解讀汽車改裝知識 空氣懸架你了解多少

嘻嘻猴smile

   懸架簡單講就是車身與車輪之間連接裝置的總稱，由減震器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和彈性元件組成，空氣懸架廣義上就是用空氣彈簧作為彈性元件的懸架?？諝鈶壹埽褪俏覀?font color="#000000">極限車改今天要說的主角。

    空氣懸架的歷史

    空氣懸架并不是近些年才誕生的。早在20世紀(jì)30年代初，哈維?費(fèi)爾斯通(HarverySamuelFirestone)在其好友亨利?福特(HenryFord)和托馬斯?阿爾瓦?愛迪生(ThomasAlvaEdison)的技術(shù)支持下，研制出了空氣柱形式的空氣彈簧懸架系統(tǒng)。

    于是在1934年，哈維?費(fèi)爾斯通在自己的公司(費(fèi)爾斯通輪胎和橡膠公司)中第一次真正把空氣彈簧用于汽車工業(yè)。1938年，通用汽車公司對客車上安裝空氣彈簧懸架系統(tǒng)發(fā)生興趣。他們與費(fèi)爾斯通公司合作，于1944年進(jìn)行了首輪試驗。并于1953年開始生產(chǎn)裝有空氣懸架的客車，這是商用汽車采用空氣懸架的開始。

    空氣懸架和普通懸架的區(qū)別

    傳統(tǒng)懸架候總的彈簧起到車架與車橋之間作彈性聯(lián)系，承受和傳遞垂直載荷，緩和及抑制不平路面所引起的沖擊，減震器用以加快震動的衰減，限制車身和車輪的振動。

    空氣懸架中用空氣彈簧取代了普通彈簧作為彈性元件，正是因為氣體的可壓縮及可膨脹性，使得空氣彈簧除了可以起到在車身與車輪之間作彈性聯(lián)系，承受和傳遞垂直載荷，緩和及抑制不平路面所引起的沖擊外，還可以主動的調(diào)節(jié)車身高度，這就為下面我們要提到的電子控制懸架系統(tǒng)做了鋪墊。

    空氣懸架的結(jié)構(gòu)

    空氣懸架系統(tǒng)一般由空氣彈簧、減震器、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、空氣供給單元(如空氣壓縮機(jī)、單項閥、氣路、儲氣罐等)、高度控制閥等組成?，F(xiàn)在很多品牌，尤其是講究乘坐舒適性的豪華車或者講究通過性的SUV車型很多都配備或可以選配空氣懸架，這里讓我們以最近大紅大紫的新奧迪A6L為例，做個梳理。
    空氣彈簧
    空氣彈簧是在柔性密封容器中加入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性實現(xiàn)彈性作用的一種非金屬彈簧。它具有優(yōu)良的彈性特性，從而提高車輛的運(yùn)行舒適度。并且不管車輛載重量是多少，都可以依靠改變空氣壓力加以選擇。例如用增加附加空氣室的辦法增加其內(nèi)容積，可以使剛度減小。
    根據(jù)壓縮空氣所用容器不同，空氣彈簧又有囊式和膜式兩種形式，囊式空氣彈簧是由夾有簾線的橡膠氣囊和封閉在其中的壓縮空氣所組成。氣囊的內(nèi)層用氣密性好的橡膠制成，而外層則用耐油橡膠制成。節(jié)與節(jié)之間圍有鋼制的腰環(huán)，使中間部分不會有徑向擴(kuò)張，并防止兩節(jié)之間相互摩擦。而膜式空氣彈簧的密閉氣囊由橡膠膜片和金屬制件組成，會產(chǎn)生徑向擴(kuò)張。在量產(chǎn)車上我們見到的大都是膜式空氣彈簧，而在改裝領(lǐng)域更多應(yīng)用的是囊式空氣彈簧。
    減震器
    空氣懸架的后懸架處，減震器和空氣彈簧被分離開來，車身的高低由空氣彈簧調(diào)節(jié)，而我們常說的“軟硬”則交由被獨(dú)立出來的減震器負(fù)責(zé)，在新奧迪A6L的后懸架處，減震器采用ZF公司提供的產(chǎn)品，這種CDC可變阻尼減震器內(nèi)置比例閥，它可以不間斷地控制液體在減震器中的流動，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)阻尼的系數(shù)。前懸架亦是如此，只不過考慮到空間問題，它將空氣彈簧和CDC可變阻尼減震器進(jìn)行了集成。
    導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
    空氣懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)同普通懸架并無太大差別，下圖為新奧迪A6L選裝空氣懸架及普通懸架結(jié)構(gòu)的解剖圖，也可以很清楚的看到空氣彈簧代替了原有的螺旋彈簧成為彈性元件。
    空氣供給單元
    空氣供給單元由氣泵、空氣干燥器、儲氣罐等組成，空氣供給總成一般放置在發(fā)動機(jī)艙或后備箱內(nèi)。
    高度控制閥
    高度控制閥是空氣彈簧懸架系統(tǒng)的一個重要組成部分，它的作用是使空氣彈簧在載荷下都保持一定的高度。空氣彈簧的優(yōu)點，也只有在采用了高度控制閥的情況下才能充分體現(xiàn)出來。當(dāng)車輛載荷增加時，裝有高度控制閥的車身將下移，連接車橋和高度控制閥的擺桿轉(zhuǎn)動，帶動凸輪轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而使活塞和頂桿上移，將排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開，此時，從進(jìn)氣口進(jìn)來的壓縮空氣進(jìn)入氣囊。隨著氣囊內(nèi)氣壓的上升，空氣彈簧高度增加，車身也隨之上升，進(jìn)氣門則因為擺桿的移動而關(guān)閉，此時高度控制閥處于一個平衡狀態(tài)。當(dāng)車輛載荷減少時，因氣囊內(nèi)多余的氣壓，使空氣彈簧升高，從而車身也上升，因此，擺桿轉(zhuǎn)動，帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動，從而使活塞和頂桿下移，使排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，氣囊中多余的氣壓排至大氣。車身又回到正常水平，此時，頂桿又上移，將排氣門關(guān)閉，高度閥又處于一個平衡狀態(tài)。
    電子控制懸架系統(tǒng)
    隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子控制懸架系統(tǒng)進(jìn)入到了我們的生活中。早期的空氣懸架僅僅是機(jī)械的將車身高度保持在設(shè)定范圍內(nèi)，現(xiàn)在裝備有電子控制懸架系統(tǒng)的汽車當(dāng)載荷、行駛速度、路面狀況等行駛條件發(fā)生變化后，主動懸架系統(tǒng)能自動調(diào)整懸架剛度(整車調(diào)整和單輪調(diào)整)，還能通過調(diào)節(jié)空氣彈簧，達(dá)到調(diào)節(jié)車身高度的目的，從而能同時滿足汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等各方面的要求。所以說電子控制懸架系統(tǒng)可謂是踩在空氣懸架這個“巨人的肩膀”上。
    動態(tài)底盤控制單元
    新奧迪A6L配備了動態(tài)底盤控制系統(tǒng)，動態(tài)底盤控制系統(tǒng)與車身穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)通過數(shù)據(jù)總線完成信息傳遞，依據(jù)行駛的需求，動態(tài)底盤控制系統(tǒng)可對氣泵、分配閥以及CDC可變阻尼減震器中的比例閥進(jìn)行控制。
    例如，我們在駕駛時選擇動態(tài)模式，那么，接到指令的控制系統(tǒng)就會對以上提到的執(zhí)行元件進(jìn)行控制，CDC中的比例閥會被調(diào)整至最小，以降低阻尼液流動的速度實現(xiàn)緊繃的駕馭感受，空氣彈簧中的高壓空氣也會被相應(yīng)的減少以使其高度被壓縮，從而使車身降低;如果我們想要營造一個舒適的駕駛狀態(tài)，氣泵就會提供更多的高壓空氣至儲液罐，與此同時，控制單元還會告訴分配閥要給哪個空氣彈簧輸送高壓空氣。同時空氣懸架控制單元通過FlexRay車載網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與汽車聯(lián)網(wǎng)，從而實現(xiàn)了車身加速度等重要信號的跨系統(tǒng)使用，不再需要早期汽車所需要的系統(tǒng)特定加速傳感器。
    通過安裝在四個車輪上的水平位置傳感器，系統(tǒng)可對車身高低位置進(jìn)行檢測并有針對性的給氣動彈簧補(bǔ)氣來實現(xiàn)調(diào)整。當(dāng)然，水平位置傳感器也服務(wù)于大燈燈光高低的控制，只不過要達(dá)到這個目的，一個水平位置傳感器足矣。
    車身在進(jìn)行升高或降低過程中的細(xì)節(jié)，在從最高位向最低位過渡時，系統(tǒng)會將這個過程分為三個部分，車頭先會下探三分之一的行程，完成后，車尾隨之降低三分之一的行程，以此再進(jìn)行兩次的動作便完成了從最高到最低的轉(zhuǎn)變，在整個過程中，底盤控制單元和分配閥一直在協(xié)同工作。