作业帮求问什么是空气悬挂,它的工作原理是怎样的?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/26 03:38:39
求问什么是空气悬挂,它的工作原理是怎样的?
求问什么是空气悬挂,它的工作原理是怎样的?
求问什么是空气悬挂,它的工作原理是怎样的?
舒适性和操控性一直是衡量汽车性能的两大核心标准,但在汽车最初百多年的发展历程当中,两者在众多汽车设计者看来一直是一对水火不容的冤家,很难彼此兼顾.对此,众多汽车设计大师们研究出各种技术来解决这一问题,但其中最具里程碑意义的还数空气悬挂技术(Airmat i c )的问世.
空气悬挂也并不是最近几年才研发的新技术,它们的基本技术方案相似,主要包括内部装有压缩空气的空气弹簧和阻尼可变的减震器两部分.
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最大程度的行驶舒适性. 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完全不相同. 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.