商用车空气悬架科研发展应用(1)
2012-4-27 2:25:35 来源：商车天下 编辑：商车天下 有话要说 空气悬架诞生于19世纪中期，早期用于机械设备隔振。1947年，美国首先在普耳曼汽车上使用空气悬架，欧洲及日本等国家和地区也相继对汽车空气悬架作了应用研究。目前，国外汽车发达国家无论是客车还是载重汽车都已经比较普遍采用空气悬架系统。而国内却处于刚刚起步阶段，只应用在一些豪华客车和少部分重型载货车上。
１、空气悬架的优点
空气悬架系统以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性实现弹性作用。不论满载还是空载，通过压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化而进行自动调节，整车高度不会变化，可以大大提高乘坐的舒适性。随着人们对舒适性要求的提高，空气弹簧悬架因其独特的性能和适应性，正在逐步替代传统的钢板和螺旋弹簧悬架。空气弹簧的性能特点是：（1）负载能力可调；（2）刚度随负载变化；（3）负载变化时，固有频率几乎不变；（4）固有频率较低。
空气弹簧运动性能的特点决定了空气悬架具有以下优点：（1）乘坐更舒适安全；（2）改善车辆的行驶平顺性；（3）延长轮胎和制动片的使用寿命；（4）负载变化时车身高度不变；（5）减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本；（6）减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用；（7）延长车辆的使用寿命并提升旧车价值。
2、国外空气悬架的发展历程及现状
20世纪30年代初，美国凡世通轮胎公司首次把空气弹簧应用于汽车工业。哈维·凡世通（Harvey Firestone）在亨利·福特一世（Henry Ford I）和托马斯·阿瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison）的技术支持下，在1934年研制出了柱式空气弹簧悬架系统——AIREDE空气弹簧。1944年通用汽车公司与凡世通公司合作，在其客车上进行了首轮试验。试验结果显示了空气悬架系统的内在优越性。通用汽车公司经过大量的产品研制开发工作，1953年开始试生产装有空气悬架的客车，这是商用汽车采用空气弹簧悬架的开始。20世纪50年代中叶，固特异轮胎公司研制出一种滚动凸轮式空气弹簧，凸轮在活塞的型面上滚动，从而控制空气弹簧的负载变化关系曲线。同时，空气控制系统的巨大进步也为空气悬架的应用起了很大的推动作用。
随后不久，空气悬架技术在欧洲也得到很快发展，但欧洲的发展道路和北美有些不同。欧洲的汽车生产厂商并未将空气悬架变成单独总成，而是各自开发满足其独特车型需要的空气悬架。这种不同的发展道路使欧洲的空气悬架设计只适用于某种具体车型，并采用一些复杂技术，因而其成本较高。而北美的空气悬架通用性较强，应用较简单，成本较低。
美国纽威·安柯洛克国际公司在1951年成立时即作为一家悬架系统的专业生产厂家，为公路和非公路行驶的重型车辆设计和制造钢板弹簧悬架系统。不久，纽威公司向商用车市场投放了世界上第一种实际应用的空气悬架系统。因其通用性强，结构简单，成本较低，迅速占领了北美市场。随后纽威公司开发了一系列空气悬架产品，应用于世界各地的客车、货车、小轿车及铁道车辆上。
目前国外高级大客车几乎全部使用空气悬架，重型载货车使用空气悬架的比例也已达80%以上，空气悬架在轻型汽车上的应用量也在迅速上升。部分轿车也逐渐安装使用空气悬架，如美国的林肯、德国的Benz300SE和Benz600等。在一些特种车辆（如对防振要求较高的仪表车、救护车、特种军用车及要求高度调节的集装箱运输车等）上，空气悬架的使用几乎为唯一选择。
国外汽车空气悬架发展经历了“钢板弹簧气囊复合式悬架→被动全空气悬架→主动全空气悬架（即ECAS电控空气悬架系统）”的型式变化。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ECAS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，ECAS这一先进的空气悬架系统在汽车上的应用将越来越普及。
3、我国空气悬架的应用发展现状
目前国内拥有空气悬架项目的公司为数众多，但真正拥有空气悬架系统设计开发、制造的寥寥无几，规模也十分有限。目前国内具有代理性质但无实际设计能力的公司居多，主要以代理美国、德国、韩国、日本产品为主，公司规模一般不大，产品有限。由于代理公司主要是以追求经营利润为导向，对设计匹配等技术环节往往存在先天不足，导致主机厂出现问题时无法及时解决等问题，影响被代理产品的声誉及市场，因此，国外的制造公司也纷纷以不同的方式直接介入中国市场。比如，美国FIRESTON公司在允许一定代理的同时，在上海设立了销售办事处，日本NHK弹簧公司在重庆合资成立NHK重庆公司，韩国大圆钢业会社在天津合资成立大圆天津公司，丹麦丹拂斯公司在天津合资成立丹拂斯天津公司，美国固特异公司在大连、青岛相继建立工厂。另外，整车厂为降低成本，把空气悬架系统细分成气囊、推力杆、直拉杆、稳定杆、高度阀、平衡阀、线束、减振器、导向臂等项目采购，也导致了国内空气悬架产品的部件加工、制造正在往高度离散的方向发展。
空气悬架在我国的应用已经落后国外几十年，直到近几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很低，基本上还属于“导入”阶段。据掌握的不完全资料，国内部分数量相对较大的应用主要集中在郑州宇通、厦门金龙、苏州金龙、扬州亚星、一汽客底、东风杭汽等规模较大的主要客车及底盘厂家。2002～2004年的大致情况：郑州宇通有部分自主开发的产品，主要选配Newway及ReycoReyco的空气悬架；扬州亚星主要选用Neway及Reyco的空气悬架；东风杭汽近两年先后采用Neway和科曼的空气悬架；一汽客底主要选用Neway或Reyco的空气悬架；厦门金龙、苏州金龙一边选用Neway、科曼或其他国外公司的产品，一边在进行自主开发。此外，国内其它一些客车厂家也都是少批量、以选装国外空气悬架产品为主。目前汽车空气悬架在载重货车的应用国内尚处于起步阶段。
由于国内已经能够生产优质的空气悬架部件，以此为支撑，汽车主机厂开始自己设计空气弹簧悬架产品。其产品符合中国道路状况和车辆实际条件，并选装国内优秀的部件，成本降低。以郑州宇通客车股份有限公司为例，2000年以前采用北京柯布克公司代理的产品，由于该产品与中国车辆、道路匹配出现了一系列问题，后来部分采用其他公司代理的产品，同样出现了问题，而且存在成本昂贵的因素。所以宇通公司成立了“郑州百特零部件公司”，自己设计匹配，分散采购。2002年宇通公司本部生产空气悬架客车235辆，除“猛狮”系列属德国进口底盘外，国产车空气悬架各部件大多为国内加工制造。由于一些主机厂本身在空气悬架系统方面无研制开发能力，完全依赖于外部市场，从而采取了直接进口国外成熟的空气悬架系统产品，或是依靠国内的有关公司。以安凯、西沃为典型代表。
４、我国空气悬架的市场前景
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。到2003年底，我国高速公路通车里程接近30 000 km，位居世界第二，仅次于美国。而且高速公路正以每年4 000 km的速度增长。按照规划，我国到2020年将建成70 000 km的高速公路，完成我国现代化交通网络的基本骨架。国内高速公路的发展对空气悬架国内市场产生了很大的促进作用。我国高速公路的迅速发展和运输量的增加以及对高性能客车的需求，都对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求，空气悬架客车将逐渐得到广泛的应用。此外，重型汽车对路面破坏机理的研究及认识进一步加深，政府对高速公路养护的重视，2004年6月国家治理限制超载政策的出台，使空气悬架在重型车市场的应用也正在进一步扩大，为适应高速公路运输的需要，高级客车和重型载货车都必须使用空气悬架。
高级客车市场的快速发展将大大拉动空气悬架产品的需求增长。近几年，空气悬架的需求主要是与高等级客车的销售量直接相关，2002年高级客车销售量为4 000辆左右，2003年突破6 000辆，据统计高级客车的需求以每年15%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客车、专用客车底盘及关键总成”并“根据市场需求适当发展高档旅游客车”。专家预测，2005年大中型客车年需求量为7.7万～8.2万辆（其中大型客车为3.1万～3.4万辆，中型客车为4.6万～4.8万辆）。2004年，交通部颁布实施《营运客车类型划分及等级评定》（JT／T 325-2004）行业标准，新颁布实施的标准里面对大中型客车配置悬架类型作了规定，其中高级大中型客车必须采用空气悬架。这为空气悬架产品的推广使用创造了一个良好的外部环境。
