软硬两相宜 浅析主动式空气悬挂系统
软硬两相宜 浅析主动式空气悬挂系统

软硬两相宜 浅析主动式空气悬挂系统

发布时间:2022-09-10 06:57:49 来源:hh在线直播 作者:hh账号登录
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  悬架系统是现代汽车的重要总成之一。悬架的结构形式和性能参数是否合理,直接影响汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性和舒适性。我们知道,车辆的操控性和舒适性是考虑车辆性能的两个标准,但很难兼顾两者:软悬架可以增强乘坐舒适性,因为它过滤了来自路面的大量冲击,但操控性会大大降低;硬悬挂可以提高车辆的操纵性能,但会降低乘坐舒适性。所以我们可以看到,普通跑车的悬挂普遍比较硬,而舒适车的悬挂则相反。面对不能有蛋糕吃的问题,贪婪的人类不妥协,科技的发展解决了这个“软硬兼施”的问题。如果可以人为改变悬架的阻尼,驾驶员可以根据自己的喜好设定悬架的特性,这对驾驶员来说无疑是一个极大的诱惑。空空气悬架完成了这项任务。目前,空空气悬架是奔驰E级雷克萨斯LX570等豪华车以及途锐、路虎揽胜V8等SUV的标准配置。接下来我们来看看空空气悬架的真面目!

  我们先来看看悬架是怎么工作的!如果将车架直接安装在车轴或车轮上,由于路面不平和地面的冲击,人们会感到非常不舒服,这是因为没有悬挂装置。汽车悬架是车架与车轴或车轮之间的弹性耦合装置的总称。它的作用是弹性连接车轴和车架,减轻车辆行驶时的冲击力。确保货物完好,人员舒适;弹性系统引入的振动被衰减,使车辆保持稳定的姿态,提高操纵稳定性;同时,悬挂系统负责将各种力传递给车身,保证汽车平稳行驶;当车轮相对车架跳动时,特别是转向时,车轮的运动轨迹要满足一定的要求,因此悬架也起着引导作用,使车轮相对车身按照一定的轨迹跳动。从上面的描述中,我们可以得出悬架的主要功能有两个,一个是乘坐舒适性,另一个是驾驶操控性。

  我们可以看到,空气弹簧配备的悬挂系统与传统悬挂结构没有太大区别。主动空气动悬架和从动被动悬架的主要区别在于它们使用的弹性元件以及弹性元件软硬尺寸的控制方法。主动空空气悬架可以根据具体情况控制空空气弹簧的充气量,从而控制硬度。传统的被动悬架只能逆来顺受。一般来说,悬架由弹性元件、导向机构、减震器和横向稳定杆组成。弹性部件用于承受和传递垂直载荷,即承受车身重量,减轻路面不平整对车身造成的冲击。减震器用于衰减弹性系统引起的振动。减震器的类型包括气缸减震器、阻力可调的新型减震器和充气减震器。上图中的减震器采用了阻尼可调的减震器。导向机构用于在车轮和车身之间传递力和扭矩,同时保持车轮相对于车身按照一定的轨迹跳动。通常,所谓的导向机构由控制摆臂杆组成。有单杆或多连杆类型。在一些轿车和公交车上,为了防止转向时车身横向倾斜过大,在悬架系统中增加横向稳定杆,提高横向刚度,使汽车具有转向不足的特性,提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。可见悬挂系统不仅仅是减震这么简单。

  上图所示的四个黑色圆形东西是气弹簧。气弹簧使用空气体作为弹性介质,即在密闭容器中充入压缩的空气体,利用气体的可压缩性实现弹簧的功能。这种弹性元件叫做空气弹簧。空气体弹簧用于汽车,尤其是主动悬架。随着载荷的增大,容器内压缩的空气压增大,使其弹簧刚度也增大,载荷减小,弹簧压力也随着空气压的减小而减小,因此这种弹簧具有其理想的弹性特性。

  因为空气体是介质,所以需要有气源。上图中的气泵为气囊提供压缩空空气。气泵的开关由电子控制模块,即车载电脑控制。当然,气泵和气囊是通过管道连接的,中间有很多种阀门。

  电控模块主要包括两部分:一部分是测量各种信号的传感器,主要是车身高度传感器;另一部分是车载计算机,它接收来自传感器的信号并进行运算处理。根据来自传感器的信号和驾驶员选择的模式,电脑可以发出信号控制气泵的运行,从而空气囊的充气量,进而控制车身的高度和阻尼。

  Airmatic悬挂系统有四种工作模式:第一种模式是在普通道路上行驶的柔软舒适的设置。此时,悬挂系统由行车电脑自动控制。在测量系统和反馈控制系统的帮助下,计算机自动调节悬架的阻尼,确保车辆在不同路况下始终具有最佳的舒适性和操控性。第二模式和第三模式减震器分别采用硬压缩、软回弹、软压缩和硬回弹。这两种模式适用于两种特殊路况。第二种模式适用于高速路况,保证了车辆高速行驶时的稳定性。第三种模式侧重于路面复杂缓慢的行驶状况,可以缓解颠簸路面上的颠簸。该系统可以根据不同的路况在第一、第二、第三模式之间自动调节弹簧的硬度,驾驶员可以根据自己的驾驶习惯手动固定某一模式。第四种模式是完全忽略舒适性的极限运动模式,需要驾驶员通过控制菜单进行选择。

  Active 空气动悬架不仅在舒适性方面有着独特的魅力,而且由于电子系统的介入,在安全性方面也比普通悬架有着更好的极限控制能力:高速转弯时,行车电脑控制外轮的空气动弹簧和减震器自动硬化,减少车身侧倾;紧急制动时,电子模块还会加强前轮弹簧和减震器的刚度,以减少车身的惯性前倾。奔驰Airmatic空气动悬架还融入了传统的底盘升降技术:汽车在高速行驶时,车身高度会自动降低,从而提高了与地面的接触性能,保证了良好的高速行驶稳定性;当汽车需要缓慢通过颠簸路面时,底盘会自动上升,提高通过性能。

  总结:空气弹簧气囊的充气量可以通过车载电脑和驾驶员模式的选择来控制,进而控制车身的高度和阻尼。主动空气动悬架可谓软硬兼施,可上下移动。

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