空气悬架工作原理、组成部分及竞争格局分析

空气弹簧是空气悬架的另一个重要部件。

典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，有些悬架还有缓冲块、 横向稳定杆等。弹性元件中有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式， 当前常规的传统悬架大多采用的是螺旋弹簧和扭杆弹簧。而所谓空气悬架，就是将 普通的螺旋弹簧替换成了空气弹簧系统，并且增加一套电子控制系统和气泵。 空气悬挂的原理，是传感器将收集到的信号传递给控制单元，控制单元判断出车身 高度的变化，经过计算再发出指令来控制压缩机和排气阀，用空气压缩机形成压缩 空气，并将压缩空气送到弹簧和减振器的空气室中，使弹簧压缩或者伸长，并调节 空气弹簧硬度和减震器阻尼，改变车身高度并起到减震的效果。

空气悬挂和传统的悬挂的几点主要区别： 1、组成结构。空气悬挂将传统悬挂的螺旋弹簧替换成了空气弹簧系统，并且增加一 套电子控制系统和气泵，结构更加复杂。空气悬架的核心是空气弹簧系统，主要零 件有空气弹簧、电子气泵、气路分配阀、充气管、高度传感器、控制器及其他附件 等。 2、减震原理。传统悬挂大多采用螺旋弹簧、扭杆弹簧等形式的弹性元件缓冲由不平 路面造成的车身震动，而空气悬挂通过改变气室的体积来调节弹簧的长度，最终达 到调整车身离地距离的目的，并在一定程度上改变弹簧的刚性；与此同时，空气悬 挂的减震器部分由电机改变通气孔大小，从而调节减震器的衰减力。 3、空气悬挂搭载更多传感器。空悬的空气弹簧系统配备车身高度传感器，可通过手 动或者自动方式调整车身高度，从而实现在路况较差时，提高车身高度以保证良好 通过性，在良好路况时，降低车身高度以保证卓越操控性。还可以在车头安装立体 摄像机，提前扫描路面情况。如果前方有坑洼，车载电脑便会根据当前行驶情况， 在极短时间内做出判断，控制空气悬挂的各个空气弹簧系统分别调节各自刚度、阻 尼以及车身高度，以适应路况和驾驶员的需求。

空气悬架系统包括空气供给单元、电子控制单元、多系统传感器、空气弹簧、减振 器等等。而空气供给单元中又主要包括空气压缩机、储气罐、阀组等一系列部件， 其中空气压缩机是空气供给单元的核心。我们判断空气悬架系统中技术壁垒最高的 部件为空气供给单元、空气弹簧、电子减震器。

空气压缩机是空气供给单元的核心。从原理来看，ECU 控制空气供给单元来动态控 制气体的进出，调节空气弹簧的软硬程度和长度，其中压缩空气由一个单级往复活 塞式压缩机产生。为了避免压缩空气产生冷凝水引起部件锈蚀必须采用空气干燥器 给压缩空气去湿。气动排气阀的作用是保持系统剩余压力和限压。为了提高系统工 作的可靠性，在空气压缩机的缸盖上安装有温度传感器，悬架控制单元要根据空气 压缩机的运行时间和温度信号计算出空气压缩机的最高允许温度，并在超过某个界 限值时关闭空气压缩机或不让空气压缩机接通，避免空气压缩机过热。

空气弹簧是空气悬架的另一个重要部件。是一个充以空气的橡胶气囊结构，在柔性 密封容器内部充入压缩空气，借助空气的可压缩性来充当车身和车轮之间的弹性元 件，承受和传递垂直载荷以缓和冲击。其中弹簧的弹性系数也就是弹簧的软硬能根 据需要自动调节，所以空气弹簧可提供比传统弹簧更舒适的悬架。大多空气弹簧系 统是由车载计算机来控制的，因此弹簧特性取决于气体性能、气囊结构和控制方式。

空气供给单元的前装市场主要是威伯科（WABCO，被采埃孚收购）、AMK（中鼎 股份的子公司）、大陆占据国内外的主要份额。细分来看，空气供给单元中包括空气 压缩机、储气罐、阀组等部件，其中核心部件为空气压缩机，也是技术壁垒最高的 部件，大陆、威伯科、AMK 都选择自己开发生产空气压缩机，外来竞争者短时间难 以进入这一领域。 空气供给单元中的其他组成部分，其中储气罐有许多厂商拥有生产能力。阀组部件 的市场格局目前较为单一，全球九成左右的市场份额都集中于德国公司 RAPA，该 公司为空悬供应商提供阀组以装配成空气供给单元。我们认为阀组的市场格局单一的原因主要在于此前空悬市场空间不大，并非因为阀组的技术难度高，随着空悬渗 透率上升，中国空悬市场打开，我们判断阀组将会出现更多供应商，存在国产替代 的可能。

乘用车空气弹簧市场，全球范围内主要的生产厂商为大陆、威巴克，为主机厂供应 系统集成的方案。此外，市场上还有几家公司也拥有一定影响力，例如凡士通 FIRESTONE。国内市场中，目前乘用车空气弹簧已经量产的公司有保隆科技与孔辉 汽车（非上市公司），而拓普也已经具备量产能力和相关产能，已经拿到多家主机厂 的空悬系统定点。