空气悬架系统的结构及作用
悬架是汽车车身(或车架)与车轮(或车桥)之间连接和传递动力的装置,汽车前桥和后桥的全部载荷通过悬架作用在车轮上。目前不少中高档汽车和大型客车装备了电子控制空气悬架(ECAS)或油气悬架系统,可以使悬架的刚度、阻尼以及车身高度自动适应汽车不同的载质量、不同的道路条件以及不同的行驶工况的需要,在保证车辆具有良好操纵性能的前提下,使汽车的舒适性得到进一步提高。
电子控制悬架系统分为半主动悬架系统和主动悬架系统两大类,而主动悬架系统又分为空气弹簧悬架系统和油气弹簧悬架系统两种形式。
所谓电子控制主动悬架系统,是指装备了悬架ECU,能够对悬架弹性元件的刚度、减振器的阻尼力以及车身的高度进行调节的悬架系统,而仅仅能调节减振器阻尼力的悬架系统称为半主动悬架系统。 电子控制空气弹簧悬架系统由模式选择开关、车速传感器、转向角度传感器、加速度传感器、车身高度传感器、悬架ECU、可调阻尼减振器(又称为“气动减振器”)、空气压缩机、空气弹簧以及高度控制电磁阀等部件组成。
汽车空气悬架ECU采集的主要信号有车速、转向角度、压力信号、制动灯开关、车身垂直加速度、悬架模式选择开关、实际车身水平高度、驾驶人选择的车身高度等。
电控空气悬架系统的主要功能作用对于传统的机械式悬架系统,其钢板弹簧的刚度、减振器的阻尼力以及车身高度都是固定不变的,只能被动地吸收因地面不平引起的车轮跳动,因而乘坐不太舒适。电子控制空气悬架系统由于装配了传感器、电子控制单元(ECU)和执行器,能够根据不同的车速、行驶状态以及乘客人数和装载质量的变化,对弹性元件的刚度、减振器的阻尼力以及车身的高度等3个项目自动进行无级调节,无需驾驶人干预,大大提高了乘坐的舒适性和操纵的稳定性。
(1)控制减振器的阻尼力。
空气悬架系统采集车速传感器、转向角度传感器和车身高度传感器等的信号,由悬架ECU处理后,控制电磁式或步进电动机式执行器动作,以调节减振器的阻尼力。当汽车急转弯、急加速和紧急制动时,抑制汽车“后挫”、“点头”和侧翻,防止汽车姿态的过大变化,可以提高车辆的操纵稳定性。
(2)调节弹性元件的刚度。
空气悬架系统通过改变减振器弹性系数的方式,调节减振器的刚度,使汽车能够按照实际行驶的需要,自由地选择运动模式或者舒适模式。
(3)调节车身的高度。
空气悬架系统的主要功能之一是在各种工况下,使车身的高度保持在合理范围之内。如果车身长期离地面太高,行驶过程中会感觉非常颠簸,好像没有安装减振器一样;如果车身离地面太近,行驶中汽车底盘下部容易碰撞凸起的地面,甚至使汽车无法行驶。
电控空气悬架系统通过控制空气压缩机、高度控制阀和排气阀动作,使空气弹簧自动压缩或伸长,从而降低或升高底盘的离地间隙,使车身保持在合适的高度上。当汽车高速行驶时,让车身高度降低,以减小空气阻力,提高操纵的稳定性;当汽车在坏路上行驶时,让车身高度增加,以提高汽车的通过性;当关闭点火开关、汽车处于驻车状态时,因乘客和行李减少,又让车身高度降低,以保持良好的驻车姿态。
3.空气悬架系统性能良好的标准 汽车制动不点头、加速不后仰、转弯不外甩、乘坐不晕车、坏路升高走、好路降低跑、普通路舒适、高速路安全。
