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一文看懂空气悬架系统的结构与工作原理

作者:kok官网 来源:kok体育 点击:8 次 发布时间:2022-04-29 08:45:11

  2018年款奥迪全新Q5L、A8L车型自适应空气悬架系统直接取自2017年款奥迪Q7车型。这里以奥迪Q7车型为例介绍自适应空气悬架。

  自适应空气悬架系统主要由阻尼可变的减振器、内部装有压缩空气的空气弹簧、一系列传感器、电子控制装置、执行装置、空气压缩机和一系列控制阀件等组成。奥迪Q7自适应空气悬架系统组成如下图所示。

  采集传感器的各项信号,并根据一定的算法,对执行器发出指令,控制悬架的状态。在奥迪Q7上该控制单元包含悬架和减振器调节系统软件,此外负责记录车辆高度方向的加速度值、纵轴方向(摇晃运动)和车辆横轴(俯仰运动)偏转率的传感器集成在了该控制单元内。该控制单元安装在车辆前部,位于中控台下方空调器下方。奥迪Q7底盘控制单元如下图所示。

  前、后桥空气弹簧原理相同,后桥空气弹簧为了让出更多的行李厢容积,增加了辅助空气罐,这样可以最大限度地减小减振支柱空气弹簧的直径,奥迪Q7前桥空气弹簧支柱如下图所示。

  当车架与车桥靠近时,活塞总成在缸套内向下运动,若电磁线圈中电流变大,电磁吸力增大,主减振阀向上移动,开口面积变大,下方腔内油压下降,阻尼力减小。反之,阻尼力变大。

  由控制单元、电磁阀体、电机和压缩机等组成。压缩机和电机作为驱动装置和电磁阀体是一个紧凑的整体,安装在同一个支架上。整个单元固定在车身尾部右侧区域内。空气供给单元如下图所示。

  电磁阀体如下图所示,由5个电磁阀构成,它们连接空气供给单元与空气弹簧和蓄压器。电磁阀体内集成了一个压力传感器。

  系统根据高度传感器实时监测车身高度,当车身高度发生变化时能依据一定算法自动对弹簧气囊充气或放气,从而使车身维持在设定高度,保证空气弹簧处于最佳工作状态。在汽车车身的升高和降低过程中,空气弹簧的伸缩方式有着不同的过程。

  汽车乘员人数或装载质量增加时,车身高度下降,控制单元通过传感器监测到车身高度下降,控制单元打开升阀,压缩空气经电磁阀进入空气弹簧,随着空气弹簧气压的上升,车身也随之上升,在充气过程中控制单元对高度进行实时监测,当高度恢复到设定值时,关闭电磁阀。此时高度控制阀又处于平衡状态,以保证汽车高度维持在一定值。

  汽车乘员人数或装载质量减少时,汽车车身高度上升,控制单元通过传感器监测到车身高度上升,控制单元打开降阀,弹簧内空气经电磁阀排出,随着空气弹簧气压的下降,车身也随之下降,在放气过程中控制单元对高度进行实时监测,当高度恢复到设定值时,关闭电磁阀。此时高度控制阀又处于平衡状态,以保证汽车高度维持在一定值。

  当车速高于30km/h时,加注蓄压器。系统先接通电磁阀,接着接通压缩机和蓄压器,如下图所示。

  蓄压器优先在车辆静止以及低速行驶期间的调节过程中使用,以改进车辆声学系统。一般而言,当蓄压器的压力至少比待调节空气弹簧中的压力高出约3bar时,才会用蓄压器完成调节过程。

  如下图所示,该气动图以前桥上提高平衡位置为例,展示了阀门接通情况。控制电磁阀体内的电磁阀1和2,压缩机不运行(处于关闭状态)。空气从蓄压器流经打开的电磁阀1和2,流入前桥空气弹簧。

  当车速高于30km/h时,优先通过压缩机产生压力来完成调节过程。为此控制电磁阀体内相应的电磁阀,并打开压缩机与空气弹簧的连接管路,如下图所示,通过压缩机的增压功能产生压力,从而提高前桥上的平衡位置。

  1~5—电磁阀;6,7—前桥空气弹簧;8,9—后桥空气弹簧;10—蓄压器;11—压缩第一级;12—压缩第二级;13—增压功能电磁阀;14—空气除湿器

  此项功能属于增压设计。在需要时,可以极其快速地建立压力,这项功能使用的是蓄压器压力。蓄压器内的压缩空气为此被导入压缩机压缩第二级的进气装置中。因此,再次提高压缩第一级中存在的压力。当蓄压器中的压力不足以完成调节操作时(压力高于5bar),就会激活这个增压功能。当蓄压器内的压力在调节过程期间低于5bar时,并不会中断调节过程,而是直接结束。

  启动电磁阀13时,蓄压器内压缩的空气可能额外进入压缩机压缩第二级12的进气区域内。压缩的空气在离开压缩机区域之前流经空气除湿器14,它用于抽出空气中的湿气。

  如下图所示,通过控制电磁阀体内的电磁阀1~4打开连接压缩机和空气弹簧的管路。为了排出空气弹簧中的压缩空气,必须打开气动转换阀。这一步通过启动电磁阀12实现。该电磁阀打开,压力作用到气动转换阀的控制接口上,转换阀被切换到打开位置上。

  1~5—电磁阀;6,7—前桥空气弹簧;8,9—后桥空气弹簧;10—蓄压器;11—气动转换阀;12—电磁阀;13—空气除湿器;14—进气/排气口

  空气流经该阀门,并通过进气/排气口逸出。此时,压缩的空气流经除湿器,并带走湿气。

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