目錄第一章引言41.1課課題的意意義41.2國國內外研研究現狀狀4第二章汽車車懸架系系統72.1汽車車懸架系系統簡介介72.2汽汽車空氣氣懸架結結構組成成102.3汽汽車空氣氣懸架系系統的特特性1332.4汽汽車空氣氣懸架的的優缺點點14（一）汽車車空氣懸懸架的優優點155（二）汽車車空氣懸懸架的缺缺點155第三章奧迪迪A6LL懸架系系統1663.1奧奧迪A66簡介1663.2空空氣懸架架系統1183.2.11空氣懸懸架系統統的結構構183.2.22空氣氣懸架系系統的原原理1993.2.33空氣氣懸架系系統的主主要特點點193.3奧奧迪A66懸架系系統原理理19第四章奧迪迪A6LL懸架系系統檢修修214.1奧迪迪A6空氣氣懸架系系統布局局214.2顯顯示檢修修224.3系系統部件件23參考文獻224附錄一：英英文專業業文摘及及翻譯225外獻332摘要：汽車車懸架系系統是傳傳遞車身身與輪胎胎之間各各種力和和力矩的的連接裝裝置。汽汽車懸架架系統基基本上是是由彈性性元件、減減振器和和導向機機構三大大部分組組成。這這三部分分分別起起緩沖、減減振和導導向作用用，共同同承擔傳傳遞輪胎胎與車身身之間的的各種力力和力矩矩的任務務。懸架架作為上上述各種種力和力力矩的傳傳動裝置置，其性性能的好好壞是影影響汽車車行駛平平順性和和操縱穩穩定性最最重要、最最直接的的因素。ABSTRRUCTT:：Theeveehicclesusspennsioonssysttemisacconnnecttinggdeevicce,whiichtraansmmitvarriouusfoorceeanndmmomeentbettweeenbbodyyanndttiree.TThevehhicllessusppenssionnsyysteemiismmainnlycconssisttedofsprringgcoompoonennts,,daampeerccompponeentssanndoorieentaatioonmmachhinee.TThetthreeepparttsrresppecttiveelyperrforrmstheefuuncttionnsoofccushhionndaampiinganddorrienntattionn,anndccoopperaatewittheeachhottherrtoofiinisshtthetassktthatttrranssferrsaallkinndsofforrcessanndtoorquuesfroomttireesttovvehiicleeboody..Assthhiskinndoofeequiipmeenttheetrranssferrrinngchharaacteerissticcsooftthesusspennsioonssysttemistheemoostimpporttanttanndddireectfacctorrstthattinfflueenceethhevvehiicleeriideperrforrmannceanddhaandllinggpeerfoormaancee.引言1.1課課題的意意義近幾年年，我國國的汽車車業得到到了飛速速的發展展，汽車車銷售量量己經排排名全球球第一。與此同時，越越來越多多的家庭庭期望擁擁有私家家車，但但人們對對汽車的的要求也也越來越越高。人們希望汽汽車經濟濟實惠，舒舒適安全全，還追追求一定定的駕駛駛樂趣。汽汽車懸架架是汽車車的重要組成部部分。作作為汽車車各種力力和力矩矩的傳動動裝置，懸懸架的性性能直接接影響汽汽車的舒適性和操操縱性。所所以加強強對懸架架的研究究，是汽汽車設計計師一直直關注的的問題和和工作重點。他們們期望通通過提高高懸架的的性能來來提升整整個汽車車的操縱縱穩定性性和平順順性。懸懸架性能的研研究，自自然需要要有關于于懸架的的評價指指標。目目前對于于懸架的的評價，由由于方法的不同，而而沒有統統一的標標準，需需要在懸懸架動力力學和彈彈性動力力學的系系統的評評價指標做進一步步探索和和研究。期期望有比比較系統統的歸納納和分類類來進行行懸架性性能的研研究。1.2國國內外研研究現狀狀空氣彈簧誕誕生于119世紀紀中期,,早期用用于機械械設備隔隔振。119477年，美美國首先先在普爾爾曼車上上使用空空氣彈簧簧，到目目前為止止，美國國在重型型載貨車車上空氣氣懸架的的占有率率是855%，比比19888年增增長了554％；；大約882%的的拖掛車車使用空空氣懸架架，比110年前前增長了了15%%，歐洲洲大約與與之保持持相同的的增長速速度。空空氣懸架架在輕型型貨車上上的應用用目前雖雖然只占占市場份份額的55%，但但已呈現現出快速速增長的的趨勢，火火石公司司(Fiiresstonne)預預測到220033年，空空氣懸架架在輕型型車市場場占有率率將達到到10%%，20008年年將達到到40%%。空氣氣懸架在在旅游車車、長途途客車及及高速客客車市場場也占有有極大的的份額，到到19994年，聯聯邦德國國生產的的55種種大、中中型公共共汽車中中，已有有38種種使用了了空氣懸懸架，國國外高級級大客車車幾乎全全部使用用空氣懸懸架；部部分轎車車也逐漸漸安裝空空氣彈簧簧懸架，如如Bennz3000SEE和Beenz6600。我國雖然從從50年年代就開開始了對對空氣懸懸架的研研究工作作，但由由于設計計及制造造等復雜雜因素的的影響，一一直未能能得到推推廣應用用。近年年來，隨隨著汽車車技術的的發展及及國外空空氣懸架架的引進進，小部部分國產產高級旅旅游車開開始采用用國外購購置的空空氣懸架架，如沈沈陽飛機機汽車制制造廠、北北方汽車車制造廠廠、廈門門金龍聯聯合汽車車公司、亞亞星客車車集團公公司、丹丹東汽車車制造廠廠等生產產的客車車。隨著空氣懸懸架應用用的推廣廣，對空空氣彈簧簧、導向向機構及及控制機機構的研研究也得得到了重重視。JJ.RR.EEVANNS等人人在19970年年做了空空氣彈簧簧垂直特特性實驗驗，建立立空氣彈彈簧垂直直動態特特性模型型；19994年年做了空空氣彈簧簧的側向向特性實實驗，在在大頻率率和大幅幅值情況況下，測測量了空空氣彈簧簧在不同同載荷下下的側向向力和變變形。KKatssuyaaYooyoffukuu等通過過研究振振動頻率率和彈簧簧反應之之間的關關系，分分析管道道和氣室室對彈簧簧特性變變化的影影響。交交通部重重慶公路路科學研研究所的的丁良旭旭對空氣氣懸架的的一些性性能進行行了探討討，擬合合了空氣氣彈簧的的特性曲曲線。JonnBuunnee和RoogerrJaablee研究了了空氣懸懸架對傳傳動系統統振動的的影響。JJohnnWooodrroofffe通通過試驗驗分別評評價了重重型貨車車空氣彈彈簧懸架架和鋼板板彈簧懸懸架的路路面附著著性和行行駛平順順性?？諝鈶壹芟迪到y的特特性：1、空氣彈彈簧的特特點（1）空氣氣彈簧具具有非線線性特性性，可將將其特性性曲線設設計成理理想形狀狀。如圖圖1所示示空氣彈彈簧特性性曲線，靜靜、動剛剛度隨著著載荷的的增加而而增大。（2）空氣氣彈簧質質量輕，內內摩擦極極小，對對高頻振振動有很很好的隔隔振、消消聲能力力。（3）空氣氣彈簧的的剛度和和承載能能力可以以通過調調節橡膠膠氣囊內內的壓力力來調整整。（4）空氣氣彈簧制制造工藝藝復雜，費費用高。2、空氣懸懸架對整整車性能能的影響響（1）空氣氣懸架為為剛度可可變的非非線性懸懸架。當當簧載質質量變化化時，剛剛度隨之之變化，以以保持空空載和滿滿載時車車身高度度相同，懸懸架固有有頻率基基本不變變。根據據需要，可可以選擇擇不同的的氣囊工工作高度度，獲得得理想的的固有頻頻率，從從而得到到良好的的行駛平平順性。（2）空氣氣懸架質質量輕，彈彈簧剛度度低,高高速行駛駛時，輪輪胎與地地面的附附著能力力強，制制動距離離短；轉轉向時，過過多轉向向和不足足轉向傾傾向減小小，轉向向穩定性性強，提提高了整整車的操操縱穩定定性。（3）空氣氣彈簧內內的空氣氣壓力直直接反映映了簧載載質量，可可取空氣氣壓力作作為信號號，控制制制動缸缸內的氣氣壓，來來控制制制動時的的制動力力，更好好地保證證了行駛駛安全性性。（4）可通通過給空空氣彈簧簧氣囊充充氣或放放氣來調調節車身身高度。在在平坦的的路面上上，降低低車身高高度，保保持空氣氣阻力系系數為最最佳值，可可以減小小油耗或或在功率率不變的的情況下下獲得最最大車速速。在崎崎嶇不平平的道路路上，為為了通過過障礙物物，可以以提高車車身高度度。（5）減少少整車的的振動噪噪聲,提提高汽車車零部件件使用壽壽命。（6）由于于空氣懸懸架剛度度低，輪輪胎動載載荷小，能能夠降低低載重汽汽車對高高速公路路的破壞壞。第二章汽汽車懸架架系統2.1汽車車懸架系系統簡介介簡單來說，懸懸掛系統統就是指指由車身身與輪胎胎間的彈彈簧和避避震器組組成整個個支持系系統。懸懸掛系統統應有的的功能是是支持車車身，改改善乘坐坐的感覺覺，不同同的懸掛掛設置會會使駕駛駛者有不不同的的駕駛感感受。外外表看似似簡單的的懸掛系系統綜合合多種作作用力，決決定著轎轎車的穩穩定性、舒舒適性和和安全性性，是現現代轎車車十分關關鍵的部部件之一一。一般來說，汽汽車的懸懸掛系統統分為非非獨立懸懸掛和獨獨立懸掛掛兩種，非非獨立懸懸掛的車車輪裝在在一根整整體車軸軸的兩端端，當一一邊車輪輪跳動時時，另一一側車輪輪也相應應跳動，使使整個車車身振振動或傾傾斜；獨獨立懸掛掛的車軸軸分成兩兩段，每每只車輪輪由螺旋旋彈簧獨獨立安裝裝在車架架下面，當當一邊車車輪發生生跳動時時，另一一邊車輪輪不受影影響，兩兩邊的車車輪可以以獨立運運動，提提高了了汽車的的平穩性性和舒適適性。由于現代人人對車子子乘坐舒舒適性及及操縱安安定性的的要求愈愈來愈高高，所以以非獨立立懸掛系系統已漸漸漸被淘淘汰。而而獨立懸懸掛系統統因其車車輪觸地地性良好好、乘坐坐舒適性性及操縱縱安定定性大幅幅提升、左左右兩輪輪可自由由運動，輪輪胎與地地面的自自由度大大，車輛輛操控性性較好等等優點目目前被汽汽車廠家家普遍采采用。常常見的獨獨立懸掛掛系統有有多連桿桿式懸掛掛系統、麥麥佛遜遜式懸掛掛系統、燭燭式懸掛掛系統、拖拖曳臂式式懸掛系系統等等等。首先我們來來看看最最常見的的麥佛遜遜式和燭燭式懸掛掛系統。它它們形狀狀相似，兩兩者都是是將螺旋旋彈簧與與減振器器組合在在一起，但但因結構構不同又又有重大大區別。燭燭式采用用車輪沿主銷銷軸方向向移動的的懸架形形式，形形狀似燭燭形而得得名。特特點是主主銷位置置和前輪輪定位角角不隨車車輪的上上下跳動動而變化化，有利利于汽車車的操縱縱性和穩穩定性。麥麥克弗遜遜式是絞絞結式滑柱與與下橫臂臂組成的的懸架形形式，減減振器可可兼做轉轉向主銷銷，轉向向節可以以繞著它它轉動。特特點是主主銷位置置和前輪輪定位角角隨車輪輪的上下下跳動而而變化，這這點與燭燭式懸架架正好相相反。這這種懸架架構造簡簡單，布布置緊湊湊，前輪輪定位變變化小，具具有良好好的行駛駛穩定性性。所以以，目前前轎車使使用最多多的獨立立懸架是是麥弗遜遜式懸架架。關于麥弗遜遜懸架，車車壇歷史史上還有有這么一一段記載載。麥弗弗遜(MMcphhersson))是美國國伊利諾諾斯州人人，18891年年生。大大學畢業業后他曾曾在歐洲洲搞了多多年的航空發發動機，并并于19924年年加入了了通用汽汽車公司司的工程程中心。330年代代，通用用的雪佛佛蘭分部部想設計計一種真真正的小小型汽車車，總設設計師就就是麥弗弗遜。他他對設計計小型轎轎車非非常感興興趣，目目標是將將這種四四座轎車車的質量量控制在在0.99噸以內內，軸距距控制在在2.774米以以內，設設計的關關鍵是懸懸架。麥麥弗遜一一改當時時盛行的的板簧與與扭桿彈彈簧的前前懸架方式，創創造性地地將減振振器和螺螺旋彈簧簧組合在在一起，裝裝在前軸軸上。實實踐證明明這種懸懸架形式式的構造造簡單，占占用空間間小，而而且操縱縱性很好好。后來來，麥弗弗遜跳槽槽到福特特，119500年福特特在英國國的子公公司生產產的兩款款車，是是世界上上首次使使用麥弗弗遜懸架架的商品品車。麥麥弗遜懸懸架由于于構造簡簡單，性性能優越越的緣故故，被行行家譽為為經典的的設計。在來看看拖拖曳臂式式懸掛系系統，拖拖曳臂式式懸掛系系統是專專為后輪輪設計的的懸掛系系統，像像標致車車系、雪雪鐵龍車車系、歐歐寶車系系等歐洲洲轎車比比較喜歡歡采用這這種懸掛掛系統。對于拖拖曳臂式式懸吊的的復雜結結構由于于專業性性過強，我我們在此此不作介介紹。您您只需要要了解拖拖曳臂式式懸掛系系統的最最大優點點是左右右兩輪的的空間較較大，而而且車身身的外傾傾角沒有有變化化，避震震器不發發生彎曲曲應力，所所以摩擦擦小，乘乘坐性佳佳，當其其剎車時時除了車車頭較重重會往下下沉外，拖拖曳臂懸懸吊的后后輪也會會往下沉沉平衡車車身；而而其缺點點是無法法提供精精準的幾幾何控控制，所所以某些些車廠就就會結合合一些連連桿來解解決，形形成復雜雜的多連連桿懸掛掛。最后再來看看看多連連桿懸掛掛系統，多多連桿懸懸掛系統統，又分分為5連連桿后懸懸掛和44連桿前前懸掛系系統。顧顧名思義義，5連連桿后懸懸掛系統統包含55條連桿桿，分別別為控制制臂、后置定定位臂、上上臂、下下臂和前前置定位位臂，其其中控制制臂可以以調整后后輪前束束。5連連桿懸掛掛的優點點是構造造簡單、重重量輕，減減少懸掛掛系統占占用的空空間。55連桿后后懸掛能能實現主主銷后后傾角的的最佳位位置，大大幅度減減少來自自路面的的前后方方向力，從從而改善善加速和和制動時時的平順順性和舒舒適性，同同時也保保證了直直線行駛駛的穩定定性，因因為由螺螺旋彈簧簧拉伸或或壓縮導致的的車輪橫橫向偏移移量很小小，不易易造成非非直線行行駛。在在車輛轉轉彎或制制動時，55連桿后后懸掛結結構可使使后輪形形成正前前束，提提高了車車輛的控控制性能能，減少少轉向不不足的情情況。同時緊緊湊的結結構增加加了后排排座椅和和行李廂廂空間。由由于這種種懸掛優優點顯著著，易于于調整，因因而受到到廣泛的的歡迎。而而全新的的4連桿桿前懸掛掛系統多多用于豪豪華轎車車，它通通過運動動學原原理巧妙妙地將牽牽引力、制制動力和和轉向力力分離，同同時賦予予車輛精精確的轉轉向控制制。4連連桿式懸懸掛系統統在奧迪迪A4、AA6以及及中華轎轎車上都都可以看看到。所以車主們們在選購購輕巧型型轎車的的時候，懸懸掛的最最佳搭配配應該是是前輪麥麥佛遜式式或者燭燭式懸掛掛系統，后后輪拖曳曳臂式懸懸掛系統統，如何何是非獨獨立懸掛掛的最好好不要采采用。在在選購高高檔車輛輛的時候候不用說說當然是是選擇44連桿的的懸掛系系統了。少少了一種種懸掛種種類懸掛掛系統有有三種基基本形式式，即非非獨立懸懸掛、獨獨立懸掛掛和介于于這兩者者之間的的半獨立懸掛掛。非獨立懸掛掛由于是是用一根根桿件直直接剛性性地連接接在兩側側車輪上上，一側側車輪受受到的沖沖擊、振振動必然然要影響響另一側側車輪，這這樣自然然不會得得到較好好的操縱縱穩定性性及舒適適性，同同時由由于左右右兩側車車輪的互互相影響響，也容容易影響響車身的的穩定性性，在轉轉向的時時候較易易發生側側翻。目目前，瑞瑞風、風風行采用用的就是是這種結結構。獨立懸掛底底盤扎實實感非常常明顯。由由于采用用獨立懸懸掛汽車車的兩側側車輪彼彼此獨立立地與車車身相連連，因此此從使用用過程來來看，當當一側車車輪受到到沖擊、振振動后可可通過彈彈性元件件自身吸收沖沖擊力，這這種沖擊擊力不會會波及另另一側車車輪，使使得廠家家可在車車型的設設計之初初通過適適當的調調校使汽汽車在乘乘坐舒適適性、穩穩定性、操操縱穩定定性三方方面取得得合理的的配置。華華晨閣閣瑞斯就就是采用用這種結結構，這這種底盤盤基本都都用在轎轎車設計計中，讓讓乘坐者者感受轎轎車的舒舒適感，保保證駕乘乘人員在在長時間間行駛過過程中有有舒適享享受，不不會受到到輕客底底盤帶來來的顛顛跛之苦苦。半獨立懸實實際上是是非獨立立懸掛的的一種特特殊形式式，因為為它的兩兩側車輪輪也由一一根桿件件直接連連接，只只不過這這根桿件件的材料料并非完完全剛性性的，而而是具有有較好的的扭曲特特性，當當一側側車輪受受到沖擊擊力后，對對另一側側車輪的的影響并并不像非非獨立懸懸掛那樣樣強烈，但但卻也很很難達到到獨立懸懸掛所具具有的水水平。這這種形式式實際上上也是汽汽車廠家家出于節節約成本本的角度度所考考慮所采采用的，別別克GLL8采用用的也是是這種結結構。懸架按結構構特點可可分為獨獨立懸架架和非獨獨立懸架架兩大類類。非獨立懸架架是通過過一根車車軸將左左右車輪輪連成一一個整體體，然后后通過兩兩個懸架架彈簧將將這個整整體車軸軸同車架架或車身身相連。非獨立懸架架多用于于貨車和和公共汽汽車的前前輪和后后輪，乘乘用車從從舒適性性和高速速行車的的穩定性性需要出出發，多多用于后后輪，而而前輪一一般不采采用。采用鋼板彈彈簧的非非獨立懸懸架結構構簡單、造造價低廉廉，并且且轉向時時鋼板彈彈簧的偏偏角很小小。除縱縱置鋼板板彈簧的的非獨力力懸架不不需要加加裝導向向桿件外外，其他他采用螺螺旋彈簧簧、空氣氣彈簧（主主要用于于大客車車上）的的非獨立立懸架都都必須設設置能約約束車軸軸運動的的導向桿桿。獨立懸架的的左右車車輪不是是由一個個整體車車軸連在在一起的的，它的的兩邊的的車輪運運動相互互沒有聯聯系，這這類懸架架型式有有如下優優點：汽車懸架彈彈簧下的的重量減減輕了，乘乘用車的的舒適性性得到了了改善?？梢匝b用很很軟的彈彈簧，從從而能提提高乘車車的舒適適性。

能預防防前輪擺擺振的發發生。對于FR型型汽車的的后輪，它它可將差差速器固固定在車車身的側側面，從從而使車車身底版版和后座椅的的離地高高度降低低、汽車車的重心心也能降降低。與以上優點點相對的的是這種種懸架型型式存在在如下的的缺點：：獨立懸架的的結構復復雜，制制造成本本高。汽車保養、修修理困難難。汽車行使時時前輪定定位和輪輪距常發發生變化化，因此此有時輪輪胎磨損損較大。根據獨立懸懸架的獨獨立特點點，它多多采用在在乘用車車的前后后輪和中中、小型型貨車的的前輪上。獨立懸架有有多種結結構型式式，其中中應用較較多的由由雙搖臂臂式、燭燭式、擺擺臂式、半半后延擺臂式式等獨立立懸架。2.2汽汽車空氣氣懸架結結構組成成汽車空氣懸懸架系統統主要由由空氣彈彈簧、導導向機構構、高度度控制閥閥、減振振器、橫橫向穩定定器和緩緩沖限位位塊等組組成。以以空氣彈彈簧為彈彈性元件件,利用用空氣的的可壓縮縮性實現現其彈性性作用的的。通過過壓縮空空氣的壓壓力能夠夠隨著載載荷和道道路條件件變化進進行自動動調節,,不論滿滿載還是是空載,,整車高高度幾乎乎沒有變變化,可可以大大大提高乘乘坐的舒舒適性。（一）空氣氣彈簧空氣彈簧是是一橡膠膠/簾布布結構的的氣囊，以以空氣為為介質，利利用空氣氣具有的的壓縮彈彈性的性性質所制制成的彈彈簧。根根據橡膠膠氣囊工工作時的的變形方方式，空空氣彈簧簧一般分分囊式空空氣彈簧簧和膜式式空氣彈彈簧（如如圖1）。囊囊式空氣氣彈簧由由夾有簾簾線的橡橡膠制成成的氣囊囊和密閉閉在其中中的壓縮縮空氣構構成。氣氣囊外層層由耐油油橡膠制制成單節節或多節節，節數數越多彈彈簧越軟軟，節與與節之間間圍有鋼鋼質腰環環，防止止兩節之之間摩擦擦。氣囊囊上下蓋蓋板將空空氣封于于囊內，其其主要靠靠橡膠氣氣囊的撓撓曲獲得得彈性變變形。膜膜式空氣氣彈簧由由橡膠片片和金屬屬壓制件件組成，在在蓋板和和底座之之間放置置一圓柱柱形橡膠膠氣囊。其其主要靠靠橡膠氣氣囊的卷卷曲獲得得彈性變變形。囊囊式空氣氣彈簧壽壽命較長長、制造造方便、剛剛度較大大，常用用于載貨貨汽車上上；膜式式空氣彈彈簧尺寸寸較小、彈彈性特性性曲線更更理想、剛剛度較小小，常用用于轎車車上。圖2-1空氣氣彈簧（二）導向向機構由于空氣彈彈簧只能能承受垂垂直載荷荷，要傳傳遞作用用在車輪輪和車架架〔或車車身〕之之間的一一切力（縱縱向力和和側向力力）和其其力矩，必必須在汽汽車空氣氣懸架中中設計導導向機構構。導向向機構的的形式很很多，目目前典型型的導向向機構有有如下幾幾種。1、板簧式式導向機機構主要用于復復合式空空氣彈簧簧懸架中中，鋼鋼板彈簧簧主要作作用為導導向元件件，同時時也承擔擔一部分分載荷，兼兼起一部部分彈性性元件的的作用。日日野、日日產及韓韓國的部部分大中中型客車車都采用用這種懸懸架結構構型式。這這種導向向機構對對于具有有縱梁或或類似縱縱梁的汽汽車底盤盤結構布布置比較較方便，對對于傳統統的工字字型鍛造造前梁和和鑄造后后橋殼，不不需進行行改造，可可直接裝裝置空氣氣懸架。常常見有縱縱置半橢橢圓鋼板板彈簧導導向機構構和縱置置四分之之一橢圓圓鋼板彈彈簧導向向機構。2、縱向單單臂式導導向機構構縱向單臂式式導向機機構類似似于縱置置四分之之一橢圓圓鋼板彈彈簧導向向機構，所所不同的的是縱臂臂采用剛剛性臂，而而縱置四四分之一一橢圓鋼鋼板彈簧簧導向機機構采用用彈性臂臂，這種種導向機機構必須須設置橫橫向推力力桿，用用來承擔擔側向力力。該導導向機構構可降低低汽車縱縱向傾覆覆力矩中中心位置置，增加加了車身身抗縱傾傾能力。前前懸架導導向臂一一般較長長?？杀１３种麂N銷后傾角角不變。通通常導向向臂與車車橋及車車架彈性性連接，消消除了剛剛性連接接應力集集中的影影響，也也可減少少噪聲的的傳遞。3、A形導導向機構構A形導向機機構可以以看成是是縱向單單臂式導導向機構構的特殊殊型式，它它將兩根根縱置剛剛性臂通通過與車車架上一一點的連連接構成成A形架架，在傳傳遞縱向向力的同同時還傳傳遞側向向力。AA形架可可避免導導向機構構內的附附加載荷荷，克服服了縱向向單臂式式導向機機構的缺缺點。AA形架的的另一優優點是可可使左右右空氣彈彈簧中心心距較大大，大大大提高了了懸架的的側向角角剛度。但但是該結結構為了了減少輪輪胎磨損損，避免免空氣彈彈簧有過過大的垂垂直位移移，常把把A形架架做得很很大以增增加擺臂臂長度，使使得導向向機構尺尺寸和重重量變大大。4、四連桿桿導向機機構四連桿導向向機構是是空氣彈彈簧懸架架系統廣廣泛采用用的一種種結構型型式。它它常采用用兩種結結構型式式，一種種主要用用于前懸懸架；另另一種主主要用于于后懸架架。如依依卡露斯斯2566前懸架架、三菱菱扶桑MMP1558前懸懸架等，這這種導向向機構采采用一根根上縱向向推力桿桿，二根根下縱向向推力桿桿和一根根橫向推推力桿組組成。依依卡露斯斯2566后懸架架、日野野RE大大客車后后懸架等等其四連連桿導向向機構采采用兩根根上縱向向推力桿桿在水平平面內傾傾斜布置置的方式式，構成成了一個個三角形形架,上上推力桿桿不僅承承受縱向向力，也也承受側側向力。（三）高度度控制閥閥組件高度控制閥閥組件是是用來控控制空氣氣彈簧內內氣體壓壓力的執執行機構構，裝配配在車架架和車橋橋之間，用用來感知知車身與與懸架之之間高度度變化，即即空氣彈彈簧撓度度變化，調調整空氣氣彈簧的的剛度，使使之維持持在標準準高度附附近。高高速時降降低車身身，保持持汽車穩穩定性，減減少空氣氣阻力。在在起伏不不平的路路面情況況下，提提高車身身高度以以提高汽汽車通過過性。高度控制閥閥根據閥閥門開閉閉對車身身振動反反應時間間分為即即時型和和延時型型。所謂謂即時型型高度控控制閥即即當車身身有相對對位移時時，高度度控制閥閥就有充充放氣動動作。這這就要求求控制設設備精度度高，氣氣路密封封性好，同同時所有有的控制制設備每每時都處處于工作作狀態，工工作負荷荷較大；；延時型型高度控控制閥避避免了這這種頻繁繁工作的的現象。延延時型高高度控制制閥通過過延時裝裝置產生生阻尼，延緩閥閥門的動動作，其延時時時間一一般為11—6s，通通常使用用時間為為2—4s，即即在兩個個振動周周期左右右不敏感感，以節節省壓縮縮空氣無無益的消消耗，減減小了閥閥中各零零部件的的磨損，延延長了高高度控制制閥的使使用壽命命，所以以被普遍遍采用。（四）減振振器減振器的作作用是吸吸收懸架架彈性元元件變形形時的車車輛振動動，使其其迅速恢恢復平穩穩狀態，以以改善汽汽車行駛駛的平穩穩性。空空氣懸架架系統減減振器是是一種高高性能減減振器，該該減振器器性能隨隨載荷的的增減而而改變，有有很高的的拉伸強強度,具具有極限限行程的的限位作作用。（五）橫向向穩定器器安裝橫向穩穩定器的的目的是是為了提提高汽車車抗側傾傾能力和和保證汽汽車具有有良好的的轉向特特性。如如果空氣氣懸架導導向機構構有足夠夠的側傾傾角剛度度時可以以沒有橫橫向穩定定器。（六）緩沖沖限位塊塊空氣懸架系系統中緩緩沖限位位塊的安安裝形式式有兩種種，一種種為安裝裝在空氣氣彈簧的的蓋板或或底座上上，另一一種為安安裝在空空氣彈簧簧以外的的車架或或車橋上上。緩沖沖塊的作作用是避避免車架架和車橋橋或導向向桿件之之間的剛剛性沖擊擊。在車車輛行駛駛過程中中，緩沖沖塊經常常受到間間斷性的的沖擊壓壓縮，因因此，緩緩沖塊應應具有足足夠的強強度且內內部應力力分布要要均勻。當當空氣彈彈簧漏氣氣或氣囊囊損壞時時，緩沖沖塊起到到橡膠彈彈簧的作作用。2.3汽汽車空氣氣懸架系系統的特特性（一）空氣氣彈簧的的特性1、空氣彈彈簧的剛剛度特性性汽車空氣懸懸架中空空氣彈簧簧與常見見的線性性定剛度度鋼板彈彈簧不同同，它具具有非線線性剛度度特性。其其特性::（1）空氣氣彈簧的的剛度是是可變的的，它取取決于其其工作壓壓力、有有效面積積和工作作時的容容積；（2）空氣氣彈簧剛剛度隨位位移的變變化是非非線性的的；（3）在工工作壓力力一定的的情況下下，減小小有效面面積變化化率，增增大空氣氣彈簧容容積可減減小其剛剛度。2、空氣彈彈簧的有有效面積積特性由于空氣彈彈簧氣囊囊是一個個彈性體體，一般般情況下下在空氣氣彈簧變變形時有有效面積積是變化化的，而而且不同同結構形形式的空空氣彈簧簧，有效效面積的的變化是是不同的的。囊式式空氣彈彈簧有效效面積變變化率較較大，彈彈簧剛度度較大。但但可增加加氣囊的的曲數，減減小有效效面積變變化率（因因氣囊的的變形時時由各個個曲部平平均分擔擔，有效效直徑變變化率小小）或采采用輔助助氣室以以減小其其剛度。膜膜式空氣氣彈簧有有效面積積的變化化率比囊囊式彈簧簧小，并并可通過過改變底底座形狀狀的方法法控制其其有效面面積變化化率，以以獲得比比較理想想的彈性性特性。3、空氣懸懸架頻率率特性傳統的金屬屬彈簧懸懸架的彈彈簧剛度度一般是是固定的的，所以以當簧載載質量發發生變化化時，懸懸架系統統的固有有頻率也也隨之發發生變化化。當簧簧載質量量增加，系系統的固固有頻率率下降，反反之上升升。如果果汽車的的簧載質質量變化化較大，固固有頻率率會劇烈烈變化，汽汽車的平平順性變變差?？諝鈶壹茉谠诨奢d質質量即載載荷發生生較大變變化時，空空氣彈簧簧的內部部工作壓壓力也隨隨之改變變;另一一方面，彈彈簧剛度度與彈簧簧載荷的的比值基基本保持持一定值值，即空空氣彈簧簧上的載載荷變化化對系統統的固有有頻率影影響不大大——準等等頻頻率率特性。由由于空氣氣懸架的的固有頻頻率隨著著空氣彈彈簧載荷荷（或內內部氣體體有效壓壓力）的的變化而而變化的的幅度很很小，因因此它被被稱作“準等頻頻懸架”。另外，我們們可以通通過降低低空氣彈彈簧的工工作壓力力、減小小有效面面積變化化率、增增大空氣氣彈簧容容積等簡簡單的措措施減小小其剛度度，從而而使空氣氣懸架具具有較低低的固有有頻率。空氣懸架如如此的頻頻率特性性對改善善汽車的的平順性性創造了了極好的的條件。（二）空氣氣懸架對對整車的的影響1、空氣懸懸架為剛剛度可變變的非線線性懸架架。當簧簧載質量量變化時時，剛度度隨之變變化，以以保持空空載和滿滿載時車車身高度度相同，懸懸架固有有頻率基基本不變變。根據據需要，可可以選擇擇不同的的氣囊工工作高度度，獲得得理想的的固有頻頻率，從從而得到到良好的的行駛平平順性。2、空氣懸懸架質量量輕，彈彈簧剛度度低，高高速行駛駛時，輪輪胎與地地面的附附著能力力強，制制動距離離短；轉轉向時，過過多轉向向和不足足轉向傾傾向減小小，轉向向穩定性性強，提提高了整整車的操操縱穩定定性。3、空氣彈彈簧內的的空氣壓壓力直接接反映了了簧載質質量，可可取空氣氣壓力作作為信號號，控制制制動缸缸內的氣氣壓，來來控制制制動時的的制動力力，更好好地保證證了行駛駛安全性性。4、可通過過給空氣氣彈簧氣氣囊充氣氣或放氣氣來調節節車身高高度。在在平坦的的路面上上，降低低車身高高度，保保持空氣氣阻力系系數為最最佳值，可可以減小小油耗或或在功率率不變的的情況下下獲得最最大車速速。在崎崎嶇不平平的道路路上，為為了通過過障礙物物，可以以提高車車身高度度。5、減少整整車的振振動噪聲聲,提高高汽車零零部件使使用壽命命。6、由于空空氣懸架架剛度低低，輪胎胎動載荷荷小，能能夠降低低載重汽汽車對高高速公路路的破壞壞。2.4汽汽車空氣氣懸架的的優缺點點（一）汽車車空氣懸懸架的優優點由于空氣彈彈簧有以以上的一一些特性性，因此此空氣懸懸架比傳傳統的金金屬彈簧簧懸架具具有很多多的優點點。主要要表現為為：1、空氣彈彈簧具有有非線性性剛度特特性，可可將其特特性曲線線按實際際需要進進行理想想設計，使使在額定定載荷附附近具有有較低的的剛度值值，以得得到較低低的固有有振動頻頻率，保保證了汽汽車良好好的行駛駛平順性性。2、空氣懸懸架質量量輕、彈彈簧剛度度低，高高速行駛駛時，可可以提高高輪胎的的附著能能力，提提高在低低附著系系數路面面上的起起步能力力，縮短短制動距距離；轉轉向時，過過多轉向向和不足足轉向傾傾向減小小，轉向向穩定性性強，提提高了整整車的操操縱穩定定性。3、負載變變化時，借借助高度度控制閥閥，使車車身高度度不變。還還可根據據需要抬抬高或降降低車身身高度，以以提高車車輛的通通過或方方便乘客客上下車車。4、相對板板簧結構構而言，空空氣懸架架車體平平穩，從從空載到到滿載的的整個范范圍內都都能提供供一種氣氣墊式的的支承，能能有效隔隔斷路面面傳遞的的振動，具具有防震震、防噪噪聲等功功能。5、空氣彈彈簧的壽壽命取決決于橡膠膠氣囊的的壽命。試試驗表明明，空空氣彈簧簧壽命相相當于鋼鋼板彈簧簧的3--4倍。6、由于振振動頻率率低，減少了了對道路路的沖擊擊，保保護路面面，降降低高速速公路的的維修費費用。（二）汽車車空氣懸懸架的缺缺點1、空氣彈彈簧結構構復雜，制制造成本本高。2、空氣彈彈簧尺寸寸大，布布置困難難。尤其其是在非非獨立懸懸架的布布置上無無法保證證兩側的的空氣彈彈簧有較較大的中中心距，從從而使懸懸架側向向角剛度度較小，必必須裝置置橫向穩穩定器。3、密封困困難。空空氣懸架架密封環環節多，密密封不良良而漏氣氣將直接接影響懸懸架的性性能。第三章奧奧迪A66L懸架架系統3.1奧奧迪A66簡介奧迪A6（AAudiiA66）是一一款由奧奧迪生產產的豪華華汽車，有有轎車和和旅行車車兩種車車型。它它的主要要競爭對對手包括括梅塞德德斯-奔奔馳E級級、寶馬馬5系、阿爾法·羅密歐166、捷豹S型、雷克薩斯GS和沃爾沃S80。圖3-1奧迪A6奧迪A6LL系一汽汽-大眾眾推出的的國內生生產的技技術最先先進、性性能最佳佳、國情情適應性性最強的的高檔豪豪華商務務車，奧奧迪A66融入了了奧迪在在全球最最先進的的高科技技獨家技技術，又又進一步步豐富了了豪華的的配置，并并賦予其其超強的的運動特特性，從從設計到到性能無無不體現現出完美美品質。其其特點是是更豪華華、更動動感、更更成熟。豪豪華主要要體現在在BOSSE音響響、電視視/DVVD和冰冰箱上，而而且都是是世界一一流名牌牌產品。更更動感體體現在運運動座椅椅、方向向盤上；；更成熟熟體現在在奧迪AA6經過過多次成成功的升升級，不不僅達到到了一個個全新的的標準，而而且可靠靠性很強強。奧迪AA6的mmulttitrroniic無級級/手動動一體式式變速箱箱，在豪豪華轎車車歷史上上，第一一次實現現了真正正的無級級變速。它它采用金金屬鏈傳傳動方式式，徹底底取代了了傳統的的齒輪組組變速方方式，所所以動力力輸出全全無頓挫挫感，比比普通自自動變速速更順暢暢平滑，更更擁有手手動變速速般的快快捷靈敏敏，同時時還更節節省燃油油，操控控更舒適適。新增增設的SS檔，提提高加速速能力，增增加駕駛駛樂趣。mmulttitrroniic無級級/手動動一體式式變速箱箱的最迷迷人之處處，就在在于它最最終克服服了自動動變速箱箱和手動動變速箱箱的一切切不足，一一舉超越越二者的的各項性性能，實實現了汽汽車變速速箱技術術的大飛飛躍。舒舒適與豪豪華背后后，是奧奧迪細致致入微的的尖端科科技，車車載冰箱箱專為行行駛移動動的奧迪迪A6而而設計，耐耐顛簸、傾傾斜。工工作狀態態高度穩穩定。高高品質的的TV//DVDD系統安安全融入入奧迪AA6原有有結構，功功能多樣樣，而且且極易操操作，電電動高級級桃木辦辦公桌可可謂符合合人體工工程的精精心之作作，只需需輕觸按按鈕，就就能打開開或放下下桌板，可可延伸，可可調角度度。奧迪集集團包括括母公司司及其子子公司奧奧迪匈特特牙利公公司、qquatttroo有限公公司以及及蘭博基基尼汽車車公司和和Cowwortth技術術公司，奧奧迪巴西西及奧迪迪塞那利利塔。此此外，奧奧迪還在在中國、馬馬來西亞亞和南非非等地設設有制造造廠。奧迪汽汽車公司司現為大大眾汽車車公司的的子公司司，總部部設在德德國的英英格爾施施塔特，年年產轎車車45萬萬輛左右右。奧奧迪是德德國歷史史最悠久久的汽車車制造商商之一。從從19332年起起，奧迪迪開始采采用四環環徽標，它它象征著著奧迪與與小奇跡跡(DKKW)、霍霍希(HHorcch)和和漫游者者(Waandeererr)合并并成的汽汽車聯盟盟公司。在在20世世紀300年代，汽汽車聯盟盟公司涵涵蓋了德德國汽車車工業能能夠提供供的所有有乘用車車領域，從從摩托車車到豪華華轎車．．該企業業品牌在在世界品品牌實驗驗室（WWorlldBBranndLLab）編編制的220066年度《世界品牌500強》排行榜中名列第一百四十二。動力性新奧迪迪A6LL100年型擁擁有高檔檔行政轎轎車中最最先進、最最豐富的的發動機機配置。其其中2..8FFSI和和3.00TFFSI兩兩款高效效汽油發發動機堪堪稱奧迪迪全球發發動機戰戰略中的的新星。33.0TFSSI發動動機是奧奧迪V66發動機機的最新新頂級版版本，汽汽油直噴噴和機械械增壓的的完美結結合使其其具有超超過8缸缸機的動動力和極極高的燃燃油效率率。它能能夠輸出出2133千瓦（2290馬馬力）的的最大功功率和4420牛牛·米的的強大扭扭矩，能能夠使新新奧迪AA6L在在6.66秒內從從靜止加加速到1100公公里/小小時，而而90公公里/小小時百公公里等速速油耗僅僅7.99升。另另一款奧奧迪全球球領先的的2.88FSSI發動動機采用用了創新新的奧迪迪可變氣氣門升程程系統（AAVS），990公里里/小時時等速油油耗僅為為6.77升/百百公里。值值得一提提的是，作作為旗艦艦車型，新新奧迪AA6L3.00TFSSI標配配可調空空氣懸架架。這項項同級別別車型獨獨有的領領先配置置，可讓讓駕駛者者根據行行駛速度度和路況況調節底底盤系統統特性，從從而滿足足不同駕駕駛風格格的需求求。新奧迪迪A6LL100年型還還根據中中國用戶戶的切身身需求，增增加了一一項源自自頂級豪豪華轎車車的人性性化裝備備：后排排乘客調調整前排排副駕駛駛座椅水水平位置置的功能能。該功功能可讓讓后排乘乘客隨時時調節后后排腿部部空間，體體現出AA6L最最為人性性化的后后排設計計理念。獨獨創的奧奧迪側向向輔助系系統（AAudiisiideasssistt）可為為駕駛者者提供更更高的主主動安全全保護，當當側后方方盲區有有車輛超超車時通通過燈光光閃爍提提醒駕駛駛者，從從而確保保安全變變線。除除此以外外，覆蓋蓋前/側側/后的的全方位位LEDD照明系系統、智智能鑰匙匙、太陽陽能天窗窗、高級級倒車影影像和后后座娛樂樂包也充充分展現現出奧迪迪A6LL注重人人性化與與主動安安全的特特質。3.2空空氣懸架架系統空氣懸架系系統(AAIRMMATIIC)是是流行于于當今發發達國家家汽車行行業的先先進產品品。在發發達國家家，1000%的的中型以以上客車車都用了了空氣懸懸架系統統，400%以上上的卡車車、掛車車和牽引引車用了了空氣懸懸架系統統。其最最大的優優點是：：不僅可可以提高高乘員的的乘坐舒舒適性，而而且可以以對道路路起到保保護作用用。中國市場上上的車用用空氣懸懸架系統統的種類類第一類類：是隨隨著引進進車型整整體進入入中國市場場上的空空氣懸架架系統。西安沃爾沃、常州依維柯、亞星奔馳等引進車型上的空氣懸架系統就屬于這一類。這一類在中國車用空氣懸架系統市場上占有主導地位。第二類：是是直接從從國外引引進的車車用空氣氣懸架系系統。這這一類車車用空氣氣懸架系系統供貨貨周期一一般在三三個月以以上，難難以適應應中國人人在一個個月以內內供貨的的習慣，而而且運輸輸成本高高。其最最大的弊弊病是在在中國不不服水土土，因為為進口空空氣懸架架系統是是國外企企業按照照國外的的路況、車車況和運運輸特點點設計的的，和中中國的路路況、車車況和運運輸特點點不相匹匹配。中中國有的的企業在在自己生生產的汽汽車上用用了進口口空氣懸懸架系統統，卻陷陷入了非非常尷尬尬的境地地。第三類：：是有的的企業以以引進消消化吸收收國外先先進的車車用空氣氣懸架系系統技術術為基礎礎，兼顧顧中國汽汽車狀況況、道路路情況和和運輸特特點，堅堅持先進進性和可可靠性相相結合的的原則，依依據用戶戶的具體體車型進進行二次次開發和和個性化化設計，確確保結構構匹配的的合理性性和科學學性，量量體裁衣衣，改善善底盤的的整體性性能。3.2.11空氣懸懸架系統統的結構構1、空空氣懸架架系統包包括空氣氣彈簧、減減振器、導導向機構構和車身身高度控控制系統統。2、空空氣懸架架系統一一般采用用囊式空空氣彈簧簧。3、減減振器主主要用來來衰減車車身的振振動。4、導導向機構構由縱向向推力桿桿和橫向向推力桿桿等組成成，用來來傳遞車車身和車車橋之間間的縱向向力、側側向力及及驅動、制制動時產產生的力力矩。5、車車身高度度控制系系統分為為機械式式控制系系統和電電控控制制系統。3.2.22空氣懸懸架系統統的原理理利用空空氣彈簧簧內密閉閉氣體受受壓縮后后的剛性性遞增性性，也就就是隨著著空氣彈彈簧不斷斷被壓縮縮，其剛剛度逐漸漸增加，同同時，其其內部氣氣體隨空空氣彈簧簧被壓縮縮或拉長長而壓入入或排出出，導致致空氣懸懸架系統統具有接接近理想想的動態態彈性特特性。3.2.33空氣懸懸架系統統的主要要特點1、當當客車乘乘員的數數量和貨貨車的載載重量變變化及汽汽車處在在各種運運動狀態態時，可可實現車車身高度度的自動動調節。2、空空氣彈簧簧具有相相對恒定定的低自自然振動動頻率，可可以提高高汽車行行駛的平平順性。3、改改善路面面不平度度激勵向向車身的的傳遞，減減少不良良振動造造成汽車車零部件件的早期期損壞。4、對對道路的的磨損量量可以減減少500%，道道路粗糙糙狀態可可以改善善15%%。5、通通過空氣氣彈簧內內氣體的的連通原原理，可可以方便便地實現現多橋軸軸荷和制制動力的的平衡。6、當當汽車發發生偏載載時，汽汽車仍可可以保持持水平。7、延延長汽車車及其零零部件的的使用壽壽命，減減少維修修停工時時間，提提高汽車車的營運運效率。3.3奧奧迪A66懸架系系統原理理奧迪A6氣氣動原理理圖如下下圖，圖圖3-22：圖3-2氣動原原理圖奧迪A6LL懸架系系統檢修修4.1奧迪迪A6空空氣懸架架系統布布局奧迪A6空空氣懸架架系統布布局，如如圖4--1所示示：圖4-1奧迪AA6空氣氣懸架系系統布局局圖四級空氣懸懸架系統統設計成成所謂的的蓄壓系系統。蓄蓄壓系統統提高了了系統的的可用性性，降低低了噪音音，保護護了供電電系統。該系統的特點是：共有四個水平高度等級，最小離地間隙在這四個水平高度等級中可變化66mm，如圖4-2所示?？墒謩踊蜃詣觼碚{節。圖4-2最小離離地距離離4.2顯顯示檢修修圖4-3顯示盤盤顯示區上有有四個重重疊安裝裝的ＬＥＥＤ，它它們是常常亮的用用于表示示當前的的底盤高高度狀態態。只有底底盤高度度切換所所觸發（不不管是手手動的還還是自動動的）的的調節過過程才會會由一個個或多個個ＬＥＤＤ的閃爍爍來表示示。一旦旦達到了了所需要要的高度度，閃爍爍就變成成常亮了了。升高高按鍵和和降低按按鍵內的的ＬＥＤＤ表示操操縱的方方向，如如果ＬＥＥＤ閃爍爍，就表表示拒絕絕進行底底盤高度度調節（例例如因車速速過高）。如果實際高度值與規定高度值偏離較大，那么ＬＥＤ就會閃爍以提醒司機（按相應的高度切換）。4.3系系統部件件在裝配和運運輸減振振支柱總總成時，不不可抓住住活塞，因因為在無無壓力狀狀態時，活活塞很容容易被推推回去。在無壓壓力狀態態不要移移動空氣氣彈簧，因因為在這這種情況況下管狀狀氣囊無無法在活活塞上展展開，因因而會造造成其損損壞。如如果車上上的空氣氣彈簧已已經沒有有壓力了了，那么么在舉升升和降下下車輛前前（如使使用舉升升平臺或或舉升器器），必必須使用用診斷儀儀器來給給相應的的奇偶那那個氣彈彈簧充氣氣。圖4-4工作示示意圖參考文獻[1]吉林林工業大大學汽車車教研室室編．汽汽車設計計．北京京：機械械工業出出版社，[2]MM．米奇奇克著．．汽車動動力學．．北京：：機械工工業出版版社．[3]劉惟惟信編著著．汽車車設計．．清華大大學出版版社．220011．8[4]．((德)耶爾森森·賴姆帕帕爾著，余余卓平譯譯．汽車車底盤基基礎．北北京：科科學普及及出版社．119922[5]．((德)約森·賴姆佩佩爾著，王王誼譯．．懸架元元件及底底盤力學學．長春春：吉林林科學技技術出版版社．[6]．清清華大學學余志生生主編．．汽車理理論．機機械工業業出版社社出版．．19884．4[7]．喻喻凡，林林逸編著著．汽車車系統．．機械工工業出版版社．220055．7附錄一：英英文專業業文摘及及翻譯溫度控制簡簡介和PPID控控制器過程控控制系統統自自動過程程控制系系統是指指將被控控量為溫溫度、壓壓力、流流量、成成份等類類型的過過程變量量保持在在理想的的運行值值的系統統。過程程實際上上是動態態的。變變化總是是會出現現，此時時如果不不采取相相應的措措施，那那些與安安全、產產品質量量和生產產率有關關的重要要變量就就不能滿滿足設計計要求。為了說明問問題，讓讓我們來來看一下下熱交換換器。流流體在這這個過程程中被過過熱蒸汽汽加熱，如如圖1所所示。Fig.1HHeattexxchaangeer這一裝置的的主要目目的是將將流體由由入口溫溫度乃((f)加加熱到某某一期望望的出口口溫度TT(f))。如前前所述，加加熱介質質是過熱熱蒸汽。只要周周圍沒有有熱損耗耗，過程程流體獲獲得的熱熱量就等等于蒸汽汽釋放的的熱量，即即熱交換換器和管管道間的的隔熱性性很好。很多變變量在這這個過程程中會發發生變化化，繼而而導致出出口溫度度偏離期期望值。如如果出現現這種情情況，就就該采取取一些措措施來校校正偏差差，其目目的是保保持出口口溫度為為期望值值。實現該該目的的的一種方方法是首首先測量量r(00，然后后與期望望值相比比較，由由比較結結果決定定如何校校正偏差差。蒸汽汽的流量量可用于于偏差的的校正。就就是說，如如果溫度度高于期期望值，就就關小蒸蒸汽閥來來減小進進入換熱熱器的蒸蒸汽流量量；若溫溫度低于于期望值值，就開開大蒸汽汽閥，以以增加進進入換熱熱器的蒸蒸汽流量量。所有有這些操操作都可可由操作作員手工工實現，操操作很簡簡單，不不會出現現什么問問題。但但是，由由于多數數過程對對象都有有很多變變量需要要保持為為某一期期望值，就就需要許許多的操操作員來來進行校校正。因因此，我我們想自自動完成成這種控控制。就就是說，我我們想利利用無需需操作人人員介入入就可以以控制變變量的設設備。這這就是所所謂自動動化的過過程控制制。為達到上述述目標，就就需要設設計并實實現一個個系統。圖圖2所示示為一個個可行的的控制系系統及其其基本構構件。Fig.2HHeattexxchaangeercconttrolllooop首先要做的的是測量量過程流流體的出出口溫度度，這一一任務由由傳感器器(熱電電偶、熱熱電阻等等)完成成。將傳傳感器連連接到變變送器上上，由變變送器將將傳感器器的輸出出信號轉轉換為足足夠大的的信號傳傳送給控控制器?？乜刂破鹘咏邮张c溫溫度相關關的信號號并與期期望值比比較。根根據比較較的結果果，控制制器確定定保持溫溫度為期期望值的的控制作作用?；谶@一一結果，控控制器再再發一信信號給執執行機構構來控制制蒸汽流流量。下面介介紹控制制系統中中的4種種基本元元件，分分別是：：(1))傳感器器，也稱稱為一次次元件。(2))變送器器，也稱稱二次元元件。(3))調節器器，控制制系統的的“大腦”。(4))執行機機構，通通常是一一個控制制閥，但但并不全全是。其其他常用用的執行行機構有有變速泵泵、傳送送裝置和和電動機機。這些元元件的重重要性在在于它們們執行每每個控制制系統中中都必不不可少的的3個基基本操作作，即：：(1)測量量：被控控量的測測量通常常由傳感感器和變變送器共共同完成成。(2)決策策：根據據測量結結果，為為了維持持輸出為為期望值值，控制制器必須須決定如如何操作作。(3)操作作:根根據控器器的處理理,系統統必須執執行某種種操作,,這通常常由執行行機構來來完成..如上所所述,每每個控制制系統都都有M,,D和AA這3種種操作..有些系系統的決決策任務務簡單,,而有些些很復雜雜.設計計控制系系統的工工程師必必須確保保所采取取確保所所采取的的操作能能影響被被控變量量,也就就是說,,該操作作要影響響測量值值.否則則,系統統是不可可控的,,還會帶帶來許多多危害..PIDD控制器器可以是是獨立控控制器（也也可以叫叫做單回回路控制制器），可可編程控控制器（PPLCss）中的的控制器器，嵌入入式控制制器或者者是用VVb或CC#編寫寫的計算算機程序序軟件。PIDD控制器器是過程程控制器器，它具具有如下下特征：：連續過過程控制制；模擬輸輸入（也也被稱為為“測量量量”或“過程變變量”或“PV”）；模擬輸輸出（簡簡稱為“輸出”）；基準點點（SPP）；比例、積積分以及及/或者者微分常常數；“連續過程程控制”的例子子有溫度度、壓力力、流量量及水位位控制。例例如：控控制一個個容器的的熱量。對對于簡單單的控制制，你使使用兩個個具有溫溫度限定定功能的的傳感器器(一個個限定低低溫，一一個限定定高溫))。當低低溫限定定傳感器器接通時時就會打打開加熱熱器，當當溫度升升高到高高溫限定定傳感器器時就會會關加加熱器。這這類似于于大多數數家庭使使用的空空調及供供暖系統統的溫度度自動調調節器。反反過來，PPID控控制器能能夠接受受像實際際溫度這這樣的輸輸入，控控制閥門門，這個個閥門能能夠控制制進入入加熱器器的氣體體流量。PPID控控制器自自動地找找到加熱熱器中氣氣體的合合適流量量，這樣樣就保持持了溫度度在基準準點穩定定。溫度度穩定了了，就不不會在高高低兩點點間上下下跳動了了。如果果基準點點降低，PPID控控制器就就會自動動降低加加熱器中中氣體的的流量。如如果基準準點升高高，PIID控制制器就會會自動的的增加加加熱器中中氣體的的流量。同同樣地，對對于高溫溫，晴朗朗的天氣氣(當外外界溫度度高于加加熱器時時)及陰陰冷，多多云的天天氣，PPID控控制器都都會自動動調節。模模擬輸入入(測量量量)也也叫做“過程變變量”或“PV''’。你希希望PVV能夠達達到你所所控制過過程參數數的高精精確度。例例如，如如果我們們想要保保持溫度度為+11度或——1度，我我們至少少要為此此努力，使使其精度度保持在在0．11度。如如果是一一個122位的模模擬輸入入，傳感感器的溫溫度范圍圍是從00度到4400度度，我們們計算的的理論精精確度就就是40096除除4000度=00．09976556度。我我們之所所以說這這是理論論上因為為我們假假定溫度度傳感器器，電線線及模擬擬轉換器器上沒有有噪音和和誤差。還還有其他他的假定定。例如如，線性性等等。即即使是有有大量的的噪音和和其他問問題，按按理論精精確度的的1／110計算算，1度度精確度度的數值值應該很很容易得得到的。模模擬輸出出經常被被簡稱為為“輸出”。經常常在0％％到1000％之之間給出出。在這這個熱量量的例子子中閥門門完全關關閉(00％)，完完全打開開(1000％))?；鶞庶c((SP))很簡單單，即你你想要什什么樣的的過程量量。在這這個例子子中一你你想要過過程處于于怎樣的的溫度。PPID控控制器的的任務是是維持輸輸出在一一個程度度上，這這樣在過過程變量量(PVV)和基基準點((SP))上就沒沒有偏差差(誤差差)。在圖3中，閥閥門用來來控制進進入加熱熱器的氣氣體，冷冷卻器的的制冷，水水管的壓壓力，水水管的流流量，容容器的水水位或其其他的過過程控制制系統。PPID控控制器所所觀察的的是PVV和SPP之間的的偏差((或誤差差)。它它觀察絕絕對偏差差和偏差差變換率率。絕對對偏差就就是一''PV和和SP之之間偏差差大還是是小。偏偏差變換換率就是是——PVV和SPP之間的的偏差隨隨著時間間的變化化是越來來越小還還是越來來越大。如如果存在在過程擾擾動，即即過程變變量或基基準點變變化時一一-PIID控制制器就要要迅速改改變輸出出，這樣樣過程變變量就返返回到基基準點。如如果你有有一個PPID控控制的可可進入的的冷凍裝裝置，某某個人打打開門進進入，溫溫度(過過程變量量)將會會迅速升升高。因因此，PPID控控制器不不得不提提高冷度度(輸出出)來補補償這個個溫度的的升高。一一旦過程程變量等等同于基基準點，一一個好的的PIDD控制器器就不會會改變輸輸出。你你所要的的輸出就就會穩定定(不改改變)。如如果閥門門(發動動機或其其他控制制元件))不斷改改變，而而不是維維持恒量量，這將將造成控控制元件件更多的的磨損。這這樣就有有了兩個個矛盾的的目標。當當有“過程擾擾動”時能夠夠快速反反應(快快速改變變輸出))。當PPV接近近基準點點時就緩緩慢反應應(平穩穩輸出))。我我們注意意到輸出出量經常常超過穩穩定狀態態輸出使使過程變變量回到到基準點點。比如如，一個個制冷器器通常打打開它的的制冷閥閥門的334％，就就可以維維持在零零度(在在制冷器器關閉和和溫度降降低后))。如果果某人打打開制冷冷器，走走進去，四四處走，找找東西，然然后再走走出來，再再關上制制冷器的的門PPID控控制器會會非常活活躍，因因為溫度度可能將將上升220度。這這樣制冷冷閥門就就可能打打開500％，775％甚甚至1000％———目的的是趕快快降低制制冷器的的溫度———然后后慢慢關關閉制冷冷閥門到到它的334％。讓讓我們思思考一下下如何設設計一個個PIDD控制器器。我我們主要要集中在在過程變變量(PPV)和和基準點點(SPP)之間間的偏差差(誤差差)上。有有三種定定義誤差差的方式式。絕對偏差他他說明的的是PVV和SPP之間的的偏差有有多大。如如果PVV和SPP之間偏偏差小———那我我們就在在輸出時時作一個個小的改改變。如如果PVV和SPP之間偏偏差大———那我我們就在在輸出時時作一個個大的改改變。絕絕對偏差差就是PPID控控制器的的比例環環節。累積誤差給給我們點點兒時間間，我們們將會明明白為什什么僅僅僅簡單地地觀察絕絕對偏差差(比例例環節))是一個個問題。累累積誤差差是很重重要的，我我們把它它稱為是是PIDD控制器器的積分分環節。每每次我們們運行PPID算算法時，我我們總會會把最近近的誤差差添加到到誤差總總和中。換換句話說說，累積積誤差二二誤差11+誤差差2+誤誤差3++誤差44+…。滯后時間滯滯后時間間指的是是PV引引起的變變化由發發現到改改變之間間的延時時。典型型的例子子就是調調整你的的烤爐在在合適的的溫度。當當你剛剛剛加熱的的時候，烤烤爐熱起起來需要要一定時時間。這這就是滯滯后時間間。如果果你設置置一個初初始溫度度，等待待烤爐達達到這個個初始溫溫度，然然后你認認為你設設定了錯錯誤的溫溫度，烤烤爐達到到這個新新的溫度度基準點點還需要要一段時時間。這這也就被被認為是是PIDD控制器器的微分分環節。這這就抑制制了某些些將來的的變化因因為輸出出值已經經發生了了改變，但但并不是是受過程程變量的的影響。絕對偏差／／比例環環節有有關設計計自動過過程控制制器，人人們最初初想法之之一是設設計比例例環節。意意思就是是，如果果PV和和SP之之間的偏偏差很小小——那么么我們就就在輸出出處作一一個小的的修改；；如果PPV和SSP之間間的偏差差很大那么我我們就在在輸出處處作一個個大的修修改。當當然這個個想法是是有意義義的。我我們在MMicrrosooftEExceel僅對對比例控控制器進進行仿真真。圖44是顯示示首次仿仿真結果果的表格格。(滯滯后時間間二0，只只含比例例環節))比例、積分分控制器器PPID控控制器中中的積分分環節是是用來負負責純比比例控制制器中的的補償問問題的。我我們有另另外一個個Exccel的的擴展表表格，表表格上仿仿真的是是一個具具有比例例積分功功能的PPID控控制器。這這里(PPig．．5)是是比例積積分控制制器最初初的仿真真表格((滯后時時間＝00，比例例常數二二0．44)。眾所周知，比比例積分分控制器器要比僅僅有比例例功能的的比例控控制器好好得多，但但是等于于0的滯滯后時間間并不常常見。Fig..4TThesimmulaatioonccharrt微分控制微分控制器器考慮的的是：如如果你改改變輸出出，那么么要在輸輸入(PPV)處處反映這這個改變變就需要要些時間間。比如如，讓我我們拿烤烤爐的加加熱為例例。Fig.55Theesiimullatiionchaart如果我我們增大大氣體的的流量，那那么從產產生熱量量，熱量量分布烤烤爐的四四周，到到溫度傳傳感器檢檢測升高高的溫度度都將需需要時間間。PIID控制制器中微微分環節節具有抑抑制功能能，因為為有些溫溫度增量量會在以以后不需需要的情情況下產產生了。正正確地設設置微分分系數有有利于你你對比例例系數和和積分系系數的確確定。外獻IntrooducctioonstotemmperratuureconntroolaandPIDDcoontrrolllerssPrroceessconntroolssysttemAutommatiicpproccessscoontrrolisconncerrneddwiithmaiintaainiingproocesssvvariiabllestemmperratuuressprresssureesfflowwsccompposiitioons,,anndtthelikkeaatssomeedeesirredopeerattionnvaaluee.PProccesssesareedyynammicinnatturee.CChanngessarreaalwaaysocccurrringg,aandifacttionnsaarenotttakken,,thheiimpoortaantproocesssvvariiablles--thooserellateedttossafeety,,prroduuctquaalitty,anddprroduuctiionrattes--willlnnotachhievveddesiignconndittionns.Inorrderrtoofiixiideaas,lettusscoonsiiderraheaateexchhanggerinwhiichapproccessssttreaamiishheattedbyconndennsinngssteaam.TheeprroceessisskeetchhedinFigg.1Fig.1HHeattexxchaangeerTThepurrposseooftthissunnitistoheaatttheproocesssffluiidffrommsoomeinllettemmperratuure,,Tii(t)),uupttoaaceertaaindessireedooutllettemmperratuure,,T((t)..Assmeentiioneed,theeheeatiingmeddiummisscoondeensiingsteeam..TTheeneergyygaaineedbbyttheproocesssffluiidiiseequaalttottheheaatrreleeaseedbbytthesteeam,,prroviideddthhereearrennohheattloosseesttossurrrounndinngs,,iiiitthattiss,ttheheaateexchhanggeranddpiipinngaarewellliinsuulatted..IIntthissprroceesstheereareemaanyvarriabblessthhatcannchhangge,cauusinngttheouttlettteempeerattureetoodeeviaatefroomiitsdessireedvvaluue.[211Iffthhishapppenns,sommeaactiionmusstbbettakeenttoccorrrecttfoortthissdeeviaatioon.Thaatiis,theeobbjecctivveiisttocconttrollthheooutlletproocesssttempperaaturrettommainntaiiniitsdessireedvvaluue.OOnewayytooacccommpliishthiisoobjeectiiveisbyfirrstmeaasurringgthhettempperaaturreTT(t)),theenccomppariingittoitssdeesirredvallue,,annd,bassedonthiisccomppariisonn,ddeciidinngwwhatttoodootooco