空氣懸掛系統(tǒng)在重型商用車上的應(yīng)用

胡建勝 譚小艷 陳波 王加慶

摘 要：空氣懸掛系統(tǒng)是一種近年來逐漸興起，應(yīng)用于重型商用車上的一種系統(tǒng)。近年隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)及物流業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，有關(guān)重型商用車安裝空氣懸掛系統(tǒng)的法律法規(guī)越來越健全，使得駕駛?cè)藛T對駕駛汽車舒適程度的要求愈來愈高。在這樣的時(shí)代背景下，空氣懸掛系統(tǒng)應(yīng)用于重型商用車已逐漸成為一種發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：空氣懸掛系統(tǒng);重型商用車;應(yīng)用技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.031

1 空氣懸掛系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)

1.1 空氣懸掛系統(tǒng)的平順性好

對于空氣懸掛系統(tǒng)，它的主要承載部件是空氣彈簧，這就使得空氣懸掛系統(tǒng)的頻率比較低。由于空氣彈簧的工作性能是使系統(tǒng)的剛度隨著載荷的增加而增加，因此，它可以在一定條件下保證重型商用車的懸掛系統(tǒng)的頻率不管是在空載還是滿載的情況下都能保持穩(wěn)定。

1.2 空氣懸掛系統(tǒng)操控方便

到目前為止，空氣懸掛系統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用最多的還是ECAS，即電子空氣懸掛控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是通過遙控器的作用來對重型商用車的整體高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便最大限度的減小車輛與物流平臺連接時(shí)出現(xiàn)的縫隙，大大提高了車輛的運(yùn)輸效率，對遠(yuǎn)程運(yùn)輸具有極高的使用價(jià)值。

1.3 空氣懸掛系統(tǒng)使運(yùn)輸效率提高

對于空氣懸掛系統(tǒng)來說，它的承載介質(zhì)其實(shí)就是空氣。這一特點(diǎn)使得空氣懸掛系統(tǒng)比鋼板彈簧懸掛系統(tǒng)在降低重型商用車的整體質(zhì)量時(shí)的效果要高很多，重型商用車的整體質(zhì)量降低，運(yùn)輸貨物的質(zhì)量就可以大大提高。

2 空氣懸掛系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)

2.1 空氣懸掛系統(tǒng)應(yīng)用成本高

由于空氣懸掛系統(tǒng)是由多種部件組成，本身具有一定的復(fù)雜性，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用成本要比普通的鋼板彈簧懸掛系統(tǒng)高出4000到8000元不等。成本的限制，對一些普通的用戶的購買力造成了制約。

2.2 空氣懸掛系統(tǒng)的時(shí)效性差

對空氣懸掛系統(tǒng)來說，它的關(guān)鍵部件是空氣彈簧。制造空氣彈簧應(yīng)用的主要材料是橡膠，這種材料有一個(gè)很大的問題就是它會隨著時(shí)間的延長出現(xiàn)老化、龜裂的現(xiàn)象。而普通的鋼板彈簧懸掛系統(tǒng)由于主要組成材料是鋼鐵則不會出現(xiàn)這個(gè)問題，相比于普通的鋼板彈簧懸掛系統(tǒng)空氣懸掛系統(tǒng)的使用壽命會比較短，一般只能應(yīng)用三到五年就需要對其進(jìn)行更換。

2.3 空氣懸掛系統(tǒng)的超載性能差

在空氣懸掛系統(tǒng)中，由于空氣彈簧的應(yīng)用使得它的裝配空間受到了限制，導(dǎo)致其不可能會和普通的鋼板彈簧懸掛系統(tǒng)有著一樣大的裝載空間?？諝鈶覓煜到y(tǒng)的承載能力是由系統(tǒng)的空氣壓力決定的，短時(shí)間內(nèi)在系統(tǒng)壓力的限度內(nèi)可以滿足重型商用車的超載需求，但是長時(shí)間的超載會降低空氣彈簧的使用壽命。

3 空氣懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

3.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是空氣懸掛系統(tǒng)中最關(guān)鍵的組成部分，原因就在于它支撐著空氣懸掛系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性。到目前為止，重型商用車安裝的空氣懸掛系統(tǒng)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中最常用的導(dǎo)向元件有兩種，一種叫做導(dǎo)向臂，另一種是導(dǎo)向簧。一般的導(dǎo)向臂都為推力桿結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)兩端應(yīng)用橡膠球鉸連接，以期在使用過程中由于橡膠的柔性作用不會很容易就被折斷。還有些空氣懸掛系統(tǒng)應(yīng)用的導(dǎo)向臂是集成型的。這種導(dǎo)向臂最大的特點(diǎn)是能夠減輕系統(tǒng)的整體重量，它由兩種桿組合而成，一是推力桿，另一種桿是穩(wěn)定桿。導(dǎo)向簧結(jié)構(gòu)多見于復(fù)合式的系統(tǒng)中，它的前半段結(jié)構(gòu)主要起承載作用，后半段多用于裝配空氣彈簧。

3.2 承載元件

承載元件主要由空氣彈簧、承載梁和減振器等部件組成。承載元件作為影響整個(gè)系統(tǒng)舒適度、承載能力的重要部件，在一定程度上決定了空氣懸掛系統(tǒng)的剛度。在空氣懸掛系統(tǒng)中，空氣彈簧的實(shí)用性和可靠程度決定著整個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)實(shí)用程度?？諝鈴椈傻慕Y(jié)構(gòu)分為兩種，一種是比較常見的模式結(jié)構(gòu)，另一種是囊式結(jié)構(gòu)。相比于囊式結(jié)構(gòu)，模式結(jié)構(gòu)具備優(yōu)良的剛性，也因此模式結(jié)構(gòu)在空氣懸掛系統(tǒng)中的應(yīng)用最為普遍。

3.3 控制系統(tǒng)

到目前為止，機(jī)械式的控制系統(tǒng)已經(jīng)不再能夠滿足空氣懸掛系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的要求，取而代之的是電控式控制系統(tǒng)。電控式控制系統(tǒng)一般由五部分組成，分別為高度傳感器、遙控器、壓力傳感器、電磁閥和ECU。ECU的主要作用是對重型商用車的車速和它要行駛經(jīng)過的路況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，最后通過電磁閥的作用實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的控制。遙控器用于調(diào)節(jié)重型商用車的車身高度，便于與物流平臺實(shí)現(xiàn)無縫連接。除此之外，電控式控制系統(tǒng)可以用于提高對整個(gè)系統(tǒng)的控制，以保證車輛的正常驅(qū)動(dòng)能力。

4 空氣懸掛系統(tǒng)的應(yīng)用

到目前為止，國外應(yīng)用最多的空氣懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為兩種，分別為全氣囊式空氣懸掛和復(fù)合式空氣懸掛。前者是由四個(gè)空氣彈簧共同承擔(dān)后橋的重量。由此，空氣彈簧的剛度實(shí)際上就是整個(gè)懸掛系統(tǒng)的剛度，系統(tǒng)的剛度在較低的情況下才能夠良好的實(shí)現(xiàn)重型商用車的應(yīng)用舒適。全氣囊式空氣懸掛的導(dǎo)向功能是由一種叫做四連桿的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，上桿和下桿雖然都是應(yīng)用的推力桿結(jié)構(gòu)，但是型號有所不同。一般上桿應(yīng)用V型的推力桿結(jié)構(gòu)，下桿應(yīng)用的是I型推力桿結(jié)構(gòu)。復(fù)合式空氣懸掛是將導(dǎo)向簧作為導(dǎo)向的懸掛結(jié)構(gòu)，還能夠承擔(dān)一定的載荷。這種懸掛系統(tǒng)由兩個(gè)空氣彈簧共同承擔(dān)大部分負(fù)荷，而且空氣彈簧是通過并聯(lián)與導(dǎo)向簧連接在一起的。相比于全氣囊式懸掛系統(tǒng)，復(fù)合式懸掛系統(tǒng)更適合于我國的重型商用車。

為了最大限度的降低重型商用車的重量、減小它的耗能，需要通過中置或側(cè)置技術(shù)來對系統(tǒng)進(jìn)行升級。通常情況下，中置式的懸掛系統(tǒng)應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)橋之后，而側(cè)置的應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)橋之前。要想提高空氣懸掛系統(tǒng)的工作效率，就要對導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)，以便減小對系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦，從而提高整體的工作效果。

5 結(jié)束語

總體來說，空氣懸掛系統(tǒng)安裝于重型商用車能大大提高車輛的實(shí)用性，也能夠最大限度的滿足駕駛員對車輛的舒適要求。如今，在重型商用車上安裝空氣懸掛系統(tǒng)已成為一種發(fā)展潮流，對于這種系統(tǒng)的優(yōu)勢和弊端我們要理性看待。

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