一,、汽車懸架簡介

在汽車智能化趨勢之下,，為了實(shí)現(xiàn)對整車的智能控制，整車上那些原本機(jī)械化的部件逐漸朝著可控制方向發(fā)展,，而懸架系統(tǒng)作為智能汽車執(zhí)行層面的重要組成,，它的性能優(yōu)劣直接影響著用戶的用車舒適性。

懸架是汽車底盤系統(tǒng)的核心部件,，其分布于車輪與車身之間,，是兩者間傳力連接裝置的總稱。主要用途便是在為車身提供支撐的同時,，為車輛在不平坦路面行駛時所帶來的沖擊力得以緩沖,，由此減少行車過程中的震動、顛簸等不適感,，是車輛在操控性,、舒適性、安全性等方面的重要參與者,。

通常情況下,，汽車懸架的構(gòu)成主要有：彈性元件、減振器以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu),。根據(jù)汽車應(yīng)用場景的不同,，懸架在車上的結(jié)構(gòu),、控制方式等亦有區(qū)別，從不同的維度出發(fā),，可將汽車懸架如下分類：

1）結(jié)構(gòu)差異性分類：非獨(dú)立懸架與獨(dú)立懸架,；

兩者的區(qū)別主要是看車身兩側(cè)的車輪是否獨(dú)立懸掛于車架之下。非獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)下,，兩側(cè)車輪通過車橋硬連接形成一個整體,，而獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)則是采用'斷開式車橋’將兩側(cè)的車輪分開。當(dāng)車輛行駛過程中遇到單側(cè)突起的路面時,，由于獨(dú)立懸架的車輪可單獨(dú)縱向運(yùn)動,，因此可減少突起帶來的顛簸感。目前在追求舒適性的車用車領(lǐng)域,，基本都采取了獨(dú)立懸架，而商用車領(lǐng)域由于成本的原因,，大多采用非獨(dú)立懸架,。對比簡圖如下：

2）控制力差異分類：被動懸架、半主動懸架與主動懸架,；

懸架的兩個核心技術(shù)是彈簧的剛度以及減振器的阻尼,，根據(jù)在行車過程中應(yīng)對不同的道路情況，是否可對這兩參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,，以達(dá)到對懸架系統(tǒng)控制,，可將其分為可控懸架以及被動懸架。在可控懸架中,，根據(jù)控制的全面性,，又進(jìn)一步劃分出了半主動懸架和主動懸架。

a）被動懸架：懸架系統(tǒng)由彈性元件,、減振器等機(jī)械零件組成,。在行車過程中，當(dāng)車輛受到不平穩(wěn)路面的沖擊力時,，沖擊力通過這些機(jī)械零部件進(jìn)行被動吸收而得以緩沖,，車輛的駕駛舒適性、可通過性由減震零件的性能決定,，車內(nèi)的顛簸感,、平穩(wěn)度完全取決于外部的道路，其結(jié)構(gòu)簡圖如下：

b）半主動懸架：在被動懸架的基礎(chǔ)上增加控制系統(tǒng)以達(dá)到對懸架的可控,。該類型懸架是在被動懸架向主動懸架演化的過程中,，由于主動懸架其系統(tǒng)構(gòu)造的精密度、成本,、功耗等方面皆較高,，因此處于中間過渡的半主動懸架被得以應(yīng)用,。半主動懸架通常有兩種方案：一種是通過傳統(tǒng)鋼制彈簧配合可控減振器方案，另一種是選擇空氣彈簧配合普通減振器的方案,，但無論采用的是何種方案,，半主動懸架在行車過程中都只能對阻尼力或剛度系數(shù)中的一種進(jìn)行調(diào)整，這也是'半’的由來,。但盡管如此,，半主動懸架相對于被動懸架，其對于車輛在可通過性,、舒適性等方面都有了較大的提升,。

c）主動懸架：在主動懸架系統(tǒng)中，通過傳感器等元件主動收集行車過程中的載荷,、車速,、車高、路面情況等參數(shù)的變化,，控制單元能根據(jù)這些信息自動調(diào)整懸架的剛度和阻尼力的大小,，從而提升車輛行駛的平順性與通過性。當(dāng)前市場中的主動懸架有空氣懸架和電磁懸架兩類,，其中電磁懸架又分為CDC（Continuous Damping Control,，電子液力式可調(diào)懸架）和MRC（Magnetic Ride Control，電磁懸架）兩種,。

由于按照控制力差異對懸架進(jìn)行分類是業(yè)內(nèi)較為常見的一種,，因此對此分類方式下的三種懸架進(jìn)行簡單對比，并整理成如下表格：

3）控制方式分類：機(jī)械懸架和電控懸架,。

機(jī)械與電控的區(qū)別在于前者只能通過自身系統(tǒng)性能實(shí)現(xiàn)一定的減振效果,，而后者能夠根據(jù)行車過程中的不同路況，通過傳感器采集并由控制單元主動調(diào)整懸架系統(tǒng)的剛度,、阻尼力,、車身高度等參數(shù)，以提供行車過程中的通過性和舒適性,。如上述的主/被動懸架描述,，正常情況下，電控懸架常適配于可控懸架中,。

對上述描述的懸架分類進(jìn)行總結(jié)如下圖：

二,、主動懸架

在傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)中，由于彈簧,、阻尼器參數(shù)皆無法調(diào)整,，因此當(dāng)兩者搭配使用時，若彈簧剛性大,、阻尼力大,，則駕駛員會感覺整車偏'硬’,，而反之則會覺得'軟’。因此在當(dāng)前的汽車市場中,，主機(jī)廠們通過使用可控的懸架系統(tǒng)對整車的駕駛舒適性進(jìn)行優(yōu)化,。

但基于整車成本、技術(shù)條件等諸多方面的考慮,，當(dāng)下汽車市場中主流搭載的還是可調(diào)阻尼的半主動懸架,，這可很好的應(yīng)對在目前自動駕駛等級上不高的市場環(huán)境。但隨著汽車智能化趨勢的深入,，汽車需要更加自主的應(yīng)對各種復(fù)雜路況,，因此對于車身系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)的控制亦需更加精細(xì)化,，而作為汽車智能底盤的關(guān)鍵組成,，懸架系統(tǒng)的智能化亦不可忽視。半主動懸架由于不可調(diào)節(jié)整車車身高度,、調(diào)節(jié)范圍受到限制,、調(diào)節(jié)精度不足、可調(diào)節(jié)頻次低等情況,，或?qū)⒅饾u被主動懸架所替代。

空氣懸架：該系統(tǒng)是在可調(diào)阻尼的半主動懸架的基礎(chǔ)上使用空氣壓縮機(jī)和空氣彈簧來取代傳統(tǒng)的線圈彈簧,，目的是以空氣彈簧為調(diào)節(jié)器,，并通過對電磁閥和空氣壓縮機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)向空氣彈簧氣腔內(nèi)充氣的目的,，再借由空氣密度的改變對空氣彈簧的剛度進(jìn)行調(diào)節(jié),，以此來實(shí)現(xiàn)車身高度的變化即整車的彈性變化。

目前電控式空氣懸架的電磁閥響應(yīng)時間通常在5ms左右,，減振器變阻尼時間小于10ms,，氣囊變剛度時間小于100ms。在智能化來臨之際,，整車可根據(jù)實(shí)際情況,，在行車過程中對彈簧剛度與減振阻尼進(jìn)行自主調(diào)節(jié)，通過兩者間的合理搭配使得行車過程獲得更佳的體驗(yàn),，其架構(gòu)示意如下圖,。

如上圖所示，在空氣懸架的系統(tǒng)組成中,，除在傳統(tǒng)懸架結(jié)構(gòu)中所必需的結(jié)構(gòu)外,，電控部分的主要組成整理如下：

但由于當(dāng)前市場中空氣懸架的價格較之傳統(tǒng)的懸架要高出數(shù)倍，在其成本尚未下降之前,，主要被應(yīng)用于一些中高端車型中,。

電磁懸架：就阻尼力與剛度的控制而言,，其最終的目的與其他懸架是一樣的，但電磁懸架在應(yīng)用原理上與空氣懸架則有所不同,，其是通過提高磁流變液對汽車穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)節(jié),，在車輛穩(wěn)定性的控制方面比空氣懸架要更出色。

空氣懸架是目前市場上主流采用的一種主動懸架結(jié)構(gòu),，但由于成本較高的原因,，其滲透率一直較低。至2022年底,，在我國的汽車市場中,，空氣懸架在乘用車領(lǐng)域的滲透率僅0.7%，而在商用車領(lǐng)域,，由于輕卡等小型商用車對成本控制更為嚴(yán)格,，因此主動懸架在此基本未被應(yīng)用，但對于中/重型卡車,、客車則有部分應(yīng)用,，據(jù)統(tǒng)計(jì)，空懸在此領(lǐng)域的滲透率約為5%,。

在如今的市場環(huán)境下,，國內(nèi)主機(jī)廠對整車成本進(jìn)一步壓縮，空懸高成本若得不到緩解,，那么在未來的市場滲透上想必依然難以提升,。作為主動懸架中的一種，CDC懸架在成本上具有絕對優(yōu)勢,，以此作為切入點(diǎn),，其在未來汽車市場中的應(yīng)用或?qū)⒌玫綌U(kuò)大。目前國內(nèi)已搭載CDC懸架的有星途瑤光,、極氪009等車型,。

對幾種主動懸架性能進(jìn)行簡單對比，并整理成表,，如下：