關于重型商用車搭載空氣懸掛系統的應用分析

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的健康發展奠定了良好的基礎。空氣懸掛系統作為一種現代化的車輛系統，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。基于此，本研究將針對重型商用車搭載空氣懸掛系統的實際應用進行分析，期望以此來為空氣懸掛系統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；應用

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

0 前言

空氣懸掛系統也被稱為空氣懸架系統，其是由導向機構、承載元件和控制系統三部分組成，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，空氣懸掛系統具有平順性好、維護方便以及操控方便等多種優點，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 空氣懸掛系統的優缺點

1.1 空氣懸掛系統的優點

相比于傳統的鋼板彈簧懸掛系統，空氣懸掛系統擁有較多的優點，其中最為主要的就是平順性好。空氣懸掛系統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（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，空氣懸掛系統的維修和保養較為便利，與鋼板彈簧懸掛系統不同，其不需要進行定期潤滑，從而降低了車輛的維護成本。

1.2 空氣懸掛系統的缺點

雖然空氣懸掛系統具有較多的優點，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主要是由空氣彈簧構成，這就使橡膠成為了系統的主要材料。基于橡膠材料的特性，隨著使用時間的推移將會使系統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應當應用于重型商用車的后懸掛系統當中。在國外相關學者以及現代化技術的分析下，可以發現目前應用于重型商用車的空氣懸掛系統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揮出系統的導向作用，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的抗側傾性能，全氣囊式空氣懸掛結構還配有橫向穩定桿，在四連桿導向機構的作用下，確保空氣懸掛系統的水平跳動，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。可以發現，全氣囊式空氣懸掛結構具有較高的系統性能，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，因此空氣懸掛系統的剛度K可以用此公式來表示：

從公式中可以發現，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將有效實現重型商用車的減重和降耗，比如空氣懸掛系統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的提升。

3 結論

近年來，雖然空氣懸掛系統在我國重型商用車中的應用技術正處于不斷完善的發展趨勢下，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的應用仍未得到廣泛的推廣。從本文的分析中，可以發現其在重型商用車中主要應用于后懸掛系統當中，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的應用研究，將為空氣懸掛系統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。