什么是空气悬挂，它的工作原理是怎样的
- 什么是空气悬挂，它的工作原理是怎样的
- 悬架系统中减震器的工作原理
- 简述电控悬架的工作原理
- 什么是空气悬挂，工作原理是什么，哪些车用的是空气悬挂
- 汽车空气悬挂工作原理是什么
- 空气悬架的工作原理
- 悬架的工作原理
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。 Maybach 和 Phaeton 空气悬挂系统的自适应减震器都采用叫做SKYHOOK的计算方法，这个算法的基本原则是减小车身在各个方向上的加速度，同时尽可能保证车轮拥有最完美的贴地性能，这样就能提供最完美的操控感受和无穷的驾驶乐趣
悬架系统中由于弹性元件受冲击而产生震动，为了改善汽车行驶的平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减震器，为衰减震动，汽车悬架系统中采用的减震器大多是液力减震器，其工作原理是当车架（或车身）和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。
减震器与弹性元件承担着缓冲击和减震的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减震器连接件损坏。因面要调节弹性元件和减震器这一矛盾。
(1)?在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减震器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用。
(2)?在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减震器阻尼力应大，迅速减震。
(3)?当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减震器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。
在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减震器，且在压缩和伸张行程中均能起减震作用叫双向作用式减震器，还有采用新式减震器，它包括充气式减震器和阻力可调式减震器。
双向作用筒式减震器工作原理说明。在压缩行程时，指汽车车轮移近车身，减震器受压缩，此时减震器内活塞3向下移动。活塞下腔室的容积减少，油压升高，油液流经流通阀8流到活塞上面的腔室（上腔）。上腔被活塞杆1占去了一部分空间，因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积，一部分油液于是就推开压缩阀6，流回贮油缸5。这些阀对油的节约形成悬架受压缩运动的阻尼力。减震器在伸张行程时，车轮相当于远离车身，减震器受拉伸。
由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计的大于压缩阀，在同样压力作用下，伸张阀及相应的常通缝隙的通道载面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道截面积总和。这使得减震器的伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程的阻尼力，达到迅速减震的要求。
电控悬架系统的工作原理：能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号，由电子控制单元（ECU）控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、及车身高度等参数得以改变，使汽车具有良好的乘坐舒适性、操纵稳定性以及通过性。
空气悬挂 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。 Maybach 和 Phaeton 空气悬挂系统的自适应减震器都采用叫做SKYHOOK的计算方法，这个算法的基本原则是减小车身在各个方向上的加速度，同时尽可能保证车轮拥有最完美的贴地性能，这样就能提供最完美的操控感受和无穷的驾驶乐趣
空气悬挂工作原理就是利用空气压缩机形成压缩空气，并通过压缩空气来调节汽车的离地高度。一般装备空气弹簧的车型在前轮和后轮的附近都设有离地距离传感器，按离地距离传感器的输出信号，行车电脑判断出车身高度的变化，再控制空气压缩机和排气阀门，使弹簧自动压缩或伸长，从而起到减震的效果。空气悬挂还使汽车增加一定的灵活性，当在高速行驶时，空气悬挂可以自动变硬来提高车身的稳定性，而长时间在低速不平的路面行驶时，行车电脑则会使悬挂变软来提高车辆的舒适性。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。 与传统钢制悬挂想比较，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。 例如装备在 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。 E53 (X5)空气悬挂工作原理
E53(X5)所装配的空气悬挂系统分为单桥空气悬挂（只有后桥装备）和双桥空气悬挂两种（前、后桥都装备），根据装备的不同，其功能也不同！
E53(X5)单桥空气悬挂透视图：
E53(X5)单桥空气悬挂的工作模式和E39、E65、E66的单桥空气悬挂的工作模式相同，主要是根据车辆负载调节后桥的高低和增加车辆行驶稳定性。下面咱们来讨论E53(X5)双桥空气悬挂：
空气弹簧气动系统的组成部分：供气装置后桥空气弹簧
蓄压器阀门单元
前桥空气弹簧减震支柱
后部高度传感器
前部高度传感器
控制单元 蓄压器阀门单元是一个新的部件
蓄压器支持高度变化
阀门单元上的 6 个接头：
4 个接头连接减震支柱
一个接头连接蓄压器压力传感器和蓄压器
一个接头连接供气装置
E53 air suspension
供气装置已进行了匹配 温度监控：
温度超过 110 摄氏度时关闭
因为下沉速度很快，
所以为空气干燥器设计了新的结构
阀门已进行了匹配
预控阀直接由控制单元控制
排气阀为气动式受控高压排气阀带双桥空气弹簧的 E53 双桥空气弹簧的优点：
可以增加车辆的离地间隙
可以减少车辆的离地间隙
可通过按钮选择三种高度：
A. 越野： 离地间隙增加 25 mm
出于安全考虑，在车速高于 50 km/h 时越野模式复位 B.进入： 离地间隙减少 35 mm
在速度低于 25 km/h 时才执行这一改变速度超过 35 km/h 时进入模式复位不能从任意某个中间状态开始执行升降底盘模式开关
随着人们对车辆乘坐舒适性要求的提高和我国客车悬架技术的发展，空气悬架在客车上的应用日益广泛。传统的空气悬架控制模式是采用机械高度阀，即通过高度阀阀门的开启调节对空气悬架气囊的充放气，从而保持车辆恒定的行驶高度。随着系统应用的推广和车辆控制技术的发展，电子控制逐渐取代传统的机械控制电子控制系统，不仅提高了操作的舒适性和反应的灵敏度，而且可以附加很多辅助功能。
为了确保悬架的主要特性，即避振性(振动衰减力)、弹性常数、减振器行程，不断研制成功了能适应各种行驶工况的最优控制机构。
客车的电子控制主动悬架
对主动悬架的研究目前主要集中两个方面:一个是控制策略;另一个是执行器。最早的主动悬架控制策略是天棚原理，假设车身上方有一固定的惯性参考，在车身和惯性参考之间有一阻尼器，执行器模拟此阻尼器的作用力来衰减车身的振动。这种控制算法简单，在国外某些车型上已经得到了应用。随着现代控制理论的发展，提出了主动悬架的最优控制方法，它比天棚原理考虑了更多的变量，控制效果更好，目前最优控制规律有三种:线性最优控制、HQ最优控制和最优预见控制。由于实际悬架系统中有许多非线性的、时变的、高阶动力系统，使最优控制方法变得不稳定，为此又发展了自适应控制方法。自适应控制方法具有参数识别功能，能适应悬架载荷和元件特性的变化，自动调整控制参数，保持性能最优。自适应控制方法也有增益调度控制、模型参考自适应控制和自校正控制三类。在德国大众汽车公司的底盘上应用了自适应控制规律。目前发展最迅速的控制策略是智能控制(模糊控制和神经网络控制)。模糊控制方法具有制动调节输入变量的组合、隶属函数的参数和模糊规则数目等学习功能，计算机仿真结果表明该方法更有效。神经网络是一个由大量处理单元组成的高度并行的非线性动力系统，它能进行数据融合、学习适应性和并行处理，研究表明它比传统控制有更好的性能。
汽车中的悬架有两种，一种是从动悬架，另一种是主动悬架。
从动悬架即传统式的悬架，是由弹簧、减振器（减振筒）、导向机构等组成，它的功能是减弱路面传给车身的冲击力，衰减由冲击力而引起的承载系统的振动。其中弹簧主要起减缓冲击力的作用，减振器的主要作用是衰减振动。由于这种悬架是由外力驱动而起作用的，所以称为从动悬架。
而主动悬架的控制环节中安装了能够产生抽动的装置，采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。由于这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。
主动悬架是近十几年发展起来的，由电脑控制的一种新型悬架，具备三个条件：（1）具有能够产生作用力的动力源；（2）执行元件能够传递这种作用力并能连续工作；（3）具有多种传感器并将有关数据集中到微电脑进行运算并决定控制方式。因此，主动悬架汇集了力学和电子学的技术知识，是一种比较复杂的高技术装置。
例如装置了主动悬架的法国雪铁龙桑蒂雅，该车悬架系统的中枢是一个微电脑，悬架上有5种传感器，分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较，选择相应的悬架状态。同时，微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件，通过控制减振器内油压的变化产生抽动，从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬架运动。因此，桑蒂雅桥车备有多种驾驶模式选择，驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮，轿车就会自动设置在最佳的悬架状态，以求最好的舒适性能。
另外，主动悬架具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬架会产生一个与惯力相对抗的力，减少车身位置的变化。例如德国奔驰2000款CL型跑车，当车辆拐弯时悬架传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度，电脑根据传感器的信息，与预先设定的临界值进行比较计算，立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬架上，使车身的倾斜减到最小。
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