q7空气悬架检修

奥迪Q7空气悬架工作原理与检修

2009汽车检测与维修技术1班黄慧

指导教师：蓝北军

摘要：文章介绍了空气悬架系统的发展过程，阐述了汽车空气悬架的工作原理及其结构特点，通过分析说明了汽车空气悬架系统具有非线性的变刚度特性，认为这种特性使空气悬架对于改善汽车的行驶平顺性具有其特有的优点，同时，说明了其必然存在的缺点，介绍了国内空气悬架系统的发展现状及其发展的客观条件，并且分析了我国汽车空气悬架系统的发展趋势。

关键词：空气悬架检修故障诊断

第一章绪论

1.1 空气悬架的发展历程

空气悬架最初诞生于十九世纪，主要用于机械设备的隔振。空气悬架1901年最初在车辆上作为悬架元件使用，主要用作有轨电车悬架的减震元件。1947年，美国的普尔曼车上首先使用了空气弹簧悬架系统。空气悬架目前已经成为提升汽车性能的关键部件之一，其独特的变刚度、低振动频率、抗冲击的特性有效地提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性，同时还可以有效地减小汽车对路面的损坏[1]。到了20世纪六十年代，汽车空气悬架系统已经进入了蓬勃发展的阶段，不仅取得了丰富的理论成果，而且在美国、欧洲等发达国家的大部分公共汽车、豪华旅游车上得到了应用。我国早在20世纪六十年代就曾经设计生产了空气悬架系统，但是由于我国的整体工业水平比较低，实际产品的使用效果并不理想。目前，我国正处于重新起步阶段，空气悬架只应用在一些豪华客车和少部分的重型载货车上。

1.2 汽车空气悬架的工作原理及结构特点

汽车空气悬架主要由空气弹簧组件、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成。它把空气弹簧作为弹性元件，通过空气的可压缩性来起到弹性作用。空气弹簧是空气悬架系统的核心部件，由纺织物作为骨架增强层的弹性支撑承载部件，可以通过充气来调节车身的高度，并利用橡胶的弹性和空气压力，获得综合性的减振缓冲性能[2]根据橡胶气囊工作时的变形方式，空气弹簧可以分为膜

式空气弹簧、囊式空气弹簧以及混合式空气弹簧三种。

膜式空气弹簧主要靠橡胶气囊的卷曲获得弹性变形；囊式空气弹簧主要靠橡胶气囊的挠屈获得弹性变形；混合式空气弹簧则兼有以上两种变形方式。膜式空气弹簧有效面积的变化率或有效直径的变化率较小，因此其刚度较低，容易得到较低的自振频率；膜式空气弹簧的底座同时也是活塞，膜式气囊变形时，卷曲部分在活塞表面滚动，通过改变活塞的形状和尺寸，可以改变空气弹簧的有效面积或有效直径的变化率，可以得到所需的弹性特性，结构比较简单，便于大批量生产。囊式空气弹簧标准高度比膜式低，囊式空气弹簧有效面积或有效直径的变化率较大，因此其刚度较高，自振频率较高。混合式空气弹簧气囊上部与囊式空气弹簧上部基本相同，其下部则与膜式空气弹簧气囊类似，兼有膜式和囊式空气弹簧的特点[3]。

1.3 汽车空气悬架系统的优缺点

1.3.1 汽车空气悬架系统的优点

与传统的钢板弹簧相比，空气悬架系统具有无可比拟的优点[1]：

（1）汽车空气弹簧具有非线性的刚度特性，可以使其在额定载荷附近具有较低的刚度值可以得到较低的固有振动频率，提高汽车的行驶平顺性。

（2）汽车空气悬架质量轻，刚度低，高速行驶时会提高轮胎的附着能力，同时在转向时，可以使过多转向和不足转向倾向减小，转向稳定性强，提高了整车的操纵稳定性。

（3）当载荷发生变化时，利用高度控制阀，可以很容易地调整车身高度，使其保持不变，提高汽车的行驶平顺性。

（4）相对于钢板弹簧而言，空气悬架能够更有效地减小车身的振动，更有效地减小由于路面不平所引起的振动。

1.3.2 汽车空气悬架系统的缺点

同时，空气悬架也存在一些缺点：

（1）结构复杂、制造成本高。

（2）空气弹簧的尺寸大，在汽车上布置较困难。必须装配横向稳定器。

（3）密封困难。空气悬架需要密封的部位比较多，如果密封不好，就会直

接影响空气悬架的性能。

1.4 国内空气悬架发展现状及发展环境近

些年空气悬架在我国的应用开始大量地向中高档客车发展。目前，在全国销售的大、中型客车中，配置空气悬架的客车已经占总量的8%左右。由于空气悬架需求量的增大，国内已经有一些企业正在开发生产空气悬架系统及其零部件。我国已经通过标准法规体系的制定，引导、推动空气悬架在商用车上的应用，在交通部《营运客车类型划分及等级评定》（JT/T 325一2002)标准中规定，大型客车高一级、高二级、高三级必须全部采用空气悬架，在中型客车高二级、高一级A型中也必须全部采用空气悬架。

新修订的《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB1589一2004）规定：双轴汽车驱桥的最大允许轴荷限值在配置空气悬架时为11500kg，普通悬架最大限值为10000kg；三轴汽车驱动轴为每轴每侧双轮胎且配置空气悬架时，允许轴荷的最大限值19000kg，普通悬架最大限值l8000kg。可以看出，随着我国标准法规的日益完善、执法力度的不断加强和超载超限治理工作的持续推进，空气悬架在我国汽车上的应用范围将不断扩大。

1.5 空气悬架系统在我国的应用前景及发展趋势

世界发达国家的汽车制造企业纷纷投巨资研制新一代空气悬架产品，通过采用高新技术，最大限度地提升载货汽车的技术水平。目前，在我国，空气悬架系统还处于仿制或者直接购买产品阶段[4]，国内科研人员正在不断地对空气悬架展开理论研究，同时对空气悬架与整车的匹配技术，空气弹簧的设计和制造技术，空气悬架导向机构设计以及空气悬架系统的控制技术进行深入、细致地研究。空气悬架系统的小型化、刚度的可调整性以及智能控制是其发展的必然趋势。伴随着计算机技术的迅猛发展，空气悬架系统的智能控制技术也将得到快速地发展。在技术应用方面，主要体现在应用空气悬架以后对汽车的乘坐舒适性、安全性、动力性、经济性、环保性、可靠性等方面性能的不断改善；在市场推广方面，主要围绕客户不断细分的市场进行专业化应用车型的开发，产品品种不断增加。我国是近年来国民经济生产总值增长最快的国家，随着经济水平的不断提高，由于空气悬架系统所具有的非线性、变刚度的特性，因此在对经济增长有着重要影响的交通运输领域，推广运用空气悬架系统具有广阔的发展空间。[5][6]