未來載重車輛懸掛裝置新技術研究

苗政　姚毅 郝俊楠

【摘要】本文從懸掛裝置對載重車輛的重要性入手，介紹了當今載重車輛懸掛裝置現狀，分析了其優缺點，引出當今車輛懸掛裝置新技術，并分析了未來載重車輛采用懸掛裝置新技術的可行性。

【關鍵詞】懸掛裝置；現狀；電控

一、懸掛裝置的功用及重要性

（一）懸掛裝置的功用

懸掛裝置的功用是將車輪所受的各種力和力矩傳遞給車架和車身，并能吸收、緩和路面傳來的振動和沖擊，減少駕駛室內噪聲，增加駕駛員的舒適性，以及保持車輛良好的穩定性和行駛平順性。另外，懸掛系統能配合車輛的運動產生適當的反應，當車輛在不同路況作加速、制動、轉向等運動時，能提供足夠的安全性，保證操縱不失控。懸掛系統除使車輪與地面完全貼合外，還保證了車輪正確的定位，從而使車輛操縱性能得以完全發揮。

（二）懸掛裝置對載重車輛的重要性

載重車輛是重要的運輸車輛，對地方的經濟建設起著不可替代的作用，盡可能降低駕駛員的疲勞程度，保證駕駛員具有最大的體力，保證物資、車輛的完整無損。因此，行駛平順性和舒適性就成了衡量載重車輛的重要指標。而行駛平順性和舒適性又與懸掛裝置的特性息息相關。因此世界各國的載重車輛均采用了比較優秀的懸掛裝置。

二、當今載重車輛懸掛裝置現狀及優缺點分析

現在世界各國的載重車輛大都采用傳統的懸掛裝置。傳統的懸掛裝置是由彈簧、減振器、導向機構等組成，由于這種懸掛是由外力驅動而起作用的，所以也稱為從動懸掛裝置。從動懸掛裝置分為兩種型式：

（一）非獨立懸掛

這種懸掛以剛性梁橫貫車體下方，其結構簡單、工作可靠，但舒適性差、結構不緊湊，在現代載重車輛中已很少使用。

（二）獨立懸掛

這種懸掛中，車輪是以獨立的連桿機構來控制，可以單獨隨路況變化運動而不影響整個車身，增加引行駛的平順性、安全性。因此，獨立式懸掛被廣泛應用在現代載重車輛上。但是獨立懸掛也存在著保養維修不便，車輪外傾角與輪距變化較大，輪胎磨損較嚴重等缺點。一般行駛時需要柔軟一點的懸掛以求舒適感，當急轉彎及制動時又需要硬一點的懸掛以求穩定性，兩者之間有矛盾。一成不變的懸掛裝置無法滿足這種矛盾的需求，只能采取折中的方式去解決。

三、電控空氣懸掛系統

隨著電子技術革命的迅猛發展，計算機控制也滲入到了懸掛裝置的設計中，產生了所謂的電控懸掛裝置。比較常見的是電控空氣懸掛系統。它采用一種以力抑力的方式來抑制路面對車身的沖擊力及車身的傾斜力，具有控制車身運動的功能。當車輛制動或拐彎時的慣性引起彈簧變形時，電控懸掛會產生一個與慣力相對抗的力，減少車身位置的變化。

（一）電控空氣懸掛系統的組成

1.空氣彈簧

在空氣懸掛中，空氣彈簧替代了傳統懸掛中的螺旋彈簧。空氣彈簧中有一個橡膠和塑料合成的空腔，夾在彈簧下部的活塞上。端蓋固定在皮腔頂部，空氣彈簧閥也固定在端蓋內。空氣彈簧通過充氣或放氣來保證不變的離地高度。空氣彈簧安裝在下擺臂和車架橫梁之間。空氣彈簧下端用夾子連在下擺臂上，上端安在橫梁上的彈簧座上。

2.空氣彈簧閥

空氣彈簧閥安在空氣彈簧頂部。這個閥是電磁滑閥，通常是關閉的。當氣閥線圈通電時，活塞運動將空氣彈簧的空氣通道打開。這時，空氣彈簧進氣或放氣。

3.空氣壓縮機

空氣壓縮機中的單活塞在曲軸和連桿的作用下在氣缸內上下運動。電樞的轉動帶動活塞上下運動。壓縮機輸入端連接電源可使電樞轉動。裝有硅膠的干燥器可除去系統內空氣中的水分，安裝在壓縮機上。當一個或多個空氣彈簧需要進氣以維持離地高度時，空氣壓縮機工作。當需要從空氣彈簧中放氣時，空氣彈簧閥必須同時通電，壓縮機關閉。

4.壓縮機繼電器

壓縮機繼電器通電時，可通過與壓縮機輸入端相連的繼電器觸點提供電源，繼電器斷點時，觸點打開壓縮機電路。

5.控制模塊

控制模塊是控制壓縮機、通氣閥和空氣彈簧閥的微處理機，用以控制空氣彈簧內的空氣量，保持一定的離地高度。當系統出現故障時，控制模塊打開指示燈，提醒駕駛員。控制模塊還具備故障診斷能力。

6.開關

開關可打開控制模塊電路的電源。當空氣懸掛工作或其它系統工作時，必須關閉開關。

7.高度傳感器

在空氣懸掛系統中，在下擺臂與車架橫梁之間安裝有兩個高度傳感器。每個高度傳感器上端有一個磁性滑閥。當車輛標準高度發生變化時，滑閥在傳感器下殼內上下運動。傳感器下殼內有兩個電控開關，開關通過電線束與控制模塊相連。當離地高度正常時，開關關閉，控制模塊接收到正常信號。如果磁性滑閥上移，超高開關打開，控制模塊收到信號后會打開相應的空氣彈簧閥和通氣閥，空氣彈簧放氣，改正超高離地間隙。磁性滑閥的下移使超高開關關閉，欠高開關打開。控制模塊收到信號后，使壓縮機繼電器通電，開動壓縮機，打開相應的空氣彈簧閥，空氣彈簧充氣，改正欠高的離地間隙。

8.報警燈

當控制模塊察覺到系統有故障時，控制模塊會打開報警燈，告訴駕駛員出現問題。

（二）電控空氣懸掛系統的工作

當高度傳感器給控制模塊傳遞一個抬高車輛的命令，其他輸入命令可接受時，控制模塊使壓縮機線圈接地，壓縮機開動，同時打開相應的空氣彈簧閥給空氣彈簧充氣；如果高度傳感器將車輛下降信號傳給控制器，其他輸入命令可接受時，控制模塊打開通氣閥和相應的空氣彈簧閥。這時，空氣彈簧放氣，直到達到標準車高為止。高度傳感器發出標準車高信號，使控制模塊關閉放氣閥和空氣彈簧閥。

（三）電控空氣懸掛系統的特點

較低的固有頻率提高了車輛的行車平穩性；車身高度可調使得車輛的地板高度隨載荷變化，基本保持不變；空氣彈簧壽命長，質量小、噪聲低；延長車胎和剎車片的使用壽命；延長了整車的使用壽命；充分吸收對路面的破壞性振動；駕駛員不易疲勞，增加了行車安全性；維修工作量減少，載貨量增大。

四、未來載重車輛采用懸掛裝置新技術的可行性分析

為了提高載重車輛零部件的維修性、通用性，縮短車型研發時間，采用家用轎車廠生產的底盤零部件已成為大勢所趨。因此采用家用轎車的新技術在設計、生產上會越來越成熟。未來載重車輛采用電控空氣懸掛系統是可行的，這也是未來載重車輛懸掛裝置的發展趨勢。

參考文獻：

[1]唐·諾里斯.懸架系統及轉向系統[M].吉林：吉林科學技術出版社.1998。