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在主動(dòng)式懸架還沒(méi)有誕生前,平衡運(yùn)動(dòng)性與舒適性這對(duì)不可調(diào)和的矛盾成為了困擾汽車(chē)廠商最大的難題?,F(xiàn)在好了,主動(dòng)控制式懸架發(fā)展至今,已形成液壓和空氣支撐兩大派系,運(yùn)動(dòng)與舒適性這對(duì)不可調(diào)和的矛盾自然也得到了很好的解決。
隨著人們對(duì)汽車(chē)乘坐舒適性的不斷追求,近年來(lái)已有不少豪華轎車(chē)和豪華SUV紛紛換裝上了性能更優(yōu)越的電子控制式主動(dòng)懸架(簡(jiǎn)稱(chēng):電控主動(dòng)懸架)。在豪華轎車(chē)上采用電控主動(dòng)懸架無(wú)疑是為追求更平穩(wěn)、更舒適的乘坐感,而在SUV上采用當(dāng)然則是為了平衡野外越野與公路行駛的雙重需要。通常一套控制堪稱(chēng)精密的電控式主動(dòng)懸架不論制造成本還是維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用都不菲,所以更多時(shí)候我們只能在豪華車(chē)型上發(fā)現(xiàn)它的身影,也難怪這類(lèi)車(chē)型的乘坐感受與眾不同。
主動(dòng)式懸架在其結(jié)構(gòu)中植入了可人工或自動(dòng)控制發(fā)力的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),并能根據(jù)路面情況自動(dòng)調(diào)節(jié)減震器剛度和阻尼,以獲得更好的行駛舒適性。從這種懸架的組成種類(lèi)來(lái)看,大致又可以分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是電子控制式主動(dòng)液壓懸架,它能通過(guò)車(chē)載電腦計(jì)算出懸架受力大小和加速度,利用液壓減震器的伸縮來(lái)保持車(chē)身平衡;另一類(lèi)則是電子控制式空氣懸架,它也是通過(guò)車(chē)載電腦計(jì)算懸架的受力及感應(yīng)路面情況,適時(shí)調(diào)整空氣減震器的剛度和阻尼系數(shù),令車(chē)身的震動(dòng)始終保持在一定范圍內(nèi)。這兩類(lèi)電控主動(dòng)懸架的共同點(diǎn)是:都能實(shí)現(xiàn)車(chē)身高度調(diào)節(jié),能通過(guò)改變減震器阻尼來(lái)抑制車(chē)身姿態(tài)變化。不過(guò)在性能表現(xiàn)上,電控主動(dòng)液壓懸架和空氣懸架卻是各有千秋。
電控主動(dòng)液壓懸架
最大特點(diǎn)在于可手動(dòng)調(diào)節(jié)懸架高度,并能自動(dòng)調(diào)節(jié)減震器的剛度和阻尼
作為研發(fā)電控主動(dòng)液壓懸架的佼佼者,雪鐵龍?jiān)缭?0世紀(jì)50年代初就將電控主動(dòng)液壓懸架運(yùn)用在當(dāng)時(shí)的雪鐵龍15車(chē)型上,不過(guò)真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)則是在稍后推出的DS車(chē)型上。在DS車(chē)型上裝備的電控主動(dòng)液壓懸架以液壓球替代了傳統(tǒng)的螺旋彈簧,并且通過(guò)液壓球?qū)崿F(xiàn)人工控制車(chē)身高度,這在當(dāng)時(shí)是相當(dāng)先進(jìn)的裝備,因?yàn)闊o(wú)論車(chē)輛裝了多少人或行李,行駛過(guò)程中車(chē)身高度能始終保持不變。直到1989年推出XM車(chē)型后,雪鐵龍才正式將液壓懸架命名為第一代主動(dòng)液壓懸架系統(tǒng)。1993年,雪鐵龍XANTIA車(chē)型搭載了第二代主動(dòng)液壓懸架,一上市便受到市場(chǎng)的肯定,新一代的懸架提高了ECU控制單元的計(jì)算速度,并且還提供舒適和運(yùn)動(dòng)兩種模式供選擇。
到目前為止,雪鐵龍的電控主動(dòng)液壓懸架已發(fā)展到第三代,并已裝備于C5和C6上。和以前的技術(shù)相比,新一代在反應(yīng)速度上更快,在構(gòu)成部件上也更精密,因?yàn)槌搜b備最新的電子控制元件外還有全新設(shè)計(jì)的液壓支撐結(jié)構(gòu)。這套主動(dòng)液壓懸架包括:一個(gè)電子液壓集成模塊(包括ECU控制電腦、電磁液壓分配閥、液壓泵和一個(gè)電動(dòng)機(jī))、4個(gè)新型球狀液壓承重部件、前后減震器調(diào)壓裝置、儲(chǔ)液缸、簡(jiǎn)化液壓網(wǎng)和車(chē)內(nèi)顯示屏。這其中,電子液壓集成模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,它的作用是采集車(chē)速、減震器震動(dòng)頻率等數(shù)據(jù)信息來(lái)決定液壓球是增高還是降低車(chē)身。而遍布全車(chē)的多個(gè)縱向、橫向加速度以及橫擺陀螺儀傳感器,還監(jiān)控著車(chē)身跳動(dòng)、高度、傾斜狀態(tài)和加速度,然后這些信號(hào)傳向ECU控制單元,根據(jù)預(yù)設(shè)程序來(lái)控制液壓減震器里的油缸是增壓還是泄壓,以保持合適的減震器阻尼和足夠支撐力。
例如,當(dāng)車(chē)輛的車(chē)速超過(guò)110公里/小時(shí)后,電控液壓集成模塊就會(huì)使前懸降低15mm,后懸降低11mm,以此縮小離地間隙降低車(chē)身重心,增加行駛穩(wěn)定性。同時(shí),前低后高的車(chē)身也降低了迎風(fēng)阻力。如果當(dāng)車(chē)速逐漸減慢到90公里/小時(shí),車(chē)身則自動(dòng)恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)高度。當(dāng)然,駕駛者也可通過(guò)一個(gè)車(chē)內(nèi)旋鈕實(shí)現(xiàn)車(chē)身高度4擋控制,不過(guò)安全保護(hù)裝置會(huì)限制擋位的運(yùn)用時(shí)速。
電控主動(dòng)空氣懸架
軟硬程度和車(chē)身高度可以自行調(diào)節(jié)控制,空氣彈簧和減震器令舒適性更好
早期的空氣懸架并不是運(yùn)用于乘用和商用車(chē)輛,并且也沒(méi)有復(fù)雜的電子控制設(shè)備。在19世紀(jì)中期,空氣懸架中的空氣彈簧是作為一種隔離震動(dòng)的設(shè)備運(yùn)用于大型機(jī)械上,到20世紀(jì)40年代,通用汽車(chē)在其生產(chǎn)的客車(chē)上首次采用了裝備空氣彈簧的空氣懸架,并由此開(kāi)始了進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)9年的驗(yàn)證,最終于1953年順利裝備到量產(chǎn)車(chē)上。和電控主動(dòng)液壓懸架不同的是,空氣懸架在世界范圍內(nèi)的最大客戶為大型客車(chē)和商用車(chē),尤其在大型客車(chē)上采用空氣懸架后較傳統(tǒng)的鋼板彈簧在舒適性上有較大改善,當(dāng)然出于成本和用途的考慮,在這類(lèi)大型車(chē)輛上空氣懸架多半不具備電子控制功能,更談不上可升降底盤(pán)。
和傳統(tǒng)的液壓減震器配螺旋彈簧的懸架相比,空氣懸架利用氣體的壓縮性實(shí)現(xiàn)彈性作用,在ECU的計(jì)算下可根據(jù)車(chē)重和路面情況來(lái)調(diào)節(jié)壓縮氣體的壓力,空氣懸架由此而表現(xiàn)出的特點(diǎn)就是對(duì)高頻震動(dòng)和車(chē)身平穩(wěn)控制得很到位。但側(cè)向支撐不足又是空氣懸架最大的軟肋。
解決這一問(wèn)題的有效辦法就是引入電子控制部件,實(shí)現(xiàn)懸架軟硬可調(diào)。作為研發(fā)電控空氣懸架的先行者,奔馳率先以空氣彈簧和減震器為基礎(chǔ),引入ECU控制單元、轉(zhuǎn)向角度傳感器、車(chē)身高度傳感器、空氣壓縮機(jī)、速度和制動(dòng)傳感器,實(shí)現(xiàn)電腦控制、精密計(jì)算。電控主動(dòng)空氣懸架可通過(guò)改變空氣彈簧里的氣體容量和壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬調(diào)節(jié),即電控空氣減震器可通過(guò)調(diào)節(jié)氣體的壓力大小實(shí)現(xiàn)阻尼多級(jí)化。從而,電控主動(dòng)空氣懸架就兼有舒適性和運(yùn)動(dòng)性的特性。并且可實(shí)現(xiàn)直線行駛偏軟,提高舒適性;轉(zhuǎn)向和高速運(yùn)動(dòng)時(shí)加硬,增加側(cè)向支撐提供更好的路感。此外還可通過(guò)ECU和空氣壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)車(chē)身的高度自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié),所以目前市面上幾乎大多數(shù)的豪華SUV都裝備電控主動(dòng)空氣懸架,以完成城市道路行駛和野外越野的雙重使命。
雖然兩種形式的主動(dòng)控制懸架能帶來(lái)很好的舒適性,不過(guò)較高的價(jià)格令它們難以普及
如果把電控主動(dòng)液壓懸架和電控主動(dòng)空氣懸架放在一起來(lái)比較一下,或許更能突出它們各自具備的鮮明特點(diǎn)。對(duì)于電控主動(dòng)液壓懸架而言,在舒適性上稍遜于電控主動(dòng)空氣懸架,因?yàn)樗€是建立在傳統(tǒng)的懸架基礎(chǔ)之上,只是對(duì)車(chē)身高度和減震器的阻尼進(jìn)行調(diào)整。它的高頻吸震能力比空氣懸架要差,因此它的運(yùn)用車(chē)型也僅在PSA集團(tuán)內(nèi)的中高級(jí)轎車(chē)雪鐵龍C5、標(biāo)致407和行政級(jí)轎車(chē)雪鐵龍C6上得到大力推廣,其他車(chē)型采用的就比較少了。但407所裝備的是不具備高度調(diào)節(jié)的電控主動(dòng)液壓懸架。此外,電控主動(dòng)液壓懸架對(duì)于復(fù)雜路況的反應(yīng)也比較吃力,甚至還會(huì)導(dǎo)致油壓過(guò)高影響壽命。
電控主動(dòng)空氣懸架就不會(huì)有這樣的問(wèn)題,它采用氣壓結(jié)構(gòu)來(lái)控制車(chē)身平衡,并且空氣彈簧和減震器能抵消大部份路面?zhèn)鬟f的短波和長(zhǎng)波震動(dòng),這也是電控主動(dòng)液壓懸架所不具備的。不過(guò)兩者的共同性則是能為高速行駛的車(chē)輛提供足夠的穩(wěn)定性,當(dāng)車(chē)輛在不平路面行駛時(shí),又能提高車(chē)身增加通過(guò)能力。但電控主動(dòng)空氣懸架的缺點(diǎn)也很明顯,成本高昂、維護(hù)保養(yǎng)成本高。
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