电控悬架


悬架主要影响汽车的垂直振动。传统的汽车悬架是不可调整的,在行车中车身高度的变化取决于弹簧的变形。因此就自然存在了一种现象,当汽车空载和满载的时候,车身的离地间隙是不一样的。尤其是一些轿车采用比较柔软的螺旋弹簧,满载后弹簧的变形行程会比较大,导致汽车空载和满载的时候离地间隙相差有几十毫米,使汽车的通过性受到影响。

汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求。一般行驶时需要柔软一点的悬架以求舒适感,当急转弯及制动时又需要硬一点的悬架以求稳定性,两者之间有矛盾。另外,汽车行驶的不同环境对车身高度的要求也是不一样的。一成不变的悬架无法满足这种矛盾的需求,只能采取折中的方式去解决。在电子技术发展的带动下,工程师设计出一种可以在一定范围内调整的电子控制悬架来满足这种需求,这种悬架称为电控悬架,目前比较常见的是电控空气悬架形式。

以前空气悬架多用于大客车上,停车时悬架下降汽车离地间隙减少,便于乘客上下车,开车时悬架上升便于通行。这种空气悬架系统由空气压缩机、阀门、弹簧、气室(气囊)、减振器所组成。车辆高度直接靠阀门控制气室的空气流进流出来调整。

现在轿车用的电控悬架引入空气悬架原理和电子控制技术,将两者结合在一起。典型的电控悬架由电子控制元件(ECU)、空气压缩机、车高传感器、转向角度传感器、速度传感器、制动传感器、空气弹簧元件等组成。

空气弹簧元件是由电控减振器、阀门、双气室所组成。电控减振器顶部有一个小型电动机,可通过它转动一个调整量孔大小的控制杆将阻尼分成多级(见本栏目“轿车的悬架”),从而实现控制阻尼的目的。阀门也充当了一个调节气流的作用,通常双气室是连通的,合起来的总容积起着空气弹簧的作用,比较柔软;但当关闭双气室之间的阀门时,则以一个气室的容量来承担空气弹簧的作用,就会变得硬,因此阀门起到控制“弹簧”变软变硬的作用。

图示ECU、压缩机(5)、阀门(3)(4)、空气弹簧元件(1)(2)。电控悬架工作时,阀门的相互作用控制通向空气弹簧元件的气流量。传感器检测出汽车的行驶状态并反馈至ECU,ECU综合这些反馈信息计算并输出指令控制空气弹簧元件的电动机和阀门,从而使电控悬架随行驶及路面状态不同而变化:在一般行驶中,空气弹簧变软、阻尼变弱,获得舒适的乘坐感;在急转弯或者制动时,则迅速转换成硬的空气弹簧和较强的阻尼,以提高车身的稳定性。同时,该系统的电控减振器还能调整汽车高度,可以随车速的增加而降低车身高度(减小离地间隙),减少风阻以节省能源;在车速比较慢时车身高度又可恢复正常。

车汇通
2002年4月6日

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