軟硬兩相宜 淺析主動式空氣懸架

　　懸架系統在現代汽車上是重要的總成之一，懸架結構形式和性能參數的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩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準，而兩者很難兼顧：柔軟的懸架因為過濾了大量來自路面的沖擊，能夠增強乘坐舒適性，但操控性就要大打折扣；較硬的懸架使車輛操控性能提高，卻會導致乘坐舒適性的下降。所以我們可以看到一般運動型汽車，它的懸架一般調教的比較硬，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，科技的發展解決了這個“軟硬”問題。如果能夠人為改變懸架的阻尼，讓駕駛者可以根據自己的喜好設定懸架的特性，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。現在像奔馳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都把空氣懸架為標準配置。接下我們就來了解一下空氣懸架的廬山真面目吧！

Airmatic主動空氣懸架系統為奔馳新S系車型的標準配備

　　一、作用與結構

　　我們還是首先來看看懸架的作用如何實現的吧！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，這是因為沒有懸架裝置的原因。汽車懸架是車架與車軸或車輪之間的彈性聯結裝置的統稱。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；衰減由于彈性系統引進的振動，使汽車行駛中保持穩定的姿勢，改善操縱穩定性；同時懸架系統承擔著傳遞各種力到車身上，以保證汽車行駛平順；當車輪相對車架跳動時，特別在轉向時，車輪運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向作用。從上面的描述中，我們可以總結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

　　我們可以看到上面配置了空氣彈簧的懸架系統其實跟傳統的懸架總體結構相差不是很大。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具體情況控制空氣彈簧的充氣量，從而控制軟硬。傳統被動式的懸架則只能逆來順受。一般來講，懸架由彈性元件、導向機構、減振器和橫向穩定桿組成。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引起的振動，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調式新式減振器，充氣式減振器。上圖的減震器使用的是阻尼可調式的減震器。導向機構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動軌跡相對車身跳動，通常所謂的導向機構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，為防止車身在轉向等情況下發生過大的橫向傾斜，在懸架系統中加設橫向穩定桿，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉向特性，改善汽車的操縱穩定性和行駛平順性。由此可見懸架系統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，即在一個密閉的容器內裝入壓縮空氣（氣壓為0.5～1MPa），利用氣體的可壓縮性實現彈簧的作用。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，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，進行運算處理的汽車電腦。汽車電腦能根據傳感器傳來的信號以及駕駛員選擇的模式，發出信號來控制氣泵的工作，從而能夠空氣氣囊的充氣量，進而能控制車身的高度及阻尼的大小。

　　三、車型應用

　　奔馳新S系Airmatic主動空氣懸架系統

　　Airmatic懸架系統作為奔馳新S系車型的標準配備，它共擁有四種工作模式：第一模式是柔軟舒適的設定，用于普通路面的行駛。這個時候，懸架系統是行車電腦自動控制的，通過測量系統、反饋控制系統的幫助，電腦自動調節懸架的阻尼，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定性，第三模式是偏重于路面復雜的慢速行駛狀況，在顛簸路面能夠過緩和顛簸。系統可以根據不同的道路情形在一、二、三模式間自動調整彈簧的軟硬度，駕駛員也可以根據自己的駕駛習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動模式，這種模式需要駕駛員通過控制菜單進行選擇，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特魅力，在安全性上，由于有電子系統的介入，主動懸架的極限控制能力要優于普通懸架：在高速過彎時，行車電腦控制外側車輪的空氣彈簧和減振器自動變硬，以減小車身的側傾；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行加強以減小車身的慣性前傾。奔馳Airmatic空氣懸架還將傳統的底盤升降技術融入其中：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定性；而當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：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。