能屈能伸 淺談空氣懸掛系統(tǒng)

　　前言：談到空氣懸掛系統(tǒng)大多數(shù)人都覺得太遙遠太冷門，因為在我們印象中它要么是用來取悅高端豪車上的大老板，要么就是給那些超跑們對付減速帶或者爛路的，要么就是用來給豪華SUV一個撒野的機會。但實際上空氣懸掛系統(tǒng)絕對稱得上是一個“既簡單又好使”的家伙，其所牽涉的東西甚至要比你家高爾夫的渦輪增壓或者DSG變速箱要少得多，只不過是提高行駛舒適度遠遠沒有提高燃燒效率那么緊迫與必要。

　　為什么要用空氣懸掛？

　　很簡單，因為普通由螺旋彈簧與減震筒組成的懸掛系統(tǒng)并不能調(diào)整軟硬和高低。螺旋彈簧的長度與彈性系數(shù)定下來之后，車身的高度跟懸掛的軟硬特性也就固化下來無法改變了；減震筒的阻尼定下來以后，懸掛的響應速度與吸震特性同樣也變不了。

　　但問題在于車輛的行駛狀態(tài)跟路況是千變?nèi)f化的啊，例如誰不想跑爛路的時候懸掛柔軟舒適、跑彎道的時候扎實穩(wěn)健。或者再摳門一點，剎車的時候要是前懸掛能適時變硬減輕點頭程度、加速的時候后懸變硬減少抬頭，那該多好啊，車身永遠都是四平八穩(wěn)的。要達到以上種種，那就要求整個懸掛系統(tǒng)，甚至是單獨每一個車輪的懸掛都能快速改變阻尼特性。

　　另一方面是不少車輛都有靈活改變車身離地距離的需要。例如習慣“貼地飛行”但又最怕“路見不平”的跑車們，再例如一些需要載人載貨的重型商用車。當然，我們最容易想象到的就是那些需要都市郊區(qū)兩邊跑的越野車和SUV。如果有看過我們越野時代拍攝花絮的網(wǎng)友應該記得里面的Q7和途銳，他們倆都裝備了可調(diào)高低的空氣懸掛系統(tǒng)，在當天的項目里面可謂大放異彩，這也為我們今天的文章提供了豐富素材。

　　正如上文所述普通螺旋彈簧懸掛系統(tǒng)的物理特性不可改變，除非更換零部件，所以廠家只能根據(jù)車型定位和銷售區(qū)域，來作出一個折中的設定來“以不變應萬變”。于是不服氣的工程師就想到用隨手可得的空氣來制成軟硬或高低可調(diào)的懸掛系統(tǒng)。

　　空氣懸掛是怎樣工作的？

　　事實上空氣懸掛的種類有很多，既有只可調(diào)軟硬無法調(diào)高低的，也有高低軟硬都可調(diào)整的，例如早期應用在部分豪華轎車上的空氣懸掛系統(tǒng)，便通過調(diào)整兩個氣室之間的空氣流速來改變懸掛軟硬，而不具備高低調(diào)整功能。本文則以現(xiàn)時流行的高低軟硬可調(diào)式空氣懸掛為例。

　　通過上面的結(jié)構(gòu)圖可見，空氣懸掛的主體構(gòu)造其實跟我們熟識的螺旋彈簧+減震筒形式是幾乎一模一樣的，只不過在螺旋彈簧上部設有一個密閉的氣室，通過改變氣室體積（上下方向），便可以改變彈簧的長短，來調(diào)整車身離地距離并一定程度改變軟硬特性；另外減震器部分則由電機改變通氣孔大小，從而調(diào)節(jié)減震器的衰減力。

　　既然要通過充氣來改變氣室的體積，那必然要涉及一套泵氣跟儲存高壓氣體的機構(gòu)。而充氣量的多少以及車身水平的維持，則由相應的傳感器與電控單元來決定。我們以大眾途銳為例，其電動氣泵安放在底盤上大概是副駕座椅下面的位置，而高壓儲氣罐則位于后備箱備胎旁邊。

　　當需要升高車身的時候，系統(tǒng)發(fā)出指令讓壓縮氣泵啟動，并將儲氣罐里面的壓縮空氣輸送到彈簧的空氣室里面，需要降低車身的話則僅僅需要控制排氣閥排出空氣即可。至于車身的實際高度則由每一個車輪旁邊的車高傳感器來監(jiān)測和修正。到底什么時候需要升高什么時候需要降低呢？一方面可以由駕駛者通過車內(nèi)的模式選擇界面來控制，另一方面系統(tǒng)也會自動根據(jù)車速、路面震蕩等其他參考數(shù)據(jù)來自動調(diào)整。

　　實地體驗空氣懸掛

　　事實上空氣懸掛的作動過程并不像調(diào)整電動座椅那樣快速直接，首先，給空氣室充氣是一個相對緩慢的過程，另外由于儲氣罐的壓力有限，每一次只能同時給前軸或者后軸的兩個車輪充氣，所以在升高車身的時候，我們會發(fā)現(xiàn)先是前軸提升一點，然后是后軸升一點，再到前軸，如此往復。下面未經(jīng)過加工的視頻可以客觀演示途銳車身升高的過程。

　　在早前《越野時代》專題里面我們拿到的Q7和途銳都裝備有空氣懸掛，兩者在結(jié)構(gòu)和功能上其實是一致的，但在模式設定上卻有著明顯的差別，我們不妨分別作詳細介紹。奧迪Q7的空氣懸掛可以通過MMI系統(tǒng)界面進行調(diào)節(jié)，分為高位、越野、舒適、自動和動態(tài)5種模式，車身高度也按照這一順序依次降低。

　　駕駛者可以按照路況需要從5個模式里面自主選擇，車身高低改變的同時懸掛硬度也會相應自動變化。當然考慮到車輛行駛的穩(wěn)定性和安全性，空氣懸掛系統(tǒng)也會自動根據(jù)車輛狀態(tài)改變離地距離。例如在一般鋪裝路面行駛時，奧迪Q7的常設離地間隙為180mm；但當車輛行駛速度達到120公里/小時并保持超過30秒后，懸架會自動將車身的離地間隙降低15mm，以便獲得更好的高速穩(wěn)定性；如果車速連續(xù)20秒保持在160公里/小時，車身會再降低15毫米，離地間隙調(diào)整為僅僅只有150mm。

　　而轉(zhuǎn)到野外場合，越野模式可使車身離地間隙提高至205毫米，幫助奧迪Q7在一般顛簸的山路上保持100公里/小時的安全通過速度；而高位模式可使車輛離地間隙提高至239毫米，升到最高時Q7的接近角可達24°，離去角達到25°，最大涉水深度為535毫米。

　　另一邊廂，途銳的空氣懸掛可提供4種車身高度和3種減震模式，分別通過擋桿后面的車高調(diào)節(jié)旋鈕和減震模式滾動開關來自主調(diào)節(jié)。表面上看可以組合出3X4=12種模式，但實際上離地間隙需要向減震模式的選擇妥協(xié)，例如當減震模式為SPORT時，離地間隙是沒有辦法去到最大值的，所以駕駛者還是要根據(jù)儀表盤的提示來掌握車身的實際高度。

　　當前仍有哪些局限？

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復雜同時意味著引起故障的因素越多，所以空氣懸掛系統(tǒng)出現(xiàn)問題的幾率和頻率要高于普通螺旋彈簧懸掛系統(tǒng)。首先，空氣作為調(diào)整底盤高度的“推進動力”，減振器的密封性備受考驗，倘若空氣懸掛出現(xiàn)漏氣，那么整個系統(tǒng)就將處于“癱瘓”狀態(tài)；其次，由于空氣密度低的關系，利用空氣懸掛對減震特性作實時調(diào)整的話，系統(tǒng)的響應速度并不及常見的液力主動懸掛系統(tǒng)。

　　此外，壓縮空氣來源于氣泵，如果頻繁地調(diào)整底盤高度，還有可能造成氣泵系統(tǒng)局部過熱，會大大縮短氣泵的使用壽命，在試駕當天我們也遇到過因為氣泵過熱保護而短暫不能調(diào)整車高。雖然存在無法避免的局限，但經(jīng)筆者咨詢相關品牌的特約服務店得知，只要正常使用的話空氣懸掛的故障率并不比車上其他機件高，目前也極少遇到因為空氣懸掛自身零件損壞而導致的故障。