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主动悬挂系统简介

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主动悬挂系统是近十年发展起来的由电脑控制的一种新型悬挂系统。主动悬挂系统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,主动悬挂系统会产生一个与惯力相对抗的力,减少车身位置的变化。主动悬挂系统

主动悬挂系统基本信息

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定义

主动悬挂系统,又称主动制导悬架系统、动态可变悬挂系统等,通过改变悬挂系统的高度、形状和阻尼等,起到控制车身振动和车身高度的功能,主要能增进汽车操作稳定性、乘坐舒适性等性能。

主动悬挂系统是发源于20世纪50年代、近十年发展起来的由电脑控制的一种新型悬挂系统。主动悬挂系统具有控制车身运动的功能。当汽车制动、转向或增加负载引起弹簧变形时,主动悬挂系统会产生一个与惯力相对抗的力,减少车身位置的变化。

分类

汽车可主动悬挂系统按控制类型可以分为三大类:液压调控悬架系统、空气悬架系统和电磁感应悬架系统。

历史

1955年雪铁龙DS成为全球X款装备液压悬挂系统的车型。

1957年 凯迪拉克Eldorado Brougham成为X款装备空气悬挂的乘用车。

1999年梅赛德斯-奔驰CL-Class成为X款装备现代化空气悬挂系统(奔驰称为AIRMATIC)的车型。

空气悬挂

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概述

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X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X,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X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X,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。

代表车型

奔驰

于1999年率先在CL-Class豪华轿跑车上装备AIRMATIC空气悬挂系统,2002年作了新突破,开发出双功能空气悬挂系统Airmatic DC,创新性地把空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统(ADS II)整合到一起,即是同时实现对弹簧软硬度及其内部空气压力强度的双重控制(DualControl)。

奥迪

该系统可调校的范围也优于其它车厂的同类技术,它通过设置在每个车轴的四个传感器与车身的三个加速度传感器采集的数据,由自适应性空 气悬架的中控单元进行计算分析,再以毫秒计对空气减震器阻尼和行程都进行调节,而这个调节可以是自动无级的,也可以人为地选择“舒适”或“运动”,每个车 轮都装有单独的空气悬挂弹簧,确保X操控性和完美驾驶舒适感。AAS的不同之处,还在于其更注重悬挂的升降——通过改变车辆车身高度增加其运动性和通过 性,提供了4种不同的车身离地间隙:最高离地间隙145mm;高速模式95mm;运动模式100mm;普通模式120mm。所有这一切的悬挂调节都可以通 过排挡杆旁边的MMI控制键来完成,而且快捷键指示清晰。

保时捷

PASM Porsche主动悬挂管理系统实则是一套主动式空气悬挂系统,PASM可以根据需要按照路面情况和驾驶员的驾驶风格对减震力进行可变的调节,比其它车厂的主动悬挂系统更偏重于运动性能。例如驾驶者动作比较激烈,经常全油门起步和剧烈刹车,PASM就会自动控制起步和刹车时的抬头和点头现象;而在野外道路高速行驶时,PASM也会主动降低车身的摇摆程度,提高稳定性。

液压悬挂

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概述

内置式电子液压集成模块是该系统的枢纽部分,可根据车速、减振器伸缩频率和伸缩程度的数据信息,在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器,用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号,这些信号被输入到控制单元ECU,ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令,控制伺服电 机并操纵前后四个执行油缸工作。通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降,也就是根据车速和路况自动调整离地间隙,从而提高汽车的平顺性和操纵稳定性。

代表车型

宝马

在最新一代宝马豪华车上,宝马用上了称为EDC-C的新型电子悬挂系统,以往使用的EDC电子减震器只有三段阻尼调整,而 EDC-C就升级为连续无级调校。虽然EDC-C并没有奥迪AAS那样的高强本领,但宝马通过一套全球首创的主动式动态驾驶的悬架“DynamicDrive”来祢补不足,DynamicDrive实质是一种液压控制的主动防倾杆,它通过各个传感器接收到的车辆动态参数信息。而为了补充EDC-C的不足,提高后排舒适性,后轴上还装备了气压式减震器(AirSuspension)。任何形式的主动悬挂目的都不是卖弄高科技,在实际效果方面,宝马7系的主动悬挂结合轻量化的铝合金悬挂连杆组,舒适性得到了豪华买家的认同。

雪铁龙

雪铁龙Hydractive主动悬挂已经发展到第三代,这套主动悬挂系统是采用传统的液压控制,虽然没有奔驰的空气悬挂性能好,但却拥有很高的性价比!在雪铁龙C6中,每个车轮拥有一个液压分泵,分泵的形状就像一个绿色大金属球,通过向油压弹簧的油缸内加注液压油,就可以控制减震弹簧的阻尼,并且提升车身高度。除了分布在车轮的4个分泵,还有一个由引擎直接带动的总泵,由电脑控制的电磁阀控制这些液压与分泵的通断。

电磁悬挂

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概述

利用电磁反应的一种新型独立悬挂系统,它可以针对路面情况,在1毫秒时间内作出反应,抑制振动,保持车身稳定,特别是在车速很高又突遇障碍时更能显出它的优势。它的反应速度比传统的悬挂快5倍,即使是在最颠簸的路面,也能保证车辆平稳行驶。

电磁悬挂系统是由车载控制系统、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减振器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器,传感器与车载控制系统相连,控制系统与电磁液压杆和直筒减振器相连。

直筒减振器有别于传统的液压减振器,没有细小的阀门结构,不是通过液体的流动阻力达到减振的目的。电磁减振器中也有减振液,但是,那是一种被称为电磁液的特殊液体(Magneto-rheological Fluid),是由合成的碳氢化合物和微小的铁粒组成。

平时,磁性金属粒子杂乱无章地分布在液体里,不起什么作用。如果有磁场作用,它们就会排列成一定结构,减振液就会变成近似塑料的状态。减振液的密度可以通过控制电流流量来精确控制,并且是适时连续的控制。

系统的工作过程是:当路面不平引起车轮跳动时,传感器迅速将信号传至控制系统,控制系统发出指令,将电信号发送到各个减振器的电子线圈,电流的运动产生磁 场,在磁场的作用下,减振器中的电磁液的密度改变,控制车身,达到减振的目的。如此变化说起来复杂,却可以一秒中进行1000次,可谓瞬间完成。

电磁悬挂系统可以快速有效地弥补轮胎的跳动,并扩大悬挂的活动范围,降低噪音,提高车辆的操控准确性和乘坐舒适性。它的作用还不止如此,医学研究者已利用这种技术制造出人造膝盖。

代表车型

凯迪拉克

凯迪拉克XTS上的MRC主动电磁感应悬挂,其关键是来自一种“磁流变体”的新材料。当为这种材料接通电流后,原来处于分散状态的磁性体便会横向排成一列,减震器内部的液体形状会发生变化,因此减震器的阻尼会X,并且可随着磁场强弱无级变化的。由于磁流变减震器结构很简单,磁流变减震器反应速是微秒级的,每秒可以动作1000次,这是普通主动悬挂远不可想像的,目前是全球响应最快的主动悬挂系统,更快的反应速度,在高速行驶时也会应付自如。而且磁流变减震器对车辆是低功率要求(每一减震器最大需要20W),这几乎不会损耗引擎的动力。MRC主动电磁感应悬挂还装备于凯迪拉克CTS-V系列高性能车型上。此外,同样的技术还应用于法拉利旗下的超级跑车,包括458 Italia和之前的599 GTB Fiorano等。

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