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跟着小编一起来了解豪华车标配的空气悬架发展

发布时间:2020-09-12 09:07人气:

19 世纪中页,人们就梦想能让当时的车辆浮在“空气垫”之上,因为这样的车辆肯定会很舒适。1844 年,Charles Goodyear 公开了橡胶硫化技术专利;1847 年,发明家John Lewis 被授权第1 个美国空气弹簧专利[1],该空气弹簧主要用在铁道车辆、机车、运货车和保险杠上。在随后的50 多年间,包括马车型汽车弹簧[2]、自行车坐垫[3] 在内的很多空气弹簧专利被相继授权,但第1 个具有现代运输意义的汽车空气弹簧专利[4],应该是1901 年Warren Annable 发明的。
 
20 世纪初,汽车开始奔跑在美国和欧洲的公路上,第1 个装有空气悬架的汽车是美国1914 年的Owen Magnetic[5] 轿车,在随后汽车快速发展的几十年间,美国FIRESTONE 公司和通用汽车公司成为了汽车空气悬架研发的先驱。1950—1960 年,进入实质性应用的空气悬架已经批量应用于美国的城市公交车和大巴上面,与此同时,英国、意大利、法国、德国及日本等国家也对汽车空气悬架进行了大量的产品研发工作。另外在此期间,带有机械式高度控制阀的主动空气悬架系统概念以及原型车出现,在1958 年1 月美国汽车工程师学会(Society of Automotive Engineers,SAE) 年会上,有多篇技术论文介绍了包含气源、空气弹簧、机械式高度控制阀在内的主动空气悬架系统[6-7]。在这类系统中,由机械式高度控制阀控制空气弹簧的进、排气,使车身高度在负载和运行状态变化情况下保持不变,车身高度是唯一控制参数。
 
1960—1980 年是汽车空气悬架大发展、大繁荣的时期。空气弹簧、气动元件从形式上较早期发生了较大的变化,性能、可靠性也得到了很大的提升,包含机械控制式主动悬架在内的传统空气悬架技术趋于成熟。一大批世界著名的空气悬架企业如FIRESTONE、WABCO、GOODYEAR、NEWAY、HENDRICKSON、CONTINENTAL、SAF 等已经形成了品种齐、技术领先的产品体系和雄厚的工业基础。
 
1984 年,CONTINENTAL 公司为林肯轿车研发成功了电控空气悬架原型系统[8], 其构成如图1 所示。该系统除了包含带有再生干燥器的空气压缩机、带有电磁阀的空气弹簧( 后悬架) 或空气弹簧液压减振支柱( 前悬架) 之外,还包含前后车高传感器、车门开启传感器、发动机点火传感器、制动传感器、控制单元(electronic control unit, ECU) 在内的测控模块, 汽车后部还具有故障诊断接口和系统关闭开关。1986 年LEXUSLS400GT 车型和1989 年Range Rover 等车型也先后推出了各自的ECAS 系统。此时的ECAS 系统除了具有传统的车辆水平控制之外,还具有空气弹簧刚度调节、液压减振器阻尼的有级调节和底盘高度的升降控制等功能。图1所示原型系统定义了现代EACS 的主体框架。
 
图1 1984 年林肯轿车电控空气悬架原型系统
跟着小编一起来了解豪华车标配的空气悬架发展简史
现代控制和元器件技术极大促进了ECAS 的发展,到2000 年前后,ECAS 研发基本成型。此时除了各种小型高档轿车如Mercedes Benz、Audi Quattro、BMW普遍配备了性能优异的ECAS 之外,各种大、中型商用车辆上的机械控制式主动悬架也开始被性能更加优良的ECAS 系统所取代,并且部分商用车辆的驾驶室和座椅也开始使用空气悬架减振。
 
从2000 年到现在的近20 年间,ECAS 技术仍处于不断完善的阶段。ECAS 元器件集成度、可靠性越来越高,控制功能继续增多、性能继续提高[9-10],譬如空气弹簧刚度、液压减振器阻尼的无级[11] 匹配控制,通过控制器局域网络(controller area network, CAN) 总线与其他系统的信息交互和协调控制,系统响应更快、更节能等。在ECAS 技术发展历程中,CONTINENTAL公司和WABCO 公司走在行业的前列,积累了近30 年的研发和工程匹配经验。
 
空气悬架从进入实质性应用、发展到基本成熟,走过了六七十年的历史,目前在欧洲、北美和亚洲发达国家,高速客车、豪华大巴上空气悬架已成为标准配置,中、重型卡车和挂车上空气悬架的使用率也非常高,小型高级轿车和运动型多用途车(sport utility vehicle,SUV) 上一般都可供选配性能优异的ECAS 系统。

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