背景
座椅的主要目的是支撑机器操作员。 座椅应提供一定的舒适性，以允许操作员在安全舒适的环境下操作机器。 安全舒适的环境已被证明会影响操作员的生产力和工作满意度。 安全舒适的环境对客户操作新机器时获得的第一印象非常重要。
悬架系统背景
运土机器有一个座椅悬架有两个原因：
- 将操作员与恶劣的机器输入隔开
- 将连接至机器控制装置的操作员和机器作为一个整体
悬架系统的三个主要部件分别是：
- 质量
- 弹簧
- 减振器
质量
质量代表独立于输入激励的物体（本例中为操作员）。
弹簧
弹簧是一个用于支撑质量重量的装置（本例中使用了空气弹簧）。
体现弹簧特性的为刚度。 刚度是对能量储存的测量。 压缩弹簧的动作将能量储存在弹簧中，稍后在去除弹簧力时将释放该能量。 如果没有减振器，将由弹簧-质量系统保持弹跳。
减振器
减振器用于限制系统的运动量（本例中使用了液压减振器）。
减振器的特性是减振。 减振是对能量消耗的测量。 压缩减振器动作消耗能量，该能量在压缩力释放时将无法恢复。 减振器将避免弹簧-质量系统出现过度弹跳。 液压减振器的工作原理是通过一系列限制通道强制油液从一个腔室流至另一个腔室。 随着油液通过通道，系统的动能被消耗并转化为减振器油液的粘性发热。
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| 图 1 | g03496617 |
阻尼对行驶性能的影响图示 | |
有个常见误解是认为改变减振器会影响刚度。 改变减振器可能会加大阻尼。 改变减振器可能会导致行驶恶劣（或行驶"更硬"），但系统的刚度不变。 影响刚度的唯一方法是通过改变弹簧。
悬架系统类型
悬架系统有三种类型：无源、有源和半有源悬架。 无源悬架为多数人熟悉的悬架类型。 大部分汽车、摩托车、卡车、火车、公共汽车和类似机器的各车轮上均安装有无源悬架。 悬架无源的判断根本在于刚度和阻尼在响应输入激励时不会实时改变。 无源系统不能向系统添加能量，仅消耗系统受到的能量。 必须将无源系统调整为适用于最恶劣的情况。 日常行驶中此调整通常会导致没那么理想的行驶性能。
与无源悬架系统完全相反的是有源悬架。 有源悬架中，减振器（有时为弹簧）被一些消耗能量的执行器代替。 执行器也使能量进入系统中。 执行器能够在有源系统操作范围内的任意情况下适应和提供可能的最佳性能。 在牵引机的机具连杆机构、反铲、挖掘机、自卸卡车和类似机器上最容易见到有源系统。 此类悬架系统依靠一个或多个传感器、一个控制器和一个执行器，因为较为复杂。 此类悬架系统要求显著的功率输入，相比无源系统要更为昂贵。 因此，用于座椅悬架系统是不切实际的。
半有源悬架系统是一个介于无源和完全有源系统之间的混合。 半有源悬架系统依靠一个弹簧和一个减振器来消耗能量。 其中一个部件可能含有有源部件，以允许系统适应操作情况。
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| 图 2 | g03496737 |
无源、有源和半有源悬架类型的功能示意图 | |
CARM 系统是一个带有一个有源节流孔减振器的半有源系统。 与越来越常用的磁流变（MR）减振器不同的是，有源节流孔类型的减振器在发生故障时可默认为处于高阻尼状态。 MR 系统总是默认为最低阻尼状态。
CARM 减振器中的有源元件是一个由控制器控制的可调节阀。 该阀由音圈驱动。 音圈打开和关闭允许油液从减振器活塞的一侧流至另一侧的节流孔。 控制器读取传感器输入并使用此信息来确定阀的适当打开和关闭。
行驶背景
悬架中的行驶感受两个主要部分影响：相对运动的大小和感觉以及限位块碰撞的剧烈程度。 后者对行驶舒适性的影响最大。 平稳且允许操作员够到踏板和控制装置的相对运动均为首选。 可惜，很多运动都会导致限位块更剧烈地相撞。 无源悬架可设计用于避免其中一种。 设计悬架的关键是允许足够的相对运动来保持舒适性，不要让悬架影响限位块。 在高速公路应用上，用一个无源系统即可轻松实现此目标。 在颠簸的土方路面上，当输入高度不可测时，将难以实现此目标。 解决方案是采用一个能适应和根据工况变化的半有源系统。