一文看懂空气悬架系统的结构与工作原理

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。

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。

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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。

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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。

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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

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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）

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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。

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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。

本期内容来自图书《大众汽车·奥迪汽车技术详解及常见故障精析》

文章由易车号作者提供