)行軌跡以及振動(dòng)幅度等作出有效分析，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，從根本上提升了汽車的整體控制水平，優(yōu)化了汽車的控制能力[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架系統(tǒng)，整體的平穩(wěn)性相對(duì)較差，實(shí)際操作，也具有一定的局限性，無法滿足人們的行駛需求，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，減振控制技術(shù)得到了有效應(yīng)用，通過該技術(shù)的不斷改良取得了較好的減振效果。作為汽車生產(chǎn)制造企業(yè)，需要在系統(tǒng)減振設(shè)計(jì)方面積極應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，使汽車減振方面的功能可以滿足人們的實(shí)際需求，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還需要對(duì)減振效果進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，提升人們行駛的舒適感，并對(duì)節(jié)能環(huán)保繼續(xù)高度關(guān)注。作為該領(lǐng)域的技術(shù)研究人員，需要對(duì)相關(guān)的減振技術(shù)進(jìn)行深入研究，采取有效措施減少汽車行駛中的振動(dòng)感，尤其要對(duì)電控減振技術(shù)給予高度關(guān)注，確保該項(xiàng)技術(shù)可以發(fā)揮應(yīng)有的減振效果，從而使汽車的使用年限得到有效延長，使人們獲得良好的行駛體驗(yàn)，也為行駛?cè)藛T提供安全保障。

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