要了解空气悬挂的作用,我们还是得先来看看它的历史。从十九世纪以来,空气悬挂至今已经经历了百年的发展,从气囊复合悬挂到半主动空气悬挂,再到中央充放气悬挂,多年来的技术革新才形成了最接近于我们现在豪华车和高性能SUV身上使用的空气悬挂系统。
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在我们传统的悬挂系统中,负责支撑车身的弹性单元为弹簧,除了起到连接车轮与车身的作用,它更多的是在为缓解路面冲击。那气囊相比弹簧会有什么好处呢?
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除了显而易见的可以调节高度外,因为气体也具有压缩膨胀性,所以在替代弹簧的工作时,空气的滤振能力更加细腻,可以更有效的过滤掉路面上的细碎颠簸,明显的提高行车品质感。
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目前空气悬挂系统大致分为三类,囊式、膜式以及复合式。
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空气悬挂系统在气室容积相同的情况下,气囊曲数愈多刚度愈小,能带来更舒适的乘坐体验,但曲数太多,气囊横向稳定性不好。囊式空气弹簧通常因为弹簧刚度较高,而需要采用额外的辅助气室来减小刚度。压力高时,增加辅助气室容积对弹簧刚度影响效果更为明显。另外囊式空气弹簧的另一个好处是,由于工作时橡胶膜曲折变化小,所以弹簧的使用寿命较长。
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膜式气囊内有效面积变化率比囊式小,因此在没有辅助气室的情况下,可以得到较低的弹簧刚度。膜式相比于囊式,它在工作时会形成较大的橡胶膜曲折度,因此在耐久性上相对较弱,但是好在由于它结构简单,采用压力自封闭式的方式工作,所以制造成本也更低。
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复合式空气弹簧的性能介于膜式和囊式之间,它拥有较好的耐久度和较好的舒适性,不过由于制造工艺复杂,导致成本也较高。
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空气悬挂系统除了空气弹簧外,另一个重要组成部分就是气泵和气室,在气泵的作用下空气被压缩进高压气罐中,在需要给悬挂系统充气时开闭阀门将高压气体注入气囊,以便悬挂系统快速响应车辆的动态调节需求。
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通过上面的了解,其实空气悬挂系统本身在工作原理上并没有太大出入,不过根据使用情况的不同,它们能在不同属性的车辆上发挥出完全不同的作用。
在轿车上,空气悬挂系统的加入能带来很多好处,例如调节车身高度,增加车辆高速行驶时的稳定性或坑洼路面的通过性等等。当然它最大的优势还是能有效提高乘坐品质感,空气悬挂系统通常会根据距离传感器的信号来实时调节弹簧压缩或伸长,相比于传统的被动式悬挂系统,空气悬挂能做到主动判断路况来化解掉大多数地面冲击。
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除此之外,奥迪A8L在空气悬挂系统的应用上还给出了更大胆的设计,即“主动防御”功能,当车辆检测到可能的撞击时,相应一侧的空气悬挂系统会迅速充气升高,将车辆抬起以坚固的车侧纵梁来应对可能到来的冲击,主动保护车内成员安全。
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而在SUV上,空气悬挂系统的作用更为明显,空气悬挂最早为军用车辆使用,目的就在于军种车辆需要面对更复杂的路况。空气悬挂的出现能很好的兼顾平坦路面和恶劣的自然环境。面对复杂路况时,空气悬挂将车辆升起时,可以增加车辆接近角、通过角和离去角,有效增强了越野通过性能。
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什么?你以为空气悬挂在SUV车型上只是提高一点通过性这么简单吗。奔驰给出了一个有意思的想法,“跳一跳!”,这里的跳一跳可不是指的游戏,而是一个正经的功能——脱困模式。脱困模式可以在车辆陷入沙地等复杂路况时通过空气悬挂系统的快速弹跳来使车身短暂离地为车辆制造脱困机会。
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总的来说空气悬挂系统在成本上相比于传统悬挂系统会更高,但是它能在日常用车中给我们提供的享受也会让你觉得物超所值。在轿车上,空气悬挂系统兼顾了车辆的舒适性及运动性能;在SUV车型上,它有效增加了车辆的越野通过性。比起传统悬挂系统被动接受的工作方式,空气悬挂系统已经有了非常大的优势。随着现今车身雷达数量越来越多,处理器运算能力越来越高,空气悬挂系统也变得愈发智能,主动预判的能力大大加强。未来,消费水平的提高势必会让空气悬挂系统越来越多的走进我们日常生活中。