一、空气悬挂概述
空气悬挂是一种可调式的车辆悬挂。使用空气悬挂很容易实现车身自水平调节,自水平调节机构一般集成在悬挂系统内。
自水平调节的优点有:静态压缩量与载荷无关,总保持恒定可以大大减小车轮拱罩内为车轮自由转动而预留的空间,有利于整车空间利用;车身可以支持在较软的弹簧上,提高了行车舒适性;不论载荷大小,均可保证回弹和压缩的整个行程不变;加载时不需要变动外倾角和前束;不会恶化风阻系统值和车辆外形;由于偏转角较小,球头的磨损也较小;必要时载荷可以高一些;自水平调节机构通过调节空气弹簧的压力,就将车身高度(悬挂质量)始终保持在同一水平高度;由于自水平调节的作用,静压缩量总是保持不变,因此在设计轮胎与车架之间的间隙就不用再考虑了;还有一个特点就是满载和空载时车身固有频率几乎不变。为了能在所有负载条件下都保持衰减度恒定,给带有自水平调节的奥迪A6和全驱quattro车研制了带有无级、不依靠载荷的识别功能的减振器(如图1所示)。这种减振器是靠气动减振调节(PDC)的,因而减振力是随着弹簧内空气压力而变化的,如图2、图3所示。PDC阀通过孔与活塞杆侧的工作腔1相连。在空气弹簧压力较小时(车空载或载荷非常小),这个阀是完全打开的,因此液体的流动阻力非常小。于是一部分机油就会流过活塞的相应减振阀,其结果就是减振力较小。在空气压力较大时(车的载荷较大),PDC阀的开口截面就大大减小了,因而减振力就较大。
2003年以后奥迪车型装配空气悬挂的减振器全部改为CDC减振调节,CDC是指按空气弹簧内的空气压力电子调节力。调节过程会考虑到当前的实际行驶状态。车轮运动(非悬挂质量)和车身运动(悬挂质量)情况由传感器来获取。
二、空气悬挂工作原理
1.系统组成
系统组成如图4所示。
2.控制单元J197
该控制单元处理其他总线用户的相关信息和单独的输入信号。这个处理过程所得到的重要结果就是用于控制压缩机、电磁阀和减振器的信号。
3.4个气弹簧结构
气弹簧包在一个铝制缸筒内。为了避免缸筒和膜盒之间进脏物,皮碗封住了开卷活塞和缸筒之间的区域。在售后维修中可更换皮碗,空气弹簧膜盒不能再单独更换。在损坏时必须更换整个弹簧/减振支柱。为了能保证在最佳承载宽度的情况下获得最大的后备箱容积,后桥空气弹簧直径被限制为最小值(尽可能地小)。但要想满足对舒适性的要求,又需要对空气容量最小值有个限制(不能太小)。为了解决这个矛盾,就在减振器上加了一个储气罐,以便能提供额外的空气。
4.减振器(如图5所示)
功能说明在没有对电磁线圈进行电控时,减振力是最大的。在电磁线圈通过约1800mA电流时,减振力是最小的。在紧急情况下是无法给电磁线圈通电的。这时减振力最大,从而可保证动态行驶的稳定性,如图6所示。