關于重型商用車搭載空氣懸掛系統(tǒng)的應用分析

鄧剛+常健

摘 要：科學技術水平的不斷提高，不僅提高了人們的生活水平，同時也為我國各個產業(yè)的健康發(fā)展奠定了良好的基礎。空氣懸掛系統(tǒng)作為一種現代化的車輛系統(tǒng)，其雖然已經在諸多西方國家以及我國的客車當中均得到了廣泛應用，但由于受到了成本等多種因素的影響，我國的重型商用車內卻并未搭載空氣懸掛系統(tǒng)。基于此，本研究將針對重型商用車搭載空氣懸掛系統(tǒng)的實際應用進行分析，期望以此來為空氣懸掛系統(tǒng)在我國重型商用車中的合理應用提供有效的理論基礎。

關鍵詞：重型商用車；空氣懸掛系統(tǒng)；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.199

0 前言

空氣懸掛系統(tǒng)也被稱為空氣懸架系統(tǒng)，其是由導向機構、承載元件和控制系統(tǒng)三部分組成，目前被廣泛應用于我國的汽車領域當中。不同于重型商用車目前搭載的鋼板彈簧懸掛系統(tǒng)，空氣懸掛系統(tǒng)具有平順性好、維護方便以及操控方便等多種優(yōu)點，但由于其成本較高，且存在一定的時效性缺點，因此在我國重型商用車中的應用并不廣泛。隨著我國重型商用車的大量應用，如何將空氣懸掛系統(tǒng)有效應用于重型商用車中，日益成為了該領域內研究學者所關注的重點。

1 空氣懸掛系統(tǒng)的優(yōu)缺點

1.1 空氣懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點

相比于傳統(tǒng)的鋼板彈簧懸掛系統(tǒng)，空氣懸掛系統(tǒng)擁有較多的優(yōu)點，其中最為主要的就是平順性好?？諝鈶覓煜到y(tǒng)主要是利用空氣彈簧作為承載部件，因此其具有較低的系統(tǒng)頻率，且在空氣彈簧自身特性的影響和作用下，其所承受的載荷越大，系統(tǒng)的剛度越大，車輛所受到的震動減少，對于車輛的壽命提升也將帶來積極的影響。其次，空氣懸掛系統(tǒng)具有操作便利的影響，這主要是由于其采用了電子空氣懸掛控制系統(tǒng)（ECAS），其可以利用操作面板實現對整車高度的調整，確保了車輛與物流平臺之間的連接性，提高了運輸效率[1]。最后，空氣懸掛系統(tǒng)的維修和保養(yǎng)較為便利，與鋼板彈簧懸掛系統(tǒng)不同，其不需要進行定期潤滑，從而降低了車輛的維護成本。

1.2 空氣懸掛系統(tǒng)的缺點

雖然空氣懸掛系統(tǒng)具有較多的優(yōu)點，但由于受到成本等因素的限制，其也出現了成本高、時效性以及超載性能等缺點。成本高主要是由于空氣懸掛系統(tǒng)的結構具有一定的復雜性，從而導致其在市場中的成本要高于普通鋼板彈簧懸掛約5000至6000元，整車成本的增加將會制約普通用戶的購買情況。時效性主要表現為空氣懸掛系統(tǒng)主要是由空氣彈簧構成，這就使橡膠成為了系統(tǒng)的主要材料?；谙鹉z材料的特性，隨著使用時間的推移將會使系統(tǒng)自身出現了老化以及龜裂等時效性問題，這也對空氣懸掛系統(tǒng)的壽命產生了影響[2]。超載性能主要是由于受到了裝配空間的限制，空氣彈簧無法像鋼板彈簧懸掛結構，設計出更大的超載余量，同時在空氣壓力的影響和作用下，系統(tǒng)的壓力范圍僅可以滿足整車短時間的超載需求。

2 重型商用車搭載空氣懸掛系統(tǒng)的應用

重型商用車不同于其他汽車結構，其前后的懸掛載荷存在較大的差異性，這就要求空氣懸掛系統(tǒng)應當應用于重型商用車的后懸掛系統(tǒng)當中。在國外相關學者以及現代化技術的分析下，可以發(fā)現目前應用于重型商用車的空氣懸掛系統(tǒng)主要可以分為全氣囊式和復合式兩種不同的空氣懸掛結構。

全氣囊式空氣懸掛結構主要利用了空氣彈簧所產生的作用力，在4個空氣彈簧的作用下，以此來實現對后橋豎直載荷的承擔，而空氣彈簧的剛度即為懸掛系統(tǒng)的剛度。一般來說，全氣囊式空氣懸掛結構是利用四連桿機構發(fā)揮出系統(tǒng)的導向作用，通常上桿所使用的均為V型推力桿結構，而下桿所使用的則為I型推力桿結構。為了有效提高空氣懸掛系統(tǒng)的抗側傾性能，全氣囊式空氣懸掛結構還配有橫向穩(wěn)定桿，在四連桿導向機構的作用下，確?？諝鈶覓煜到y(tǒng)的水平跳動，而起所產生的后橋定位參數的變化以及軸距變化的影響相對較小?？梢园l(fā)現，全氣囊式空氣懸掛結構具有較高的系統(tǒng)性能，但由于其導向機構的設計相對復雜，因此為此結構的維修工作帶來了困難，目前僅應用于部分歐系重型商用車當中。

復合式空氣懸掛主要是利用了導向彈簧從而實現對部分載荷的承擔，因為空氣彈簧的總和與導向彈簧之間的關系屬于并聯關系，因此空氣懸掛系統(tǒng)的剛度K可以用此公式來表示：

從公式中可以發(fā)現，導向彈簧的杠桿比LAR=B/A，即為氣囊和鋼板與車橋中心線之間的距離，其中Ka表示空氣彈簧的剛度，而KA則表示導向彈簧前半段的剛度。在此過程中，若出現了KA>Ka，則有。由于符合濕空氣懸掛系統(tǒng)會受到導向彈簧的剛度和導向彈簧杠桿比的綜合影響，因此其系統(tǒng)所產生的剛度也相對較大，其所產生的車身舒適性也遠不如全氣囊式空氣懸掛，加之該系統(tǒng)所采用的導向方式為導向彈簧導向，懸掛跳動也不屬于平動形式，所以對于傳動系角度和輪距等將會產生一定的影響[3]。但是，由于復合式空氣懸掛結構具有簡單、便捷且成本低的主要優(yōu)點，因此其更適合應用于我國的重型商用車當中。

除此之外，由于重型商用車的消耗相對較大，因此通過應用具有提升機構的空氣懸掛系統(tǒng)將有效實現重型商用車的減重和降耗，比如空氣懸掛系統(tǒng)中的中置式空氣懸掛結構和側置式空氣懸掛結構，均可以通過提升空氣彈簧的方式實現對系統(tǒng)的提升。

3 結論

近年來，雖然空氣懸掛系統(tǒng)在我國重型商用車中的應用技術正處于不斷完善的發(fā)展趨勢下，但由于受到了應用成本和承載性能等多種因素的影響，有關于重型商用車搭載空氣懸掛系統(tǒng)的應用仍未得到廣泛的推廣。從本文的分析中，可以發(fā)現其在重型商用車中主要應用于后懸掛系統(tǒng)當中，且主要分為全氣囊式空氣懸掛和復合式空氣懸掛兩種主要結構。通過本研究針對重型商用車搭載空氣懸掛系統(tǒng)的應用研究，將為空氣懸掛系統(tǒng)日后在我國重型商用車的廣泛應用提供有效的理論支持和幫助。

參考文獻：

[1]李海波，王俊偉，趙剛.空氣懸掛系統(tǒng)在重型商用車上的應用[J].專用汽車，2016（08）：113-116.

[2]侯桂芳.重型車空氣懸掛座椅動態(tài)舒適性研究[J].汽車科技，2015（02）：37-43.

[3]威伯科將電子控制空氣懸掛技術引入中國卡車市場[J].專用汽車，2014（10）：86.

作者簡介：鄧剛（1990-），男，湖北仙桃人，本科，助理工程師，研究方向：商用車懸架系統(tǒng)。