某8×2載貨車支撐橋控制系統(tǒng)設(shè)計

王志強

引言

8×2載貨車支撐橋與8×4載貨車中橋驅(qū)動橋相比，增加一根采用“工字梁”結(jié)構(gòu)的支撐橋，減少一根驅(qū)動橋，相比之前8×2載貨車軸管式支撐橋承載能力有所提高，并采用帶縱置板簧，波紋箱型空氣氣囊結(jié)構(gòu)的復合懸架，帶隨動轉(zhuǎn)向鎖止功能，可以適時調(diào)節(jié)后橋及整車的受力狀態(tài)，改善輪胎的磨損情況。

本文以某款HFC1312KR1LET載貨汽車支撐橋控制系統(tǒng)設(shè)計為例，駕駛員簡便通過控制儀表臺開關(guān)實現(xiàn)空滿載狀態(tài)轉(zhuǎn)換使整車能夠流暢工作在兩種工作狀態(tài)，從而整車在能滿足整車重載需求，也可以在空載時降低油耗，減少輪胎磨損。

1、支撐橋控制系統(tǒng)簡介

8×2載貨車支撐橋控制系統(tǒng)（如圖 1）主要由電控兩位三通電磁閥、調(diào)壓閥、壓力保護閥、快放閥、儲氣筒等零部件組成，通過線束采集電控信號、與制動系統(tǒng)部件組合使用。

控制系統(tǒng)壓縮氣體儲存在供能裝置儲氣筒1中，出口安裝壓力保護閥 2，在適合壓力下開啟為控制系統(tǒng)充氣；由于儲氣筒1存儲壓縮氣體壓力為0.9MPa，超出氣囊正常工作壓力，調(diào)壓閥3將氣體壓力降低；駕駛員通過控制駕駛室空滿載轉(zhuǎn)換開關(guān) 14控制兩位三通電磁閥4、11，從而實現(xiàn)整車在滿載狀態(tài)下，氣囊充氣，支撐橋存在制動，整車在空載狀態(tài)下，氣囊放氣，支撐橋無制動，氣囊6、7通過快放閥5放氣，支撐橋制動氣室通過繼動閥13放氣，該繼動閥13可以與驅(qū)動橋制動共用；當整車行駛在凹凸不平壞路或者倒車時，駕駛員通過駕駛室隨動橋鎖止開關(guān)15，控制兩位三通電磁閥12，支撐橋隨動轉(zhuǎn)向鎖止氣室10的鎖止，使支撐橋保持直行狀態(tài)。

2、車型匹配

2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計分析

對支撐橋控制系統(tǒng)中壓力保護閥、調(diào)壓閥、兩位三通電磁閥等核心零部件進行參數(shù)設(shè)計、工作狀態(tài)進行設(shè)計分析。

2.1.1 壓力保護閥總成

1）安裝參數(shù)設(shè)計：總成安裝在儲氣筒上，出氣口為M18×1.5螺紋，連接φ12尼龍管；并在閥體標記進氣口與出氣口，以免閥體裝反；

2）壓力參數(shù)設(shè)計：按照制動系統(tǒng)儲能裝置低氣壓報警開關(guān)報警壓力為 0.53MPa±0.02MPa，將壓力保護閥開啟壓力設(shè)定為 0.53MPa±0.02MPa，當儲氣筒壓縮氣體壓力達到0.53MPa±0.02MPa時開啟，為支撐橋控制系統(tǒng)充氣，當氣壓低于0.53MPa±0.02MPa時，則關(guān)閉停止充氣，防止支撐橋控制系統(tǒng)管路脫落、氣囊破損等意外現(xiàn)象造成氣體泄漏從而引起制動系統(tǒng)氣壓不足，引起整車制動安全。

2.1.2 調(diào)壓閥總成

1）安裝參數(shù)設(shè)計：總成進氣口與出氣口均為 M18×1.5螺紋，連接φ12尼龍管，并帶安裝支架，孔徑 9mm，孔距為 40mm，在閥體上設(shè)計壓力檢測接頭，測試接頭螺紋M16×1.5，與測試裝置連接，需在閥體標記進氣口與出氣口，以免裝反；

2）壓力參數(shù)設(shè)計：由于支撐橋控制系統(tǒng)氣體與制動系統(tǒng)采用同一氣源，正常工作壓力為0.9MPa（干燥器卸荷壓力與發(fā)動機空氣壓縮機卸荷壓力均為0.9MPa），而支撐橋氣囊工作壓力需0.6MPa，為延長氣囊工作壽命，將調(diào)壓閥調(diào)節(jié)壓力設(shè)計為0.6MPa±0.03MPa，調(diào)壓閥閥體上有壓力測試接頭，可以通過壓力表檢測調(diào)壓閥調(diào)節(jié)氣壓值，如果發(fā)現(xiàn)與正常調(diào)節(jié)氣壓存在誤差，可以調(diào)節(jié)調(diào)壓閥頂部壓力調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)整到額定的工作氣壓。以免由于整車使用過程中，閥體顛簸造成氣壓降低或者升高，影響氣囊使用壽命或者承載性能。

2.1.3 電控兩位三通電磁閥總成

1）安裝參數(shù)設(shè)計：總成進氣口出氣口接頭均M18×1.5，連接φ12尼龍管；安裝支架孔徑 9mm，孔距 40mm,電磁閥自帶排氣口，排氣口處帶消聲器降低排氣噪音；電磁閥帶手動控制裝置，如果整車底盤線束出現(xiàn)故障，可以實現(xiàn)手動對電磁閥進行控制；閥體需標記進氣口、出氣口、排氣口，以免安裝錯誤；

2）控制功能設(shè)計：整車安裝三個兩位三通電磁閥，分別用于控制支撐橋氣囊、支撐橋制動氣室、隨動轉(zhuǎn)向氣室的工作狀態(tài)，電磁閥通過底盤線束采集駕駛室開關(guān)信號，倒檔信號，實現(xiàn)對氣囊、支撐橋制動、支撐橋隨動轉(zhuǎn)向氣室狀態(tài)的控制。

由于整車空載時氣囊為放氣狀態(tài)，氣囊不承重，否則氣囊高度上升，將整車抬高造成驅(qū)動橋打滑，同時整車空載時，對制動需求較低，為了降低空載時制動力較大造成整車制動抖動現(xiàn)象和降低車輪制動抱死造成的輪胎磨損，支撐橋總成在空載時無制動，因此兩個電磁閥采集同一個駕駛室空滿載轉(zhuǎn)換開關(guān)信號，從而實現(xiàn)整車在空載狀態(tài)下，氣囊不充氣，支撐橋無制動，整車滿載時，氣囊充氣，支撐橋存在制動。

同時為了保證整車在凹凸不平壞路和倒車行駛時的平順性，需將氣室充氣將隨動轉(zhuǎn)向功能關(guān)閉。因此用于隨動轉(zhuǎn)向鎖止功能的電磁閥不僅采集駕駛室按鍵信息，還采集倒檔信號，實現(xiàn)駕駛員在倒車行駛時，氣室自動鎖止；當整車在凹凸不平壞路上行駛時，駕駛員通過駕駛室按鍵氣室鎖止控制。

2.2 控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試

2.2.1 制系統(tǒng)整車安裝

按照支撐橋控制系統(tǒng)原理圖（如圖 1），實際車型裝配圖（如圖5）所示：

三個兩位三通電磁閥總成需分開安裝，就近與底盤線束相關(guān)插件接插，以免造成信號采集錯誤；壓力保護閥總成直接安裝在儲氣筒上，儲氣筒通過支架安裝在車架橫梁上；由于為8×2載貨車，支撐橋與驅(qū)動橋制動共用同一個繼動閥進行控制；增加快放閥，加快氣囊放氣速度，布置在車架中間部位為保證氣囊同時充放氣；空滿載開關(guān)和隨動橋鎖止開關(guān)需要在駕駛室中做好標記；控制系統(tǒng)連接的尼龍管需按照標準進行定扭，防止氣管在整車行駛過程中脫落造成氣體泄漏。

2.2.2 控制系統(tǒng)調(diào)試

隨機選取一輛下線的空載車輛進行調(diào)試，主要通過駕駛員操作駕駛室開關(guān)來實現(xiàn)對氣囊、支撐橋制動氣室、隨動氣室控制的狀態(tài)，并觀察實際效果。

首先測試空滿載轉(zhuǎn)換開關(guān)的效果，駕駛員摁下空滿載轉(zhuǎn)換開關(guān)，支撐橋氣囊充氣并明顯抬高車架，達到工作壓力0.6MPa（壓力表顯示），經(jīng)測量，兩個氣囊充滿氣后達到310mm高度，滿足設(shè)計要求。使用壓力表通過測試接頭檢測調(diào)壓閥壓力為0.6MPa，踩下制動踏板，支撐橋制動氣室推桿移動45mm，滿足設(shè)計要求。當駕駛員松開空滿載轉(zhuǎn)換開關(guān)，氣囊放氣，能夠明顯聽到快放閥氣體排出聲音，車架降低，踩制動踏板，推桿無移動，滿足設(shè)計要求。

再測試隨動橋鎖止氣室開關(guān)的效果，駕駛員首先掛倒檔，兩位三通電磁閥采集到倒檔信號，隨動轉(zhuǎn)向氣室推桿推出，使支撐橋保持平直狀態(tài)，解除倒檔，推桿縮回，實現(xiàn)設(shè)計功能；摁下駕駛室鎖止開關(guān)，隨動轉(zhuǎn)向氣室推桿推出，松開開關(guān)，推桿縮回，實現(xiàn)設(shè)計要求。

調(diào)試過程中也發(fā)現(xiàn)，鑰匙斷電后，三橋充氣開關(guān)自動關(guān)閉，使得三橋氣囊放氣不能承載，如果整車滿載時出現(xiàn)這種狀況，會出現(xiàn)瞬間將三橋承受的大部載荷轉(zhuǎn)移至四橋，若載重量較大或承載時間較長，可能導致四橋懸架損壞或車架變形，因此在設(shè)計過程中將三橋氣囊充氣開關(guān)電路接常電，及時整車斷電也能很好的進行保護。

3、制動試驗臺試驗

隨機選取一臺8×2中卡載貨車，駕駛員摁下空滿載轉(zhuǎn)換開關(guān)，氣囊充氣，踩下制動踏板，支撐橋氣室推桿推出，松開制動踏板后，上滾筒式檢測臺進行整車制動力平衡檢測。輸出檢測結(jié)果報告單如圖6所示：

表1 整車制動力平衡檢測結(jié)果

如報告所示：經(jīng)過滾筒式制動力檢查臺檢測，整車四軸尤其是三軸（支撐橋）制動力平衡檢測，左阻滯、右阻滯、協(xié)調(diào)時間、制動差均滿足并優(yōu)于《GB_7258-機動車運行安全技術(shù)條件》相關(guān)條款的要求，而且市場上也無用戶反饋整車由于無法通過當?shù)剀嚬芩鶛z測臺檢測導致的無法上牌運營的問題。因此支撐橋制動力平衡滿足設(shè)計要求。

4、總結(jié)

本文列舉的HFC1312KR1LET載貨汽車支撐橋控制系統(tǒng)在保證整車滿足法規(guī)和保證安全性能的情況下，通過兩位三通電磁閥、調(diào)壓閥、壓力保護閥等閥體應(yīng)用實現(xiàn)空滿載狀態(tài)轉(zhuǎn)換使整車能夠流暢工作在兩種工作狀態(tài)，并通過優(yōu)化兩位三通電磁閥應(yīng)用數(shù)量、使用需求，成功的運用到6×2單前橋的載貨汽車中，有效的擴展了使用廣度。

[1] 劉惟信 《汽車設(shè)計》. 北京 清華大學出版社 2001.

[2] GB7258-2012.機動車運行安全技術(shù)條件.

[3] 孫學聰.《商用車電控空氣懸架系統(tǒng)匹配》.汽車實用技術(shù).2013.

[4] 馮淵.《汽車電子控制技術(shù)》.北京.機械工業(yè)出版社 2007.