一輛高品質(zhì)的SUV既要擁有轎車(chē)的舒適性,又要兼顧越野車(chē)的通過(guò)性能,空氣懸掛系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)這目標(biāo)的最佳選擇,根據(jù)路況的不同以及距離傳感器的信號(hào),行車(chē)電腦會(huì)判斷出車(chē)身高度變化,再控制空氣壓縮機(jī)和排氣閥門(mén),使彈簧自動(dòng)壓縮或伸長(zhǎng),從而降低或升高底盤(pán)離地間隙,以增加高速車(chē)身穩(wěn)定性或復(fù)雜路況的通過(guò)性。通常來(lái)講,裝備空氣式可調(diào)懸架的車(chē)型前輪和后輪的附近都會(huì)設(shè)有離地距離傳感器,按離地距離傳感器的輸出信號(hào),行車(chē)電腦會(huì)判斷出車(chē)身高度變化,再控制空氣壓縮機(jī)和排氣閥門(mén),使彈簧自動(dòng)壓縮或伸長(zhǎng)。
空氣懸架從十九世紀(jì)中期誕生以來(lái),經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,經(jīng)歷了“氣動(dòng)彈簧-氣囊復(fù)合式懸架→半主動(dòng)空氣懸架→中央充放氣懸架(即ECAS電控空氣懸架系統(tǒng))”等多種變化型式。到二十世紀(jì)五十年代才被應(yīng)用在載重車(chē)、大客車(chē)、小轎車(chē)及鐵道汽車(chē)上。目前國(guó)外高級(jí)大客車(chē)幾乎全部使用空氣懸架,重型載貨車(chē)使用空氣懸架的比例已達(dá)80%以上,空氣懸架在輕型汽車(chē)上的應(yīng)用量也在迅速上升。部分轎車(chē)也逐漸安裝使用空氣懸架,如美國(guó)的林肯、德國(guó)的Benz300SE和Benz600等。在一些特種車(chē)輛(如對(duì)防震要求較高的儀表車(chē)、救護(hù)車(chē)、特種軍用車(chē)及要求的集裝箱運(yùn)輸車(chē)等)上,空氣懸架的使用幾乎為唯一選擇。而我國(guó)仍處于起步階段,空氣懸架系統(tǒng)只應(yīng)用在一些豪華客車(chē)和少部分重型貨車(chē)和掛車(chē)上。空氣懸架在1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,由于科威特全是沙漠,而且是細(xì)沙和軟沙組成。美軍的悍馬車(chē)配備中央充放氣系統(tǒng),也就是空氣懸架;把胎壓降低輪胎和地面的摩擦力升高這樣在沙漠中可以防止輪胎打滑的情況,在雪地路面時(shí)降低胎壓也和沙漠一樣輪胎的摩擦力會(huì)增強(qiáng)。這就是液壓懸架的弊端,空氣懸架和液壓懸架各有優(yōu)勢(shì)。空氣懸架能降低胎壓防滑,液壓懸架能上高速,能跑山路過(guò)河等就是各自的優(yōu)勢(shì)。
通常來(lái)講,裝備空氣式可調(diào)懸架的車(chē)型前輪和后輪的附近都會(huì)設(shè)有離地距離傳感器,按離地距離傳感器的輸出信號(hào),行車(chē)電腦會(huì)判斷出車(chē)身高度變化,再控制空氣壓縮機(jī)和排氣閥門(mén),使彈簧自動(dòng)壓縮或伸長(zhǎng),從而降低或升高底盤(pán)離地間隙,以增加高速車(chē)身穩(wěn)定性或復(fù)雜路況的通過(guò)性。而在日常調(diào)節(jié)中,空氣懸架會(huì)有幾個(gè)狀態(tài)。1、保持狀態(tài)。當(dāng)車(chē)輛被舉升器舉起,離開(kāi)地面時(shí),空氣懸架系統(tǒng)將關(guān)閉相關(guān)的電磁閥,同時(shí)電腦記憶車(chē)身高度,使車(chē)輛落地后保持原來(lái)高度:2、正常狀態(tài),即發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。行車(chē)過(guò)程中,若車(chē)身高度變化超過(guò)一定范圍,空氣懸架系統(tǒng)將每隔一段時(shí)間調(diào)整車(chē)身高度:3、喚醒狀態(tài)。當(dāng)空氣懸架系統(tǒng)被遙控鑰匙、車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)或行李廂蓋開(kāi)關(guān)喚醒后,系統(tǒng)將通過(guò)車(chē)身水平傳感器檢查車(chē)身高度。如果車(chē)身高度低于正常高度一定程度,儲(chǔ)氣罐將提供壓力使車(chē)身升至正常高度。同時(shí),空氣懸架可以調(diào)節(jié)減震器軟硬度,包括軟態(tài)、正常及硬態(tài)3個(gè)狀態(tài)(也有標(biāo)注成舒適、普通、運(yùn)動(dòng)三個(gè)模式等),駕駛者可以通過(guò)車(chē)內(nèi)的控制鈕進(jìn)行控制。
當(dāng)然,相比傳統(tǒng)懸架,由于空氣式可調(diào)懸架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,其出現(xiàn)故障的幾率和頻率也會(huì)高于螺旋彈簧懸架系統(tǒng),而用空氣作為調(diào)整底盤(pán)高度的動(dòng)力來(lái)源,相關(guān)部件的密封性也是一個(gè)問(wèn)題,另外,如果頻繁地調(diào)整底盤(pán)高度,還有可能造成氣泵系統(tǒng)局部過(guò)熱,會(huì)大大縮短氣泵的使用壽命。當(dāng)然,隨著技術(shù)水平的不斷提高,很多問(wèn)題都得到了良好的解決,同時(shí),應(yīng)用的車(chē)型也越來(lái)越廣泛。
空氣彈簧按氣囊結(jié)構(gòu)型式可以分成囊式、膜式和復(fù)合式三種。
1)氣室容積相同時(shí),氣囊曲數(shù)愈多彈簧剛度愈小,但曲數(shù)太多,彈簧橫向穩(wěn)定性不好。囊式空氣彈簧有效面積變化率大,彈簧剛度較高,因此,通常采用增加輔助氣室辦法減小彈簧剛度。壓力較高時(shí),增加輔助氣室容積對(duì)彈簧剛度影響更為明顯,但這種影響隨著容積的增加而減小。對(duì)囊式空氣彈簧來(lái)說(shuō),適當(dāng)選擇彈簧有效面積變化率和輔助氣室容積,可得到適當(dāng)?shù)膹椈蓜偠?。囊式空氣彈簧由于工作時(shí)橡膠膜曲率變化小,彈簧使用壽命長(zhǎng)。
2)膜式空氣彈簧有效面積變化率比囊式小,因此在沒(méi)有輔助氣室的情況下,可以得到較低的彈簧剛度。它以通過(guò)改變活塞形狀和尺寸控制其有效面積變化率,得到更為理想的反S形的彈性特性曲線。而囊式空氣彈簧是難以做到的。另外,從彈簧密封形式看,膜式空氣彈簧可以采用壓力自封式,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。膜式空氣彈簧使用壽命一般不如囊式長(zhǎng),目前汽車(chē)上使用較多的還是膜式空氣彈簧。
3)從結(jié)構(gòu)上看,復(fù)合式空氣彈簧是介于前兩者之間的一種型式,它綜合了上述兩種空氣彈簧的優(yōu)點(diǎn),具有較低的彈簧剛度,但制造工藝復(fù)雜。