空气弹簧悬架的发展历史及应用

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空气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的。通过压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度没有变化，可以大大提高乘坐的舒适性。目前，国外无论是客车还是载重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重车上。

空气弹簧悬架发展历史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年研制出了空气柱形式的空气弹簧悬架系统——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

■　杨 松

在活塞的型面上滚动，从而控制空气弹簧的负载变形关系曲线。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很快发展起来，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独立成单独总成，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，因而其使用成本较高。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、卡车和挂车。

空气弹簧悬架相对于 钢板弹簧悬架的优点

随着广大乘客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，正在逐步打入传统的钢板和螺旋弹簧领域。

空气弹簧运动性能特点：⑴负载能力可调；⑵弹性系数随负载变化；⑶负载变

化时，固有频率几乎不变；⑷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：⑴乘坐更舒适安全；⑵改善车辆的行驶平顺性；⑶延长轮胎和制动片的使用寿命；⑷负载变化时车身高度不变；⑸减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本；⑹减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用；⑺延长车辆的使用寿命并增加折旧值。

悬挂系统的作用就是将轮胎所承受的各种力和力矩传递给车架和车身，并能吸收、缓和路面传来的振动和冲击，减少驾驶室内的噪声，增加乘客的舒适性以及保持汽车良好的操作性和平稳的行驶性。不论是采用空气弹簧悬架还是钢板弹簧悬架，都是为了达到这个目的。但是钢板弹

空气弹簧悬架的

　发展历史及应用

图２ 驱动桥系列空气悬架图１ 转向桥系列空气悬架

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簧悬架如果设计不当也可能会加强振动。如经过路面接缝产生的小跳动，就可能引起钢板弹簧悬架共振，从而产生巨大的破坏性振动力传给车辆，很容易想像这些振动力对车辆的影响。抛开车辆和乘客所受的影响不说，连续振动会磨损导线，震裂灯泡和仪表，使电气系统接线松脱，损坏空调系统，使车身焊缝疲劳，甚至导致整车结构松旷，增加车内的噪声。安装空气弹簧悬架能隔离不平路面产生的破坏性冲击负荷（目前我国的道路情况经常有这种现象发生），具有很好的缓冲性能，因而可以延长汽车的使用寿命，同时也减少了对一些零部件造成的损害，如门的密封、门锁、铰链、导线、空调，等等。

空气弹簧悬架系统在消除汽车振动、提高行驶平顺性和乘坐舒适性等方面是钢板弹簧悬架所无法比拟的。空气弹簧比钢板弹簧（或螺旋弹簧）的自振频率低，这是满足乘坐舒适性要求所必需的。满载车辆在以公路速度行驶时，机械弹簧比空气弹簧的吸振效果至少要差５０％。

空气弹簧悬架系统的结构比较复杂，成本高于钢板弹簧悬架系统，但是使用证明，空气弹簧悬架的使用寿命却较长（一般比钢板弹簧悬架系统寿命长约１０倍），而且维修工作少，并有助于延长汽车寿命。乘客乘坐更舒适、货物运输平稳、负载适应性强、维修时间少等一系列特点，使其工作时间更多，这样就收回了较高的初期投入。

安装空气弹簧悬架的客车除了性能好和乘坐舒适外，还有一个很明显的优点就是能够调整地板的高度，方便残疾人、老年人和体弱者上下车，因此在低地板客车上应用得比较普遍。此外，空气弹簧悬架在货车上也得到广泛应用。运送液体和气体燃料及其他有害物品的多轴载重车和挂车也要求安装空气弹簧悬架。主要原因是，与钢板弹簧悬架相比较，空气弹簧悬架的高度控制阀有自动均衡各轴载荷的作用，所以行驶更加安全。还有一点就是，对高速公路造成的动应力较小，有利于保护

路面。

一系列的优点使空气弹簧悬架得到了快速发展。目前，欧美９５％的客车、８０％的载重车、４０％的挂车都已采用此技术。专业性的空气悬架厂家在北美得到快速发展。位于美国密执安州玛斯基根的华兰德－纽威国际公司的空气悬架技术在世界上处于领先地位，产品广泛用于福莱纳、雷诺、北极星、肯沃驰、ＭＡＣＫ、ＧＭＣ、梅塞德斯－奔驰、沃尔沃、斯堪尼亚、依维柯、托马斯客车、Ｃｏｕｎｔｒｙ豪华客车、阿波罗客车、ＰＡＣＣＡＲ等世界知名厂家。空气弹簧悬架在我国的现状及发展由于客车对舒适性的要求较高，从世界各地的情况来看，空气弹簧悬架首先应用在客车领域，但欧美等发达国家的载货车和挂车也大量采用了空气弹簧悬架。我国是最近几年才开始应用空气弹簧悬架的，目前也只应用在豪华客车和少量载货车上。最先进入我国市场的是欧洲的空气弹簧悬架，但其推广使用却受到很大限制。主要是因为其设计复杂，难以适应我国的具体情况。国内厂家一直在寻找结构简单，能适应我国的道路和汽车条件的空气弹簧悬架系统。华兰德－纽威公司的悬架产品性能优良、结构简单、安装方便，尤其是其混合路面悬架比较适应我国目前的道路状况，一进入我国市场就得到了广泛应用。到目前为止，国内已有５０余家汽车厂推出了装配有纽威空气悬架的公路客车、旅游客车、牵引车和越野车，如厦门金龙联合汽车公司、金龙旅行车公司、东

风杭州汽车厂、安凯股份公司、安凯车辆公司、陕西欧舒特汽车公司、丹东汽车厂、一汽客车底盘厂等，大大提高了国产客车的乘坐舒适性，给国内客运市场带来全新感觉。

根据几年来在我国的实际使用经验，面对市场的发展，纽威公司依托其强大的产品开发及试验手段，全面启动了专门针对我国道路条件、车辆结构特点、整车厂安装工艺条件、车辆运营使用状况等特点，能够匹配各种进口及国产车桥的全系列的新产品开发计划及产品中国本土化生产准备，将在２００３年下半年向国内市场推出能够覆盖８～１２　ｍ、满足高一到高三级各种类型客车的全系列的新型悬架系统，大部分零件在我国生产，而关键零件则由美国原厂提供，向我国的商用车提供一种经济的、经过实践检验的、真正安全可靠的空气悬架系统，适用于我国道路运营的汽车。

我国高等级公路的发展和运输量的增加以及人民生活水平的提高，都对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求。重型汽车运输量的增加和对路面破坏机制的研究及认识的进一步加深，政府对高速公路养护的重视，将使空气弹簧悬架在重型车市场的应用进一步扩大。无论是在客货运输需求方面还是在商用车技术发展方面，空气弹簧悬架都代表着我国未来的车辆发展技术。可以预见，我国商用车市场对空气弹簧悬架的需求将是爆发性的。