某8×2載貨車支撐橋控制系統設計

王志強

引言

8×2載貨車支撐橋與8×4載貨車中橋驅動橋相比，增加一根采用“工字梁”結構的支撐橋，減少一根驅動橋，相比之前8×2載貨車軸管式支撐橋承載能力有所提高，并采用帶縱置板簧，波紋箱型空氣氣囊結構的復合懸架，帶隨動轉向鎖止功能，可以適時調節后橋及整車的受力狀態，改善輪胎的磨損情況。

本文以某款HFC1312KR1LET載貨汽車支撐橋控制系統設計為例，駕駛員簡便通過控制儀表臺開關實現空滿載狀態轉換使整車能夠流暢工作在兩種工作狀態，從而整車在能滿足整車重載需求，也可以在空載時降低油耗，減少輪胎磨損。

1、支撐橋控制系統簡介

8×2載貨車支撐橋控制系統（如圖 1）主要由電控兩位三通電磁閥、調壓閥、壓力保護閥、快放閥、儲氣筒等零部件組成，通過線束采集電控信號、與制動系統部件組合使用。

控制系統壓縮氣體儲存在供能裝置儲氣筒1中，出口安裝壓力保護閥 2，在適合壓力下開啟為控制系統充氣；由于儲氣筒1存儲壓縮氣體壓力為0.9MPa，超出氣囊正常工作壓力，調壓閥3將氣體壓力降低；駕駛員通過控制駕駛室空滿載轉換開關 14控制兩位三通電磁閥4、11，從而實現整車在滿載狀態下，氣囊充氣，支撐橋存在制動，整車在空載狀態下，氣囊放氣，支撐橋無制動，氣囊6、7通過快放閥5放氣，支撐橋制動氣室通過繼動閥13放氣，該繼動閥13可以與驅動橋制動共用；當整車行駛在凹凸不平壞路或者倒車時，駕駛員通過駕駛室隨動橋鎖止開關15，控制兩位三通電磁閥12，支撐橋隨動轉向鎖止氣室10的鎖止，使支撐橋保持直行狀態。

2、車型匹配

2.1 控制系統設計分析

對支撐橋控制系統中壓力保護閥、調壓閥、兩位三通電磁閥等核心零部件進行參數設計、工作狀態進行設計分析。

2.1.1 壓力保護閥總成

1）安裝參數設計：總成安裝在儲氣筒上，出氣口為M18×1.5螺紋，連接φ12尼龍管；并在閥體標記進氣口與出氣口，以免閥體裝反；

2）壓力參數設計：按照制動系統儲能裝置低氣壓報警開關報警壓力為 0.53MPa±0.02MPa，將壓力保護閥開啟壓力設定為 0.53MPa±0.02MPa，當儲氣筒壓縮氣體壓力達到0.53MPa±0.02MPa時開啟，為支撐橋控制系統充氣，當氣壓低于0.53MPa±0.02MPa時，則關閉停止充氣，防止支撐橋控制系統管路脫落、氣囊破損等意外現象造成氣體泄漏從而引起制動系統氣壓不足，引起整車制動安全。

2.1.2 調壓閥總成

1）安裝參數設計：總成進氣口與出氣口均為 M18×1.5螺紋，連接φ12尼龍管，并帶安裝支架，孔徑 9mm，孔距為 40mm，在閥體上設計壓力檢測接頭，測試接頭螺紋M16×1.5，與測試裝置連接，需在閥體標記進氣口與出氣口，以免裝反；

2）壓力參數設計：由于支撐橋控制系統氣體與制動系統采用同一氣源，正常工作壓力為0.9MPa（干燥器卸荷壓力與發動機空氣壓縮機卸荷壓力均為0.9MPa），而支撐橋氣囊工作壓力需0.6MPa，為延長氣囊工作壽命，將調壓閥調節壓力設計為0.6MPa±0.03MPa，調壓閥閥體上有壓力測試接頭，可以通過壓力表檢測調壓閥調節氣壓值，如果發現與正常調節氣壓存在誤差，可以調節調壓閥頂部壓力調節螺釘，調整到額定的工作氣壓。以免由于整車使用過程中，閥體顛簸造成氣壓降低或者升高，影響氣囊使用壽命或者承載性能。

2.1.3 電控兩位三通電磁閥總成

1）安裝參數設計：總成進氣口出氣口接頭均M18×1.5，連接φ12尼龍管；安裝支架孔徑 9mm，孔距 40mm,電磁閥自帶排氣口，排氣口處帶消聲器降低排氣噪音；電磁閥帶手動控制裝置，如果整車底盤線束出現故障，可以實現手動對電磁閥進行控制；閥體需標記進氣口、出氣口、排氣口，以免安裝錯誤；

2）控制功能設計：整車安裝三個兩位三通電磁閥，分別用于控制支撐橋氣囊、支撐橋制動氣室、隨動轉向氣室的工作狀態，電磁閥通過底盤線束采集駕駛室開關信號，倒檔信號，實現對氣囊、支撐橋制動、支撐橋隨動轉向氣室狀態的控制。

由于整車空載時氣囊為放氣狀態，氣囊不承重，否則氣囊高度上升，將整車抬高造成驅動橋打滑，同時整車空載時，對制動需求較低，為了降低空載時制動力較大造成整車制動抖動現象和降低車輪制動抱死造成的輪胎磨損，支撐橋總成在空載時無制動，因此兩個電磁閥采集同一個駕駛室空滿載轉換開關信號，從而實現整車在空載狀態下，氣囊不充氣，支撐橋無制動，整車滿載時，氣囊充氣，支撐橋存在制動。

同時為了保證整車在凹凸不平壞路和倒車行駛時的平順性，需將氣室充氣將隨動轉向功能關閉。因此用于隨動轉向鎖止功能的電磁閥不僅采集駕駛室按鍵信息，還采集倒檔信號，實現駕駛員在倒車行駛時，氣室自動鎖止；當整車在凹凸不平壞路上行駛時，駕駛員通過駕駛室按鍵氣室鎖止控制。

2.2 控制系統安裝與調試

2.2.1 制系統整車安裝

按照支撐橋控制系統原理圖（如圖 1），實際車型裝配圖（如圖5）所示：

三個兩位三通電磁閥總成需分開安裝，就近與底盤線束相關插件接插，以免造成信號采集錯誤；壓力保護閥總成直接安裝在儲氣筒上，儲氣筒通過支架安裝在車架橫梁上；由于為8×2載貨車，支撐橋與驅動橋制動共用同一個繼動閥進行控制；增加快放閥，加快氣囊放氣速度，布置在車架中間部位為保證氣囊同時充放氣；空滿載開關和隨動橋鎖止開關需要在駕駛室中做好標記；控制系統連接的尼龍管需按照標準進行定扭，防止氣管在整車行駛過程中脫落造成氣體泄漏。

2.2.2 控制系統調試

隨機選取一輛下線的空載車輛進行調試，主要通過駕駛員操作駕駛室開關來實現對氣囊、支撐橋制動氣室、隨動氣室控制的狀態，并觀察實際效果。

首先測試空滿載轉換開關的效果，駕駛員摁下空滿載轉換開關，支撐橋氣囊充氣并明顯抬高車架，達到工作壓力0.6MPa（壓力表顯示），經測量，兩個氣囊充滿氣后達到310mm高度，滿足設計要求。使用壓力表通過測試接頭檢測調壓閥壓力為0.6MPa，踩下制動踏板，支撐橋制動氣室推桿移動45mm，滿足設計要求。當駕駛員松開空滿載轉換開關，氣囊放氣，能夠明顯聽到快放閥氣體排出聲音，車架降低，踩制動踏板，推桿無移動，滿足設計要求。

再測試隨動橋鎖止氣室開關的效果，駕駛員首先掛倒檔，兩位三通電磁閥采集到倒檔信號，隨動轉向氣室推桿推出，使支撐橋保持平直狀態，解除倒檔，推桿縮回，實現設計功能；摁下駕駛室鎖止開關，隨動轉向氣室推桿推出，松開開關，推桿縮回，實現設計要求。

調試過程中也發現，鑰匙斷電后，三橋充氣開關自動關閉，使得三橋氣囊放氣不能承載，如果整車滿載時出現這種狀況，會出現瞬間將三橋承受的大部載荷轉移至四橋，若載重量較大或承載時間較長，可能導致四橋懸架損壞或車架變形，因此在設計過程中將三橋氣囊充氣開關電路接常電，及時整車斷電也能很好的進行保護。

3、制動試驗臺試驗

隨機選取一臺8×2中卡載貨車，駕駛員摁下空滿載轉換開關，氣囊充氣，踩下制動踏板，支撐橋氣室推桿推出，松開制動踏板后，上滾筒式檢測臺進行整車制動力平衡檢測。輸出檢測結果報告單如圖6所示：

表1 整車制動力平衡檢測結果

如報告所示：經過滾筒式制動力檢查臺檢測，整車四軸尤其是三軸（支撐橋）制動力平衡檢測，左阻滯、右阻滯、協調時間、制動差均滿足并優于《GB_7258-機動車運行安全技術條件》相關條款的要求，而且市場上也無用戶反饋整車由于無法通過當地車管所檢測臺檢測導致的無法上牌運營的問題。因此支撐橋制動力平衡滿足設計要求。

4、總結

本文列舉的HFC1312KR1LET載貨汽車支撐橋控制系統在保證整車滿足法規和保證安全性能的情況下，通過兩位三通電磁閥、調壓閥、壓力保護閥等閥體應用實現空滿載狀態轉換使整車能夠流暢工作在兩種工作狀態，并通過優化兩位三通電磁閥應用數量、使用需求，成功的運用到6×2單前橋的載貨汽車中，有效的擴展了使用廣度。

[1] 劉惟信 《汽車設計》. 北京 清華大學出版社 2001.

[2] GB7258-2012.機動車運行安全技術條件.

[3] 孫學聰.《商用車電控空氣懸架系統匹配》.汽車實用技術.2013.

[4] 馮淵.《汽車電子控制技術》.北京.機械工業出版社 2007.