汽车“黑科技”简史(四)——空气悬架
汽车的舒适性和操控性往往与悬架结构有着很大的关系,在各种类型的悬架中,空气悬架无疑是其中的“马中赤兔”。空气悬架不仅能调节车辆底盘高度,实现车辆稳定性与通过性的统一,还能调节悬架软硬,提升车辆行驶质感,因此备受高端车型青睐。
由于成本太高,即使在高端车型上,空气悬架也往往只在旗舰级车型上才能配备。款Cayenne3.0T指导价为91.8万,空气悬架还需再花几万元选配。
作为集万千宠爱于一身的顶级装备,空气悬架也并不是一朝一夕就打造出来的。早在年,美国人威廉·汉弗莱斯就已提出了最早的“汽车用空气弹簧”的构想,并申请了专利;年,通用汽车公司的客车安装了来自费尔斯通公司的空气弹簧悬架系统,这是空气悬架系统首次被用于商用汽车。
在乘用车领域,空气悬架是名副其实的豪华装备,但在国外的商用车领域,空气悬架已被大规模运用于重型车辆,欧洲大部分货车都采用了空气悬架,这种悬架在国内运用较少的原因是无法经受超载。
在二战期间,通用汽车公司一直在为美*飞机和重型车辆研发空气弹簧系统,并取得了重要的技术进步。结合这些技术储备,通用汽车在年款凯迪拉克EldoradoBrougham车型中引入了空气悬挂系统。不同于之前采用空气悬架的汽车,凯迪拉克EldoradoBrougham是首辆采用电控自适应空气悬架系统的汽车。
凯迪拉克EldoradoBrougham搭载的空气悬架属于最早的主动悬架系统,每个车轮上都有相应的传感器,车身高度可根据车辆状况动态调整,这和今天的空气悬架系统已经非常接近了,但由于那时电控系统尚处于起步阶段,因此这一时期的空气悬架效果都不理想。
伴随空气悬架发展,雪铁龙的液压悬架书写了另一个传奇。
随着人们对汽车性能的不断追求,各个汽车厂商都相继研发了自己的空气悬架系统,并陆续投入实用。年的宝沃P是第一辆采用主动空气悬架的德国车,随后奔驰、劳斯莱斯等品牌都相继将空气悬架系统引入自家的高端车型上;
宝沃P
年,梅赛德斯-奔驰在基于W平台打造的SE车型上安装了空气悬挂系统,该系统利用发动机驱动的单缸空压机为空气悬架提供空气;
梅赛德斯·奔驰SE
年,梅赛德斯-奔驰将液压气动式悬架系统用于SEL轿车;
年,丰田将半主动空气可调悬架用于跑车,该悬架系统仅用于调节底盘刚度;
年,英国邓禄普系统元件公司开发的电控空气悬架(ECAS)被用于路虎揽胜,该系统可提供5种悬挂高度以应对不同的越野路况,且车身高度会根据车速自动变化……
其实空气悬挂发展多年,总体结构变化并不大。空气悬架的核心元件是空气弹簧,大部分乘用车采用的都是膜式空气弹簧,空气弹簧可被理解成一个由橡胶膜片和金属件组成的气囊。
膜式空气弹簧多用于乘用车,而囊式空气弹簧多用于客车上。
虽然都是车身与路面震动的缓冲件,空气弹簧和金属弹簧不同之处在于,空气弹簧比金属弹簧的震动频率更低,这一特点反应到车辆行驶上则是空气弹簧缓解颠簸的能力强于金属弹簧;同时,空气弹簧是非金属元件,能够更加有效的消除底盘噪音。
奥迪A6L的空气悬架与螺旋弹簧悬架在机构上几乎没有区别。
而在几十年间,空气悬架的进步主要集中在电控层面。随着技术进步,各大品牌车型的空气悬架的自适应能力令人惊叹——林肯MarkVIII的空气悬架设置与座椅记忆系统相关联,汽车可以根据不同驾驶者调整悬挂调性;保时捷在Panamera的空气悬架除了能在颠簸路面保持车内舒适度外,一旦切换到赛道/运动模式下,该悬架的阻尼和刚性都将完全变成彻底的运动做派。
从性能上看,空气悬架对于汽车来说是种完美的悬架,但在实际运用中,空气悬架除了价格高昂外,最大的缺点莫过于故障率明显高于普通螺旋弹簧悬架,而且作为高端配置,空气悬架维修费用也异常昂贵,这也让空气悬架成为了土豪的玩物。但是随着技术的不断迭代,空气悬架下放到低端车型上并不无可能。
特斯拉入门级的model3或将搭载空气悬架。
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