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1、自目女a 4 口l 目自目0 目* 月# & e * 女l从北京奥运公交升级谈汽车 空气悬架的应用与发展吴学军，胡选儒，刘迭立p 目0 镕 * m * # m o 日# 自自l o 0 0 2 3 )摘：M | c 自* i H 十目i 气e 柴内 月城起_ 兑“ r 2 t e * 日勺目成镕构目特点优点- # 目T 目自外女气架R 月情M ，镕r 目自i 气朵应月发R 的i 利条件，捉m T m 步月与发* g 做I 怍。* t 目 车气架m 成；优点应5 发R举世瞩目的2 0 0 8 北京奥运会的成功举办宴现了中华民族的百年梦想，提升了中国的国际地位和影响力极大鼓舞了国人的自信心和自豪感
2、。北京奥运结世人留下深刻印象的不但有完善的场馆设施，环境的有效改善，还有出色的组织服务T 作，尤其值得一提的是奥运期同的公共交通系统。它的便捷、舒适赢得r 普遍的赞誉。这一成绩的取得很大一部分得茹干2 0 0 8 年之曲的埤时间中，北京市对市属公交集团的公变车进行r 太规模的夏新、升级总数约l lo o o 辆；在这更新升级过程中，秉承“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念，北京公交车普遍采川了客车业的新工艺、新技术如新型燃料公交车显电动汽车、自动变速箱、车载局域网C A N 总线等等。其中尤为突山的是，在遗改更新，升级中空气息架得到了大量的装车使用，由中国公路车辆机械有限公司提供的40 0
3、0 多套“精瑞”系列空气悬架系统由于其可靠的性能、乘坐的舒适，赢得了北京公变集团的称赞和感谢。这同时标志着空气悬架在国内城市公交车上太批量装川时代的到来。受北京鼹运公交的示范作用，f ，海世博告、r 州运会、深圳大运台和其他一些城市在公交车升级中，都正在或将要推广装用空气悬架系统。同内各太城市在公交车升级中雨约而同地选择装用空气悬架系统，过一现象的出现不是偶然的，这是因为作为汽车悬架技术发展的种必然趋势空气悬架所具有的优越性越来越得到大家的认同。下面将就此谈一下空气悬架的相关知识压应用情况。1 空气悬架的组成空气悬架是汽车悬架系统多种类型中的一种而悬架系统是汽车的重要组成部分。它把车身和车轮弹
4、性地连接在起，传递路面作用于车轮的支撑力，牵引力、制动力，侧向反力以及这些力所产生的力矩，并缓和由不平路面传递给车身的冲击戴荷、衰碱由此引起的振动，以保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷，从而保证汽车行驶的平顺性、舒适性和操纵稳定性。悬架系统一般包括导向机构，弹性元件、阻尼元件( 减震器) 和横向稳定杆口大部分，其巾导向机构是用于传递车轮与车架( 或车身) 之州的山及力矩同时保持车轮拄一定运动轨迹相对车身跳动 弹性兀件用来承受并传递垂直载荷，缓和由f 路面不平引起的时车身的冲击阻尼元件( 硪震器) 用来衰碱由于弹性系统引起的振动，有些轿乍和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过 的横向
5、倾斜在悬架系统中加设横向稳定杆。我们通常在汽车上见到的悬架系统是钢板弹簧悬架见图1 。它使用纵置钢板弹簧作为弹性元件来缓和路面冲击，同时也用钢板弹簧作导向元件在货车上甚至利用板簧各片问的摩擦力起阻尼元件的作用。钢板弹簧悬架由于其结构简单、价格低廉，在汽车t 得到了r 泛的应川；但由r 钢板弹簧旦加工成型其剐度就不可改变在汽车宅载和满载之间变化时，其平顺性( 主观感觉就是乘坐舒适性) 差别很人；目钢板弹簧使用寿命相对较短，随着丰t 会的发展人们对乘串舒适性要求进一步提高，“厦些车辆有着特殊的减震要求，钢板弹簧悬架已不能满足这些要求。由此，牢气悬架就庖运而生并发展起来，典型的空气悬架一般由导向杆系
6、、空气弹簧、减震器及车身高度控制系统组成太多数还包括提高抗侧倾能J 的横向 二n-2 空气悬架的优点空气恳架具有很多钢扳弹簧息架所没有的优点，这主要是由j = 宅气息架所川的掸性兀件空气弹簧具有独特的性能和适应性。2 1 空气弹簧的特点( 1 ) 质量轻，单位质量储能量高，可有效减轻悬架的自重。( 2 ) 吸震性好，具有较高的降噪能力。空气弹簧“空气为介质，内摩擦极小且无噪声并可吸收高频振动及路面的冲击载荷。( 3 ) 具有非线性特性，刚度和负载能力可通过调节橡胶气囊内的工佧压力加以改变。( 4 ) 固有频率较低，且负载和刚度变化时固有频率几f 不变。( 5 ) 具有较高的疲劳寿命，其疲劳寿命
7、可达3 0 0 万次“上，实际寿命可逃五年，而一般钢板弹簧的疲劳寿命只有2 0 万次左右。21 空气悬架的优点( 1 ) 可有教地改善车辆的行驶平顺性，使得乘坐更安垒、舒适。( 2 ) 装用空气悬架的车辆轮胎的接地性较好，载荷均匀，可延长轮胎和制动片的使用寿命。( 3 ) 负载变化时能自动调整维持车身高度不变但又可通过控制阀开合宴现车身的升高和降低。过特点对货运汽车的货物转运极为方便，( d ) 装用空气悬架的车辆振动小可减少对电气、仪表及车身和底缸其他附件的损坏，降低车辆的维修成本，延长车辆的使J 钶寿命并增加折旧值。( 5 ) 减少对道路的冲击保护路面，降低高速公路的维修费用，这一方面是因
8、为空气悬架非簧载质量小，动载荷较小另方面是由于空气悬集是种道路友好型悬架。汽车时道路的破坏程度可被定性描述为道路友好性破坏程度越大道路左好性越差，据l9 9 8 年经济合作与搜艘组织f O E C D ) 联合I7 个国家开展的车辆道路动态相互作用实验结果表明钢板弹簧悬架对道路的曙攒至少比卒气悬架快1 5 以r 对道路的动态冲击力是孛气是槊的两倍。3 空气悬颦在国外的应用与发展空气弹簧发明于2 0 世纪j I 玎期早期用于机械迁备的隔振。19 4 7 年美国自先在普4 、曼车上使用空气弹中国交通建设集团有限公司第一届科技大会论文集簧，后来意大利、英国、法国及日本等国家相继对空气弹簧做了大量的研
9、究工作。到1 9 6 4 年，德国生产的5 5种大中型公共汽车中，有3 8 种使用了空气弹簧悬架。目前，空气悬架在国外豪华汽车上已经被广泛采用，在高速客车和豪华城市客车上的使用率几乎是1 0 0 ，在中、重型货车以及挂车上也超过8 0 ，如美国的F o r d ，德国的B e n z 、M a n 、N e o p l a n ，瑞典的V o l v o 、S c a n i a ，法国的雷诺，日本的尼桑、日野、五十铃、三菱等。部分高级轿车上也可以选装空气弹簧悬架，如美国的林肯，德国的B e n z 3 0 0 S E 和B e n z 6 0 0 等。在一些特种车辆( 如对防震性要求高的仪表
10、车、救护车及要求带高度调节的集装箱运输车) 上，空气弹簧悬架的应用更为广泛。在此过程中，汽车工业发达国家先后出现了几大空气悬架和空气弹簧生产厂家，如美国的N e w a y 、R i d e w e l l 、F i r e s t o n e 、G o o dy e a r 和德国的S A F 、B P W 、C o n t i t e c h 等等。国外汽车空气悬架发展经历了“钢板弹簧一气囊复合式悬架一被动全空气悬架一主动全空气悬架( 即E C A S 电控空气悬架系统) ”的变化历程。主动全空气悬架应用了电子控制系统，使传统的空气悬架系统的性能得到很大改善，汽车在各种路面、各种工况条件下
11、能实现主动调节、主动控制，并增加了许多辅助功能( 如故障诊断功能等) 。目前E C A S 系统在欧洲一些国家的大客车上已经大量应用。随着人们生活水平的提高，对汽车舒适性的要求越来越高，可以预见，E C A S 这一先进的空气悬架系统在汽车上的应用将越来越普及。4 空气悬架在国内的应用与发展我国早在2 0 世纪5 0 年代就对空气弹簧进行了研究。1 9 5 7 年初，长春汽车研究所与化工部橡胶工业研究所合作，进行空气弹簧的设计与研究。从1 9 7 5 年开始，受国外客车大量使用空气悬架的影响，长春汽车研究所又重新列课题进行空气悬架的研究。1 9 8 5 年原交通部立项研发J T 6 1 2 0
12、 空气悬架客车，由重庆公路科学研究所承担，并由山西侯马5 4 1 厂试产了约2 0 0 辆J T 6 1 2 0 大客车装用空气悬架。后因种种原因，该车型没有继续生产。总之，国内虽然很早就对空气悬架进行了研究及生产，但由于工业技术条件有限、研究的延续性不够，再加上当时道路环境等所限，空气悬架产品没有得到进一步的发展。进入2 0 世纪9 0 年代，由于高速公路的修建和一批低等级公路的改造，我国的道路条件得到了很大的改善，同时由于火车客运的不断提速，人们对公路客车出行的舒适、快捷提出了更高的要求。为适应公路客运的新形势，国内客车厂纷纷从国外购置空气悬架及空气悬架底盘装车使用，同时国内各汽车厂、研究
13、所、大专院校也开始对空气悬架进行开发设计和理论研究。进入2 1 世纪，随着我国高速公路网的基本形成和国民经济的高速发展，快速客运和直达客运已成为公路客运的重要组成部分。为促进客车技术水平的提高，适应人们对公路客运的更高要求，规范客运市场的客运收费，原交通部和建设部分别组织制定营运客车类型划分及等级评定) ) ( J T T3 2 5 2 0 0 2 ) 、城市客车分等级技术要求与配置( C J J1 6 2 2 0 0 2 ) 行业标准，规定了不同等级的车型必须达到的技术指标和总成配置要求。其中，高一级以上公路客车和高级城市客车必须配置空气悬架。两个标准的实施推进了客车技术的发展，也对空气悬架
14、的应用与发展产生了较大的促进。在市场需求的推动下，国内陆续涌现出1 0 多家空气悬架生产企业，它们为国内各汽车厂开发出适合国情的空气悬架，改变了以往空气悬架只能完全依赖进口的局面。其中引人注目的是中国公路车辆机械有限公司以其超常的发展速度成为行业中佼佼者，凭着可靠的产品品质，在2 0 0 5 年2 0 0 7 年北京奥运公交招标中，连续三年中标，取得了空气悬架总招标数9 0 以上的份额。综上所述，相比国外，空气悬架在我国的应用落后了几十年。直到近1 0 年，随着高档客车制造技术的引进以及人们对舒适性要求的提高，加上国家对客车等级划分的标准要求，空气悬架才开始逐步应用起来。目前空气悬架主要集中应
15、用在高等级客车上，但是受多方面因素的制约，空气悬架的配置率还较低，基本上还属于“初期应用”阶段。2 0 0 8 年是客车市场较好的一年，国内共生产8m 以上客车9 1 6 万辆，但空气悬架的装车量仅为2 6 4 万套( 包括随车桥进1 ：3 的约15 0 0 套) ，配置率约为2 8 8 ( 如计入配置更少的7 8m 客车，这一比率将更低) 。这与发达国家客车近1 0 0 的空气悬架配置率相比，差距还很大。而重型卡车及挂车的空气悬架配置率则更低，还不到5 。因此，国内空气悬架还有具大的市场发展空间。道路工程5国内空气悬架发展的有利条件我国的空气悬架发展及应用虽然晚了一些，但一旦启动起来则具有诸
16、多有利条件：( 1 ) 我国公路条件的改善为汽车空气悬架创造了基本的使用条件。截止到2 0 0 8 年底，我国高速公路通车里程已达到6 0 3 万k m ，高速公路里程位居世界第二，仅次于美国，而且高速公路正以每年40 0 0k m 以上的速度增长。按照中国2 0 0 5 年公布的高速公路网发展规划，中国正在全力以赴地加快国家高速公路网主骨架建设，到2 0 2 0 年基本建成国家高速公路网。届时，中国高速公路通车总里程将达1 0 万k m 。国内高速公路的发展对空气悬架国内市场产生了很大促进作用。( 2 ) 客车市场的快速发展将大大拉动空气悬架的需求增长。我国是世界上最大的客车生产国和使用国，除国内有大量公路客运需求外，每年还有大量的客车出口到国外。同时，空气悬架的需求与高等级客车的销售量直接相关。据统计，我国高级客车的市场以每年1 5 的速度增长。根据国家汽车行业“十五规划”要求，我国的客车将“重点发展适应高速公路需要的大中型
