ECAS是空气悬架系统行业发展的主要趋势之一
一、汽车悬架系统行业发展概况
汽车悬架系统涉及几乎所有具有独立功能的汽车总成,在现有的底盘技术下,悬架系统对于传统汽车和新能源汽车来说是不可缺少的,它直接关系到汽车的安全性、操控性、舒适性,是车辆性能和质量的重要组成部分。
发达国家在悬架系统的技术研发和应用方面始终保持领先优势。 被动悬架由于无法调节减震器的阻尼,阻尼性能有限,目前主要应用于中低端车辆。 半主动悬架,可以改变悬架阻尼,是20世纪80年代后期成熟的技术,福特和日产率先将其应用到汽车上并取得了良好的效果,随后被广泛推广。 主动悬架系统作为一种集力学、电子等学科于一体的新型悬架,早在上世纪50年代就已经提出,但由于技术难度大,2000年后主动悬架技术逐渐成熟。 主动悬架主要强调悬架可以根据车辆的运动状态和路面状况主动控制车辆的悬架参数,使悬架减震器始终处于最佳减振状态,保持车身的稳定性。
中国汽车工业的发展带动了汽车悬架系统及相关产业的发展和工程技术的进步。 一方面,随着国外汽车巨头在华投资建厂,外资悬架资本和合资企业也纷纷进入中国市场,给中国悬架系统厂商带来了技术溢出效应。 另一方面,国内企业凭借减震器、弹簧、摆臂或控制臂、副车架、扭力梁等单件的成本优势承接国外订单,并在此过程中不断加强与国外企业的合作与交流,学习和引进国外先进的生产设备和生产技术, 并迅速提高我国汽车悬架系统零部件的技术含量 近年来,我国汽车悬架行业的龙头企业开始迎头赶上,进入自主研发阶段。在电控主动悬架技术、液压互联悬架、可馈送主动悬架、独立悬架等方面取得了重大技术突破。
2.电控空气悬架系统(ECAS)。
汽车悬架是车体与车轮之间的连接装置,主要作用是传递车身与车轮之间的扭矩,如支撑力、制动力和转向力,减少崎岖路面对车身的冲击,吸收车轮运动产生的振动,保证汽车乘坐的舒适性,减少货物运输的损失。 对于传统的机械悬架系统来说,钢板弹簧的刚度、减震器的阻尼力和车身的高度是固定的,因此悬架只能被动地吸收地面不平造成的车轮跳跃,因此乘坐舒适性较差。 配备传感器、电控单元(ECU)和执行器,电控空气悬架系统(ECAS)可根据车速、行驶状态、装载质量和乘客人数的变化,自动无级调节弹性元件的刚度、减震器的阻尼力和车身高度,无需驾驶员调整, 这大大提高了乘坐舒适性和操控稳定性。ECAS系统中主要部件在整车中的分布如下:
由于成本、技术等因素的制约,ECAS系统目前主要应用于大型商用车和高端乘用车。 中国拥有全球最大的商用车市场,提高货物运输的经济效益、安全性和驾驶舒适性已成为重点关注领域。
长期以来,国内商用车ECAS产品一直由采埃孚、克诺尔等外资企业主导,现阶段国内部分企业已部分实现进口替代。
3、电控智能化是汽车悬架系统的发展方向之一
车辆悬架系统的智能化主要涉及电控悬架。 悬架的电控技术使被动悬架向半主动悬架和主动悬架的方向发展。 电控悬架系统是通过控制和调节悬架的刚度和阻尼器阻尼或其他部件的特性,使汽车的悬架特性适应行驶的路况,是一种可以满足行驶和机动性两个相互排斥的性能要求的新型悬架结构类型, 其工作原理是传感器采集悬架振动信号、车辆行驶状态、路面信息等数据并传输给控制器,控制器根据设计的控制策略,将控制信号返回给执行机构,执行机构实时调整悬架系统的阻尼特性和弹性系数。随着汽车电子技术的飞速发展,电控单元模块功能的不断丰富,传感器和控制器成本的不断降低,精度的不断提高,为电控悬架系统的应用提供了条件。
空气悬架系统的开发涉及多个子系统,电控系统需要对多个传感器的信号进行采集和处理,并实现对部件的精确控制,这需要高算法和控制系统。 根据中华人民共和国标准化管理委员会颁布的《空气悬架系统设计规范》,空气悬架系统开发需要考虑固有频率、悬架阻尼、防侧倾能力、抗配平能力等数十项指标要求,验收标准非常严格。 目前,电控空气悬架系统已应用于欧美国家的商用车和豪华车。 但从国内来看,电控悬架与传统的被动悬架系统相比,存在结构复杂、成本高、操作难度大、能耗高等问题,在一定程度上阻碍了电控悬架系统的普及应用。 目前,能够提供全套空气悬架系统的龙头厂商主要是德国的大陆集团、Vibrator、克诺尔集团和采埃孚股份,几乎垄断了全球豪华车市场。
随着整车控制技术的发展,电控将逐渐取代传统的机械控制,电控悬架将成为汽车悬架技术的发展方向。
据统计,目前欧美重卡市场空气悬架渗透率已超过80%,拖车市场空气悬架渗透率已超过40%。 不过,国内空气悬架市场起步较晚,处于起步阶段,行业整体渗透率仍有明显提升的空间。 一方面,近年来国内豪华自主品牌乘用车销量增长明显,中国消费者消费升级趋势明显。 目前,空气悬架已逐步渗透到30万-40万范围内的高端车型中,与自主高端品牌的**带一致。 随着消费升级和汽车电动化的趋势,空气悬架市场拥有广阔的空间。
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