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(汽车悬挂)空气悬挂系统及高端SUV推荐 [复制链接]

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离线长河
 

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主   发表于: 2011-08-03

相比普通车辆所采用的螺旋弹簧悬挂,空气悬挂的绝对优势显而易见。首先,空气不像弹簧只有一个固定刚度,通过空气阀和空气泵的调节,其弹性系数是可以变化的。相应的,减震器的软硬程度也能被调节,使得舒适性大幅上升。其次,空气弹簧的长度和行程也可以通过压缩空气量的多少来控制。所以我们就看到了可以升降的底盘。
早在80年代末-90年代初,空气悬挂就已出现。不过那时只有D级大房车这种类型才会配置,其作用也只是增加车辆的舒适程度而已。不过现在,随着全路况性能越来越被强调,许多高端SUV也开始配备这种系统,通过升降底盘来达到公路性能和越野性能的均衡。今天就让我们一起来盘点下几款配备空气悬挂的高端SUV。
一、大众途锐(售价:尚未公布)




大众途锐的空气悬挂系统名为“CDC空气悬架系统”,能够提供四种高度选择与三种减震模式。途锐眼下能成为公路与越野性能兼顾的代表车型之一,这套系统可谓立下了汗马功劳。而新途锐在这方面又有了新进化。除了调整车身高度之外,新途锐的空气悬挂系统还包括自动的平衡控制以及电子阻尼控制等功能。由于能根据速度自动调节底盘高度,这套系统无论在铺装公路还是在越野路况下,都能提供额外的舒适性。在自动的“正常”模式之外,驾驶者还能选择“舒适”或者“运动”两种减震模式。
通常状况下 ,220毫米的离地间隙已经足够新途锐在铺装公路上表现神勇。如果加装“Terrain Tech”选装包后,消费者还可以享受到额外的可调离地间隙,调节范围为140毫米,最高可达到300毫米,这个成绩甚至要好于悍马H2。涉水深度也可以达到580毫米,看来开新途锐出门钓鱼都没问题。而在“运动”模式下,车身高度也会降低25毫米,最佳化舒适程度并提高车辆的动力表现。
二、全新Jeep○R大切诺基(售价:尚未公布)

堪称SUV代名词的领军品牌Jeep○R初次使用空气悬挂系统,自然令人颇为关注,何况搭载车型是近来万众瞩目的全新Jeep○R大切诺基。这套名为Quadra-Lift底盘升降系统的四轮独立空气悬挂也确实未令人失望。空气悬挂的可变刚度不但增加了行驶舒适性和稳定性,可升降的底盘高度配合Selec-Terrain全路况地形选择系统,更大大提升了新大切的通过能力。
相比其他竞品,全新大切诺基不仅拥有最多的可调节车身为止,模式的设置更为清晰、人性化。它可在105毫米的范围内,将车身高度在五档内进行调节。普通状态下,新大切的离地间隙为205毫米。在高速公路上,系统将自动根据车速调节至高速状态,车身降低15毫米,提供最佳的动力和燃油经济性。越野路况下则有两种高度可选,普通越野状态的离地间隙达到237毫米,极限越野状态则进一步达到270毫米,Jeep传奇的越野能力一览无余。另外,新大切还具备一种泊车状态,可将地盘降低到165毫米,便于乘客上下车辆及装卸行李。


三、路虎发现4(售价69.8-118.8万元)

路虎发现4所装备的是一套全独立的电子四轮空气悬挂系统,驾驶者可以自由选择三种不同高度。一贯保有强悍越野能力的发现4,通常模式下的离地间隙已有185毫米,越野模式下更增加至240毫米。第三种模式则被称为“通过模式”,车身会进一步降低,但与其他车型不同,这个最低车身高度并非为了高速通行设置,而是在汽车可能碰顶的情况下增加车辆的通过性。
相比前代车型,发现4配备了全新的可变齿比转向系统和刹车系统,公路操控性和驾乘舒适性都得到了优化。另外,加置的前防滚杆也使得车辆的道路行驶动态性得到了进一步改善。


四、保时捷卡宴(售价88.8-244.9万元)

保时捷卡宴的悬挂系统名为PASM(保时捷主动悬挂管理系统),同样可以自动调节离地高度。无论车辆载重多少,卡宴都可以保持恒定的离地间隙。车身高度可以在157-271毫米的范围内,分comfort、normal、sport三档中进行调节。但卡宴毕竟不是主打越野能力的车型,尽管车身高度不低,其涉水深度则只有555毫米。行车高度会实时显示在中控台的一个特殊LED显示器上,车主只需轻旋中控台上的按钮就可改变离地间隙。
不过卡宴的公路性能还是值得信赖。PASM还可以配合气压避震,按照实际的形式环境自动改变吸震率,提供了舒适的驾乘体验。


五、奥迪Q7(售价81.5-256.8万元)

奥迪Q7所装备的自动可调空气悬架系统可在150毫米和240毫米之间动态调整,同样也有5种模式。分别为自动、舒适、越野、动态(高速运动)和举升(超级越野)。
    其中,越野模式下的奥迪Q7离地间隙有205毫米,可在普通山路下保持100公里/小时的安全通过速度。举升模式下的车辆离地更高,达到240毫米,时速可保持在40公里/小时。最大涉水深度只有535毫米,显现了Q7偏重公路性能的定位。其他三种模式则可根据车速自行调节,连续30秒保持120公里/小时后,车身的离地间隙就自动降低至165毫米;连续20秒保持160公里/小时则进一步降低到150毫米,提升车辆在高速行驶中的稳定性和舒适性。


六、奔驰ML350,ML500(售价89.80-139.20万元)

梅赛德斯奔驰旗下ML350和ML500450配备了Airmatic可调式空气悬挂。
相比于传统的悬挂系统,空气悬挂系统(AIRMATIC)无论在路面动力及轮胎震动,以及驾驶安全各个方面都有不错的表现。它可以根据当前的驾驶状态,通过电子程式调节更软活更硬的气压弹簧模式。空气悬挂系统(AIRMATIC)一共具有四种不同的自适应减震设定。可自动适应每个轮胎的减震力量以配合当时的要求及路面状况,令车辆的稳定性和通过性更强。
从悬挂模式设定就不难看出,它的设计理念更偏重于舒适性。第一种模式是柔软舒适的设定,用于应对普通路面;第二种模式的减震器采用硬压缩、软回弹的模式,或是第三种模式的软压缩、硬回弹,都能保证车辆在不同路面情况下,始终具备最佳的舒适性和操控性。前三种模式都可由系统自动完成切换,唯有第四种模式,是完全忽略舒适性的极端运动模式,需要驾驶者手动开启。






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只看该作者 沙发   发表于: 2011-08-03
Re:(汽车悬挂)能屈能伸 浅谈空气悬挂系统



  前言:谈到空气悬挂系统大多数人都觉得太远远太冷门,由于在我们印象中它要么是用来取悦高端豪车上的大老板,要么就是给那些超跑们对付减速带或者烂路的,要么就是用来给豪华SUV一个撒野的机会。但实际上空气悬挂系统尽对称得上是一个“既简单又好使”的家伙,其所牵涉的东西甚至要比你家高尔夫的涡轮增压或者DSG变速箱要少得多,只不过是进步行驶舒适度远远没有进步燃烧效率那么紧迫与必要。

  为什么要用空气悬挂?

  很简单,由于普通由螺旋弹簧与减震筒组成的悬挂系统并不能调整软硬和高低。螺旋弹簧的长度与弹性系数定下来之后,车身的高度跟悬挂的软硬特性也就固化下来无法改变了;减震筒的阻尼定下来以后,悬挂的响应速度与吸震特性同样也变不了。


  
    但题目在于车辆的行驶状态跟路况是千变万化的啊,例如谁不想跑烂路的时候悬挂柔软舒适、跑弯道的时候扎实稳健。或者再抠门一点,刹车的时候要是前悬挂能适时变硬减轻点头程度、加速的时候后悬变硬减少抬头,那该多好啊,车身永远都是四平八稳的。要达到以上种种,那就要求整个悬挂系统,甚至是单独每一个车轮的悬挂都能快速改变阻尼特性。




  另一方面是不少车辆都有灵活改变车身离地间隔的需要。例如习惯“贴地飞行”但又最怕“路见不平”的跑车们,再例如一些需要载人载货的重型商用车。当然,我们最轻易想象到的就是那些需要都市郊区两边跑的越野车和SUV。假如有看过我们越野时代拍摄花絮的网友应该记得里面的Q7和途锐,他们俩都装备了可调高低的空气悬挂系统,在当天的项目里面可谓大放异彩,这也为我们今天的文章提供了丰富素材。




  正如上文所述普通螺旋弹簧悬挂系统的物理特性不可改变,除非更换零部件,所以厂家只能根据车型定位和销售区域,来作出一个折衷的设定来“以不变应万变”。于是不服气的工程师就想到用随手可得的空气来制成软硬或高低可调的悬挂系统。

  空气悬挂是怎样工作的?

  事实上空气悬挂的种类有很多,既有只可调软硬无法调高低的,也有高低软硬都可调整的,例如早期应用在部分豪华轿车上的空气悬挂系统,便通过调整两个气室之间的空气流速来改变悬挂软硬,而不具备高低调整功能。本文则以现时流行的高低软硬可调式空气悬挂为例。




  通过上面的结构图可见,空气悬挂的主体构造实在跟我们熟识的螺旋弹簧+减震筒形式是几乎一模一样的,只不过在螺旋弹簧上部设有一个密闭的气室,通过改变气室体积(上下方向),便可以改变弹簧的是非,来调整车身离地间隔并一定程度改变软硬特性;另外减震器部分则由电机改变通气孔大小,从而调节减震器的衰减力。




  既然要通过充气来改变气室的体积,那必然要涉及一套泵气跟储存高压气体的机构。而充气量的多少以及车身水平的维持,则由相应的传感器与电控单元来决定。我们以大众途锐为例,其电动气泵安放在底盘上大概是副驾座椅下面的位置,而高压储气罐则位于后备箱备胎旁边。




  当需要升高车身的时候,系统发出指令让压缩气泵启动,并将储气罐里面的压缩空气输送到弹簧的空气室里面,需要降低车身的话则仅仅需要控制排气阀排出空气即可。至于车身的实际高度则由每一个车轮旁边的车高传感器来监测和修正。到底什么时候需要升高什么时候需要降低呢?一方面可以由驾驶者通过车内的模式选择界面来控制,另一方面系统也会自动根据车速、路面震荡等其他参考数据来自动调整。




  实地体验空气悬挂

  事实上空气悬挂的作动过程并不像调整电动座椅那样快速直接,首先,给空气室充气是一个相对缓慢的过程,另外由于储气罐的压力有限,每一次只能同时给前轴或者后轴的两个车轮充气,所以在升高车身的时候,我们会发现先是前轴提升一点,然后是后轴升一点,再到前轴,如此往复。下面未经过加工的视频可以客观演示途锐车身升高的过程。








  在早前《越野时代》专题里面我们拿到的Q7和途锐都装备有空气悬挂,两者在结构和功能上实在是一致的,但在模式设定上却有着明显的差别,我们不妨分别作具体先容。奥迪Q7的空气悬挂可以通过MMI系统界面进行调节,分为高位、越野、舒适、自动和动态5种模式,车身高度也按照这一顺序依次降低。





  驾驶者可以按照路况需要从5个模式里面自主选择,车身高低改变的同时悬挂硬度也会相应自动变化。当然考虑到车辆行驶的稳定性和安全性,空气悬挂系统也会自动根据车辆状态改变离地间隔。例如在一般展装路面行驶时,奥迪Q7的常设离地间隙为180mm;但当车辆行驶速度达到120公里/小时并保持超过30秒后,悬架会自动将车身的离地间隙降低15mm,以便获得更好的高速稳定性;假如车速连续20秒保持在160公里/小时,车身会再降低15毫米,离地间隙调整为仅仅只有150mm。




  而转到野外场合,越野模式可使车身离地间隙进步至205毫米,帮助奥迪Q7在一般颠簸的山路上保持100公里/小时的安全通过速度;而高位模式可使车辆离地间隙进步至239毫米,升到最高时Q7的接近角可达24°,离往角达到25°,最大涉水深度为535毫米。




  另一边厢,途锐的空气悬挂可提供4种车身高度和3种减震模式,分别通过挡杆后面的车高调节旋钮和减震模式转动开关来自主调节。表面上看可以组合出3X4=12种模式,但实际上离地间隙需要向减震模式的选择妥协,例如当减震模式为SPORT时,离地间隙是没有办法往到最大值的,所以驾驶者还是要根据仪表盘的提示来把握车身的实际高度。







  当前仍有哪些局限?
  系统结构越复杂同时意味着引起故障的因素越多,所以空气悬挂系统出现题目的几率和频率要高于普通螺旋弹簧悬挂系统。首先,空气作为调整底盘高度的“推进动力”,减振器的密封性备受考验,倘若空气悬挂出现漏气,那么整个系统就将处于“瘫痪”状态;其次,由于空气密度低的关系,利用空气悬挂对减震特性作实时调整的话,系统的响应速度并不及常见的液力主动悬挂系统。





  此外,压缩空气来源于气泵,假如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,在试驾当天我们也碰到过由于气泵过热保护而短暂不能调整车高。固然存在无法避免的局限,但经笔者咨询相关品牌的特约服务店得知,只要正常使用的话空气悬挂的故障率并不比车上其他机件高,目前也极少碰到由于空气悬挂自身零件损坏而导致的故障。



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只看该作者 板凳   发表于: 2011-08-03

如果可以不考虑价格让我在所有的在售车型中选择一辆的话,我想我的答案会从今天介绍的这几款车型中选出。为什么呢?一个原因是因为价钱没有限定,所以我当然有理由选择更豪华、动力更强的车型。而另一个原因是只能选择一辆,所以这辆车必须可以同时兼顾舒适与运动、公路性能和越野性能,听上去很厉害是吗?那就让我们瞧瞧它们到底有什么本事。
1.什么是空气悬挂?

其实所谓的空气悬挂就是使用了空气弹簧的悬挂系统,而光有一套空气弹簧显然不够的,它还需要配套的气泵、储气罐等装置。至于它的特点我们先卖个关子,在下一个问题中一起解答。
2.为什么要使用空气悬挂?


『大多数车型使用的螺旋弹簧悬挂』
我们常见的螺旋弹簧悬挂拥有结构简单、成本低、不易损坏等优点,但由于螺旋弹簧的硬度和长度是固定的,所以它也有两个无法克服的矛盾。一是舒适性与运动性的矛盾,二是通过性与稳定性的矛盾。螺旋弹簧越软越舒适,但是运动性会变差。而螺旋弹簧如果越长则通过性越好,但是车辆的稳定性就变差,反之亦然。
而由于空气悬挂采用了可以改变硬度和长度的空气弹簧,所以它也就可以通过调节空气弹簧的软硬和长短,来实现同一辆车的不同悬挂表现,从而做到兼顾舒适、运动、通过性和车辆稳定性。


● 大众 途锐
空气悬挂车型入门价格:85万元
刚刚上市的新途锐可以算是近期最火的SUV车型之一,作为大众品牌下的顶级SUV产品,它在技术上和奥迪Q7、保时捷卡宴两款车型完全共享,而价格却比那两款车型要便宜一些。其配有空气悬挂车型的入门价格为85万元,不过这是一款柴油发动机车型,所以售价88万的3.0TSI舒适型似乎更具有参考价值。
途锐的空气悬挂系统名为“CDC空气悬挂系统”,能够提供五级高度调节以及三种悬挂模式。其中空气悬挂的高度调节可以使车身最小离地间隙在180-330mm之间调整,而三种悬挂模式分别是正常、舒适和运动,它们在车身高度、悬挂硬度等方面都做了不同的设定。
说完了途锐空气悬挂的各种功能,下面就让我们来看看它有什么实际表现。空气悬挂系统提供自动高度和水平调节功能,当公路行驶车速高于一定数值时,车身会自动降低以保证稳定性。而在需要越野时,悬挂系统又可以手动调高以提高通过性。即使是静止不动时,车身也可以降低方便乘员上下车或拿取行李。


● 奥迪 Q7
空气悬挂车型入门价:94.8万元
奥迪Q7的空气悬架车型入门价格为94.8万,但这只是标配车型的最低价。如果你选择售价87.5万的3.0TFSI 技术型,再花35200元选装空气悬挂的话,可以将入门价格进一步降低到91.2万元。当然这只是理想状态,低配车型有没有车,或者真正的车主在不在乎这“区区”几万元我们就不得而知了。
『空气悬挂在最高和最低位置差别很明显』
奥迪的空气悬挂系统简称为“AAS”,其可以在MMI系统中直接调节。它的车身同样为五级高度可调,离地间隙可在150-240mm之间调节。而在模式的选择上Q7要更加丰富,其拥有高位、越野、舒适、自动和动态五种模式。
在实际使用中。Q7同样也展示了它的全能性。公路驾驶稳定、安全,越野驾驶也保持了不错的通过性,后悬挂降低功能也同样存在。和途锐相比,Q7的离地间隙更小,四驱系统也更加偏向于公路的行驶性能。


● 路虎 第四代发现、揽胜、揽胜运动版
空气悬挂车型入门价:86.6万元
一提起路虎的越野性能,我们想到的往往是它强大的全地形反馈系统,而这一系统的运作无疑还是要依赖于空气悬挂的硬件支持。目前能够买到的售价最低的装备空气悬挂的路虎车型要算是第四代发现的2.7L柴油版,其价格为69.8万,而汽油版的最低价车型为第四代发现4.0V6汽油版,价格为85.8万。
『第四代发现和揽胜的控制系统』
『揽胜运动版的控制系统』
相比大众集团的各种空气悬挂控制系统,路虎的这套全地形反馈系统显然拥有更加丰富的越野功能选项,第四代发现和揽胜除拥有普通模式外,还增加了湿滑路面、泥地、沙地以及雪地模式的选择。而揽胜运动版再此基础上还增加了动态模式。底盘高度方面,第四代发现车身离地间隙可在185-240mm之间进行调节,而揽胜则为232-283mm,揽胜运动版表现稍差,只有172-227mm。
虽然拥有相似的全地形反馈系统,但是三款车的实际驾驶感受还是各有不同的。第四代发现和揽胜的车身更高,更偏向越野能力,而揽胜运动版的车身更低,而且拥有动态模式和换挡拨片,所以公路驾驶乐趣更加。另外值得一提的是,路虎的空气悬挂系统里还设有一套应急程序,当传感器感受到车辆托底时,悬挂还能再升高20mm,帮助车辆脱困。









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只看该作者 地板   发表于: 2011-08-03

● 吉普 大切诺基
空气悬挂车型入门价:待定

新大切诺基的价格虽然还没定,但是整体表现的提升却是比较明显的。比如一套强大的空气悬挂系统,再比如一套像模像样的Selec-Terrain全路况模式选择系统。现在的大切诺基已经开始向路虎的智能化靠拢,当然我并没有觉的这有什么不好。
新大切诺基的空气悬挂系统拥有3级上升和1级下降功能,加上正常状态下的高度也相当于是5级可调,车辆的离地间隙可在164.5-269.5mm内变化。车辆的驾驶模式也很丰富,除了适合公路的自动模式和运动模式外,还拥有雪地、沙地/泥地和岩石三种模式,和路虎的全地形反馈系统十分相似。
在将车辆的悬挂调至岩石模式或最高时,车辆的通过性也达到了最大水平。此时即便是40度的斜坡或者半米深的水塘,大切也可以比较顺利的通过。而回到公路时,大切诺基的高速模式可使车身降低15mm,以提高行驶的稳定性。


● 雷克萨斯 LX 570
空气悬挂车型入门价:164.5万元
提起雷克萨斯LX570,我想大多数人都会对它赞不绝口,宽大的车身带来宽敞的乘坐空间以及高人一等的驾驶视野、空气悬挂+非承载式车身的组合也让它的越野性能出类拔萃,如果非要挑毛病的话,加速刹车的成绩还有不小提高的空间。
LX570拥有3级可调的底盘升降系统以及标准、运动、舒适三种悬挂模式。从我们实测的车辆踏板下沿的高度来看,低位状态下为220mm,而高位状态下可达320mm,空气悬挂的行程大约在100mm左右。
LX570采用非承载式车身设计,这也大大提高了车辆的刚性,在配以可调节高度的空气悬挂系统以及各种车辆辅助设备,LX570已然具备了顶级越野车的实力。而相比之下公路性能则显得逊色一些,百公里加速和刹车成绩分别为7.9秒和42.5米,和几款欧系对手相比还是稍有欠缺。


● 奔驰 GL 450
空气悬挂车型入门价:164.5万元
相比起两个德国兄弟Q7和X5,奔驰GL在中国的表现并不算成功,我想过于低调内敛的外形是一个比较主要的原因。当然在豪华车的购买人群当中,奔驰的死忠也绝对不在少数,那份独特的典雅和华贵的气质也是正是它最大的魅力。
上图为GIF动画,大小为187K,下载需要一些时间,如果网速过慢请耐心等待
奔驰的这套系统被称为AIRMATIC主动空气悬架系统,其拥有两种悬挂模式和三种底盘高度设定。其中两种悬挂模式分别为运动和舒适,而底盘高度方面,我们也只是测量了它的踏板下沿,所得的最低和最高数据为分别240mm和315mm,空气悬挂的行程在75mm左右。
实际驾驶时,GL460在公路和越野路面上都有着出色的表现,但是和LX570相比,它的公路性能要更强一些,刹车成绩保持在了40米以内,而无论是通过性还是车身刚性的表现上,GL460都要比LX570略逊一筹。


● 保时捷 卡宴
空气悬挂车型入门价:86.6万元
看到86.6万的价格大家也许会怦然心动,这价格和途锐、Q7也并无太大差别嘛,买辆保时捷岂不是超值。不过实际情况是卡宴拥有一套非常“强大”的选装系统,只要随便动动手指,就可以轻松加出一辆主流中型车的钱。而当你选好配置下定后,还要再等待半年才有提车的可能,没办法,车的配额就是这么少。
新款卡宴配备带有自动水平调节、行车高度控制和 PASM 的空气悬架系统,高度同样为五级可调,悬挂可以在178-268mm之间进行调节。悬挂分为正常、舒适和运动三种模式,我们没有试驾过该车,不过相信实际效果和Q7的同等模式相似。
全文总结:
本文为大家介绍了7个品牌的7种不同的空气悬挂系统,虽然大家的功能都是大同小异,但是每款车型的侧重点显然还是不一样的。比如大众汽车集团的途锐、奥迪Q7,它们的空气悬挂系统虽然有很多共通之处,但是很明显途锐更重视越野性能,而奥迪Q7的强项则是公路。同样的情况也发生在路虎身上,揽胜运动版增加的运动模式以及较低的离地间隙都预示了它的长处是公路,而第四代发现和揽胜则延续了品牌在越野方面的传奇。新大切诺基虽是首次装备空气悬挂,不过它的表现仍然非常抢眼,而且它的价格也有望成为9款车型中最亲民的。至于LX570和GL460,它们的品牌都在很早就使用了空气悬挂系统,不过以目前的销量来看它们并没有利用好自己的优势,也希望GX和ML两款小兄弟能够早日和它们的大哥一起打拼市场。最后的新一代保时捷卡宴由于没有测试过所以没有太多的发言权,也希望它能够早日的来到汽车之家的编辑部。(文 汽车之家 刘昱昕)

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只看该作者 4楼  发表于: 2011-08-03
Re:(汽车悬挂)汽车主动悬挂系统介绍
newmaker    来源:che168
随着汽车制造研发水平的不断提高,人们对于汽车的操控性和舒适性有了更高的要求。这其中,车辆减震系统起着至关重要的作用。而采用普通螺旋弹簧很难做到两全其美。于是,适应能力更强,感受更完美的可变悬挂系统就诞生了。目前市面上主流的主动悬挂主要有四种形式:空气悬挂、液压悬挂、电磁悬挂以及电子液力悬挂。

空气式可调悬挂

技术特点:底盘可升降,应用车型广泛
技术不足:可靠性不如螺旋弹簧
应用车型:奔驰S350、奥迪A8L、保时捷卡宴等
其实提到主动悬挂系统,我们首先想到的,并且应用最广泛的自然是空气式可调悬挂,而在系统组成上,它主要是由控制电脑、空气泵、储压罐、气动前后减震器和空气分配器等部件。主要用途就是控制车身的水平运动,调节车身的水平高度以及调节减震器的软硬程度。
通常来讲,装备空气式可调悬挂的车型前轮和后轮的附近都会设有离地距离传感器,按离地距离传感器的输出信号,行车电脑会判断出车身高度变化,再控制空气压缩机和排气阀门,使弹簧自动压缩或伸长,从而降低或升高底盘离地间隙,以增加高速车身稳定性或复杂路况的通过性。
而在日常调节中,空气悬挂会有几个状态。1、保持状态。当车辆被举升器举起,离开地面时,空气悬挂系统将关闭相关的电磁阀,同时电脑记忆车身高度,使车辆落地后保持原来高度:2、正常状态,即发动机运转状态。行车过程中,若车身高度变化超过一定范围,空气悬挂系统将每隔一段时间调整车身高度:3、唤醒状态。当空气悬挂系统被遥控钥匙、车门开关或行李厢盖开关唤醒后,系统将通过车身水平传感器检查车身高度。如果车身高度低于正常高度一定程度,储气罐将提供压力使车身升至正常高度。同时,空气悬挂可以调节减震器软硬度,包括软态、正常及硬态3个状态(也有标注成舒适、普通、运动三个模式等),驾驶者可以通过车内的控制钮进行控制。
当然,相比传统悬挂,由于空气式可调悬挂结构较为复杂,其出现故障的几率和频率也会高于螺旋弹簧悬挂系统,而用空气作为调整底盘高度的动力来源,相关部件的密封性也是一个问题,另外,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。当然,随着技术水平的不断提高,很多问题都得到了良好的解决,同时,应用的车型也越来越广泛。

液压式可调悬挂

技术特点:底盘可升降,采用液压油耐用性更好
技术不足:技术水平相对老旧,反应速度偏慢
应用车型:雪铁龙C5(海外) 雪铁龙C6
液压式可调悬挂。顾名思义,就是利用液压变化来调节车身的悬挂系统。它的核心部件是一个内置式电子液压集成模块,可以根据车辆行驶速度对减震器的伸缩频率和程度加以调整。另外,由于不同车型的重心分配有所同,因而通常要在汽车重心的附近安装纵向横向加速度横摆陀螺传感器,用来采集车身震动、车轮跳动以及倾斜状态等信号,这些信号经过行车电脑运算,并把相应执行信号传递给四个执行油缸,并以增减液压油的方式来改变离地间隙等。

2004款雪铁龙C5应用的就是其第三代主动液压悬挂技术,
2007款C5使用的是升级的第三代液压悬挂
与空气式可调悬挂系统类似,液压式可调悬挂也可以进行底盘升高或自动调节。举个例子说,我们以老款雪铁龙C5车型上的这套名为的液压式可调悬挂来做个比方。它在停车时,其车身高度自动降为最低,车发动后恢复车身高度。在车辆行驶状态下,城市道路及车速低于110公里/小时时,会采用标准高度;当车速超过110公里/小时时,电子液压集成块控制车身头部降低15毫米,车尾部降低11毫米。降低重心可以改善车辆行驶稳定性,减小迎风最大截面和降低对侧风的敏感度,同时降低油耗;当车速低于90公里/小时后车身恢复到标准高度;路况不好时,电子液压集成块控制车身升高,以最大限度保证减震行程长度与舒适性。

电磁式可调悬挂

技术特点:技术先进,系统响应迅速。
技术不足:成本较高,多应用于豪华车型上,稳定性有待检验。
应用车型:奥迪TT、凯迪拉克SLS、凯迪拉克CTS
所谓电磁式可调悬挂就是利用电磁反应来实现汽车底盘高度升降变化的一种悬挂方式,它可以在极短的时间内作出反应。来抑制振动,保持车身稳定。特别是在一些相对极端的环境下,比如高速行车中突然遇到颠簸,电磁悬挂的优势就会非常明显,它的反应速度可以比传统悬挂快5倍。
在系统组成方面,电磁悬挂系统是由行车电脑、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减震器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器,传感器与行车电脑相连,行车电脑又与电磁液压杆和直筒减震器相连。电磁减震器的奥秘在于其中充当阻尼介质的电磁油液,这种电磁液中是由合成的碳氢化物和细微的铁粒组成。而这些金属粒子在普通状态下,会杂乱无章的分布在液体中,而随着电磁场的产生及磁通量的改变,它们就会排列成一定结构,粘滞系数也随之改变,进而改变阻尼。而电磁场的强度只需要改变电流即可控制。也就是说这套系统的控制只需要改变电流就能够达到控制阻尼系数的目的。

其实这个减震过程,主要就是在车辆行驶到颠簸路面,引起车轮跳动的时候,传感器会迅速将信号传至控制系统,控制系统发出相应指令,将电信号发送到各个减震器的电子线圈,使电流的运动产生磁场,在磁场的作用下,电磁液的粘度得到改变,从而达到控制车身、减震的目的。而如此复杂的过程实际上只是瞬间完成。举个例子说当你读完以上这几行文字时,这个过程已经可能已经完成了3000次。(每秒可达1000次)

电子液力式可调悬挂

技术特点:控制精准,反应速度快
技术不足:稳定性有待检验
应用车型:别克新君越、欧宝雅特(海外)

电子液力式可调悬挂也称连续减震控制系统(CDC),它也是主动悬挂的一种。这套系统可以独立控制每个车轮的悬挂阻尼。其电子感应器能根据读取路况信息,适时对减震器作出调整,使之在软硬间频繁切换。从而更迅速准确地控制车身的侧倾、俯仰以及横摆跳动。提高车辆高速行驶和过弯的稳定性。
而与较为传统的液压式可调悬挂不同,电子液力式悬挂对电子设备的依赖性要更强。核心部件由中央控制单元、CDC减震器、车身加速度传感器、车轮加速度传感器以及CDC控制阀构成,其中减震器是基于传统的液压减震器构造,减震器内注有油液,有内外两个腔室,油液可通过联通两个腔室间的孔隙流动,在车轮颠簸时,减振器内的活塞便会在套筒内上下移动,其腔内的油液便在活塞的往复运动的作用下在两个腔室间往返流动。油液分子间的相互摩擦以及油液与孔壁之间的摩擦对活塞的运动形成阻力,将震动的动能转化为热量,热量通过减震器外壳散发到空气中,这样就实现了减震器的“减震”过程。

话又说回来,CDC并不算非常先进的悬挂技术,只能说应用在合资品牌中型车上并不多见。其实在2004年,这套系统就已经装备到了欧宝雅特车型上。换言之,CDC至少在5年之前就应用到了量产车型上。而到2008年,在通用的全新中型车平台--Epsilon II平台上,欧宝的Insignia(新君威的原型车)诞生了,它所应用的Flex Ride自适应底盘系统,就是基于CDC系统而来的。

小结:

以上四种可变悬挂系统来看,液压悬挂由于需要液压油缸等设备,因而体积较为庞大。电磁悬挂反应速度快,适合运动型轿车,但是这套系统只能调节悬挂的软硬,通常不能控制离地间隙,并且可靠性有待进一步检验。电子液力式减震也是同样的问题。因而采用电子控制的空气悬挂就成了目前最主流的主动悬挂系统,早前存在的技术诟病也逐步得以解决。
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只看该作者 5楼  发表于: 2011-08-03
Re:(汽车悬挂)电子控制悬挂系统主要部件的结构

悬挂阻尼调节装置
图 12所示即为应用了压电传感器和压电执行器的压电式减振器结构。
  压电式减振器主要由压电传感器、压电执行器和阻尼力变换阀三部分组成。压电传感器和压电执行器所用的压电元件是一个压电陶瓷元件,其主要成分是铅、锆和铁。压电元件都是利用压电效应的原理进行工作的。如图 13所示,当在压电元件上施加外力时,压电元件将产生电压,这一现象称为压电正效应;而给压电元件施加电压,则压电元件将产生位移,这一现象称为压电负效应。压电传感器6就是根据压电正效应进行工作的。当由颠簸路面而引起的冲击力作用在减振器支撑杆上时,由于压电正效应的作用,在压电传感器上大约2μs的短时间内就可产生电压信号。图 14所示为压电传感器的构造。图中压电元件有5层,每层厚度为0.5mm。

  电子控制单元接收到压电传感器的电压信号后,立即对压电执行器施加电压。图 15所示为压电执行器的结构。由88个压电元件所组成的压电执行器根据电子控制单元发出的指令被施加电压后,由于压电负效应的作用,在约5ms的时间内产生50μm左右的位移。此位移经活塞和推杆所放大后,使阻尼力变换阀动作。图12(b)为压电执行器未动作时的“硬”工况。图 12(c)为压电执行器动作后的“软”工况。压电式减振器从出现颠簸信号到阻尼力变换阀动作仅需几毫秒的时间,因此这种减振器阻尼力电子控制系统具有很高的响应能力。
空气悬挂刚度调节装置
  1.空气悬挂系统的构造
  图 16所示为空气悬挂的基本构造,图示的空气悬挂主、辅气室设计为一体,这样既省空间,又减轻了质量。悬挂的上端与车身相连,下端与车轮相连,随着车身与车轮的相对运动,主气室的容积在不断地变化。主气室与辅气室之间通过一个通路有气体相互流动,改变主、辅气室之间气体通路的大小,使主气室被压缩的空气量发生变化,就可改变空气悬挂的刚度。减振器的活塞通过中心杆和悬挂控制执行器连接,执行器带动阻尼调节杆转动可以改变活塞上阻尼孔的大小,从而改变减振器的阻尼系数,其工作原理与基本结构与上述悬挂阻尼调节装置基本相同。
  2.悬挂刚度调节原理悬挂刚度的调节原理如图 17所示。主、辅气室之间的气阀体上有大小两个通路。悬挂控制执行器带动气阀体控制杆转动,使阀芯转过一个角度,改变通路的大小,就可以改变主、辅气室之间的气体流量,使悬挂刚度发生变化。
  悬挂的刚度可以在低、中、高三种状态下变化。阀芯的开口转到对准图示的低位置时,气体通路的大气体通路被打开,主气室的气体经阀芯的中间孔、阀体的侧面孔通道与辅气室的气体相通,两气室之间的流量大,相当于参与工作的气体容积增大,悬挂刚度处于低状态。
  阀芯的开口转到对准图示的中位置时,气体通路的小气体通路被打开,两气室之间的气体流量小,悬挂刚度处于中状态。
  阀芯的开口转到对准图示的高位置时,两气室之间的气体通路全部被封住,两气室间的气体不能相互流动,可压缩的气体容积减小。悬挂在振动过程中,只有主气室的气体单独承担缓冲的任务,所以悬挂的刚度处于高状态。
  3.悬挂控制执行器空气悬挂控制执行器与阻尼控制执行器的主要区别在于,后者只控制减振器的回转阀进行阻尼调节。而前者除控制减振器的回转阀进行阻尼调节外,还要驱动主、辅气室的阀芯进行刚度调节。为了适应频繁变化的工况,并保证精确的定位,驱动动力采用了直流步进电机。悬挂控制执行器的基本结构如图 18所示。
  步进电机带动小齿轮驱动扇形齿轮转动,与扇形齿轮同轴的阻尼调节杆带动回转阀转动,使阻尼孔开闭的数量变化,从而调节减振器的阻尼。
  在调节阻尼的同时,齿轮系带动与气室阀芯相连接的刚度调节杆转动,随着气室阀芯角度的改变,悬挂的刚度也得以调节。
  电磁线圈控制的电磁制动开关松开时,制动杆处于扇形齿轮的滑槽内,扇形齿轮可以转动;电磁制动开关吸合时,制动杆往回拉,齿轮系处于锁住状态,各转阀均不能转动,使悬挂的参数保持在相对稳定的状态下。步进电机的基本工作原理如图 19所示。步进电机的转子由永久磁铁制成。定子有两对磁极,其上绕有A-B、C-D两相绕组,当A-B绕组接通正向电流时(电流从A端流入,B端流出),永磁转子将在定子磁极磁场的作用下,处于图 19(b)所示的“低状态”位置。
  当A-B绕组不通电,C-D绕组接通电源时,永磁转子处于图示“高状态”的位置。
  当A-B绕组接通反向电流(电流从B端流入,A端流出)时,与“低状态”时相比,左右磁极磁性相反,于是永磁转子处于图示的“中状态”位置。
  图 20所示的为另一种结构形式的空气悬挂结构。其结构特点是主气室与辅气室为分开式结构,中间由连接管相通。主、辅气室的气体通路仍由步进电机转动气阀体来控制。
  步进电机的工作原理与上述相同,其结构如图 21所示。
图 22所示为步进电机在三个不同位置时该悬挂刚度的变化情况。
图 22(a)所示气阀体的大通气孔与辅气室相通,主、辅两气室之间的气体流量增大,悬挂刚度处于低状态。
图 22(b)所示气阀体的小通气孔与辅气室相通,主、辅气室间气体流通有阻尼存在,所以悬挂刚度处于中状态。
图 22(c)所示气阀体完全关闭,只有主气室参加工作,所以悬挂刚度处于高状态。


车身高度控制装置
  车身高度控制装置是指车身的高度可根据汽车内乘座人员或车辆载重情况自动做出调整,以保持汽车行驶所需要的高度及汽车行驶姿态的稳定。车身高度控制有两种类型,一种是对汽车全部四个车轮悬挂系统进行高度控制;另一类型是仅对两个后轮的悬挂系统进行高度控制。
  1.系统组成及工作原理
  图 23所示为日本富士汽车空气悬挂的车身高度控制系统。由图可以看出,系统主要由空气压缩机、排气阀、干燥器、进气阀、储气罐、调压阀、电磁阀、高度传感器、气室及控制单元等组成。
  直流电机带动空气压缩机工作,从压缩机出来的压缩空气进入干燥器,经干燥后进入储气罐,储气罐的气体压力由调压阀进行调节。
  控制单元根据车高传感器信号的变化和驾驶员给与的控制模式(常规正常模式或高模式)指令,给控制车高的电磁阀发出指令。当车身需要升高时,电磁阀动作,压缩空气进入空气悬挂的主气室,主气室的充气量增加,车身上升。如果电磁阀不动作,则悬挂主气室的气量保持不变,车身维持在一定的高度。如果乘客增加而使车身高度降低时,车高传感器输出的车离信号将与控制单元存贮的车高信息不符,控制单元就会发出指令,电磁阀通电打开,给悬挂主气室充气,直到车高达到规定的高度为止。当车身需要下降时,空气压缩机停止工作,电磁阀通电打开,同时排气阀也通电打开,悬挂主气室的气体通过电磁阀、空气管路、干燥器、排气阀而排出,车身下降。
  干燥器的封闭容器内装有硅胶,在压缩空气经干燥器送至储气罐时,硅胶将压缩空气中的水分吸出。在排气阀打开,压缩空气经排气阀从系统中排出时,通过抽气喷嘴从干燥器内将吸出的潮湿气雾排出。
图 24所示为压缩机总成的结构图。
图 25所示为日本丰田公司TEMS(TOYOTAElectronic Modu1ated SUSPEnsion)系统的车身高度控制系统。
图 25中,空气电磁阀总成包括了上述进气阀、排气阀、调压阀和干燥器等所具有的作用和功能。图 25(a)所示为车身高度上升控制过程,图25(b)所示为车身高度下降控制过程。其工作原理与上述富士汽车的车身高度控制系统相同。
  2.车身高度传感器
  车身高度传感器的作用是把车身高度(汽车悬挂装置的位移量)转换成电信号,输送给控制单元。常见的光电式车身高度传感器的结构如图 26所示。在传感器内部,有一个靠连杆带动旋转的轴,在轴上装有一个开有许多槽的遮光板,遮光板的两侧装有4组光电耦合元件,如图 27所示。当连杆带动轴旋转时,光电耦合元件(发光管和光电管)之间或者被遮光板遮上,或者两者元件之间透光,因此光电耦合元件把这种变化转换成电信号,并输入到控制单元中。利用这4组光电耦合元件导通与截止的组合,就可以把车身高度的变化分为16个区域进行检测。图 28所示为车身高度传感器的电路。

  控制单元根据车身高度传感器输入的信号,控制压缩机及排气阀,以此增加或减少悬挂主气室内的空气量,从而保持车身高度为一定。因为减振器在行车过程中总是振动的,很难判定当时车身所处的区域,所以计算机每隔数十毫秒就检测一次车身高度传感输出的信号,并对一定时间各信号所占区域的百分比作出计算,以此来判断车身实际所处的区域。
  图 29所示为车身高度传感器的安装位置及工作状态。拉紧螺栓的上端与传感器的连杆铰连,下端与后悬挂臂相连。当车身上下振动时,拉紧螺栓带动连杆使传感器的轴左右旋转,光电耦合元件则把旋转信号转换成车高信号输出。
  拆下拉紧螺栓,拧松拉紧螺栓的锁紧螺母,旋转拉紧螺栓的螺旋接头可以改变拉紧螺栓的长度,从而调整车身高度的设定值。

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