压缩机

空气悬架是什么来看它的结构和工作原理

发布时间:2023/3/14 22:08:10   
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以前我们分享过一篇专门介绍悬架,不了解的朋友可以先点这篇文看看:一文全面了解汽车悬架类型。

现挑出空气悬架讲一讲,以奥迪Q7车型为例介绍自适应空气悬架。

1.自适应空气悬架系统组成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。

01底盘控制单元

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。

02蓄压器

主要为悬架提升高度供给足够的压缩空气,蓄压器如下图所示。

03空气弹簧

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。

04空气供给单元

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。

05电磁阀体

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。

2.空气悬架工作原理

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。

①汽车车身升高(悬架伸长)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。

②汽车车身降低(悬架压缩)过程

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。

3.空气悬架调节原理

01通过蓄压器提高平衡位置

■加注蓄压器

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。

■通过蓄压器提高平衡位置(以前桥为例)

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。

通过蓄压器提高平衡位置气动图(1~5:电磁阀)

02通过压缩机提高平衡位置

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。

通过压缩机提高平衡位置气动图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。

03平衡位置降低(以后桥为例)

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。

平衡位置降低气动图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。

*来源:汽车维修技术与知识、以下图书

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