空氣懸掛系統在重型商用車上的應用

胡建勝 譚小艷 陳波 王加慶

摘 要：空氣懸掛系統是一種近年來逐漸興起，應用于重型商用車上的一種系統。近年隨著我國交通運輸業及物流業的進一步發展，有關重型商用車安裝空氣懸掛系統的法律法規越來越健全，使得駕駛人員對駕駛汽車舒適程度的要求愈來愈高。在這樣的時代背景下，空氣懸掛系統應用于重型商用車已逐漸成為一種發展趨勢。

關鍵詞：空氣懸掛系統;重型商用車;應用技術

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

1 空氣懸掛系統的主要優點

1.1 空氣懸掛系統的平順性好

對于空氣懸掛系統，它的主要承載部件是空氣彈簧，這就使得空氣懸掛系統的頻率比較低。由于空氣彈簧的工作性能是使系統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的頻率不管是在空載還是滿載的情況下都能保持穩定。

1.2 空氣懸掛系統操控方便

到目前為止，空氣懸掛系統的控制系統采用最多的還是ECAS，即電子空氣懸掛控制系統。這種系統是通過遙控器的作用來對重型商用車的整體高度進行調節，以便最大限度的減小車輛與物流平臺連接時出現的縫隙，大大提高了車輛的運輸效率，對遠程運輸具有極高的使用價值。

1.3 空氣懸掛系統使運輸效率提高

對于空氣懸掛系統來說，它的承載介質其實就是空氣。這一特點使得空氣懸掛系統比鋼板彈簧懸掛系統在降低重型商用車的整體質量時的效果要高很多，重型商用車的整體質量降低，運輸貨物的質量就可以大大提高。

2 空氣懸掛系統的主要缺點

2.1 空氣懸掛系統應用成本高

由于空氣懸掛系統是由多種部件組成，本身具有一定的復雜性，導致整個系統的應用成本要比普通的鋼板彈簧懸掛系統高出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 空氣懸掛系統的時效性差

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

2.3 空氣懸掛系統的超載性能差

在空氣懸掛系統中，由于空氣彈簧的應用使得它的裝配空間受到了限制，導致其不可能會和普通的鋼板彈簧懸掛系統有著一樣大的裝載空間。空氣懸掛系統的承載能力是由系統的空氣壓力決定的，短時間內在系統壓力的限度內可以滿足重型商用車的超載需求，但是長時間的超載會降低空氣彈簧的使用壽命。

3 空氣懸掛系統的結構及關鍵技術

3.1 導向機構

導向機構是空氣懸掛系統中最關鍵的組成部分，原因就在于它支撐著空氣懸掛系統的運動學和動力學特性。到目前為止，重型商用車安裝的空氣懸掛系統的導向機構中最常用的導向元件有兩種，一種叫做導向臂，另一種是導向簧。一般的導向臂都為推力桿結構，這種結構兩端應用橡膠球鉸連接，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應用的導向臂是集成型的。這種導向臂最大的特點是能夠減輕系統的整體重量，它由兩種桿組合而成，一是推力桿，另一種桿是穩定桿。導向簧結構多見于復合式的系統中，它的前半段結構主要起承載作用，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系統舒適度、承載能力的重要部件，在一定程度上決定了空氣懸掛系統的剛度。在空氣懸掛系統中，空氣彈簧的實用性和可靠程度決定著整個系統的科學實用程度。空氣彈簧的結構分為兩種，一種是比較常見的模式結構，另一種是囊式結構。相比于囊式結構，模式結構具備優良的剛性，也因此模式結構在空氣懸掛系統中的應用最為普遍。

3.3 控制系統

到目前為止，機械式的控制系統已經不再能夠滿足空氣懸掛系統中控制系統的要求，取而代之的是電控式控制系統。電控式控制系統一般由五部分組成，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過的路況進行數據分析，最后通過電磁閥的作用實現對整個系統的控制。遙控器用于調節重型商用車的車身高度，便于與物流平臺實現無縫連接。除此之外，電控式控制系統可以用于提高對整個系統的控制，以保證車輛的正常驅動能力。

4 空氣懸掛系統的應用

到目前為止，國外應用最多的空氣懸掛系統結構主要分為兩種，分別為全氣囊式空氣懸掛和復合式空氣懸掛。前者是由四個空氣彈簧共同承擔后橋的重量。由此，空氣彈簧的剛度實際上就是整個懸掛系統的剛度，系統的剛度在較低的情況下才能夠良好的實現重型商用車的應用舒適。全氣囊式空氣懸掛的導向功能是由一種叫做四連桿的機構實現的，上桿和下桿雖然都是應用的推力桿結構，但是型號有所不同。一般上桿應用V型的推力桿結構，下桿應用的是I型推力桿結構。復合式空氣懸掛是將導向簧作為導向的懸掛結構，還能夠承擔一定的載荷。這種懸掛系統由兩個空氣彈簧共同承擔大部分負荷，而且空氣彈簧是通過并聯與導向簧連接在一起的。相比于全氣囊式懸掛系統，復合式懸掛系統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，需要通過中置或側置技術來對系統進行升級。通常情況下，中置式的懸掛系統應用于驅動橋之后，而側置的應用于驅動橋之前。要想提高空氣懸掛系統的工作效率，就要對導向機構的運動進行校準，以便減小對系統產生的內摩擦，從而提高整體的工作效果。

5 結束語

總體來說，空氣懸掛系統安裝于重型商用車能大大提高車輛的實用性，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已成為一種發展潮流，對于這種系統的優勢和弊端我們要理性看待。

參考文獻：

[1]李靜.空氣懸掛系統在重型商用車上的應用[J].現代制造技術與裝備，2017（10）：121+123.

[2]傅雪芹，樓喬卡，俞珊湖.空氣懸掛系統在重型商用車上的應用[J].科技與創新，2017（05）：156+160.