空气悬挂系统是如何工作的?定义、结构、类型、功能[注释& PDF]

空气悬架系统是一种悬架系统，其中使用空气弹簧或安全气囊代替金属弹簧(线圈或叶片)来支持车辆在轴上的安全气囊组织。

在这篇文章中，我们将学习What is空气悬挂系统？它是如何工作的?结构或主要部件、类型、功能、优点、缺点和应用。

注:在最后，我附上了这篇文章的PDF格式，你可以下载。

的空气悬挂系统的工作原理是利用压缩空气来改变车辆悬挂系统的高度．简单来说，空气悬架就是利用空气的特性来起到缓冲作用的悬架。

路面上的颠簸会压缩安全气囊，气囊上下弹跳，使车轮得以移动。安全气囊只不过是一个装空气的橡胶囊，通常由纤维增强橡胶或橡胶和橡胶的复合材料制成聚氨酯．

这些材料用于提供结构完整性、气密结构和耐腐蚀性。这些膀胱被称为风箱。

风箱只不过是一个被限制在橡胶和织物容器中的空气柱，看起来像一个叠在另一个上的汽车轮胎。

使用的其他类型是活塞式和拉长波纹管式。安全气囊在压缩时就像弹簧一样。压缩空气由空压电机提供。高度传感器用于感知车辆装载时悬挂高度的变化。压缩空气被用来给安全气囊充气，提高气压底盘从轴上。

使用机载空气接收罐储存压缩空气，以不延误地进行供应。空气悬架系统的基本用途是在车辆负载变化时保持车辆高度不变，并通过吸收道路冲击为车辆提供稳定性。

空气悬架系统的安装和布局因车辆而异，但工作原理是相同的。

与液压气动悬挂，空气悬架使用的不是加压液体，而是加压空气。这些系统已经使用了大约40年，并已被证明可以提供最平稳和无冲击的乘坐。

今天，它主要用于不同的重型卡车、拖车和公共汽车。现代汽车和轻型卡车的电控系统具有自动调平和升降功能。

空气悬架系统的历史:

威廉·布莱斯爵士被称为汽车悬挂系统之父。空气悬挂系统可以追溯到20世纪初。

1901年1月，英国工程师阿奇博尔德·夏普申请了一种密封方法的专利，该方法允许使用气动或液压装置，称为滚动手套密封。他亦申请使用该装置为单车提供空气悬架。

1909年，一家名为空气泉有限公司的公司开始生产A.S.L.摩托车。摩托车前后都有气动悬架，在当时任何形式的摩托车中，后悬架都很常见。

1901年1月22日，威廉·汉弗莱斯(William W. Humphreys)申请了“车辆气动弹簧”的专利，该想法由一个左右空气弹簧组成，纵向通道几乎与车辆长度相同。

第二次世界大战期间，为了减轻重量，美国开始在重型飞机上使用空气悬架。空气悬架系统也被用于重型卡车和飞机，以提供自流平悬挂。这使得轴的高度可以独立于车辆负载。

Citroën DS在1955年开始使用四轮液压气动悬挂。1956年，在EMD的Aerotrain上进行了空气悬挂试验。通用汽车公司利用二战经验为卡车和飞机开发了空气悬架。

它引入了新的1957年凯迪拉克埃尔多拉多Brougham空气悬挂。其他一些汽车，如漫步者大使，美国汽车的“越野”旅行车，埃尔多拉多塞维利亚，宝沃p100，梅赛德斯-奔驰W112开始使用自流平空气悬挂系统在1960年代早期。

1965年，劳斯莱斯公司和1984年福特汽车公司相继成立。1986年，丰田推出了第一款电控系统，半主动全空气悬架系统(弹簧主动，衰减力可变)。2013年，特斯拉A型车开始提供高度可调的空气悬架。

空气悬挂系统定义:

空气悬架系统可以定义为一种类型的悬架系统，它使用由增强橡胶组成的柱内的空气特性，用于车辆的缓冲目的。

圆柱也被称为风箱，可以承受高压空气。风箱分别在充满空气和释放空气时膨胀和成型。

风箱被用来吸收悬架上的冲击，而不是传统的金属弹簧。

空气悬架系统采用高度控制阀门根据车辆负载情况，测量风箱所需的风量。

空气悬架系统的结构或主要部件:

空气悬架系统由三个基本部件组成，即空气压缩机、空气蓄能器、供气管路、安全气囊、高度控制阀和电磁阀(在电气系统中)。

# 1。空气压缩机:

空气压缩机是悬架中送风系统的主要部件。它的工作原理是将大气中的空气吸入泵中，并通过过滤器将其压缩到约240兆帕的压力。

它一般安装在车架上或后备箱里。压缩机中的干燥器使用一种称为干燥剂的物质，在空气进入系统之前吸收空气中的水分。

一个干燥剂是一种吸收性物质，一种可以在自身内部容纳另一种物质的物质。这样做是为了避免空气中的水分，防止水分进入系统，因为它可以在封闭的系统内与反应造成严重破坏。

压缩机可以手动或自动激活，可以由驾驶员自己控制，也可以在电子系统中自动控制，也可以两者结合。

# 2。空气蓄压器:

一些先进的压缩机需要储存介质来储存产生的高压空气。这些储存介质称为空气蓄能器。

空气蓄能器在压力之间提供一个均匀的过渡。一个安全安全阀也附在蓄能器释放多余的空气。

# 3。供应:

供应管道用于将压缩空气输送到安全气囊。它类似于常见的高压航空公司，并沿着车辆的框架。

这些大多由橡胶或聚氨酯组成，但也可以由定制的钢线取代，这提供了一个更干净的外观和更坚固的结构。

# 4。安全气囊:

安全气囊是一种简单的用来保持空气的橡胶。它也被称为空气风箱。其他类型的安全气囊包括活塞型和延长波纹管型。

安全气囊利用空气和橡胶的压缩能力来吸收振动，从而提高或降低车辆。压缩空气被推入气囊，使其膨胀，并增加悬挂的高度。它们位于车架和车轴的中间。

安全气囊可以提升和水平下垂的车辆时，它牵引或承载不均匀的负载。它可以根据负载进行调节，可以补偿不一致的负载，通常由聚氨酯或纺织增强橡胶组成。

现代安全气囊的制造方法与轮胎相同，使用高强度的线绳封装在橡胶中。

# 5。高度控制阀:

高度控制阀是一种传感器，用于检测轴相对于车架高度的变化。这些大多是机械阀门，但电子高度控制机构可用于现代车辆。身高控制也可以被称为HCV。

它被安装在车架上，l型连杆将HCV连接到车轴上。当轴相对于框架上下移动时，连杆机构通过阀门或电子机构运动。

在机械阀门中，HCV位于从蓄能器到气囊的供气线之间。HCV还有一个排气口，用于在安全气囊泄气时释放空气。HCV控制车辆的高度。

# 6。电磁阀:

螺线管只存在于电子空气悬架系统中。当控制连杆向上或向下移动时，电子传感器将信息发送给控制器电控单元(ECU)是中央控制系统。这些控制打开或关闭电磁阀需要充气或放气的安全气囊。

空气悬挂系统如何工作或工作?

空气蓄能器向附加在车辆框架上的阀门(HCV)提供空气。这些阀门通过供应管道连接到安全气囊上。

当负载增加到车辆上时，HCV连杆会根据车辆上的负载使阀门偏转并移动，以使悬挂保持在恒定的高度。

HCV的阀门根据连杆上的偏转向安全气囊提供空气。供气使气囊充气，使悬挂恢复到原来的位置。

这确保了正确的乘坐高度和HCV联动移动到一个公正的位置。阀门也会恢复到原来的状态，并确保安全气囊，以保持最佳的行驶高度。

当重量从车辆或悬挂系统中排出时，轴上的负载移开并返回到原来的位置。

空气通过排气口从气囊中释放，连杆爬升到中立位置。在此之后，排气口关闭，安全气囊内的剩余空气再次锁定，保持正确的行驶高度。

空气悬架系统有哪些不同的类型或分类?

主要有基于空气弹簧设计了三种类型的空气悬架系统:

波纹管式空气悬架系统
活塞式空气悬挂系统
加长波纹管式空气悬架系统

基于工作的类型:

全空气悬挂系统
半空气悬挂系统

风箱的类型:

双曲波纹管
套波纹管
滚动凸瓣波纹管

# 1。波纹管式空气悬挂系统:

这种类型的系统由橡胶波纹管或橡胶膀胱组成。当压缩空气被填充或释放时，它由一个有两个回旋的圆形橡胶组成。

简单地说，传统的线圈弹簧悬架系统被卷积波纹管所取代。它是一个被限制在橡胶和织物容器中的空气柱，看起来像一个叠在另一个上的汽车轮胎。

# 2。活塞式空气悬挂系统:

这种类型的系统有一个倒鼓形式的金属空气容器。鼓是用来代替弹簧的。它也有一个滑动活塞连接到下叉骨。膜片用于提供密封，其外圈与鼓的唇部紧密相连。

# 3。加长风箱式空气悬架系统

当空气悬架应用于车辆后轴时，采用了拉长风箱式空气悬架系统。这些就像波纹管式弹簧，但在形状上近似矩形，有两个半圆形的末端。这些肘形结构连接在后轴和车架之间。

# 4。全空气悬挂系统:

全空气悬架系统意味着一个全自动或可调的悬架系统。该系统包括用全空气悬架系统取代两个车轴上的传统悬架系统。

这些过滤掉了路面上的轻微不均匀，从而增加了乘坐舒适性。该系统的部件包括压缩机、蓄能器、安全气囊、高度传感器、供电线路和电子控制单元(ECU)。

# 5。半空气悬架系统:

半空气悬架系统意味着使用空气弹簧来支持现有的传统悬架系统。该系统通常用于经常载重的车辆。

在该系统中，空气弹簧安装在底盘和后轴之间，以提高车辆在负载时的行驶高度，并在负载情况下产生恒定的行驶高度。因此，该系统有助于提高车辆的舒适度和稳定性。

# 6。双重复杂:

双曲弹簧看起来像两个椭圆形的结构，一个水平放置在另一个上面。波纹管通过板上的永久卷曲连接到珠板上。

这些具有更大的承载能力，更短的行程，和一个更渐进的弹簧速率，这是适用于大多数前悬架系统，其中弹簧位于相当内的负载点。弯曲弹簧提供良好的隔振和线性或角度驱动。

# 7。套波纹管:

它的弹簧直径更小，行程更长，弹簧速率更线性。波纹管通过外部夹具连接到珠板上。这些是最适合后悬挂系统的旅行要求更多。它提供了良好的隔振，但只有线性驱动。

# 8。滚动瓣波纹管:

滚动叶风箱有一个活塞在风箱的一端，在一个面包盘的地方。一般不推荐用于隔振，主要用于车辆悬架。

空气悬架系统的特点是什么?

当车辆未装载时，空气弹簧最初是软的，但由于空气弹簧内部气压的增加，刚度随着装载而增加。因此，当车辆处于装载和卸载状态时，乘坐质量是相同的。

当装载条件发生变化时，通过改变气压来保持车辆或悬架的乘坐高度不变。

能够适应不同情况的稳定性和不同的负载能力。这些系统控制许多东西，从乘坐高度到袋压，提供一个平稳，可控的驱动。

空气弹簧吸收路面冲击和不平的表面，从而增加车辆的稳定性。

这些系统旨在最大限度地提高安全承载能力、稳定性和整体乘坐质量。

空气悬架系统的优点:

空气悬架对悬架系统和车辆部件的磨损较小，这是因为空气悬架的粗糙度和振动降低了。空气悬架可以补偿路面上的坑洼、凹凸不平的表面和减速带，使车辆在路面上平稳行驶。
更大的转弯速度和控制水平转弯时，空气悬架可以实现，因为车辆更适合的道路条件。
空气悬架提供了所有车轮的一致性，并且在转弯时降低了车身翻滚的风险，减少了因悬架振动减少而引起的负载转移和损坏的风险。
空气悬架使一个更舒适的乘坐质量差的道路，可以改善控制时，越野由于可调的性质。这减少了乘客和司机的疲劳。
与常规钢弹簧相比，在加载和卸载条件下，弹簧速率的变化较小。这减少了动态负载。
当HCV连杆的挠度增大时，空气弹簧的刚度增大。
由于车辆高度是恒定的，因此避免了由于高度变化而引起的前照灯对准的变化。
由于车辆可以根据道路类型进行调整，由于空气弹簧，它可以提供更好的燃油经济性。例如，一种更适合特定路面的悬架，可以更好地控制，从而实现更高的转弯速度，并在多弯的路线上节省时间。

空气悬架系统的缺点:

初始成本高是空气悬架系统的主要缺点之一。这是因为空气悬架系统使用的部件和技术比传统的弹簧悬架系统更昂贵。
维护成本也是空气悬架系统的另一个主要缺点。这些系统是可靠的，但需要不时的维护。因为车辆可能会失去稳定性和控制，所以维护是必要的。
这些也容易出现机械问题。内部锈蚀或湿气损坏引起的任何故障，或系统内部供应管线的配件故障都可能导致系统中的机械问题。气囊泄漏也很常见，可能导致压缩机烧毁。
如果联动装置运行不正常，车辆的行驶高度可能会失去方向感。
空气悬架系统是更复杂的系统，需要更大的区域来操作。

空气悬架系统与传统悬架系统的区别:

空气悬挂系统	常规悬挂系统
在空气悬架系统中，使用安全气囊或风箱。	在传统的悬挂系统中，金属弹簧(线圈或叶片)被使用。
压力空气用于缓冲效果。	弹簧的弹性特性被用于吸收效果。
提高乘坐质量和舒适性，降低噪音水平。	与空气悬架相比，乘坐舒适性和质量较差
加载和卸载条件下的弹跳速率较小	与空气悬架相比，弹跳率更高
系统的刚度随着连杆机构挠度的增大而增大	系统的刚度随着连杆机构挠度的增大而减小。
减轻司机和乘客的疲劳。	与空气悬挂相比，司机和乘客更疲劳。
由压缩机、蓄能器、高度控制阀、空气弹簧或空气波纹管组成。	由钢板弹簧或卷簧、减震器、卸扣接头、托架组成。
车辆的乘坐高度是恒定的。	车辆的行驶高度随载重而变化。