主动悬挂

主动悬挂

在主动式悬挂还没有诞生前，平衡运动性与舒适性这对不可调和的矛盾成为了困扰汽车厂商最大的难题。现在好了，主动控制式悬挂发展至今，已形成液压和空气支撑两大派系，运动与舒适性这对不可调和的矛盾自然也得到了很好的解决。 

随着人们对汽车乘坐舒适性的不断追求，近年来已有不少豪华轿车和豪华SUV纷纷换装上了性能更优越的电子控制式主动悬挂（简称：电控主动悬挂）。在豪华轿车上采用电控主动悬挂无疑是为追求更平稳、更舒适的乘坐感，而在SUV上采用当然则是为了平衡野外越野与公路行驶的双重需要。通常一套控制堪称精密的电控式主动悬挂不论制造成本还是维护保养费用都不菲，所以更多时候我们只能在豪华车型上发现它的身影，也难怪这类车型的乘坐感受与众不同。

主动悬挂

主动悬挂，相信单说主动悬挂很多人都会很迷茫，主动悬挂系统是近十年发展起来的由电脑控制的一种新型悬挂系统。它是根据车辆上的车身加速度传感器、车轮加速度传感器以及横向加速度传感器等传感器的数据判断车辆行驶状态，由中央控制单元ECU进行实时进行运算，而后马上ECU对减震器上的控制器发出相应的指令，来提供合适的悬挂调教，而且它具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬挂系统会产生一个与惯力相对抗的力，减少车身位置的变化。目前大部分的主动悬挂系统都是通过空气、液压、电磁液这三种方式来实现悬挂的可调性的。 

其实主动悬挂就在我们身边，但是我们很少有机会接触的到它，因为大部分主动悬挂都会安装在顶级的车型当中，比如宝马7系、奔驰S系列、奥迪A8等等。但是也有例外，别克的新君越车型采用了一套CDC连续减震控制系统，别克称其为全时主动式液力减震稳定系统，这套系统理论上来讲还不算完全的主动悬挂，因为他采用的是螺旋弹簧结构，这也导致弹簧的刚性不可调，但是它却让主动悬挂的距离与我们更加拉近了一步，而还有一个好消息，自主品牌奇瑞也研发了一套ADC(主动悬挂阻尼器控制系统)并且已经开始装车试用了。我相信随着汽车技术的发展，主动悬挂一定会代替传统的被动悬挂，成为主流的汽车配置。

主动式悬挂

主动悬挂在其结构中植入了可人工或自动控制发力的调节机构，并能根据路面情况自动调节减震器刚度和阻尼，以获得更好的行驶舒适性。从这种悬挂的组成种类来看，大致又可以分为两大类。一类是电子控制式主动液压悬挂，它能通过车载电脑计算出悬挂受力大小和加速度，利用液压减震器的伸缩来保持车身平衡；另一类则是电子控制式空气悬挂，它也是通过车载电脑计算悬挂的受力及感应路面情况，适时调整空气减震器的刚度和阻尼系数，令车身的震动始终保持在一定范围内。这两类电控主动悬挂的共同点是：都能实现车身高度调节，能通过改变减震器阻尼来抑制车身姿态变化。不过在性能表现上，电控主动液压悬挂和空气悬挂却是各有千秋。

是近十年发展起来的由电脑控制的一种新型悬挂系统。随着新技术的逐渐成熟，传统的被动式悬挂必将被主动式悬挂所取代。 　　

主动悬挂这一名字的起源，缘于它能够在一定范围内“主动”调节悬挂的刚度和阻尼等特性。由于有电子系统的参与，主动悬挂又称为电控悬挂。 　　

主动悬挂系统具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬挂系统会产生一个与惯力相对抗的力，减少车身位置的变化。例如，奔驰2000款Cl型跑车，当车辆拐弯时悬挂系统传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度，电脑根据传感器的信息，与预先设定的临界值进行比较计算，立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬挂系统上，使车身的倾斜减到最小。 　　

眼下，这种技术已经被豪华轿车、顶级跑车列入配置清单。最闪亮的明星是2006年的日内瓦车展上装配在法拉利599上的一种名为SCM电磁流变的主动悬挂系统，此前它是被凯迪拉克称为MRC(MagneRideTM)的主动式电磁悬挂，都由原为通用旗下零部件商德尔福提供，装备在通用旗下的凯迪拉克和雪佛兰科尔维特跑车上。 　　

尽管在材料选择上不及MRC“磁流变体”那样超前，但是奔驰、宝马和奥迪也都有各自利器，可以采用不同的方式改变悬挂的软硬度，或者改变阻尼的大小。 　　

在奥迪车型上，AAS(Adaptive Air Suspension)可调空气悬挂系统可以为车主提供了4种不同的车身离地间隙，根据不同车速来调整车身高度而调节重心高度增强车辆的行驶稳定性，减小高速时的空气动力学特性。 　　

“通过奥迪的MMI系统为车辆选择合适的硬度和阻尼，以提供给车主舒适和运动两种截然不同的驾乘感受。”北京天润奥迪4S店销售总监董敬明告诉理财周报记者，由于成本原因，目前这一系统主要运用在奥迪A8、Q7 4.2L、A6 4.2L等高端车型的版本上。 　　

奔驰运用空气悬挂(Airmatic)技术已经有十年的历史，其中在六年前装备在E级上面的Airmatic Dual Control双功能空气悬挂系统，不仅在电子控制方面有了更为明显的进步，更把主动控制空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统(ADS II)整合到一起，实现了双重控制。目前，AIRMATIC DC悬挂系统已经成为大多数奔驰车型以及迈巴赫的标准配备。

与奔驰和奥迪不同，宝马采用的是一套称之为“Dynamic Drive”主动式动态驾驶的悬架。它不是靠自适应空气悬架改变空气弹簧减震器的弹性和阻尼，而是通过作用于前后防倾杆上的电控液压系统来适应不同行驶需要。根据各传感器接收到车辆动态参数信息后，这一系统实时改变防倾杆的扭转刚度，从而充分抑制在颠簸路面上的车身跳动和弯道驾驶产生的侧倾，据称这一系统的反应时间以毫秒计算。加上EDC-C(Electronic Damper Control-Continuous)电子避震系统，驾驶者通过i-Drive控制界面所设定的减震器模式，可在更精细的减震器主动控制下，依据车速、负重、驾驶状况和道路状况迅速做出变化，以达到驾驶者所希望的车辆动态反应。 　　

展望未来，技术的发展正在使原本看似互相冲突的东西可以合而为一：正如有了主动式悬挂系统，你就可以随时随地地去感受操控感和舒适感的双重乐趣。^[1]

最大特点在于可手动调节悬挂高度，并能自动调节减震器的刚度和阻尼作为研发电控主动液压悬挂的佼佼者，雪铁龙早在20世纪50年代初就将电控主动液压悬挂运用在当时的雪铁龙15车型上，不过真正实现量产则是在稍后推出的DS车型上。在DS车型上装备的电控主动液压悬挂以液压球替代了传统的螺旋弹簧，并且通过液压球实现人工控制车身高度，这在当时是相当先进的装备，因为无论车辆装了多少人或行李，行驶过程中车身高度能始终保持不变。直到1989年推出XM车型后，雪铁龙才正式将液压悬挂命名为第一代主动液压悬挂系统。1993年，雪铁龙XANTIA车型搭载了第二代主动液压悬挂，一上市便受到市场的肯定，新一代的主动悬挂提高了ECU控制单元的计算速度，并且还提供舒适和运动两种模式供选择。

到目前为止，雪铁龙的电控主动液压悬挂已发展到第三代，并已装备于C5和C6上。和以前的技术相比，新一代在反应速度上更快，在构成部件上也更精密，因为除了装备最新的电子控制元件外还有全新设计的液压支撑结构。这套主动液压悬挂包括：一个电子液压集成模块（包括ECU控制电脑、电磁液压分配阀、液压泵和一个电动机）、4个新型球状液压承重部件、前后减震器调压装置、储液缸、简化液压网和车内显示屏。这其中，电子液压集成模块是整个系统的核心部分，它的作用是采集车速、减震器震动频率等数据信息来决定液压球是增高还是降低车身。而遍布全车的多个纵向、横向加速度以及横摆陀螺仪传感器，还监控着车身跳动、高度、倾斜状态和加速度，然后这些信号传向ECU控制单元，根据预设程序来控制液压减震器里的油缸是增压还是泄压，以保持合适的减震器阻尼和足够支撑力。 

例如，当车辆的车速超过110公里/小时后，电控液压集成模块就会使前悬降低15mm，后悬降低11mm，以此缩小离地间隙降低车身重心，增加行驶稳定性。同时，前低后高的车身也降低了迎风阻力。如果当车速逐渐减慢到90公里/小时，车身则自动恢复到标准高度。当然，驾驶者也可通过一个车内旋钮实现车身高度4挡控制，不过安全保护装置会限制挡位的运用时速。 　　

软硬程度和车身高度可以自行调节控制，空气弹簧和减震器令舒适性更好早期的空气悬挂并不是运用于乘用和商用车辆，并且也没有复杂的电子控制设备。在19世纪中期，空气悬挂中的空气弹簧是作为一种隔离震动的设备运用于大型机械上，到20世纪40年代，通用汽车在其生产的客车上首次采用了装备空气弹簧的空气悬挂，并由此开始了进行长达9年的验证，最终于1953年顺利装备到量产车上。和电控主动液压悬挂不同的是，空气悬挂在世界范围内的最大客户为大型客车和商用车，尤其在大型客车上采用空气悬挂后较传统的钢板弹簧在舒适性上有较大改善，当然出于成本和用途的考虑，在这类大型车辆上空气悬挂多半不具备电子控制功能，更谈不上可升降底盘。

 和传统的液压减震器配螺旋弹簧的悬挂相比，空气悬挂利用气体的压缩性实现弹性作用，在ECU的计算下可根据车重和路面情况来调节压缩气体的压力，空气悬挂由此而表现出的特点就是对高频震动和车身平稳控制得很到位。但侧向支撑不足又是空气悬挂最大的软肋。 

解决这一问题的有效办法就是引入电子控制部件，实现悬挂软硬可调。作为研发电控空气悬挂的先行者，奔驰率先以空气弹簧和减震器为基础，引入ECU控制单元、转向角度传感器、车身高度传感器、空气压缩机、速度和制动传感器，实现电脑控制、精密计算。电控主动空气悬挂可通过改变空气弹簧里的气体容量和压力来实现软硬调节，即电控空气减震器可通过调节气体的压力大小实现阻尼多级化。从而，电控主动空气悬挂就兼有舒适性和运动性的特性。并且可实现直线行驶偏软，提高舒适性；转向和高速运动时加硬，增加侧向支撑提供更好的路感。此外还可通过ECU和空气压缩机实现车身的高度自动或手动调节，所以目前市面上几乎大多数的豪华SUV都装备电控主动空气悬挂，以完成城市道路行驶和野外越野的双重使命。 

虽然两种形式的主动悬挂能带来很好的舒适性，不过较高的价格令它们难以普及如果把电控主动液压悬挂和电控主动空气悬挂放在一起来比较一下，或许更能突出它们各自具备的鲜明特点。对于电控主动液压悬挂而言，在舒适性上稍逊于电控主动空气悬挂，因为它还是建立在传统的悬挂基础之上，只是对车身高度和减震器的阻尼进行调整。它的高频吸震能力比空气悬挂要差，因此它的运用车型也仅在PSA集团内的中高级轿车雪铁龙C5、标致407和行政级轿车雪铁龙C6上得到大力推广，其他车型采用的就比较少了。但407所装备的是不具备高度调节的电控主动液压悬挂。此外，电控主动液压悬挂对于复杂路况的反应也比较吃力，甚至还会导致油压过高影响寿命。 

电控主动空气悬挂就不会有这样的问题，它采用气压结构来控制车身平衡，并且空气弹簧和减震器能抵消大部份路面传递的短波和长波震动，这也是电控主动液压悬挂所不具备的。不过两者的共同性则是能为高速行驶的车辆提供足够的稳定性，当车辆在不平路面行驶时，又能提高车身增加通过能力。但电控主动空气悬挂的缺点也很明显，成本高昂、维护保养成本高。 

从两种悬挂的结构来看，电控主动液压悬挂由于结构相对简单，前麦弗逊、后拖曳臂结构就能胜任，而这种结构也正是雪铁龙C5所采用的。相对而言，电控主动空气悬挂所要求的悬挂结构就要复杂一些，因为空气弹簧是独立安装，并要连接悬挂的上下控制臂，所以我们常见它匹配于前双叉臂、后多连杆的悬挂结构中，常见的如奔驰CLS、GL以及迈巴赫就是这样的结构。^[2]