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技术名词解释之空气悬挂
2011-10-17 文:DEEP 摄影:图鸣谢: -- 审编:健
关键词: 减振器空气减振器气囊弹簧 Air suspension 空气悬挂(Air suspension),俗称―空气避震‖,是20世纪60年代发展起来的主动悬挂的一种。可根据汽车的行驶条件(车辆的运动状态和路面状况以及载荷等)的变化而对悬挂的刚度和阻尼进行动态的自适应调节,使悬挂系统始终处于最佳减振状态。例如,高速行驶时悬挂可以变硬,以提高车身稳定性,长时间低速行驶时,控制单元会认为正在经过颠簸路面,以悬挂变软来提高乘坐舒适性。
图:空气悬挂示意图
众所周知,悬挂的核心部件是避震弹簧和减振器。空气悬挂同样也不会例外,气体弹簧和可调阻尼式减振器组成了空气悬挂的主体。先介绍一下气体弹簧,气体弹簧是在一个密封的容器中冲入压缩气体,利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。这种弹簧的刚度是可变的,因为作用在弹簧上的载荷增加时,容器内的定量气体被压缩,刚度自然增大;反之。载荷减小,气压降低,弹簧刚度自然缩小。从分类上看。气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种,而空气弹簧又可以分为囊式弹簧和膜式弹簧。
图:单节数空气弹簧,弹性不足,但刚度高
图:双节数空气弹簧,弹性好,但刚度低
阻尼可调式减振器方面主要有两种,一种是液力式减振器,一种是充气式减振器。较为常见的液力式可变阻尼减振器是电磁液力减振器,它是
通过ECU检测到需要―变硬‖的情况时,通电使得电磁液粒子由紊乱到排列整齐,因为粒子磁极相对的关系,所以受压时难压缩,阻尼大,显得硬;同样如果是―变软‖的情况,ECU取消通电的指令就会让电磁液粒子重新失去磁性,阻尼变小,此时就会显得软。
图:电磁式减振器的作用示意图
另一种充气式减振器原理与普通减振器基本一样,不同的是它只有一个缸筒,减振油液与高压气体用一个O形密封圈隔开,高压气体减少的只是车轮突然冲击所产生的高频振动并有助于消除噪音,起到变阻尼作用的只是改变压缩阀和伸张阀的节流孔通流量。
图:减振器与空气弹簧在车轮上面的位置
对于空气悬挂来说,必须要结合电子控制系统才能发挥出它的优势。
图:空气悬挂系统的组成
空气悬挂系统利用传感器检测汽车的行驶状态。例如,当车辆左转弯时,车身在离心力作用下欲向右倾斜,此时ECU就会通过各项传感器的数据收集后处理,向前后轮电磁阀发出控制指令,使外侧车轮的空气弹簧充气,使内侧车轮的空气弹簧放气,即产生与车身侧倾相反的作用力,以抵抗汽车车身的侧倾。
图:空气避震套件
与大多数轿车目前采用的传统的不可变高度的螺旋弹簧悬挂系统相比,空气悬挂系统可以根据道路的起伏不同调高或调低底盘高度,使得车辆能够适应多种路况条件下的驾驶需求。出于这种设计目的,空气悬挂系统多用于经常在恶劣的路况条件下行驶的越野车上,以保证车辆能够顺利
地通过泥泞、涉水、砂石等路面。空气悬挂系统是一种很先进实用的配置,但是却很―脆弱‖。由于系统结构较为复杂,其出现故障的几率和频率要远远高于螺旋弹簧悬挂系统,而用空气作为调整底盘高度的―推进动力‖,减振器的密封性还需要进一步提高,倘若空气减振器出现漏气,那么整个系统就将处于―瘫痪‖状态。而且如果频繁地调整底盘高度,还有可能造成气泵系统局部过热,会大大缩短气泵的使用寿命。这或许就是空气悬