十年前空氣懸掛聽起來還是一個很高級的配置,無論是奔馳S還是寶馬7系(參數|圖片)都直接將空氣懸掛作為了全系標配,然而這其中卻存在著一個只有極少數人知道的驚天秘密:空氣懸掛其實並不是空氣懸掛!
什麼是空氣懸掛?
空氣懸掛的英文名為Air suspension,似乎翻譯成空氣懸掛並沒有什麼問題。然而Air suspension這個英文名自從誕生之時,其實就是個錯誤的名字。
眾所周知,懸掛的組成不只有彈簧,還有避震筒等其它零件。其中彈簧的主要作用是用來儲蓄動能能量。而空氣懸掛與普通懸掛真正的差別,其實就是支撐車輛和儲蓄能量的介質發生了改變。換而言之,空氣懸掛與普通懸掛之間差別只有彈簧的不同。其中空氣懸掛採用了「氣囊」作為支撐車輛的介質,並通過氣壓達到支撐車輛的作用。
除此之外,為了控制「氣囊」內的氣壓,空氣懸掛往往會配有高壓空氣瓶、空氣壓縮機等裝備。而「氣囊」也會使用經過硫化的橡膠作為主要材料,從而提高「氣囊」的耐用度。
所以,我們經常說的空氣懸掛其實並非是「真正」的空氣懸掛,因為相比於普通懸掛來說,空氣懸掛只不過是將支撐的介質由金屬彈簧更換為了「氣囊」而已,避震筒是一直存在的!也就是說,空氣懸掛真正的名字應該叫做「空氣彈簧」。
囊式空氣彈簧
目前空氣彈簧主要分為兩種形式,分別是囊式空氣彈簧和膜式空氣彈簧。其中不少老款採用空氣懸掛的車型基本都是囊式空氣彈簧。由於氣囊之間採用了鋼製鐵環的緣故,所以囊式空氣彈簧與傳統金屬彈簧的感受要更接近。
但也正是由於「氣囊」被強制分成了數節,且節數越多彈性越好的關係,導致囊式空氣彈簧的側向剛度係數較差,也就是容易被掰彎。再加上由於結構關係,囊式空氣彈簧需要更大的氣壓才可以撐住車輛,那隨之而來的便是更高的氣壓和更硬的「氣囊」。
膜式空氣彈簧
相比於囊式空氣彈簧來說,膜式空氣彈簧可以在較低氣壓的情況下提供相對足夠的支撐力,並呈現出反S型的彈性曲線。翻譯成人話就是,膜式空氣彈簧擁有更強的抗扭性,並且在相同硬度條件下,膜式空氣彈簧在一定範圍內擁有更好的舒適性和支撐性。
與此同時,膜式空氣彈簧的結構要更簡單,下方採用自封口設計,可以有效延長「氣囊」的使用時間,並提供範圍更大的高低調節。
空氣懸掛的功能
存在既合理,空氣彈簧的誕生主要是為了彌補金屬彈簧的部分缺點。由於儲蓄能量的介質由金屬改為了空氣,所以它可以通過調整空氣氣壓的方式來調整車輛懸掛的軟硬。
空氣彈簧除了可以改變懸掛軟硬外,還具有調整車輛離地間隙的功能。但由於車輛升高必定伴隨著氣壓升高,所以當懸掛調整到最高狀態時,整體的硬度也會略有提升。好在,高度與硬度之間並非是一元一次函數的關係,所以即使車輛處於最高狀態,空氣彈簧硬度可能僅僅只硬了10-30%左右。
得益於氣壓作為調整介質,空氣彈簧懸架除了調整高度和軟硬外,還有最後一項得天獨厚的優勢,那就是自動水平。
我們在馬路上經常會看見一些轎車由於後座坐滿了3個人,最終導致了車屁股塌陷的情況。而此時,如果換成空氣彈簧懸掛的話,那麼它就可以通過調整「氣囊」內氣壓的方式,使車輛重新回到空載狀態下的車身姿態。
空氣懸掛的優點
空氣彈簧硬度曲線
一般車輛彈簧的形變狀態與承受壓力都是呈等比增長的。比如說每增加3kg的重量,懸掛就會降低1mm。然而由於空氣的壓縮形變,卻不是如此。舉個例子,當空氣彈簧內的氣壓為30psi時,你只需要給予它10kg的壓力,它內部的氣壓就會達到40psi。然而當它內部擁有60psi時,你可能需要給予它40kg的壓力,才可以讓其內部壓力增加到70psi。所以空氣懸掛有著初段柔軟,中後段較硬的特點。當然,這僅僅適用於囊式空氣懸掛,而膜式空氣彈簧則由於「氣囊」自身會向下收縮的關係,使它的彈性曲線呈現出完全不一樣的效果。
簡單來說,空氣懸掛不僅可以保證車輛面對小顛簸時的舒適性,同時還可以保證相當充足的支撐性。然而豪華廠商對於只滿足基本功能的空氣彈簧並不滿意,所以在不少頂級轎車上,車企會研發一種可預判路況顛簸的空氣彈簧。
通過車前攝像頭實時掃描前方路況,車輛會提前感知即將經過的路面狀況。此時車輛就會直接通知空氣壓縮機,並讓空氣壓縮機根據路況調整空氣彈簧的氣壓,從而提高車輛在各種路面的舒適性。
此外,在車輛高速行駛時,空氣彈簧會通過給氣囊放氣從而降低車身高度,使車輛撞風面積降低的同時與地面產生一定的負壓效果,增加車輛高速穩定性。而在路況較差的情況下,空氣彈簧會提升底盤離地間隙,從而增加車輛的通過性。
不過要注意的一點是,超跑上調整前懸高度的功能卻不是通過空氣彈簧實現的,具體原因我稍後說!
空氣懸掛的缺點
雖然空氣懸掛有很多優點,但為何它沒有走進尋常百姓家呢?甚至在超跑上也難以尋覓呢?此時就不得不提一下它的缺點了。
首當其衝的缺點就是空氣彈簧的維修保養問題。由於空氣並非是完全乾燥的,所以經過空氣壓縮機打入「氣囊」的氣體中也是含有水分的,而這種水分並非是純淨水,裡面會含有各種各樣的礦物質。對於氣囊來說,這種礦物質會加速橡膠老化,造成「氣囊」損壞。
當然廠家也意識到了這樣的問題,所以經過壓縮的空氣還要過一遍乾燥劑才可以正式進入「氣囊」內。但久而久之,隨著乾燥劑效果的下降,還是會影響到「氣囊」的壽命。
除了水分會影響「氣囊」壽命外,一些被輪胎捲起的石子同樣會影響「氣囊」的壽命。如不巧被尖銳石子撞擊後,輕則微微漏氣,重則直接報廢。而「氣囊」的維修費用,上萬元肯定是跑不掉的。
此外,空氣壓縮機以及氣體管路等零部件也會隨著使用次數的增加而降低壽命。所以,雖然空氣彈簧的功能更多,結構更為複雜,但在維修保養方面卻是一大坑!
而超跑不使用空氣彈簧主要是因為它的性能不可控。「氣囊」內的氣壓會隨著溫度的變化而變化。這種不可控性雖然在民用車上表現不明顯,可對於追求極致操控的超跑來說,便成了它們拒絕空氣彈簧的最好理由!
同時空氣壓縮機以及氣罐所帶來的附加重量也是超跑廠商所不能忍受的,這也就是為什麼超跑廠家更加偏愛可調懸掛或電磁懸掛的原因。
隨著時代的進化,空氣彈簧並不會離我們越來越近,畢竟相比於它的優勢和功能性來說,空氣彈簧的缺點還是太過致命,這也就是為什麼十幾年前出現在高端車型上的空氣彈簧依舊沒有在當下普及的真正原因!