汽车最新科技之 浅析可变底盘悬架系统(组图)
新浪汽车讯 最新汽车科技系列推出以来近期备受关注，这一期我们来聊一聊可变底盘悬架技术。对于一款好车而言，舒适性和操控性一直是衡量汽车性能的两大核心标准，但在汽车最初百多年的发展历程当中，两者在众多汽车设计者看来一直是一对水火不容的冤家，很难彼此兼顾。对此，众多汽车设计师们力图研究出各种技术来解决这一问题。但殊途同归，为了解决这一难题大家不约而同地想到了可变底盘悬架系统，通过各种手段控制底盘的高度和软硬来达到舒适与运动的统一和谐。如今的汽车可变底盘系统按控制类型可以分为三大类，液压调控悬架系统、空气悬架系统和电控磁性液体悬架系统。
 图为空气悬挂系统 空气悬挂技术(Airmatic) 与传统钢制汽车悬挂系统相比较，空气悬挂具有很多优势，最重要的一点就是弹簧的弹性系数也就是弹簧的软硬能根据需要自动调节。例如，高速行驶时悬挂可以变硬，以提高车身稳定性，长时间低速行驶时，控制单元会认为正在经过颠簸路面，以悬挂变软来提高减震舒适性。 另外，车轮受到地面冲击产生的加速度也是空气弹簧自动调节时考虑的参数之一。例如高速过弯时，外侧车轮的空气弹簧和减震器就会自动变硬，以减小车身的侧倾，在紧急制动时电子模块也会对前轮的弹簧和减震器硬度进行加强以减小车身的惯性前倾。因此，装有空气弹簧的车型比其它汽车拥有更高的操控极限和舒适度。  图为主动液压悬挂 主动液压悬挂系统(Active Body Control) 内置式电子液压集成模块是系统的枢纽部分，可根据车速、减振器伸缩频率和伸缩程度的数据信息，在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作。通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降，也就是根据车速和路况自动调整离地间隙，从而提高汽车的平顺性和操纵稳定性。  图为SLS赛威的电磁悬挂 电磁悬挂(Magnetic Ride Control) 利用电磁反应的一种新型独立悬挂系统，它可以针对路面情况，在1毫秒时间内作出反应，抑制振动，保持车身稳定，特别是在车速很高又突遇障碍时更能显出它的优势。它的反应速度比传统的悬挂快5倍，即使是在最颠簸的路面，也能保证车辆平稳行驶。 下面我们就各大厂商的独门绝技一一来看。  图为奔驰CLS所采用的空气悬挂 奔驰Airmatic DC悬挂系统 悬挂类型：空气悬挂  奔驰是欧洲车厂中最早研发主动式悬挂的，也是最早把液压式主动悬挂应用在豪华车上的厂家之一。但随着空气式主动悬挂技术的成熟，在可调校性和可靠性方面展示出比液压式主动悬挂更大的优势。奔驰于2002年作了新突破，开发出双功能空气悬挂系统Airmatic DC，创新性地把空气悬挂系统和自适应阻尼悬挂系统(ADS II)整合到一起，即是同时实现对弹簧软硬度及其内部空气压力强度的双重控制(DualControl)。 Airmatic DC有四种模式：第一模式是柔软舒适的设定；第二模式减震器采取硬压缩、软回弹；第三种模式减震器采用软压缩、硬回弹；第四种模式是忽略舒适性的极端运动模式。通常系统会自动在1~3模式之间调校，但中控台上的“S/C/M”按键可供调校，如果按下SPORT按键，悬挂就激活第四种模式。在S级轿车里，Airmatic DC感应到车速超过120公里/小时并处于“S”模式时，悬挂就会自动降低20毫米，以降低车辆高速行驶时重心。  图为奥迪AAS空气悬挂 奥迪AAS空气式主动悬挂 悬挂类型：空气悬挂
一向以科技形象展示的奥迪车厂，虽然在顶级豪华车的历史上不及奔驰悠久，但在科技方面一直没有落后。奥迪A8是全球第一辆采用全铝制造的豪华车，而A8采用的AAS空气式主动悬挂也非常领先。 AAS的设计思路清晰许多，可调校的范围也优于其它车厂的同类技术，它通过设置在每个车轴的四个传感器与车身的三个加速度传感器采集的数据，由自适应性空气悬架的中控单元进行计算分析，再以毫秒计对空气减震器阻尼和行程都进行调节，而这个调节可以是自动无级的，也可以人为地选择“舒适”或“运动”，每个车轮都装有单独的空气悬挂弹簧，确保最佳操控性和完美驾驶舒适感。AAS的不同之处，还在于其更注重悬挂的升降——通过改变车辆车身高度增加其运动性和通过性，提供了4种不同的车身离地间隙：最高离地间隙145mm；高速模式95mm；运动模式100mm；普通模式120mm。所有这一切的悬挂调节都可以通过排挡杆旁边的MMI控制键来完成，而且快捷键指示清晰(宝马还没上市的新7系的i-drive现在也未能做到这一点)。  图为宝马7系底盘 宝马EDC-C和DynamicDrive 悬挂类型：主动式液压悬挂
图为宝马7系 以运动著称的宝马，对悬挂的技术一直有其心得和坚持的方向，或许空气式主动悬挂对路感的反应上还没达到普通螺旋弹簧细腻，或许是宝马对传统悬挂调校上优势太大，因此宝马的空气主动悬挂应用上要晚于另两家德国豪门。而且它的EDC电子主动悬挂只可以调校阻尼，并不能控制车身离地高度。 在最新一代宝马豪华车上(如7系、6系)，宝马还用上了称为EDC-C的新型电子悬挂系统，以往使用的EDC电子减震器只有三段阻尼调整，而EDC-C就升级为连续无级调校。虽然EDC-C并没有奥迪AAS那样的高强本领，但宝马通过一套全球首创的主动式动态驾驶的悬架“DynamicDrive”来祢补不足，DynamicDrive实质是一种液压控制的主动防倾杆，它通过各个传感器接收到的车辆动态参数信息。而为了补充EDC-C的不足，提高后排舒适性，后轴上还装备了气压式减震器(Air Suspension)。任何形式的主动悬挂目的都不是卖弄高科技，在实际效果方面，宝马7系的主动悬挂结合轻量化的铝合金悬挂连杆组，舒适性得到了豪华买家的认同。而在宝马最坚持的运动性方面，宝马7系交出于令人信服的成绩——在与奔驰S级、奥迪A8的竞争中，宝马7系运动性最优秀。  图为卡迪拉克MRC电磁主动悬挂 凯迪拉克MRC电磁主动悬挂 悬挂类型：电磁悬挂  图为卡迪拉克SLS赛威 虽然顶级豪华车都不约而同地采用空气悬挂，但无论是液压或空气悬挂，都会设置复杂的液压泵、气泵，甚至有主泵、分泵，还要有管道、气室、气阀等复杂部件支持，一个部件不可靠，都会导致整个悬挂失效，特别是在恶劣的路面上长时间行驶后，液压和空气悬挂都有渗流的风险。而复杂的部件也导致额外的重量，且成本迟迟降不下来，只能在顶级豪华车上装备。凯迪拉克MRC电磁主动悬挂就完全不一样，它采用德尔福磁流变减震器(MagneRideTM)技术，这种先进悬挂也装备在法拉利599GTB(参数配置 图库)和奥迪TT上面。 新型悬挂的关键是来自一种“磁流变体”的新材料。当为这种材料接通电流后，原来处于分散状态的磁性体便会横向排成一列，减震器内部的液体形状会发生变化，因此减震器的阻尼会变硬，并且可随着磁场强弱无级变化的。由于磁流变减震器结构很简单，磁流变减震器反应速是微秒级的，每秒可以动作1000次，这是普通主动悬挂远不可想像的，更快的反应速度，在高速行驶时也会应付自如。而且磁流变减震器对车辆是低功率要求(每一减震器最大需要20W)，这几乎不会损耗引擎的动力。
图为雪铁龙 C6液压底盘升降示意图 雪铁龙Hydractive 悬挂类型：主动式液压悬挂
当奔驰、奥迪的豪华卖家正在向人们炫耀其可升降主动悬挂的本领时，他们可能未曾想过，早在10多年前，法国雪铁龙已经在普通轿车上实现了这一技术。时至今天，如果你驾驶雪铁龙C5、C6轿车，那么你随时可以通过独家的Hydractive主动液压悬挂来升高车身，从容不迫地通过沆洼的路面。  图为雪铁龙 C6液压底盘升降示意图 今天的雪铁龙Hydractive主动悬挂已经发展到第三代，这套主动悬挂系统是采用传统的液压控制，虽然没有奔驰、奥迪的空气悬挂性能好，但却拥有很高的性价比！在雪铁龙C6中，每个车轮拥有一个液压分泵，分泵的形状就像一个绿色大金属球，通过向油压弹簧的油缸内加注液压油，就可以控制减震弹簧的阻尼，并且提升车身高度。除了分布在车轮的4个分泵，还有一个由引擎直接带动的总泵，由电脑控制的电磁阀控制这些液压与分泵的通断。  雷克萨斯AHC和AVS主动悬挂 悬挂类型：主动式液压悬挂 越野老大路虎的身世一波三折，近几年来显得有点举步不前，于是后起之辈丰田LC200奋起直追，而与LC200同平台的高端版本雷克萨斯LX570则推出了众多新技术，其实力已经超越了越野世家路虎。LX570在悬挂方面引入了4轮电子液压技术AHC(Active Height Control主动高度可调)和AVS(Adaptive Variable Suspension自适应可变悬挂)，并且把AHC、AVS和悬挂控制系统整合在一起，目的是既增强其越野性能，又在舒适性和运动性方向双丰收，还要贪心地顾及了安全性能。 AHC即是液压的可升降悬挂技术，行驶于高速公路时，可自动将前、后分别降低10mm和7mm，以提高了行驶稳定性，如果把变速器调入低挡位或遇到路面凹凸不平时，AHC系统又会聪明地升高车身，还可以在上下车时将车高自动降低50mm左右。AVS是LX车系第一次装备，通过传感器监测路面的变化，随时改变悬挂阻尼的软硬调校和行程。  图为保时捷空气悬挂系统 保时捷PASM主动悬挂和PDCC动态底盘控制 悬挂类型：空气悬挂 代表车型 保时捷 Cayenne(卡宴) Turbo S(参数配置 图库)
很多标榜运动性的轿车，都会高调地宣称自己的底盘采用了保时捷技术(例如标致)，还有更多是提到自己的悬挂系统得到保时捷的调校，由此可见保时捷的悬挂技术已经是深得人心。保时捷Cayenne Turbo S装备的PASM Porsche主动悬挂管理系统是跑车和SUV界的热门话题，而PDCC主动防倾杆技术则直接让Cayenne这种高重心的SUV变身为超级跑车。 PASM Porsche主动悬挂管理系统实则是一套主动式空气悬挂系统，不仅装备在Cayenne，也装备在传统保时捷跑车911(参数配置 图库)中。PASM可以根据需要按照路面情况和驾驶员的驾驶风格对减震力进行可变的调节，比其它车厂的主动悬挂系统更偏重于运动性能。例如驾驶者动作比较激烈，经常全油门起步和剧烈刹车，PASM就会自动控制起步和刹车时的抬头和点头现象；而在野外道路高速行驶时，PASM也会主动降低车身的摇摆程度，提高稳定性。Cayenne天生重心高，为此保时捷开发了PDCC液压主动横向稳定杆(也称防倾杆)。PDCC由引擎带动油泵工作，在前后桥各装备一套，通过液压旋转马达的作用，在车身过弯将要倾侧前提供反作用力，帮助车身保持稳定。  图为劳恩斯 现代DOWN FORCE 悬挂类型：空气悬挂 劳恩斯(Rohens)采用了前后独立的5连杆式可变阻尼悬架，并配备可变阻尼减震器(ASD)，通过主动及手动调节减震器的阻尼力，以提高悬架对不同路况的适应性。 为了在舒适与运动之间取得平衡，劳恩斯(Rohens)还采用主动电控空气悬架与DOWN FORCE技术。通过车主选择驾驶模式和汽车智能感知车辆状态，劳恩斯(Rohens) 车身高度可以手动或者主动调节，当时速达到120km并维持10秒以上时，劳恩斯(Rohens)车身会主动降低15mm。增加车辆高速行驶时车身稳定，同时也减小了高速状态下的风阻。 个别特例： 我们了解了这么多可变底盘悬架技术后发现原来科技可以让我们的驾驶变得更加舒适便捷，满足舒适性的同时又能具有很好的操控性。但是如果你觉得还不过瘾，追求驾驶的绝对操控性，使得底盘达到极端的情况那是怎么一个样子呢，让我们来看一看最接近F1的超级跑车法拉利ENZO。 法拉利ENZO F1赛车式悬挂  图为法拉利F2008的后悬挂 数十年来法拉利顶级的运动品牌以开发赛车标准的超级跑车为荣，其悬挂技术也直接从赛场上沿用过来。而当今法拉利最顶级的量产跑车ENZO(恩佐)，则采用了源自F1技术的悬挂系统。 F1的悬挂系统多年来没有改变，仍然是由全双叉形臂加推杆式的悬挂设计。我们知道普通轿车的减震部件由螺旋弹簧或空气弹簧这些组成，但在F1悬挂里则主要通过碳纤维扭力杆的物理形变来完成——车轮上下移动的能量通过推杆、摇臂再传扭力杆。如果从车底观看ENZO，会发现前悬挂清晰可见，它是采用F1推杆式设计，但后悬挂就没法在底部看到。打开ENZO的车尾引擎盖，除了那副令人向往的6.0L V12引擎，还有就是在引擎旁边的一对水平放置的减震器，后悬挂的设计精华就在此处，由于ENZO这种超级跑车不需要考虑日常道路行驶，因此悬挂不需要长行程减震，所以设计时可以把更多的精力投放到精确上面，并且可以安置在非常理想的位置。把悬挂放在车身上面，可以令悬挂的反应更快，维修和调整也更加容易。
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