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近年来,电磁悬挂在汽车行业的应用越来越广泛,特别是主打操控性的运动车型,电磁悬挂的加持让它们如鱼得水。很多网友可能会觉得“电磁”是一种很高科技的玩意,而实际上它的技术是否真的有那么超前?今天我们就来聊聊关于电磁悬挂的话题。

减震弹簧系统

很多人会把弹簧和减震器两个零件混淆,在这里我先给大家区分一下这两个概念。在汽车上弹簧的定义就是用来承载车身重量的弹性元件,无论是钢板弹簧、螺旋弹簧、空气弹簧还是液压弹簧,他们的功用都是一样的。我们拿普通的麦弗逊悬挂结构举例,除了在外圈有一副弹簧之外,它的中间还会有一根液压挺杆,这根挺杆我们就称之为减震器。

弹簧还有一个作用就是转化震动。如果车轮刚性地和车身连接,那么地面所有的短波振动都会全部传递到驾驶员身上,弹簧的存在就是将这种短波的低频震动转化为长波震动,所以弹簧本身是不具备消除振动能力的。在理想状态下,弹簧如果没有阻尼的话,它会一直不停的跳动。实际上,弹簧在上下运动的时候会受到应力使它发热,这是一个弹性势能转化为热能的过程,这个过程虽然可以消除一部分的震动,但对于地面传来的大量震动来说是微不足道的。

减震器本身就是一个阻尼器,它的存在可以快速地把震动消除。站在乘客的角度来看,阻尼越大,震动消失得越快,那么震感就越明显;反之阻尼越小,消除震动的时间就越长,车内的感受就像坐船一样摇摇晃晃,特别容易让人晕车。因此,减震器和弹簧是一套互相抑制的系统,我们可以把它称为减震弹簧系统。也有一些比较特别的例子,例如钢板弹簧,由于它每一片钢板都是紧压在一起,而且产生震动时正压力还会相应增大,这样可以通过钢板之间的摩擦散热把能量抵消掉。

电磁悬挂的概念

电磁悬挂又被称为磁流变减震器。液压减震器内部的活塞会在弹簧震动时上下移动,腔内的油液就会通过油孔流到另一边的油腔,此时孔壁与油液的摩擦和油液分子内部的摩擦就会形成阻尼力。整个减震的过程还是弹性势能转化为热能,而油液就作为热能的载体,再把热量通过减震器壁散失到大气中。

磁流变减震器内部的油液是经过磁化的,它可以通过电脑控制线圈产生磁性,使磁化后的减震油分子马上垂直于压力方向排列,从而改变阻尼系数来调整减震效果。

磁流变减震器最早是由美国的德尔福公司在2002年发明,并于同年首次应用在凯迪拉克Seville STS上。当年第一代的磁流变减震器有个很大的弊端,它在避震筒上使用单个大型的电磁线圈和含铅电路板,这样不仅在工作时产生非常大的涡流损耗,还会使悬挂的响应产生约20ms的延迟,而且应用含铅的材料会产生很大的环境污染。

京西重工在2009年将德尔福收购,推出的新一代磁流变减震器,通过双线圈技术规避了涡流损耗问题,使它的响应性大大提高(每秒变化1000次),且新的电路板使用无铅设计,减少对环境的危害。因此,现在中国是生产电磁悬挂的“大工厂”。

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