尽管空气悬架早在数十年前就已经问世,但随着新能源汽车的兴起,其优势逐渐凸显,成为现代汽车中的热门配置。
一、概述
空气悬架是目前最广泛应用的主动悬架系统。
空气悬架主要由三大系统组成:空气供给系统(包括空气压缩机、储气罐和分配阀),减振系统(空气弹簧和电控减振器),以及电子控制系统(车身高度/加速度传感器和ECU控制器)。
二、核心零部件——空气弹簧
空气弹簧是一种充满压缩空气的橡胶气囊,通过调节充气量来调整车身高度。与传统螺旋弹簧的线性刚度不同,空气弹簧具有非线性刚度特性,可以根据整车需求调整其刚度曲线。
空气弹簧的关键在于其橡胶囊皮,囊皮的配方和工艺结构决定了其耐久性和扭转表现。
目前,国内乘用车多数采用单腔空气弹簧,即只有一个气室。前后空气弹簧的结构略有不同:
前部空气弹簧滑柱总成:主要包括上顶座总成、扣压环、气囊、铝护筒、防尘罩、活塞、缓冲块、密封盖和减震器等部件,且与减震器合装。
后部空气弹簧总成:由轴承座、上座、活塞、扣压环、铝护筒、下座、气囊和防尘罩等部件组成,通常与减振器分开布置。
三、核心零部件——空气供给系统
空气供给系统:一般由空气压缩机、空气干燥器和阀块组成。根据系统是否与外界空气交互,可分为开式系统和闭式系统。
开式系统与外界空气相互交互。闭式系统则与外界空气不交互,将分配阀、空气压缩机和控制单元ECU集成一体化。闭式系统具有更高的集成度、更小的布置空间、更复杂的设计、更精确的控制方式和较低的价格。
国内市场上,很多车企如岚图、理想、小鹏等采用开式空悬系统,而智己、高合及蔚来ES8等车型则使用闭式空悬系统。
四、核心零部件——CDC减震器
- 电控减震器:主要有CDC可变阻尼减震器和MRC电磁减震器两种方案,目前以CDC减震器更为普及。
- CDC减震器(连续阻尼控制减震器)由萨克斯(SACHS)开发,核心部件是电磁阀。其每秒扫描100次,响应时间为10毫秒。
- 其工作原理是通过电子控制单元(ECU)计算控制信号,向CDC电磁阀发送指令,调整两个腔室间小孔的大小,从而改变减震器的阻尼特性。
五、核心零部件——MRC减震器
MRC磁流变液减震器:这种减震器使用磁流变液替代普通液压油,当ECU发出指令时,内置的电磁线圈产生磁场,作用于磁流变液中的磁性颗粒,使液体粘度迅速增加,从而改变减震器的阻尼特性,实现悬架性能的实时调整。
磁流变减震器每秒扫描1000次,响应时间仅为1毫秒,是目前响应速度最快的阻尼可调减震器,但成本也较高,主要用于法拉利、凯迪拉克、保时捷等高端车型。
六、空气悬架核心零部件BOM拆分
在空气悬架系统中,空气弹簧、电控减震器和空气压缩机三部分的价值最高,成本占比超过75%。
国产空气弹簧是最先实现国产化的零部件,经过测算,其总成单车价值量比进口产品低约34%。
随着供应链国产化和产量提升,预计国产乘用车空气悬架总成价格有望降至8000元以内。