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。随着SUV的设计越来越小型化、城市化,SUV的越野性能正在逐渐被压缩,在城市平坦的路面上,空气悬挂系统似乎没有了用武之地。面对这样的窘况和技术上的瓶颈,空气悬挂系统自然也就无法博得广大消费者的喝彩。
与传统钢制汽车悬挂系统相比较,空气悬挂具有很多优势,最重要的一点就是弹簧的弹性系数也就是弹簧的软硬能根据需要自动调节。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,以悬挂变软来提高减震舒适性。
另外,车轮受到地面冲击产生的加速度也是空气弹簧自动调节时考虑的参数之一。例如高速过弯时,外侧车轮的空气弹簧和减震器就会自动变硬,以减小车身的侧倾,在紧急制动时电子模块也会对前轮的弹簧和减震器硬度进行加强以减小车身的惯性前倾。因此,装有空气弹簧的车型比其它汽车拥有更高的操控极限和舒适度。
我们以装备在 Maybach 上的AIRMATIC.DC空气悬挂系统为简例说明弹簧软硬的变化。弹簧的弹性系数是通过橡胶皮腔中空气的流量来调节的。在短波路面或高速过弯时,皮腔中的部分气体会被锁定,在皮腔受压时,空气流量减小,令弹簧变硬,以减小车身起伏和提高车身稳定性。在普通路面上,所有空气都可以自由流动,皮腔受压时,空气流量加大,从而提供柔软的弹簧和{zd0}程度的行驶舒适性。 Maybach 的空气悬挂中的空气始终保持6-10个巴的压力。
空气悬挂还将传统的底盘升降技术融入其中。高速行驶时,车身高度自动降低,从而提高贴地性能确保良好的高速行驶稳定性同时降低风阻和油耗。慢速通过颠簸路面时,底盘自动升高,以提高通过性能。另外,空气悬挂系统还能自动保持车身水平高度,无论空载满载,车身高度都能恒定不变,这样在任何载荷情况下,悬挂系统的弹簧行程都保持一定,从而使减震特性基本不会受到影响。因此即便是满载情况下,车身也很容易控制。这的确是平台技术的一个飞跃。
在采用相似的设计方案的同时各厂家的技术又xx不相同。 BENZ 是空气悬挂技术的前辈,它首次将橡胶皮腔放置在金属外壳内,令皮腔受压时的弹性特性接近钢簧,另外,皮腔中还加入了一个特殊的纤维,从而使皮腔更坚固,寿命更长。 AUDI 在此基础上改变了纤维的排布方向,使弹簧的钢度进一步提高等等。
在一些底盘升降的具体指标上各厂商也存在不同。例如 Maybach 与 Phaeton 在车速超过140Km/h后,车身高度自动下降1.5cm,当车速降回70Km/h以下时,车身又恢复正常高度,而 A8 的这两个速度指标则分别为120Km/h和100Km/h,在自动减震模式下和Sport减震模式下车身高度分别下降2.5cm和2cm。如果遇到破坏非常严重的路面,三辆车的底盘都能在正常高度上升高2.5cm。
除了多种车身高度外, Phaeton 、 Maybach 和 A8 还能通过车内相应按键选择自动、舒适、抬高和Sport等多种减震模式。它们能分别提供不同硬度的减震器来满足不同的驾驶需要。
当然,仅仅依靠空气弹簧和减震器总成并不能实现上述的诸多功能,还需要大量附加部件的配合。其中包括空气压缩机、蓄压器、控制单元、前后桥车身高度传感器、3个不同方向的车身加速度传感器以及4个空气弹簧伸张加速度传感器等等。
传感器将收集到的信号传给控制单元,控制单元经过计算再发出指令来调节空气弹簧硬度和减震器阻尼,从而达到最理想的弹性状态。这个看来十分复杂的过程在整个系统内的反映时间只有几十微秒。因此,空气悬挂系统对车轮的每一个微小动作都能做出及时而且恰当的反应。
Maybach 和 Phaeton 空气悬挂系统的自适应减震器都采用叫做SKYHOOK的计算方法,这个算法的基本原则是减小车身在各个方向上的加速度,同时尽可能保证车轮拥有xxx的贴地性能,这样就能提供xxx的操控感受和无穷的驾驶乐趣。
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