问空气弹簧悬架有哪些优点

汽车主动悬架—液压和空气式 从控制力的角度分，悬架可分为被动悬架，半主动悬架和主动悬架。 目前，大多数汽车的悬架系统装有弹簧和减振器，悬架系统内无能源供给装置，其弹性和阻尼不能随外部工况变化，因此称这种悬架是被动悬架。 主动悬架有作为直接力发生器的动作器，可以根据输入与输出进行最优的反馈控制，使悬架有最好的减震特性，以提高汽车的平顺性和操纵稳定性。它由弹性元件c和一个力发生器fe组成。 半主动悬架可看作由可变特性的弹簧和减振器组成的悬架系统，虽然它不能随外界的输入进行最优的控制和调节，但它可按存储在计算机的各种条件下最优弹簧和减振器的优化参数指令来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态。它由弹性元件c和一个一个阻尼系数能在较大范围内调节的阻尼器组成。 电子技术控制汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、路况预测）传感器、电子控制ecu、悬架控制的执行器等组成。系统的控制功能通常有以下三个： 1车高调整 当汽车在起伏不平的路面行驶时，可以使车身抬高，以便于通过；在良好路面高速行驶时，可以降低车身，以减少空气助力，提高操纵稳定性。 2阻尼力控制 用来提高汽车的操纵稳定性，在急转弯、急加速和紧急制动情况下，可以抑制车身姿态的变化。 3弹簧刚度控制 改变弹簧刚度，使悬架满足运动或舒适的要求。 采用主动式悬架后，汽车对侧倾、俯仰、横摆跳动和车身的控制都能更加迅速、精确，汽车高速行驶和转弯的稳定性提高，车身侧倾减少。制动时车身前俯小，启动和急加速可减少后仰。即使在坏路面，车身的跳动也较少，轮胎对地面的附着力提高。 一.主动式液压悬架 电子控制的主动式液压悬架能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动。主动式液压悬架在轿车上的布置如图所示，在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ecu，ecu根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作。 二.主动式空气悬架 在电子控制的主动式空气悬架系统中，微机根据传感器送来的信号和驾驶员给予的控制模式经过运算分析后向悬架发出指令，悬架可以根据微机给出的指令改变悬架的刚度和阻尼系数，是车身在行驶过程中保持良好的稳定性能，并且将车身的振动响应控制在允许的范围内。一般说来，主动式空气悬架的控制内容包括车身高度、减振器衰减力、弹簧弹性系数等三项； 1车高的控制；分标准、升高和只升高后轮三种工作状态； 2减震器的衰减力控制分低、中、高三档； 3空气弹簧的弹性系数分软、硬两档。 空气悬架电子控制系统的工作原理；用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送给弹簧和减震器的空气室中，以此来改变车辆的高度。在前轮和后轮的附近设有车高传感器，按车高传感器的输出信号，微机判断出车辆高度，再控制压缩机和排气阀，使弹簧压缩或伸长，从而控制车辆高度。 在减震器内设有电动机，电动机受微机的信号控制。利用电动机可以改变通气孔的大小，从而改变了衰减力的大小。 具体说来，在汽车仪表板上有空气悬架系统的开关，利用开关可以形成6种不同的工作方式。图所示为丰田汽车公司的空气悬架控制装置在车上的布置情况。

1、 舒适性1.1当钢板弹簧悬架的簧在载质量变化后，车辆系统的自振频率会发生大幅度的变化。钢板弹簧满载时的偏频在1.7-2.3Hz左右，空载时更大，所以整体舒适性较差。1.2空气悬架具有典型的非线性刚度，对振动、冲击的缓冲效果明显，试验数据表明：相同状态下，空气弹簧系统车辆对路面的冲击力比钢板弹簧悬架的车辆减小1/3-1/2左右。1.3空气悬架的偏频在1.35Hz左右（1.0Hz-1.5Hz范围内），因此空气悬架可以有效隔离车辆来自地面的振动，安装空气悬架的车辆具有良好的曲线通过性（即转弯时的速度可以比钢板弹簧的车辆更高），制动距离更短（制动力分配均匀，有效制动功率大），后视镜图像更清晰、更稳定，驾驶员更舒适，不易疲劳，精神更集中。1.4空气弹簧悬架系统在高度阀的作用下，车辆负载变化时车身高度基本保持不变，偏频变化较小，从而保证空载下的舒适性。安装有升降阀的系统，实现整车车身高度在一定范围内可调节，从而满足不同的载货、卸货要求，并提高车辆的通过性。空气弹簧悬架比钢板弹簧悬架舒适性提高30%左右。2、经济性2.1空气弹簧悬架系统可提高车辆的可靠性，使车载电器系统故障率较少30-40%，延长轮胎和刹车片的使用寿命，减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修技术，延长车辆的使用寿命并增加折旧。2.2轮胎寿命提高50%以上（采用钢板弹簧的货运卡车，其轮胎一般5万公里更换一次；更换为空气悬架轮胎后一般10万公里更换一次）2.3加拿大研究机构对多家物流企业多年的跟踪研究表明：空气悬架系统的车辆比钢板弹簧的车辆油耗较少3-5%。2.4减少对道路的冲击，保护路面，降低对公路的维修费用。空气弹簧悬架比钢板弹簧悬架的经济性提高20%。3、 安全性3.1对于多轴车辆来说，空气悬架保证了各轴的载荷是均匀分配的，避免了钢板弹簧悬架中单轴承受全部载荷的可能性；对于单轴来说，空气悬架基本保证两侧车轮受力平均分配等。3.2空气悬架可使轮胎与地面之间尽量保持纯滚动接触，基本实现了最佳的制动效果；制动力左右两侧平衡，有效制动力功率增大，制动距离缩短。3.3空气弹簧悬架系统考虑了系统的安全性，在紧急情况下，如气囊破裂，管路漏气，空气弹簧悬架系统可保证车架平稳在气囊内部的缓冲快上，或车桥顶到限位快等，车辆在低俗情况下行驶到维修站进行修理。空气弹簧悬架比钢板弹簧悬架的安全性更高。4、可靠性4.1空气弹簧悬架相对转动的节点均使用橡胶衬套或优质绝缘脂等，它克服刚性接触和摩擦，既缓和了零部件之间的冲击又大大提高了系统的可靠性。对于一些关键零部件的寿命，如气囊均经过了500万次疲劳试验，确保使用寿命达到20万公里以上。4.2空气弹簧悬架的关键零部件接受试验室苛刻的疲劳试验、或恶劣环境下的可靠性试验，并经过多次试验进行验证。4.3空气弹簧悬架系统同时可以提高底盘和车身电器系统的可靠性。空气弹簧悬架比钢板弹簧悬架的可靠性更高。