主動懸掛

主動懸掛系統能改善車輛的乘坐舒適性和操作穩定性, 是汽車工業的核心技術之一。本文簡要討論了主動懸掛組成, 分類及各類型主動懸掛的特點和工作原理, 闡述了主動懸掛電控系統及其控制策略, 總結了主動懸掛的優缺點, 介紹了主動懸掛實際套用的情況, 最後展望了主動懸掛今後的發展方向在主動式懸掛還沒有誕生前，平衡運動性與舒適性這對不可調和的矛盾成為了困擾汽車廠商最大的難題。現在好了，主動控制式懸掛發展至今，已形成液壓和空氣支撐兩大派系，運動與舒適性這對不可調和的矛盾自然也得到了很好的解決。。

基本介紹

• 中文名：主動懸掛
• 概述：自動控制發力的調節機構
• 發展狀況：一種新型懸掛系統
• 特點：最大特點在於可手動調節懸掛高度

概況

主動懸掛在其結構中植入了可人工或自動控制發力的調節機構，並能根據路面情況自動調節減震器剛度和阻尼，以獲得更好的行駛舒適性。從這種懸掛的組成種類來看，大致又可以分為兩大類。一類是電子控制式主動液壓懸掛，它能通過車載電腦計算出懸掛受力大小和加速度，利用液壓減震器的伸縮來保持車身平衡；另一類則是電子控制式空氣懸掛，它也是通過車載電腦計算懸掛的受力及感應路面情況，適時調整空氣減震器的剛度和阻尼係數，令車身的震動始終保持在一定範圍內。這兩類電控主動懸掛的共同點是：都能實現車身高度調節，能通過改變減震器阻尼來抑制車身姿態變化。不過在性能表現上，電控主動液壓懸掛和空氣懸掛卻是各有千秋。

發展狀況

是近十年發展起來的由電腦控制的一種新型懸掛系統。隨著新技術的逐漸成熟，傳統的被動式懸掛必將被主動式懸掛所取代。

主動懸掛這一名字的起源，緣於它能夠在一定範圍內“主動”調節懸掛的剛度和阻尼等特性。由於有電子系統的參與，主動懸掛又稱為電控懸掛。

主動懸掛系統具有控制車身運動的功能。當汽車制動或拐彎時的慣性引起彈簧變形時，主動懸掛系統會產生一個與慣力相對抗的力，減少車身位置的變化。例如，賓士2000款Cl型跑車，當車輛拐彎時懸掛系統感測器會立即檢測出車身的傾斜和橫向加速度，電腦根據感測器的信息，與預先設定的臨界值進行比較計算，立即確定在什麼位置上將多大的負載加到懸掛系統上，使車身的傾斜減到最小。

眼下，這種技術已經被豪華轎車、頂級跑車列入配置清單。最閃亮的明星是2006年的日內瓦車展上裝配在法拉利599上的一種名為SCM電磁流變的主動懸掛系統，此前它是被凱迪拉克稱為MRC(MagneRideTM)的主動式電磁懸掛，都由原為通用旗下零部件商德爾福提供，裝備在通用旗下的凱迪拉克和雪佛蘭科爾維特跑車上。

儘管在材料選擇上不及MRC“磁流變體”那樣超前，但是賓士、寶馬和奧迪也都有各自利器，可以採用不同的方式改變懸掛的軟硬度，或者改變阻尼的大小。

在奧迪車型上，AAS(Adaptive Air Suspension)可調空氣懸掛系統可以為車主提供了4種不同的車身離地間隙，根據不同車速來調整車身高度而調節重心高度增強車輛的行駛穩定性，減小高速時的空氣動力學特性。

“通過奧迪的MMI系統為車輛選擇合適的硬度和阻尼，以提供給車主舒適和運動兩種截然不同的駕乘感受。”北京天潤奧迪4S店銷售總監董敬明告訴理財周報記者，由於成本原因，目前這一系統主要運用在奧迪A8、Q7 4.2L、A6 4.2L等高端車型的版本上。

賓士運用空氣懸掛(Airmatic)技術已經有十年的歷史，其中在六年前裝備在E級上面的Airmatic Dual Control雙功能空氣懸掛系統，不僅在電子控制方面有了更為明顯的進步，更把主動控制空氣懸掛系統和自適應阻尼懸掛系統(ADS II)整合到一起，實現了雙重控制。目前，AIRMATIC DC懸掛系統已經成為大多數賓士車型以及邁巴赫的標準配備。

與賓士和奧迪不同，寶馬採用的是一套稱之為“Dynamic Drive”主動式動態駕駛的懸架。它不是靠自適應空氣懸架改變空氣彈簧減震器的彈性和阻尼，而是通過作用於前後防傾桿上的電控液壓系統來適應不同行駛需要。根據各感測器接收到車輛動態參數信息後，這一系統實時改變防傾桿的扭轉剛度，從而充分抑制在顛簸路面上的車身跳動和彎道駕駛產生的側傾，據稱這一系統的反應時間以毫秒計算。加上EDC-C(Electronic Damper Control-Continuous)電子避震系統，駕駛者通過i-Drive控制界面所設定的減震器模式，可在更精細的減震器主動控制下，依據車速、負重、駕駛狀況和道路狀況迅速做出變化，以達到駕駛者所希望的車輛動態反應。

展望未來，技術的發展正在使原本看似互相衝突的東西可以合而為一：正如有了主動式懸掛系統，你就可以隨時隨地地去感受操控感和舒適感的雙重樂趣。

液壓懸掛

最大特點在於可手動調節懸掛高度，並能自動調節減震器的剛度和阻尼作為研發電控主動液壓懸掛的佼佼者，雪鐵龍早在20世紀50年代初就將電控主動液壓懸掛運用在當時的雪鐵龍15車型上，不過真正實現量產則是在稍後推出的DS車型上。在DS車型上裝備的電控主動液壓懸掛以液壓球替代了傳統的螺旋彈簧，並且通過液壓球實現人工控制車身高度，這在當時是相當先進的裝備，因為無論車輛裝了多少人或行李，行駛過程中車身高度能始終保持不變。直到1989年推出XM車型後，雪鐵龍才正式將液壓懸掛命名為第一代主動液壓懸掛系統。1993年，雪鐵龍XANTIA車型搭載了第二代主動液壓懸掛，一上市便受到市場的肯定，新一代的主動懸掛提高了ECU控制單元的計算速度，並且還提供舒適和運動兩種模式供選擇。

運行模式

到目前為止，雪鐵龍的電控主動液壓懸掛已發展到第三代，並已裝備於C5和C6上。和以前的技術相比，新一代在反應速度上更快，在構成部件上也更精密，因為除了裝備最新的電子控制元件外還有全新設計的液壓支撐結構。這套主動液壓懸掛包括：一個電子液壓集成模組（包括ECU控制電腦、電磁液壓分配閥、液壓泵和一個電動機）、4個新型球狀液壓承重部件、前後減震器調壓裝置、儲液缸、簡化液壓網和車內顯示屏。這其中，電子液壓集成模組是整個系統的核心部分，它的作用是採集車速、減震器震動頻率等數據信息來決定液壓球是增高還是降低車身。而遍布全車的多個縱向、橫向加速度以及橫擺陀螺儀感測器，還監控著車身跳動、高度、傾斜狀態和加速度，然後這些信號傳向ECU控制單元，根據預設程式來控制液壓減震器里的油缸是增壓還是泄壓，以保持合適的減震器阻尼和足夠支撐力。

例如，當車輛的車速超過110公里/小時後，電控液壓集成模組就會使前懸降低15mm，後懸降低11mm，以此縮小離地間隙降低車身重心，增加行駛穩定性。同時，前低後高的車身也降低了迎風阻力。如果當車速逐漸減慢到90公里/小時，車身則自動恢復到標準高度。當然，駕駛者也可通過一個車內旋鈕實現車身高度4擋控制，不過安全保護裝置會限制擋位的運用時速。

空氣懸掛

軟硬程度和車身高度可以自行調節控制，空氣彈簧和減震器令舒適性更好早期的空氣懸掛並不是運用於乘用和商用車輛，並且也沒有複雜的電子控制設備。在19世紀中期，空氣懸掛中的空氣彈簧是作為一種隔離震動的設備運用於大型機械上，到20世紀40年代，通用汽車在其生產的客車上首次採用了裝備空氣彈簧的空氣懸掛，並由此開始了進行長達9年的驗證，最終於1953年順利裝備到量產車上。和電控主動液壓懸掛不同的是，空氣懸掛在世界範圍內的最大客戶為大型客車和商用車，尤其在大型客車上採用空氣懸掛後較傳統的鋼板彈簧在舒適性上有較大改善，當然出於成本和用途的考慮，在這類大型車輛上空氣懸掛多半不具備電子控制功能，更談不上可升降底盤。

和傳統的液壓減震器配螺旋彈簧的懸掛相比，空氣懸掛利用氣體的壓縮性實現彈性作用，在ECU的計算下可根據車重和路面情況來調節壓縮氣體的壓力，空氣懸掛由此而表現出的特點就是對高頻震動和車身平穩控制得很到位。但側向支撐不足又是空氣懸掛最大的軟肋。

解決這一問題的有效辦法就是引入電子控制部件，實現懸掛軟硬可調。作為研發電控空氣懸掛的先行者，賓士率先以空氣彈簧和減震器為基礎，引入ECU控制單元、轉向角度感測器、車身高度感測器、空氣壓縮機、速度和制動感測器，實現電腦控制、精密計算。電控主動空氣懸掛可通過改變空氣彈簧里的氣體容量和壓力來實現軟硬調節，即電控空氣減震器可通過調節氣體的壓力大小實現阻尼多級化。從而，電控主動空氣懸掛就兼有舒適性和運動性的特性。並且可實現直線行駛偏軟，提高舒適性；轉向和高速運動時加硬，增加側向支撐提供更好的路感。此外還可通過ECU和空氣壓縮機實現車身的高度自動或手動調節，所以目前市面上幾乎大多數的豪華SUV都裝備電控主動空氣懸掛，以完成城市道路行駛和野外越野的雙重使命。

雖然兩種形式的主動懸掛能帶來很好的舒適性，不過較高的價格令它們難以普及如果把電控主動液壓懸掛和電控主動空氣懸掛放在一起來比較一下，或許更能突出它們各自具備的鮮明特點。對於電控主動液壓懸掛而言，在舒適性上稍遜於電控主動空氣懸掛，因為它還是建立在傳統的懸掛基礎之上，只是對車身高度和減震器的阻尼進行調整。它的高頻吸震能力比空氣懸掛要差，因此它的運用車型也僅在PSA集團內的中高級轎車雪鐵龍C5、標緻407和行政級轎車雪鐵龍C6上得到大力推廣，其他車型採用的就比較少了。但407所裝備的是不具備高度調節的電控主動液壓懸掛。此外，電控主動液壓懸掛對於複雜路況的反應也比較吃力，甚至還會導致油壓過高影響壽命。

電控主動空氣懸掛就不會有這樣的問題，它採用氣壓結構來控制車身平衡，並且空氣彈簧和減震器能抵消大部份路面傳遞的短波和長波震動，這也是電控主動液壓懸掛所不具備的。不過兩者的共同性則是能為高速行駛的車輛提供足夠的穩定性，當車輛在不平路面行駛時，又能提高車身增加通過能力。但電控主動空氣懸掛的缺點也很明顯，成本高昂、維護保養成本高。

從兩種懸掛的結構來看，電控主動液壓懸掛由於結構相對簡單，前麥弗遜、後拖曳臂結構就能勝任，而這種結構也正是雪鐵龍C5所採用的。相對而言，電控主動空氣懸掛所要求的懸掛結構就要複雜一些，因為空氣彈簧是獨立安裝，並要連線懸掛的上下控制臂，所以我們常見它匹配於前雙叉臂、後多連桿的懸掛結構中，常見的如賓士CLS、GL以及邁巴赫就是這樣的結構。