軟硬兩相宜 淺析主動(dòng)式空氣懸掛系統(tǒng)
懸架系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車的重要總成之一。懸架的結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)是否合理,直接影響汽車的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性和舒適性。我們知道,車輛的操控性和舒適性是考慮車輛性能的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),但很難兼顧兩者:軟懸架可以增強(qiáng)乘坐舒適性,因?yàn)樗^(guò)濾了來(lái)自路面的大量沖擊,但操控性會(huì)大大降低;硬懸掛可以提高車輛的操縱性能,但會(huì)降低乘坐舒適性。所以我們可以看到,普通跑車的懸掛普遍比較硬,而舒適車的懸掛則相反。面對(duì)不能有蛋糕吃的問(wèn)題,貪婪的人類不妥協(xié),科技的發(fā)展解決了這個(gè)“軟硬兼施”的問(wèn)題。如果可以人為改變懸架的阻尼,駕駛員可以根據(jù)自己的喜好設(shè)定懸架的特性,這對(duì)駕駛員來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)極大的誘惑。空空氣懸架完成了這項(xiàng)任務(wù)。目前,空空氣懸架是奔馳E級(jí)(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)、雷克薩斯LX(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)570等豪華車以及途銳(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)、路虎攬勝(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)V8等SUV的標(biāo)準(zhǔn)配置。接下來(lái)我們來(lái)看看空空氣懸架的真面目!
“Airmatic主動(dòng)空空氣懸架系統(tǒng)是奔馳全新S級(jí)車型的標(biāo)配裝備ж
●功能和結(jié)構(gòu)
我們先來(lái)看看懸架是怎么工作的!如果將車架直接安裝在車軸或車輪上,由于路面不平和地面的沖擊,人們會(huì)感到非常不舒服,這是因?yàn)闆](méi)有懸掛裝置。汽車懸架是車架與車軸或車輪之間的彈性耦合裝置的總稱。它的作用是彈性連接車軸和車架,減輕車輛行駛時(shí)的沖擊力。確保貨物完好,人員舒適;彈性系統(tǒng)引入的振動(dòng)被衰減,使車輛保持穩(wěn)定的姿態(tài),提高操縱穩(wěn)定性;同時(shí),懸掛系統(tǒng)負(fù)責(zé)將各種力傳遞給車身,保證汽車平穩(wěn)行駛;當(dāng)車輪相對(duì)車架跳動(dòng)時(shí),特別是轉(zhuǎn)向時(shí),車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡要滿足一定的要求,因此懸架也起著引導(dǎo)作用,使車輪相對(duì)車身按照一定的軌跡跳動(dòng)。從上面的描述中,我們可以得出懸架的主要功能有兩個(gè),一個(gè)是乘坐舒適性,另一個(gè)是駕駛操控性。
“配備空氣彈簧的懸架系統(tǒng)”
我們可以看到,空氣彈簧配備的懸掛系統(tǒng)與傳統(tǒng)懸掛結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大區(qū)別。主動(dòng)空氣動(dòng)懸架和從動(dòng)被動(dòng)懸架的主要區(qū)別在于它們使用的彈性元件以及彈性元件軟硬尺寸的控制方法。主動(dòng)空空氣懸架可以根據(jù)具體情況控制空空氣彈簧的充氣量,從而控制硬度。傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架只能逆來(lái)順受。一般來(lái)說(shuō),懸架由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減震器和橫向穩(wěn)定桿組成。彈性部件用于承受和傳遞垂直載荷,即承受車身重量,減輕路面不平整對(duì)車身造成的沖擊。減震器用于衰減彈性系統(tǒng)引起的振動(dòng)。減震器的類型包括氣缸減震器、阻力可調(diào)的新型減震器和充氣減震器。上圖中的減震器采用了阻尼可調(diào)的減震器。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于在車輪和車身之間傳遞力和扭矩,同時(shí)保持車輪相對(duì)于車身按照一定的軌跡跳動(dòng)。通常,所謂的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂桿組成。有單桿或多連桿類型。在一些轎車和公交車上,為了防止轉(zhuǎn)向時(shí)車身橫向傾斜過(guò)大,在懸架系統(tǒng)中增加橫向穩(wěn)定桿,提高橫向剛度,使汽車具有轉(zhuǎn)向不足的特性,提高汽車的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。可見(jiàn)懸掛系統(tǒng)不僅僅是減震這么簡(jiǎn)單。
●主要部件和工作原理
"空空氣懸架全家福"
1.氣彈簧
上圖所示的四個(gè)黑色圓形東西是氣彈簧。氣彈簧使用空氣體作為彈性介質(zhì),即在密閉容器中充入壓縮的空氣體,利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈簧的功能。這種彈性元件叫做空氣彈簧??諝怏w彈簧用于汽車,尤其是主動(dòng)懸架。隨著載荷的增大,容器內(nèi)壓縮的空氣壓增大,使其彈簧剛度也增大,載荷減小,彈簧壓力也隨著空氣壓的減小而減小,因此這種彈簧具有其理想的彈性特性。
2.抽氣機(jī)
因?yàn)榭諝怏w是介質(zhì),所以需要有氣源。上圖中的氣泵為氣囊提供壓縮空空氣。氣泵的開(kāi)關(guān)由電子控制模塊,即車載電腦控制。當(dāng)然,氣泵和氣囊是通過(guò)管道連接的,中間有很多種閥門(mén)。
3.電子控制模塊
電控模塊主要包括兩部分:一部分是測(cè)量各種信號(hào)的傳感器,主要是車身高度傳感器;另一部分是車載計(jì)算機(jī),它接收來(lái)自傳感器的信號(hào)并進(jìn)行運(yùn)算處理。根據(jù)來(lái)自傳感器的信號(hào)和駕駛員選擇的模式,電腦可以發(fā)出信號(hào)控制氣泵的運(yùn)行,從而空氣囊的充氣量,進(jìn)而控制車身的高度和阻尼。
●車輛應(yīng)用
“奔馳全新S級(jí)Airmatic主動(dòng)空氣動(dòng)懸掛系統(tǒng)”
Airmatic懸掛系統(tǒng)有四種工作模式:第一種模式是在普通道路上行駛的柔軟舒適的設(shè)置。此時(shí),懸掛系統(tǒng)由行車電腦自動(dòng)控制。在測(cè)量系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)的幫助下,計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)懸架的阻尼,確保車輛在不同路況下始終具有最佳的舒適性和操控性。第二模式和第三模式減震器分別采用硬壓縮、軟回彈、軟壓縮和硬回彈。這兩種模式適用于兩種特殊路況。第二種模式適用于高速路況,保證了車輛高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性。第三種模式側(cè)重于路面復(fù)雜緩慢的行駛狀況,可以緩解顛簸路面上的顛簸。該系統(tǒng)可以根據(jù)不同的路況在第一、第二、第三模式之間自動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧的硬度,駕駛員可以根據(jù)自己的駕駛習(xí)慣手動(dòng)固定某一模式。第四種模式是完全忽略舒適性的極限運(yùn)動(dòng)模式,需要駕駛員通過(guò)控制菜單進(jìn)行選擇。
Active 空氣動(dòng)懸架不僅在舒適性方面有著獨(dú)特的魅力,而且由于電子系統(tǒng)的介入,在安全性方面也比普通懸架有著更好的極限控制能力:高速轉(zhuǎn)彎時(shí),行車電腦控制外輪的空氣動(dòng)彈簧和減震器自動(dòng)硬化,減少車身側(cè)傾;緊急制動(dòng)時(shí),電子模塊還會(huì)加強(qiáng)前輪彈簧和減震器的剛度,以減少車身的慣性前傾。奔馳Airmatic空氣動(dòng)懸架還融入了傳統(tǒng)的底盤(pán)升降技術(shù):汽車在高速行駛時(shí),車身高度會(huì)自動(dòng)降低,從而提高了與地面的接觸性能,保證了良好的高速行駛穩(wěn)定性;當(dāng)汽車需要緩慢通過(guò)顛簸路面時(shí),底盤(pán)會(huì)自動(dòng)上升,提高通過(guò)性能。
總結(jié):空氣彈簧氣囊的充氣量可以通過(guò)車載電腦和駕駛員模式的選擇來(lái)控制,進(jìn)而控制車身的高度和阻尼。主動(dòng)空氣動(dòng)懸架可謂軟硬兼施,可上下移動(dòng)。
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