盤點制動系統與空氣懸架系統的相似之處

聲明：本文章無泄密內容，不傷害任何企業利益，有分歧請聯系我們。

隨著汽車技術的發展，常規螺旋彈簧和減振器的設計已經不能滿足人們對舒適性和操控性要求的不斷提高。空氣彈簧+主動減震器這一功能結構被工程師開發出來。空氣彈簧的彈簧剛度可調節，解決了舒適性要求懸架剛度低，操控性要求懸架剛度高的矛盾。今天我們聊聊空氣彈簧+主動減震器一整套裝置的結構。同時把制動系統裝置的結構也拿進來，分析一下這兩套系統裝置的相似性。

1.系統裝置組成

首先我們對比一下這兩套系統裝置結構組成的相似性。

1.1制動系統主要有

1制動踏板 2真空助力器帶制動主缸 3電子液壓控制單元 4液壓制動管路5/6制動器 7 輪速傳感器

1.2 空氣彈簧系統

再看空氣彈簧系統的結構組成：

1.3 相似性

一張表說明問題

空氣懸架系統的運行過程：空氣通過空氣濾清器去除雜質吸入氣泵，氣泵將空氣加壓送入儲氣筒，控制器根據高度傳感器和加速度傳感器以及整車型號的處理，將儲氣筒中的高壓空氣通過氣路分配閥輸送到各輪邊空氣彈簧系統，以達到調整懸架高度，懸架剛度的目的。

空氣懸架是一種可調節式的車輛懸架。使用空氣懸架很容易實現懸架高度調節，自水平調節機構一般就集成在懸架系統內。

懸架高度調節的根本優點在于：

? 靜態壓縮量與載荷無關，總保持恒定，這樣的話就可以大大減小車輪拱罩內為車輪自由轉動而預留的空間，對總體的空間利用很有好處。

? 車身可以支承在較軟的彈簧上，這就可以提高行車舒適性。

? 不論載荷多大，均可以保證回彈和壓縮的整個行程不變。

? 不論載荷多大，均可保證相應的離地間隙。

? 加載時不需變動前束和外傾角。

? 不會惡化Cw值（風阻系數）和車輛外形。

? 由于偏轉角較小，所以球頭連接的磨損也小。

? 必要時載荷可以高一些。

空氣懸架系統會比制動系統復雜很多，包括零部件組成和控制策略，后面大概聊一聊。

2.執行裝置

空氣懸架系統和制動系統我們最直觀看到的零部件就是空氣彈簧和卡鉗制動盤，我們將它們歸類為系統執行裝置。來看一下他們結構的相似性

2.1空氣彈簧

空氣彈簧配置的車型，大都帶減振器阻尼可調節功能，具體結構各個大廠都能做（采埃孚 天納克 馬瑞利），空氣彈簧目前主要有威巴克供貨。帶減振器阻尼可調整（一般指CDC）不一定配置空氣彈簧，自己去汽車之家的參數表能查到，你看看X5和X7. 不多說，看下空氣彈簧的結構：

這里說一下減振器里的回位簧，它能降低懸架到達下極限狀態時的沖擊和噪音，在側傾過程中，對側傾剛度的增加也有一定作用。這個彈簧的存在可以從KC報告中讀出來，如圖這個拐點，就是回位簧接觸的點：

減振器與彈簧不同心布置的方案：

空氣彈簧的結構如下：

2.2多腔空氣彈簧VS固定鉗式制動器

空氣彈簧改變彈簧剛度是通過充放氣實現的，這個需要時間。多腔的空氣彈簧，可以迅速改變空氣彈簧的空氣體積，從而迅速改變彈簧剛度，下圖是威巴克的技術：

如圖，電磁閥可以改變空彈簧中V1與V2的聯通情況，迅速改變空氣彈簧作用體積，改變彈簧剛度。（V1與V2聯通，體積變大，剛度變小）。

2.4 相似點總結

電磁閥的原理類似于EPB駐車電機，他也是同樣仿照制動系統固定式卡鉗比浮動式卡鉗響應快的特性，也可以考慮為多活塞卡鉗提供制動力大的特性。

浮動式卡鉗只在一側有活塞，當踩剎車時，活塞將一側的剎車片推向剎車盤，而卡鉗的另一側因為反作用力而產生軸向移動，將另一側的剎車片也壓向剎車盤（這個我有一期有動畫演示，鏈接）。固定式卡鉗的兩側都有活塞，在踩剎車時，兩側活塞同時作用，將剎車片壓向剎車盤，響應速度更快。

單活塞卡鉗就時只有一個活塞的卡鉗，這種卡鉗一定時浮動式的，目前市面上銷售的大多數乘用車都采用單活塞浮動式卡鉗。也有雙活塞浮動式剎車卡鉗，但比較少見。一般多活塞剎車卡鉗都采用固定式設計，多用于動力較強的跑車或改裝車。常規乘用車一般最多雙活塞。理論上，可以認為卡鉗的活塞數量越多剎車片施加到剎車盤上的力量分配越均勻。但其所產生的制動力未必越大，這要取決于活塞的總面積大小(但一般來說是會變大的)。一般來說隨著活塞數量的增多(活塞的總面積變大)，制動力越大卡鉗的尺寸也越大，所匹配的剎車盤的直徑也越大。

3.管路構成

這里只講開環空氣懸架系統，管路構成如圖：

4.動力源

4.1 空氣彈簧壓縮機與儲氣罐

4.2 制動系統助力

此處不多講，我別的文章有

4.3 相似點總結

空氣彈簧壓縮機一般和分配閥集成到一起，而分配閥受控制器工作，其工作集成更像一個制動系統的ESP。

5.控制單元及控制策略

5.1 空氣彈簧

空氣懸架電子控制單元（ECU）一般布置在副儀表板下方，駕駛員肘靠位置下方的白車身鈑金。ECU通過管理空氣懸架系統內部的氣壓來控制車輛的高度。通過接收從前后軸兩側的高度傳感器接收到的高度信號，車身加速度傳感器信號，同時結合整車CANS信號，給氣路分配閥，以實現各種功能。

駕駛員可以使用中控面板或觸摸屏在高度級別之間進行手動選擇。車輛行駛時的高度高度也會根據車輛的速度降低而自動改變。常見的空氣彈簧控制策略，下面撿幾條說一說：

●最直接的就是兼顧了操控性和舒適性。

●懸架高度的自適應補償，最常見的就是高度保持了，空氣懸架能將車輛空半滿等各個載荷狀態調整到一個設計高度，諸多好處前面已經提到了。

●懸架高度等級匹配不同駕駛模式和路面模式，例如可設置不同懸架高度，既能滿足在涉水，越野等路況下懸架將車身抬起，也能支持在裝卸貨物，乘員上下車時將車身降低。

●懸架高度的隨速調節，這個你懂；休眠后重啟的高度補償，車輛在駕駛結束鎖車/休眠后，空氣彈簧內壓力可能會因為環境（如溫度）的變化而發生一定波動，導致車身難以保持水平。

●懸架控制器應能在睡眠模式下自我喚醒一定次數，進行高度調節。

●自動識別舉升工況并關閉懸架高度控制功能，當車輛舉升進行維修時，可自動識別并關閉懸架高度控制功能。

●懸架阻尼的自適應調節，通過阻尼控制減弱車輛在收到外部沖擊后的垂向，側傾，俯仰運動。

●等等等。

5.2 和制動相似點總結

同樣的，制動系統存在一個ESP系統，其策略網上能查到一大堆，此處不再多說。

6.其他附件

空氣彈簧系統需要比較復雜的傳感器系統，一般有高度傳感器（高度可調整大燈也用），加速度傳感器，車身IMU傳感器。而制動系統需要輪速傳感器信號，車身IMU傳感器，這個目前博世將其與氣囊控制器集成到一起。

高度傳感器與加速度傳感器

7.總結

走馬觀花式的說了一堆，主要再研究這兩個系統是發現其共同點，國內主機廠工程師已經在將空氣彈簧慢慢引進，國產車型也在向世界頂尖技術艱難邁進。