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主动悬挂技术比拼-法国PSA与德国奔驰

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德国奔驰的主动悬挂是靠调整悬挂刚度来达到提高稳定性和舒适性的目的,而法国PSA的主动悬挂,是靠调整重心,来达到控制车身稳定性目的的。因此他们在性能上有本质的不同。前者是在舒适性和稳定性的矛盾中寻求一个解决方案,后者是在离地间隙和稳定性中寻求一个解决方案。所以两种技术各有所长。性能上,由于奔驰使用了可变体积的空气作为弹性元件,他不管是在舒适性还是稳定性方面都要超过PSA的液压系统。但由于空气悬挂体积巨大,而且整个高压空气管路需要极强的气密性,因此无论是制造成本,还是使用维护成本都是相当高昂的。仅仅装配在价格上百万的旗舰:S系列和CL系列以及新款的SL系列车型上。而PSA的液压主动悬挂,凭着他的成本优势,能够在旗下的雪铁龙C5和标致607这些售价不到50万的车型上普及,所以前景同样是很看好的。

要更深入的了解这两种悬挂的技术特点,就要从一些更基础的知识说起。

什么是主动悬挂?要了解主动悬挂我们首先要了解汽车的稳定性是什么。所谓汽车行驶稳定性,其实指的就是汽车在转弯时,底盘抗拒车身侧倾的能力,以及在汽车加速减速时底盘抗拒加速抬头和减速点头的能力。我们知道,普通汽车的悬挂是用螺旋弹簧作为弹性元件的。弹簧刚度是确定,无法改变。如果刚度过大,那么汽车行驶稳定性就好,抗侧倾能力强;如果刚度过小,那么稳定性会降低舒适性会增强。所以汽车工程师们在设计悬挂的时候必须选择一个平衡点,让减震弹簧即不能太软也不能太硬,只能取一个中间值。这样一来是必不能完全兼顾到稳定性与舒适性。为了解决这个办法,我们必须要让弹簧的刚度可变,而且要可控制刚度的变化,这样才能即兼顾到舒适性又能兼顾到稳定性。

怎么样能让弹簧刚度可变呢?最简单的办法就是改变弹簧每圈圆周的直径和圆周之间的距离。这样汽车在行使时如果遇到较小的震动,弹簧较软,遇到较大的震动或侧倾,弹簧的刚度会迅速增大。但这种做法也只能在一定程度上缓解问题,并不能达到非常理想的控制状态。最理想的控制状态就是要让四根减震弹簧能随外界环境和车辆行驶状态变化而针对性的改变刚度。看来传统的螺旋弹簧是无法达到这一境界的,应运而生的就是结构复杂的空气弹簧。


什么是空气弹簧?我们知道,普通钢制螺旋弹簧是靠压缩弹簧时让弹簧钢发生扭曲形变而产生了弹力。所以它的弹性系数是一定的,不可改变。而利用压缩空气原理制成的弹簧,由于空气被压缩以后压力升高,所以它的弹性系数是随压缩性能的大小而变化的。压缩得越多刚度越大,而这个变化是完全均匀的。不仅如此,通过精心设计的空气弹簧,还能根据需要自动改变软硬度。其实原理很简单,工程师在设计空气弹簧时,把弹簧分成了两个气室。一个是主气室,一个是副气室。两个气室间由电磁阀连接。当需要较软的弹簧刚度时电磁罚打开,此时主副气室相通,被压缩的空气体积增大,因此弹簧刚度减小;当需要较硬刚度时,电磁罚关闭,此时紧压缩主气室内的空气,由于被压缩空气体积减小,所以压缩困难,弹簧刚度自然提高。
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