轿车空气悬架职业剖析:装备门槛下探国产化继续加快中

发布时间:2023-01-23 11:58:58 来源:英雄联盟比赛怎么买输赢 作者:英雄联盟比赛怎么买注

  悬架是轿车的车轮和车身之间的传力衔接设备的总称,用于传递作用在车轮与车架之 间的力和力扭,在供应支撑的一起缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并削减由此 引起的轰动,然后起到承载、衰减轰动和导向等中心作用;在车辆操控性、舒适性和安全 性等方面具有至关重要的位置,是底盘体系的中心部件,也是轿车最重要的三大总成之 一。

  典型的悬架结构由弹性元件、减振器以及导向组织等组成,单个结构还有缓冲块、横 向安稳杆等。由于悬架类型繁复,可以从三个方面对现有悬架产品进行分类: (1)依据结构方法的差异,分为非独立悬架和独立悬架; (2)依据操控力的不同,分为被迫悬架、半自动悬架和自动悬架; (3)依据操控方法的差异,分为机械操控悬架体系和电子操控悬架体系。

  独立与非独立悬架的差异在于两边车轮是否独立悬挂于车架之下,当单侧车轮遇到突 起路面时,独立悬架可确保两边车轮的独立运动,然后削减车身的歪斜和轰动,然后进步 车轮的地上附着力。因而,除了需求严格操控本钱的商用车外,绝大部分乘用车都选用独 立式悬架体系,以取得更好的驾驭操作性和乘坐舒适性。

  自动与被迫悬架的差异在于绷簧的刚度和减振器的阻尼是否可以调理,以及能否依据 外界输入来进行自动的最优操控与调整。自动悬架体系中包含加快度、位移、高度传感器 等丈量元件和反应操控元件,当轿车载荷、行进速度、路面情况等行使条件产生改动时, 可以依据自动搜集的信息自动调整悬架刚度和阻尼力巨细,然后进步经过性,一起满意行 驶平顺性和操作安稳性等各方面的要求。可是由于自动悬架体系本钱较高且结构精细,对 构件要求高且运用进程中功率耗费较大,因而在由被迫式向自动式进化的进程中,也衍生 出了半自动式悬架,即不需求独自动力源(如油压、空气压),首要选用可变阻尼的减振器 来依据体系预设的优化参数指令进行调理,以应对不同路况环境。

  机械操控与电子操控悬架的差异在于后者可以依据不同的路况、载质量和行进速度等 外部条件,经过电子操控单元(ECU)来操控履行结构,使悬架体系的刚度、减振器阻尼 及车身高度等参数随之进行改动,以习惯不同工况和行进情况。一般而言,电控体系往往 适配于半自动式及自动式悬架结构,使轿车具有杰出的乘坐舒适性、操作安稳性以及经过 性。

  在传统轿车悬架结构中,设有弹性元件(即绷簧,起缓冲作用)、减震元件(即减振 器,起减震作用)、导向组织(包含操控臂等,起力的传导作用)和横向安稳器(即横向防 倾杆等,用以削减车身侧倾,坚持平衡)。

  其间,最中心的部件是绷簧及减振器。绷簧有两点作用:一是承受车身分量,高绷簧 刚度可以抵消额定的分量负载,避免在弹跳时载荷过重压毁车辆;二是吸收路面作用在车 轮上的冲击,以确保更为舒适的驾乘体会。 实践上,绷簧是运用自身形变来吸收地上冲击的,因而在力与能量的不断转换下,弹 簧会呈现来回轰动的现象以求恢复原状,该进程将继续必定时刻并给驾乘舒适性带来晦气 影响。因而,弹性元件往往和减振元件调配运用,活塞带动下减振器内油液的表里冲突能 够起到阻尼作用,在短时刻内将绷簧势能转化为油液热能,再由减振器吸收散发到大气 中,以按捺绷簧来回摇摆,避免车身因路面不平而呈现继续颤动。

  决议悬架功用的关键在于绷簧刚度与减震器阻尼之间的调配: (a)绷簧刚度大,减振器阻尼大,悬架体系偏“硬”:有利于车身姿势坚持和整车弯 道运转的支撑,然后进步整车操控性,但由于对轰动处理相对较弱,会献身乘坐舒适性。 (b)绷簧刚度小,减震器阻尼小,悬架体系偏“软”:车辆行进进程中路面冲击带来 的共振越小,整车舒适性就会进步,可是路面反应的敏感度随之下降,全体操控安稳性会 被削弱,太小的刚度会使得车辆姿势难以确保,带来高速过弯侧倾严峻等问题。 由于绷簧减震单元特性是预先设定且无法改动的,因而传统悬架体系往往面对着操作 安稳性和乘坐舒适性的取舍。为了取得更好的舒适性,就需求缓冲轿车的轰动,因而绷簧 需求规划更软,但绷簧刚度偏小就易导致轿车产生刹车“允许”、加快“昂首”以及严峻侧 倾倾向等现象,晦气于轿车的操作安稳性。

  空气悬架是指选用空气绷簧并调配可调阻尼减振器的悬架体系,相关于传统的钢制悬 架体系来说,空气悬架的优势在于可以自发调理绷簧刚度与减振器阻尼系数,以满意不同 景象下关于车辆操作性或舒适性的诉求。

  空气悬架差异于传统悬架的底子原因在于运用可变刚性的空气绷簧代替了固定刚性的 硬质绷簧。空气绷簧是由表里层橡胶、帘线层和钢丝圈,经硫化工艺结实粘合在一起的橡 胶金属复合物,经过操控密封容器中的气体量及压强完结绷簧功用,其结构型式首要包含 囊式(多见于商用车)和膜式(多见于乘用车)。现在,在高端乘用车范畴,首要选用的是 空簧减振器总成。

  除了传统悬架结构中所必需的结构外,空悬体系首要是经过气泵来调整空气绷簧中气 缸的空气量和压力,然后改动空簧的硬度和弹性系数;而经过操控泵入的空气量可以进一 步调理空气绷簧气缸活塞的行程和长度,完结车辆底盘的升高或下降,确保不同路况下的 经过率。详细而言,电控空气悬架体系的构成部件及首要作用如下: 气源设备:空压机、干燥器、排气阀、储气罐和悬置; 操控元件:操控电磁阀及其他阀门; 履行元件:空气绷簧和可调阻尼减振器(中心元件); 传感器:用来检测气源情况的压力和温度传感器、检测车身水平的车高传感器、车身 加快度传感器等; 操控单元:ECU 用于接纳来自各传感器、CAN 和驾驭员输入信息,归纳处理后输出 指令以调理空簧气囊的充放气及减振器阻尼系数。 现在,电子操控空气悬架体系(ECAS)电磁阀的呼应时刻一般在 5ms 左右,电控减 振器变阻尼时刻小于 10ms,气囊变刚度时刻小于 100ms,可以完结悬架功用在不同路况及 车身情况下的实时自习惯调理。

  首要,由首要散布于车身前端的各类传感器实时监测车身的速度、加快度、高度等运 动情况,并辨认潜在的路面冲击(在具有高阶环境辨认体系的自动悬架装备下才可完结, 半自动悬架首要依据输入指令进行调整),经过网路传输至操控单元。其次,ECU 承受各 类信号后,结合车辆载荷、体系预设及驾驭员需求后承认对应工况下最优的底盘情况,并 将指令传输至各履行单元。最终,依据 ECU 宣布的指令,由气源设备供应空气源,经过火 配阀对空簧气囊进行充放气操作,然后自习惯调理车身高度,一起协作调理减振器的阻尼 系数,对悬架高度、刚度和阻尼进行实时归纳调整,以确保车辆舒适性、能耗经济性、通 过性、便当性和操稳性,全面进步驾乘质量。

  与传统悬架作业原理相一致的是,空气绷簧与 CDC 减振器之间也是相得益彰的联系, 空气绷簧可以经过簧内气压改动来改动车身的高度以及绷簧刚度,CDC 减振器可以经过阻 尼系数的接连改动来调理悬架软硬,两者一起作用则可以进步驾乘的舒适性和操控性。 在车辆高速行进时,气囊气压较大且阻尼增大,悬架变硬,以进步车身操作性;而长 时刻低速行进时,ECU 会辨以为正在经过波动路面,经过减小气囊气压并调理阻尼,使悬 架变软来进步减振舒适性。比传统悬架更进一步的是,空悬体系可以调理底盘离地间隔, 在高速行进时车身高度自动下降,以进步贴地功用,确保杰出的高速行进安稳性并下降风 阻和油耗,而在慢速经过波动路面时底盘则会自动升高,以进步经过功用。

  一方面,以奔驰、宝马为代表的奢华车制造商已开端探究更为高阶的智能自动空气悬 架,经过在现有传感器的根底上,添加由摄像头和雷达组合而成的环境感知体系,完结对 前方路面情况愈加精准及时的辨认,经过更强算力的操控器来完结悬架体系的自主智能化 调理,例如奔驰的魔毯智能化车体操控体系(Magic Body Control)。 另一方面,电控悬架功用往往与转向体系操控及制动操控体系相结合,一起组成底盘 操控的中心关键。在轿车电子电器架构由散布式迈向交融式的趋势下,算力更微弱、功用 更会集、软件迭代更简单的中心域操控器将有望代替独立 ECU,对整个底盘功用进行调 节。除此之外,ADAS 关于车载环境感知体系的需求也与魔毯悬架的装备部分重合,二者 可以复用部分传感器,供应交融感知解决计划。

  空气悬架的弹性特性具有非线性、自习惯的特色,可使轿车簧载质量的偏频在负载变 化时坚持相对安稳,具有质量轻、内冲突小、隔振消声特性好等优势,搭载空气悬架体系 的轿车在运转中能取得杰出的平顺性和路途友好性。

  经过接纳来自传感器、CAN 以及驾驭员输入信息,ECU 可以进行归纳处理并输出指 令,调理空簧气囊的气体量及气压以改动绷簧刚度,一起辅以减振器阻尼系数的调整,利 用二者协作来完结悬架硬度的切换,完结不同场景下操稳性与平顺性的平衡。

  空气绷簧内部的气体具有可紧缩性,对应的隔振作用就会比传统钢制绷簧更佳,在遇 到不平路面冲击时,许多细微轰动不易传递到车内,然后可以进步整车的舒适性。关于重 型车辆而言,空气绷簧还可以有用操控车轮动载,具有路途友好性。

  空气绷簧气缸内的充放气进程还可以对绷簧行程和长度进行调整,然后自习惯调理车 身离地高度。在波动路况下,举高底盘可以避免刮蹭,进步路途经过性;在平顺路况下, 调低底盘可以下降风阻,辅以空气绷簧自身的轻量化,下降能耗,使得电动车可以具有更 高的续航路程,进步全体经济性。 空气悬架可以带来驾乘体会的晋级,但与之对应的便是愈加昂扬的装备本钱与后续保 养修理费用: 一方面,空悬体系与传统悬架比较多出了气源设备、传感器、操控单元、管路等部 件,加上空气绷簧自身价值量的进步,现在整套空气悬架总单车价值量在 1.1-1.6 万元左 右,是传统钢制悬架的数倍,估计在未来国产化空气悬架全体价格将操控在 8000 元以 内。 另一方面,由于空气悬架中各部件的精细杂乱程度高,因而在实践运用中损坏的概率 更大,对应的修理本钱更高。例如空气绷簧所用的橡胶由于长时刻暴露在空气中,耐磨损 和抗老化才能相对较弱,若弹性元件损坏整个体系就会失效,因而乘用车空气绷簧的维保 相对钢制绷簧而言更短。

  从上世纪 50 时代开端,空气悬架进入实质性使用,现在在欧洲、北美和亚洲兴旺国 家,高速客车、奢华大巴上空气悬架已成为规范装备,重型载卡车的空气悬架装载率已达 80%以上,而部分小型高级轿车和运动型多用途车上也都供应可选配的 ECAS 体系。 由于空气悬架可以显着进步驾乘体会,因而在寻求多场景运用和乘坐舒适性的趋势 下,空气悬架逐渐向乘用车进行推行遍及;但由于空悬体系的原装、修理本钱较高,且关 键技能由外资独占,因而前期仅首要在保时捷、BBA、沃尔沃等进口奢华车上进行装备, 对应单车价格往往不低于 70 万元。 我国的空气悬架工业展开迟于欧美兴旺国家,现在已把握从零部件到体系的集成配套 才能,但部分中心零部件仍首要依靠外采,本乡企业也在不断测验完结中心部件国产代替。尽管从产品的实践使用作用来看,国产空气悬架在安稳性、疲惫耐久性方面不及进口 空气悬架,但跟着中心技能壁垒的逐渐攻破,国产化代替所带来的显着降本优势,以及主 机厂全栈自研或与供货商的协作研制将有利于空气悬架在乘用车范畴的进一步浸透。 现在,环绕续航路程、智能化体会、驾乘舒适性等多视点打开的新动力车商场竞赛已 益发剧烈,以造车新势力为代表的自主品牌车企为抢占高端商场份额,在强调为顾客提 供更优质驾乘体会的前提下,主推高性价比优势。空气悬架则是各自主品牌在竞赛蓝海中 的首要抓手之一:蔚来抱负岚图、极氪、红旗等品牌的新一代车型都可选配或是标配 空气悬架体系,安装的价格底线 万以下。 据盖世轿车,跟着国内自主车型的高端品牌不断推出,叠加供应链国产化降本的优 势,调配空悬体系车型的价格带将有望进一步下沉至 25 万元,而 25 万以上车型的浸透率 也将不断进步。

  空气悬架工业链上游首要为零部件供货商,包含弹性减震元件、气源部件、导向部 件、操控部件、传感部件等,全体由国际企业占有首要商场份额,特别是存在高技能壁垒 的零部件往往依靠进口,如大陆与威巴克具有从 ECU 到空气绷簧及减振器等多部件的供应 才能,可以供应感知、操控、履行的完好产品计划。 在零部件国产化代替方面,乘用车空气绷簧到达自研并量产的国内企业仅有保隆科技 和孔辉科技;空气供应首要企业为大陆集团、威伯科和中鼎股份(已收买空压机龙头 AMK);减振器首要被采埃孚、京西重工(收买德尔福底盘和悬架事务)等国际知名企业 占有份额;ECU 则底子被博世等国际企业独占,孔辉科技、保隆科技现已成功完结该部件 自主研制,并在软件计划规划上有必定打破。除此之外,天润工业在商用车空悬范畴有所 进入,而拓普集团的空悬事务也正处在产品开发和产能建造阶段,估计未来将会进一步推 动空悬体系本乡化。

  值得注意的是,在空悬技能不断推行、单车本钱不断下移的布景下,部分国内新动力 车企开端测验以全栈自研或是直接与本乡供货商协作的方法进驻空气悬架职业,直接向上 游厂商分采零部件并由主机厂自主集成,以绕过海外巨子的昂扬集成壁垒。此举不仅能帮 助下流主机厂把握在计划规划及后续方面的自动权,还可以带动本乡供货商入局,在 新动力车销量继续高景气的推进下,未来国内上游零部件企业有望迎来高速成长期。 以抱负 L9 搭载的自习惯空气悬架体系为例:硬件方面,选用旗舰级车型常见的前双 叉臂+后五连杆操控臂组合,前悬选用铝合金原料,后悬在统筹结构安稳性的前提下,经过 钢结构优化规划完结了与铝结构适当的轻量化水平;空气绷簧、CDC 接连可调阻尼减振器 等中心零部件选用“多点供应”形式,以确保部件功用体现的一致性。软件方面,抱负则要点针对空气绷簧操控体系、CDC 减振器操控算法、中心域操控器展开全栈自研,从软件端 把握自主计划规划及后续 OTA 晋级的自动权。

  以硬件为根底,自研的操控算法确保了悬架在不同载荷下的安稳紧缩行程,可以实时 动态调理底盘凹凸和阻尼系数,并开宣布例如“快捷上下车形式”等便当功用,然后实在 进步大部分场景的驾乘感触。

  保隆科技是国内较早进入空气悬架范畴的零部件商,依据自主研制探究空悬中心部件 及体系集成的国产化代替路途,是国内商场首要的内资空气绷簧 OEM 供货商之一。早在 2012 年,公司就开端研制商用车空气绷簧,于安徽宁国建有对应产线,并为采埃孚、长春 富维安道拓、北京光华荣昌、上海科曼等客户供货商用车空气绷簧产品。2016 年,针对研 发电控空气减振器,并于 2018 年进一步扩展研制乘用车电控自动悬架体系。 2020 年,公司的前空簧减振总成和后空气绷簧产品取得蔚来 ET7 车型独家定点,并由 此敞开公司在空气悬架体系国产化代替范畴的坚实一步。依据公司官网发表,现在空气绷簧减振器总成已取得 6 个车企的 11 个渠道车型量产项目定点,储气罐取得 9 个车厂的 19 个渠道车型项目定点,空气悬架操控器取得 2 家车企定点;依据 10 月 23 日最新公告,公 司初次取有空气供应单元的项目定点,至此公司在空气悬架体系感知、决议计划、履行三部分 的首要总成零件上均取得了干流主机客户的量产项目定点。 在产品矩阵方面,公司现有空气悬架体系产品包含商用车空气绷簧、乘用车空气弹 簧、电控减振器、储气罐、传感器和 ECU 操控器等,形成了从感知、操控、履行的完好产 品计划,在传统车型和新动力车型上均适用。在产能方面,2021 年 12 月公司出资 10 亿元 的合肥园区正式启用,打造了集自动化、信息化、柔性化于一体的空气绷簧产线 万台车空气绷簧的才能;未来,公司规划再建 6 条产线 月,公司宁国园区的全自动产线成功量产空悬铝质储气罐,年产能 达 20 万只,进一步稳固公司在国内空气悬架职业的领先位置。

  中鼎股份于 2016 年并购空气紧缩机龙头 AMK,然后进入空悬体系中技能壁垒较高的 空气供应单元及电机电控体系范畴。AMK 公司是全球轿车空气悬挂体系总成产品的高端 供货商,自九十时代进入空悬体系事务范畴以来,为捷豹路虎、沃尔沃、奥迪、奔驰、宝 马等国际尖端主机出产商配套,是职业前三的领先者。AMK 我国子公司安徽安美科首要 担任推进新动力车空气悬挂体系总成产品国产化,2021 年空悬体系空气供应单元本地拼装 线已完结,并逐渐为岚图、蔚来等国内造车新势力和传统自主品牌主机厂供货,一起活跃 布局空气绷簧产线。

  现在,AMK 我国空气供应单元产品拼装及出产线已相继落地,公司正继续推进空气 绷簧、储气罐等其他硬件自产项意图落地。到现在,AMK 我国已获订单总产值 68.94 亿 元,以新动力轿车项目定点为代表的订单还有望继续增长。未来几年,公司还将不断添加 其他空悬硬件的自产份额,加快推进完善我国乘用车商场空气悬架体系功用和本钱最优化 的供应链体系,推进空悬体系国产化进程,一起统筹中心技能的迭代晋级,进一步完结核 心客户全掩盖,进步公司在空气悬挂体系产品商场的话语权。

  孔辉科技是国内首家完结乘用车空气悬架体系量产供货的企业,也是现在国内唯一起 时具有乘用车电控悬架体系全流程开发才能与体系供货才能的企业。公司可为主机顾客提 供轿车电控悬架操控器软硬件、空气绷簧总成及气泵总成、体系级解决计划等产品。 2021 年 6 月,孔辉科技成功完结为岚图 FREE 开发空气悬架体系,至 2021 年末累计 交给近 1 万台,完结了本乡供货商在空气悬架体系范畴关于海外壁垒的打破;一起,岚图 也是国内率先将装备空气悬架体系的车型定价下探至 30 万元区间的高端轿车品牌。现在, 孔辉科技已取得包含岚图轿车在内的六个干流车企的多个车型的空气悬架体系或空气绷簧 的定点资历,估计 2022 年交给 7 万台车,2023 年交给超越 40 万台车体系或空簧。 现在,孔辉科技已具有乘用车电控悬架体系匹配开发、实验验证、调校标定、出产供 货等全流程的完好才能,公司自有空气绷簧安装出产线 驱动要素及商场空间测算:本钱下行+消费晋级推进职业快速扩张

  需求端的消费晋级和功用锦标赛+供应端的软硬解耦和国产化代替是驱动空气悬架系 统推行遍及的底子要素。从需求视点而言,乘用车遍及后消费晋级的要求是推进终端不断 优化装备,改进驾乘体会的起点;特别是在电动车逐渐浸透商场的当下,新动力车企对 于传统燃油商场的侵吞以及新动力商场自身剧烈的竞赛都是促进主机厂不断进步其底盘性 能的诱因。依据佐思汽研测算,2022 年 1-4 月国内乘用车商场空气悬挂浸透率不及 1%, 未来还有较大下渗空间。 从供应视点而言,空气悬架体系单车价值量已呈现显着下调,中心部件已成功破除海 外独占壁垒完结国产化,助力空悬搭载规模继续扩展。特别是以抱负为代表的新势力车企 正在探究“硬件外采、软件自研”的空悬体系装备新思路,出于智能化集成底盘功用、掌 握计划规划及迭代自动权、下压集成计划本钱等意图,未来主机厂将更多地参加到空悬系 统的软件研制规划中来,此举将有利于本乡零部件供货商发挥其在硬件量产上的优势,进 一步加快国产化代替的脚步。

  空气悬架在新动力车中更具使用远景。由于动力电池等部件带来的总备质量进步,以 及以集成化为趋势的底盘体系精细化,使得新动力车关于底盘体系安稳性的要求远高于纯 燃油车,空气绷簧关于载荷的包容性、可变刚度所带来的舒适性、以及关于底盘的维护作 用使有空悬体系逐渐成为新动力轿车渠道的干流装备。特别是在国产化降本的推进下,空 悬技能的进一步晋级以及遍及将有利于进步车主对空悬产品驾乘体会的认可度和满意度, 未来空气悬架体系在中高端新动力车中的浸透率有望不断增高。 依据乘联会的新动力细分车型销量数据,10 万以下的车型占比安稳但内部分解显着, 根底代步需求将支撑此价格段车型潜在的销量;10 万-20 万区间内的车型现在正面对竞赛 红海,稍微宽松的预算将有助于更多功用的完结,但略显严重的上限又将从本钱方面按捺 高装备的搭载,剧烈竞赛下该价格段销量占比已趋于饱满;未来有望完结出售增量的范畴 在于 30 万及以上的中高端车型,由于该价格段现在的竞赛玩家首要是传统奢华燃油车企, 而更高的单车价格将有利于新动力车企从电动化、智能化的视点对整车功用进行进步,进 而有时机抢占传统动力车的商场份额,并经过价量齐增来取得盈余。

  咱们以为,在新动力车销量继续高景气的前提下,跟着国产化代替计划的落地以及消 费者驾乘体会晋级的新增需求,空气悬架在终端的浸透率将逐渐进步,装备价位将有望下 探至 25 万元,预期 2025 年国内新动力乘用车对应的空气悬架对应的商场空间将到达 235 亿元,年化增长率将打破 100%。

  据 Allied Market Research 和华经工业研究院,在考虑了传统动力和商用车范畴,以及 空气悬架根底较好的兴旺地区后,全球空气悬架商场规模在 2019 年时就已挨近 60 亿美 元,并有望在 2026 年到达 92.2 亿美元,CAGR 约 6.5%。

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