某6x2車空氣懸架及后提升系統(tǒng)設(shè)計

孟祥虎 周旋 王凱 朱龍 黃帥

摘 要：隨著汽車控制智能化的發(fā)展，司機對車輛的舒適性、經(jīng)濟性要求提高，自調(diào)節(jié)的電控空氣懸架應(yīng)用愈加廣泛，文章主要闡述6x2中置軸汽車空氣懸架及提升橋的電控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用，詳細介紹了空氣懸架及提升橋的架構(gòu)組成、電氣原理和系統(tǒng)標(biāo)定流程，使其實現(xiàn)空氣氣囊的自調(diào)節(jié)和后橋提升的工況應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能化;提升橋;電控空氣懸架;中置軸車

1 引言

GB1589-2016的推出，中置軸汽車列車已陸續(xù)進入汽車運輸主流行業(yè)，且中置軸掛車與可卸車廂組成汽車列車。帶提升橋的中置軸車可以根據(jù)工況需求，提升或降下提升橋。在空載或非全載荷時，升起提升橋，降低輪胎磨損減少油耗，另提升時載貨相應(yīng)向驅(qū)動輪轉(zhuǎn)移，增加驅(qū)動輪的牽引力;在軸重載時，提升橋降下，成為支撐橋，合理分配載荷，提高物流效率。

目前市面有根據(jù)軸荷進行升降的機械式提升機構(gòu)，但操作性不高[1]，另傳統(tǒng)懸架多為少片簧形式，車輛振動的舒適性需要提升[2]，文中提出一種6x2中置軸汽車空氣懸架及提升橋的電控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用。

2 電控空氣懸架及提升橋架構(gòu)

電控空氣懸架及提升橋架構(gòu)如圖1所示，架構(gòu)如下：

1）高度傳感器，采用兩點采集方式，使用電子式高度傳感器，直接將角度信號轉(zhuǎn)為電信號，比傳統(tǒng)機械高度閥更加簡單，穩(wěn)定性更高。高度傳感器固定在車架上，通過橫桿和豎桿相連，豎桿再通過焊接支架連接到車橋;

2）儲氣筒，用來儲存空壓機過來的壓縮空氣，是氣動提升的氣源，需要接干燥器;

3）溢流閥，主要用來穩(wěn)壓溢流，在高氣壓下，可以卸掉多于載荷，起到安全保護作用;

4）組合閥體，有兩個兩位三通電磁閥，11口為氣源接入口，22口連左側(cè)空氣氣囊，23口連右側(cè)空氣氣囊，一個安裝在驅(qū)動橋位置橫梁處，對6x2驅(qū)動橋支撐橋氣路進行充放氣控制，另一個安裝在提升橋位置橫梁處對6x2提升橋支撐氣路和提升氣囊氣路進行充放氣控制，實現(xiàn)提升車橋提升或降下;

5）ECU，ECU根據(jù)高度傳感器信號，通過電磁閥對氣囊充放氣，維持車身高度。對提升橋的控制策略分等壓控制、最佳比例控制。等壓控制是提升橋降下或載荷轉(zhuǎn)移到提升橋后 ， 由于同側(cè)相通，后橋所有支撐氣囊的氣壓都相等，控制簡單。最佳比例控制是按比例分配驅(qū)動橋氣囊和提升橋支撐氣囊的氣壓值，驅(qū)動力能保持較高值，控制更合理。文中選用最佳比例控制策略;

6）空氣氣囊，存儲壓縮氣體，維持一定氣壓剛度值，起到支撐車架作用。這里采用8+1個氣囊，驅(qū)動橋左右支撐氣囊共4個氣囊，提升橋左右支撐氣囊共4個氣囊，提升氣囊為1個。

3 電控空氣懸架及提升橋控制原理

系統(tǒng)控制基本原理通過采集左右高度傳感器和氣壓傳感器等信號，并輸入給ECU控制部分，ECU部分安裝在駕駛室管梁右側(cè)處，ECU判斷車架需要的高度，通過控制氣囊的充放氣，從而控制懸架的剛度和車身的高度，并能在輕載或重載時，提升或降下提升橋。電控空氣懸架及提升橋控制原理如圖2所示，主要分為5個部分：

1）電源供給，主要包含ECU的常電、15電源、壓力傳感器電源、電磁閥工作電源、負極地。電源是保證ECU正常工作的必要條件;

2）開關(guān)信號輸入，提升軸開關(guān)、牽引輔助開關(guān)、正常高度I/II/III開關(guān)、RCU遙控器，這些開關(guān)多分布在駕駛內(nèi)，方便駕駛員在車內(nèi)進行升降操作;

3）整車J1939通訊部分，控制器所需要的報文通過整車CAN進行交互，如可以通過CAN讀取發(fā)動機轉(zhuǎn)速信息、剎車信息判斷當(dāng)前車輛運行狀態(tài)，另系統(tǒng)的工作狀態(tài)通過CAN儀表進行顯示或報警;

4）輸入信號采集，采集車身高度信號和氣囊壓力的傳感器，對于高度傳感器安裝在驅(qū)動橋的左右側(cè)，采用兩點式，主要通過車架與車橋之間的連桿變化量監(jiān)測車架的高度變化，傳感器將對應(yīng)的電信號輸入給ECU。ECU判斷車架高度的實時位置，實時計算分配空氣氣囊的壓力值，穩(wěn)定車身高度;

5）ECU控制執(zhí)行，包括驅(qū)動橋電磁閥和提升橋電磁閥。壓縮氣體經(jīng)過溢流閥后，分到驅(qū)動電磁閥的和提升橋電磁閥的進氣口，提起提升軸時，驅(qū)動橋4個支撐氣囊進行充氣，提升橋的4個支撐氣囊進行放氣，同時提升氣囊充氣。下降時，驅(qū)動橋4個支撐氣囊保持充氣，提升橋的4個支撐氣囊充氣，同時提升氣囊放氣。

4 電控空氣懸架及提升橋標(biāo)定流程

為保證空氣懸架提升系統(tǒng)的正常工作，下線需要標(biāo)定其ECU功能，標(biāo)定流程如圖3。

5 電控空氣懸架及提升橋操作應(yīng)用及注意事項

5.1 電控空氣懸架及提升橋操作應(yīng)用

操作應(yīng)用實現(xiàn)方式見表1，主要如下：

1）牽引輔助開關(guān)：主要通過減少提升橋支撐氣囊中的氣壓，使提升橋載荷向驅(qū)動軸進行轉(zhuǎn)移，直到驅(qū)動軸達到最大載荷，達到最佳牽引效果;

2）提升軸開關(guān)：提升橋需要提起或降下時，按下開關(guān)，提升橋氣囊會持續(xù)充放氣，達到設(shè)計高度，提升時儀表點亮提升橋工作指示燈，下降時提升橋降下;

3）正常高度開關(guān)：在標(biāo)定正常行駛高度I/II/III后，在車速不高于30Km/h時，根據(jù)使用需求按下高度開關(guān)，車身高度會在設(shè)定的速度上升到或降低到標(biāo)定后的高度I/II/III中的某一高度;

4）RCU遙控器：當(dāng)在駕駛室外面時，需要對車身高度進行控制，如卸載貨物時，降低車身高度。遙控器主要有前橋、驅(qū)動橋、提升橋3個激活鍵，2個記憶高度M1，M2控制鍵，對氣囊進行充放氣的上升和下降鍵。

5.2 電控空氣懸架及提升橋注意事項

1）電控空氣懸架系統(tǒng)必須經(jīng)過標(biāo)定之后，才能使用，主要包括基本車型參數(shù)的配置、高度傳感器0位置和極限位置、空氣氣囊壓力的標(biāo)定（包括支撐氣囊和提升氣囊）;

2）RCU遙控器需要在車速低于30Km/h（內(nèi)部程序設(shè)定），當(dāng)高于30Km/h時，RCU遙控器不可用且車架高度會恢復(fù)到標(biāo)定的正常高度;

3）提升橋提升需要在空載或驅(qū)動橋載荷/提升橋載荷比例在設(shè)定范圍，程序默認為120%，但如果負載過重，不會提起;

4）整車高度在制動系統(tǒng)介入時，電控空氣懸架系統(tǒng)不會起作用;

5）由于提升氣囊是單點提升，車架左右縱梁重量盡量一致，否則提升高度會有高度差;

6）儀表指示需顯示提升橋的上升或下降狀態(tài)，正常高度I/II/III/的高度狀態(tài)，車架高度指示提醒。

6 總結(jié)

文章闡述了6X2中置軸車提升橋電控空氣懸架的技術(shù)應(yīng)用，在車輛空載時可以達到節(jié)油、減少輪胎磨損。滿載時落下提升橋，可以有效增加承載，給用戶帶來更好的經(jīng)濟效益，在控制實現(xiàn)方式上可以通過開關(guān)或遙控器，多方式控制，滿足駕駛員的多種工況需求。

參考文獻：

[1]王小飛.重卡提升橋控制系統(tǒng)對比與應(yīng)用[J].汽車實用技術(shù)，2014，03：122-125.

[2]楊松.空氣彈簧懸架的發(fā)展歷史和應(yīng)用[J]. 商用汽車，2003，03：62-63.

[3]姜立標(biāo)，王登峰.貨車空氣懸架的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報，2005，21：66-69.