軟硬兩相宜 淺析主動式空氣懸架

　　懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一，懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。而我們知道汽車的操控性與舒適性是考量汽車性能的兩個標(biāo)準(zhǔn)，而兩者很難兼顧：柔軟的懸架因?yàn)檫^濾了大量來自路面的沖擊，能夠增強(qiáng)乘坐舒適性，但操控性就要大打折扣；較硬的懸架使車輛操控性能提高，卻會導(dǎo)致乘坐舒適性的下降。所以我們可以看到一般運(yùn)動型汽車，它的懸架一般調(diào)教的比較硬，而舒適型的則反之。面對魚與熊掌不可兼得，“貪婪”的人類并不妥協(xié)，科技的發(fā)展解決了這個“軟硬”問題。如果能夠人為改變懸架的阻尼，讓駕駛者可以根據(jù)自己的喜好設(shè)定懸架的特性，這對駕駛者來說無疑是個不小的誘惑。空氣懸架完成了這個任務(wù)。現(xiàn)在像奔馳Ｅ系列，雷克薩斯的LX570等高級轎車以及途銳、路虎-攬勝V8等suv都把空氣懸架為標(biāo)準(zhǔn)配置。接下我們就來了解一下空氣懸架的廬山真面目吧！

Airmatic主動空氣懸架系統(tǒng)為奔馳新S系車型的標(biāo)準(zhǔn)配備

　　一、作用與結(jié)構(gòu)

　　我們還是首先來看看懸架的作用如何實(shí)現(xiàn)的吧！汽車車架如果直接安裝于車橋或車輪上，由于道路不平，地面的沖擊使人會感到十分不舒服，這是因?yàn)闆]有懸架裝置的原因。汽車懸架是車架與車軸或車輪之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；同時懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞各種力到車身上，以保證汽車行駛平順；當(dāng)車輪相對車架跳動時，特別在轉(zhuǎn)向時，車輪運(yùn)動軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對車身跳動的導(dǎo)向作用。從上面的描述中，我們可以總結(jié)懸架的作用主要有兩方面，一是乘坐時的舒適性，二是駕駛時的操控性。

配備了空氣彈簧的懸架系統(tǒng)

　　我們可以看到上面配置了空氣彈簧的懸架系統(tǒng)其實(shí)跟傳統(tǒng)的懸架總體結(jié)構(gòu)相差不是很大。主動式空氣懸架與傳動的被動式懸架的主要區(qū)別在于他們使用的彈性元件，以及對彈性元件的軟硬大小的控制方式。主動式空氣懸架可根據(jù)具體情況控制空氣彈簧的充氣量，從而控制軟硬。傳統(tǒng)被動式的懸架則只能逆來順受。一般來講，懸架由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。彈性元件用來承受并傳遞垂直的載荷，即承受車身的重量，緩和由于路面不平引起的對車身的沖擊。減振器用來衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。上圖的減震器使用的是阻尼可調(diào)式的減震器。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時保持車輪按一定運(yùn)動軌跡相對車身跳動，通常所謂的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。有些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向穩(wěn)定桿，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。由此可見懸架系統(tǒng)并不只是減震那么簡單。

二、主要部件及工作原理

空氣懸架全家福

　　１、氣體彈簧    

　　如上圖所示的４個黑色的圓圓的東西就是氣體彈簧，氣體彈簧是以空氣做彈性介質(zhì)，即在一個密閉的容器內(nèi)裝入壓縮空氣（氣壓為0.5～1MPa），利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈簧的作用。這種彈性元件叫空氣彈簧。空氣彈簧在轎車上有采用尤其在主動懸架中被采用。這種彈簧隨著載荷的增加，容器內(nèi)壓縮空氣壓力升高，使其彈簧剛度也隨之增加，載荷減少，彈簧壓力也隨空氣壓力減少而下降，因而這種彈簧有其理想的彈性特性。

　　2.氣泵

　　既然以空氣為介質(zhì)，就必然要求有氣源。上圖的氣泵就是為氣囊提供壓縮空氣的。氣泵的開與閉由電子控制模塊，即汽車電腦來控制。當(dāng)然，氣泵與氣囊是有管道連接的，中間不乏各種各樣的閥。

　　３.電子控制模塊

　　電子控制模塊主要包括兩大部分：一部分是測量各種信號的傳感器，主要是車身高度傳感器；另一部分是接受傳感器傳過來的信號，進(jìn)行運(yùn)算處理的汽車電腦。汽車電腦能根據(jù)傳感器傳來的信號以及駕駛員選擇的模式，發(fā)出信號來控制氣泵的工作，從而能夠空氣氣囊的充氣量，進(jìn)而能控制車身的高度及阻尼的大小。

　　三、車型應(yīng)用

　　奔馳新S系A(chǔ)irmatic主動空氣懸架系統(tǒng)

　　Airmatic懸架系統(tǒng)作為奔馳新S系車型的標(biāo)準(zhǔn)配備，它共擁有四種工作模式：第一模式是柔軟舒適的設(shè)定，用于普通路面的行駛。這個時候，懸架系統(tǒng)是行車電腦自動控制的，通過測量系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)的幫助，電腦自動調(diào)節(jié)懸架的阻尼，以保證車輛在不同路面情況下，始終具備最佳的舒適性和操控性。第二模式和第三模式減振器分別采取硬壓縮、軟回彈和軟壓縮、硬回彈兩種方式，這兩種方式適合兩種特殊路況，第二模式適合高速路況，在高速下保證了車輛的穩(wěn)定性，第三模式是偏重于路面復(fù)雜的慢速行駛狀況，在顛簸路面能夠過緩和顛簸。系統(tǒng)可以根據(jù)不同的道路情形在一、二、三模式間自動調(diào)整彈簧的軟硬度，駕駛員也可以根據(jù)自己的駕駛習(xí)慣手動固定某一種模式。第四種模式是純粹忽略了舒適性的極端運(yùn)動模式，這種模式需要駕駛員通過控制菜單進(jìn)行選擇，這時駕駛奔馳新S系轎車與駕駛一輛跑車相差無幾。

　　主動空氣懸架不僅在舒適性方面具有獨(dú)特魅力，在安全性上，由于有電子系統(tǒng)的介入，主動懸架的極限控制能力要優(yōu)于普通懸架：在高速過彎時，行車電腦控制外側(cè)車輪的空氣彈簧和減振器自動變硬，以減小車身的側(cè)傾；在緊急制動時，電子模塊也會對前輪的彈簧和減振器剛度進(jìn)行加強(qiáng)以減小車身的慣性前傾。奔馳Airmatic空氣懸架還將傳統(tǒng)的底盤升降技術(shù)融入其中：車子高速行駛時，車身高度會自動降低，從而提高貼地性能，以確保良好的高速行駛穩(wěn)定性；而當(dāng)汽車需要慢速通過顛簸路面時，底盤能夠自動升高，以提高通過性能。

　　總結(jié)：通過汽車電腦和駕駛員模式的選擇來控制空氣彈簧氣囊的充氣量，進(jìn)而能控制車身的高度及阻尼的大小。主動式空氣懸架真可謂是能軟能硬，能上能下。