关于重型商用车搭载空气悬挂系统的应用分析

邓刚+常健

摘 要：科学技术水平的不断提高，不仅提高了人们的生活水平，同时也为我国各个产业的健康发展奠定了良好的基础。空气悬挂系统作为一种现代化的车辆系统，其虽然已经在诸多西方国家以及我国的客车当中均得到了广泛应用，但由于受到了成本等多种因素的影响，我国的重型商用车内却并未搭载空气悬挂系统。基于此，本研究将针对重型商用车搭载空气悬挂系统的实际应用进行分析，期望以此来为空气悬挂系统在我国重型商用车中的合理应用提供有效的理论基础。

关键词：重型商用车；空气悬挂系统；应用

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

0 前言

空气悬挂系统也被称为空气悬架系统，其是由导向机构、承载元件和控制系统三部分组成，目前被广泛应用于我国的汽车领域当中。不同于重型商用车目前搭载的钢板弹簧悬挂系统，空气悬挂系统具有平顺性好、维护方便以及操控方便等多种优点，但由于其成本较高，且存在一定的时效性缺点，因此在我国重型商用车中的应用并不广泛。随着我国重型商用车的大量应用，如何将空气悬挂系统有效应用于重型商用车中，日益成为了该领域内研究学者所关注的重点。

1 空气悬挂系统的优缺点

1.1 空气悬挂系统的优点

相比于传统的钢板弹簧悬挂系统，空气悬挂系统拥有较多的优点，其中最为主要的就是平顺性好。空气悬挂系统主要是利用空气弹簧作为承载部件，因此其具有较低的系统频率，且在空气弹簧自身特性的影响和作用下，其所承受的载荷越大，系统的刚度越大，车辆所受到的震动减少，对于车辆的寿命提升也将带来积极的影响。其次，空气悬挂系统具有操作便利的影响，这主要是由于其采用了电子空气悬挂控制系统（ECAS），其可以利用操作面板实现对整车高度的调整，确保了车辆与物流平台之间的连接性，提高了运输效率[1]。最后，空气悬挂系统的维修和保养较为便利，与钢板弹簧悬挂系统不同，其不需要进行定期润滑，从而降低了车辆的维护成本。

1.2 空气悬挂系统的缺点

虽然空气悬挂系统具有较多的优点，但由于受到成本等因素的限制，其也出现了成本高、时效性以及超载性能等缺点。成本高主要是由于空气悬挂系统的结构具有一定的复杂性，从而导致其在市场中的成本要高于普通钢板弹簧悬挂约5000至6000元，整车成本的增加将会制约普通用户的购买情况。时效性主要表现为空气悬挂系统主要是由空气弹簧构成，这就使橡胶成为了系统的主要材料。基于橡胶材料的特性，随着使用时间的推移将会使系统自身出现了老化以及龟裂等时效性问题，这也对空气悬挂系统的寿命产生了影响[2]。超载性能主要是由于受到了装配空间的限制，空气弹簧无法像钢板弹簧悬挂结构，设计出更大的超载余量，同时在空气压力的影响和作用下，系统的压力范围仅可以满足整车短时间的超载需求。

2 重型商用车搭载空气悬挂系统的应用

重型商用车不同于其他汽车结构，其前后的悬挂载荷存在较大的差异性，这就要求空气悬挂系统应当应用于重型商用车的后悬挂系统当中。在国外相关学者以及现代化技术的分析下，可以发现目前应用于重型商用车的空气悬挂系统主要可以分为全气囊式和复合式两种不同的空气悬挂结构。

全气囊式空气悬挂结构主要利用了空气弹簧所产生的作用力，在4个空气弹簧的作用下，以此来实现对后桥竖直载荷的承担，而空气弹簧的刚度即为悬挂系统的刚度。一般来说，全气囊式空气悬挂结构是利用四连杆机构发挥出系统的导向作用，通常上杆所使用的均为V型推力杆结构，而下杆所使用的则为I型推力杆结构。为了有效提高空气悬挂系统的抗侧倾性能，全气囊式空气悬挂结构还配有横向稳定杆，在四连杆导向机构的作用下，确保空气悬挂系统的水平跳动，而起所产生的后桥定位参数的变化以及軸距变化的影响相对较小。可以发现，全气囊式空气悬挂结构具有较高的系统性能，但由于其导向机构的设计相对复杂，因此为此结构的维修工作带来了困难，目前仅应用于部分欧系重型商用车当中。

复合式空气悬挂主要是利用了导向弹簧从而实现对部分载荷的承担，因为空气弹簧的总和与导向弹簧之间的关系属于并联关系，因此空气悬挂系统的刚度K可以用此公式来表示：

从公式中可以发现，导向弹簧的杠杆比LAR=B/A，即为气囊和钢板与车桥中心线之间的距离，其中Ka表示空气弹簧的刚度，而KA则表示导向弹簧前半段的刚度。在此过程中，若出现了KA>Ka，则有。由于符合湿空气悬挂系统会受到导向弹簧的刚度和导向弹簧杠杆比的综合影响，因此其系统所产生的刚度也相对较大，其所产生的车身舒适性也远不如全气囊式空气悬挂，加之该系统所采用的导向方式为导向弹簧导向，悬挂跳动也不属于平动形式，所以对于传动系角度和轮距等将会产生一定的影响[3]。但是，由于复合式空气悬挂结构具有简单、便捷且成本低的主要优点，因此其更适合应用于我国的重型商用车当中。

除此之外，由于重型商用车的消耗相对较大，因此通过应用具有提升机构的空气悬挂系统将有效实现重型商用车的减重和降耗，比如空气悬挂系统中的中置式空气悬挂结构和侧置式空气悬挂结构，均可以通过提升空气弹簧的方式实现对系统的提升。

3 结论

近年来，虽然空气悬挂系统在我国重型商用车中的应用技术正处于不断完善的发展趋势下，但由于受到了应用成本和承载性能等多种因素的影响，有关于重型商用车搭载空气悬挂系统的应用仍未得到广泛的推广。从本文的分析中，可以发现其在重型商用车中主要应用于后悬挂系统当中，且主要分为全气囊式空气悬挂和复合式空气悬挂两种主要结构。通过本研究针对重型商用车搭载空气悬挂系统的应用研究，将为空气悬挂系统日后在我国重型商用车的广泛应用提供有效的理论支持和帮助。

参考文献：

[1]李海波，王俊伟，赵刚.空气悬挂系统在重型商用车上的应用[J].专用汽车，2016（08）：113-116.

[2]侯桂芳.重型车空气悬挂座椅动态舒适性研究[J].汽车科技，2015（02）：37-43.

[3]威伯科将电子控制空气悬挂技术引入中国卡车市场[J].专用汽车，2014（10）：86.

作者简介：邓刚（1990-），男，湖北仙桃人，本科，助理工程师，研究方向：商用车悬架系统。