工廠探索 氣壓避震器Air Force

氣壓避震器結構

減震筒+氣壓包系統
說起氣壓避震器，相信對不曾接觸過的讀者來說，它是個陌生的產物，甚至對其功能與構造都不甚了解，其實氣壓避震器在汽車零件中，並非是很新的玩意，在許多遊覽車或是台北市公車上都可看到其蹤影，只是因為都安裝在車底下，所以很難一窺全貌，只知道使用氣壓避震器的車輛，乘坐起來總是比較舒適，且公車進站時還可降低車高，方便乘客上下車，而這就是氣壓避震器的特點之一。

為了確保品質，Air Force堅持成立完整的生產線，從最基本的CNC產線、到進一?的減震筒與氣囊系統的組裝，全都在自家工廠內完成，規模之大堪稱國內少見。

將其與傳統避震器相較，兩者間的差異性其實並沒有想像中來得大，兩者同樣具備控制彈簧用的減震筒，只是將原本用來吸收凹凸不平路面衝擊的鋼製圈型彈簧，改成內部充滿高壓空氣的氣囊而已，而且氣囊上還設有洩氣與充氣的打氣泵浦、管路與電磁閥等系統，如此便可隨車主的喜好，隨時調整車輛前後懸吊高度，因此氣壓避震器的結構，便可分成「減震筒」與「氣囊系統」等兩個部分。如何提供安全、耐久與好用的氣壓避震器，就需將這兩套系統的製程與品管都控制好才行，其中一個系統出錯，都會導致整組產品故障，而這也是為什麼Air Force堅持將兩套系統都要自製的緣故。

CNC車床機的作用在於製作減震筒的圓管與所有金屬切削加工品，透過自製的方式，完全掌握生產流程與品管，讓產品品質更可靠。

關鍵零件堅持自製
減震筒製程大披露
在Air Force部門主管帶領下，我們深入了其工廠內部，首先看到的是減震筒的製造與組裝產線，據其表示由於所有的Air Force避震器皆為單筒構造設計，因此內部零件較少，大約可分成減震筒上油封、筒芯、筒身內壁、阻尼活塞、自由活塞等幾種。「上油封」為承受內部強大油壓與阻絕外界粉塵進入筒芯內部的重要零件，尤其是筒芯上下數萬次的作動磨擦，也是必須由該零件所負責處理，因此如何維持與筒芯的密封性，又不影響筒芯作動的順暢性，則成為該零件製造商的首要課題，針對此問題Air Force是透過耐磨性極佳的橡皮油封與絕塵上蓋來因應。「筒芯」部分，則是以表面電鍍硬鉻的方式，來加強表面硬度以提高其耐磨性，如此才能受得住幾十萬次上下摩擦的挑戰。

此機器為減震筒圓管內壁的研磨機，透過此機器的加工，將筒身內壁分別進行「搪磨」、「拋光」與「真圓度/平行度測量」等三道加工作業，使內壁擁有基本的平整度與光滑度，大幅減少活塞運行的阻力，延長減震筒使用壽命。

至於「筒身內壁」，則是所有須降低摩擦力的零件中最被重視的一項，若是具備高光滑度的內壁，不僅能降低活塞運作的摩擦力，還能大幅降低因摩擦而產生的高溫，使內部阻尼油的溫度維持在合理的範圍內，減少因油溫升高而衰退的阻尼反應，使避震器的性能不因長時間使用而變軟，且油溫抑制理想的話對內部諸多油封的壽命，也能有效延長。為此該廠特別購入研磨機具，將筒身內壁分別進行「搪磨」、「拋光」與「真圓度/平行度測量」等三道加工作業，使內壁擁有基本的平整度與光滑度，目的都是為了在維持光滑度的情況下，還能賦予其「高硬度」的效果，如此才能應付減震筒內兩道活塞，不斷移動磨擦的使用環境。而負責控制減震筒阻尼表現的「阻尼活塞」方面，Air Force則是在不斷摸索後發現最佳的油片組成方式，再使用含有鐵氟龍與銅的複合材料製作而成的軟帶，包覆在活塞周圍，目的同樣在減少上下移動時所產生的摩擦力。

筒芯的組裝也是直接在廠內進行，而組裝前都會透過放大鏡進行表面毛細孔的檢查，一旦發現不論孔洞大小一律歸為不良品。

減震筒也要測試
通過規範再組裝
而採訪過程中，Air Force還進一?向筆者表示，雖然累積許多製造氣壓避震器的經驗，但消費者要的是穩定的產品品質，工廠希望的是建立最小的生產誤差率，這些都須仰賴的縝密的製造過程來達成，然而由於氣壓避震器本身得作用原理牽涉到油壓與金屬應力的過程，加上不同種類的小零件，其製造工廠也不同，為確實監控每一個零件在組裝前的生產品質，皆可符合Air Force的品質標準，他們會在組裝前進行科學儀器測試與各零件的逐項檢查，讓每組產品出廠時，都能符合ISO 9002品質標準，而這些測試過程都在自己廠內進行，例如大家所熟悉的阻尼測試機就是自行把關測試。

這部機器相信只要是本刊的忠實讀者都不陌生，它就是許多避震器廠商都會購買的測試儀器，目的在測試減震筒的阻尼係數表現。由於影響減震筒阻尼係數的部份，包含精密的活塞、連桿、阻尼油成分與填充氣壓壓力等部分，只要有其中一項製造精度不足或掌控不確實，就有可能無法達到理想的阻尼作動反應，因此每一支減震筒在組裝後都需進行阻尼測試，並將測試結果標示在減震筒上，唯有符合標準的成品才能繼續進行的氣囊系統的組裝工作。

此步驟為阻尼油的填充，透過不斷注油的方式，來確保圓管內的空氣能全部排出。

高壓氣囊系統
品質好壞關鍵
除了減震筒外，氣壓避震器最核心的氣囊系統的組裝與測試，也是Air Force相當重視的環節，說到氣囊系統最需注意的項目為下列幾點：分別是氣囊耐高壓強度、整套系統漏氣測試與電控系統等，筆者就一一為大家說明Air Force是如何把關這些問題的。首先是氣囊耐壓強度部分，由於氣囊在路上實際使用時，內部氣體壓力會高達15bar左右，相較於輪胎的2.5bar，可說是高出數倍許多，因此如何確保橡膠材質的氣囊，能承受得了如此高的氣壓，不只是耐用度的問題，還關係到安全上的考量，因此Air Force除採用內部多層網紗結構，可承受28bar的高強度橡膠氣囊外，每顆氣囊組裝前都會進行20bar以上的水壓測試，使用水壓而非氣壓進行測試的原因在於，水壓爆破時所產生的聲波較氣壓小上許多，且爆破時沒有太大的殺傷力，因此可確保測試人員的安全與工廠內玻璃的完成度。

為了將筒芯上下作動時附著在其上的沙塵隔絕在外，Air Force減震筒上蓋採用兩層設計，內層設有油封可將阻尼油擋在筒內，再透過外蓋將泥沙阻絕在外。

至於漏氣問題，則是在每個組裝步驟完成後，就進行測漏動作，將空氣打入氣囊或管路內，靜置數十小時後，觀察壓力錶的數值有無降低，數值沒有降低才會再進行下一個階段的組裝工作，如此才能找出真正問題，如果將所有零件全部組裝完成再測漏，萬一出現漏氣，又怎能知道哪個接頭、電磁閥或氣囊漏氣呢？至於最常漏氣的地方，大約會出現在氣囊、接頭、電磁閥座上，氣囊會漏氣是因為網紗再包覆橡膠時，有可能會出現連續氣孔一直通道邊緣處，而導致空氣有地方可以從內部跑到外界，由於洩漏的空氣量有時會少到無法在水裡產生氣泡，因此最後才會決定利用充氣與壓力錶的方式來檢測。

完整測試是確保品質的不二法門，因此包含阻尼測試機、耐久測試機與側推力測試機等測試機台，Air Force廠內都有準備，隨時進行產品測試。

而接頭處之所以會洩漏多半是組裝方式不正確所導致，而這此問題也是販售時最常遇到的漏氣問題，因為廠內測試雖沒問題，不過安裝時Tuner還是需重新接管一次，因此很難避免不會漏氣，為此Air Force除了提供完整度高的套件，盡量降低安裝難度，以減少安裝失誤外，針對內銷市場還會針對安裝店家進行教育訓練，讓安裝時可能發生的問題降到最低。

氣囊包的強度與耐高壓性能不只影響產品壽命，甚至攸關人車安全性問題，為了確保氣囊包能承受15kg/cm2的標準使用壓力，Air Force特別進行超高壓的水壓測試，一直到28kg/cm2氣囊包才破裂，代表應付路上使用絕對沒有問題。

電控系統分等級
車高Sensor高階搭載
除了透過縝密與完整的產品測試，以確保氣壓避震器的品質無虞外，Air Force為讓使用者真正體驗到Air Force氣壓避震器便利的使用功能，特別電子控制系統上下了不少功夫，尤其是最高階的黃金版本上，還用上了成本昂貴的車身高度感應器。氣壓避震器最讓人感到特別的地方，在於隨時可升降的車高調整功能，可是大家是否曾想過降到趴地後的車高，要如何快速回到原本初始設定的可行駛高度呢？很多國內外品牌都是利用氣囊內壓力值為紀錄點，只要車主想要恢復記憶模式中的車高，電控系統就會自動將氣囊內的壓力充氣到原本的數值，如此車高自然就會升起來，不過利用壓力來換算車高的方式並不算正確，因為氣體壓力會因為溫度而變化，同樣壓力值，溫度高的環境下，車身高度可能會較低，尤其是一天中溫差大的國家，影響可能會更大，為避免發生此問題，Air Force特別將車身高度感應器融入整個電控系統中，透過其回報的數值，就能準確調整車高。藉由以上內容，不難看出Air Force對自家產品的品質堅持，也會許是如此，才能在競爭激烈的市場中，逐漸嶄露頭角，深獲消費者青睞。

為了確保氣囊包系統沒有漏氣問題，每個組裝過程都會先進行漏氣測試，才會進行下一個組裝動作，包含氣囊包、電磁閥控制模組、管路與高壓鋼瓶等，都是在測試項目裡。

整個氣囊包的組裝都在一個完整的生產線中進行，而氣囊包主要分成兩種，會根據車重與懸吊空間來決定使用哪種氣囊包。

從這張圖中就可看出氣壓避震器與傳統避震器的主要差別，就在於原本的圈型彈簧改成氣囊包，當然減震筒內的阻尼反應，也要隨著氣囊包的作動特性進行調整。

複雜的電磁閥控制模組，是用來調整車身高度之用，有些高階產品每支避震器還可獨立調整高度。

據Air Force部門主管表示，旗下最高階的產品還使用高度感應器，可記錄最正確的車身高度，車高降低後只需按下遙控器按鍵，就可在短時間內恢復原本的車高，相較於以氣壓值為記憶點的其他方式來說，調整準確度高上許多。

Air Force所使用的打氣泵浦，乃是經過多款測試後，最後決定採用的進口高速高壓產品，可快速填充高壓鋼瓶內的氣體量，隨時供車主使用。

Air Force的電控系統主要分成三種等級，款式可從遙控器的類型來看出，由左至右分別為低中高階款式，最左邊的遙控器不具備記憶功能，中間為具備記憶功能，這兩者只能前後昇降，最右邊則為最高階款式，四支避震器可獨立昇降。