淺析雙前轉向橋懸架系統結構設計

陳中旺，虞燕花

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

設計研究

淺析雙前轉向橋懸架系統結構設計

陳中旺，虞燕花

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

雙前轉向橋主要重型卡車上使用，主要目的是提高車輛運輸能力，減小運輸成本，這類車輛包括8×4和6×2載貨車等。國內雙前轉向橋車輛普遍采用相互獨立的鋼板彈簧懸架承載系統，在使用中，經常發(fā)生因一二橋軸荷差距較大，發(fā)生第二轉向橋輪胎早磨損啃胎等現象。國外匹配雙前轉向橋的車型多運用平衡結構，特別是空氣懸架的運用，豐富了雙前轉向懸架結構，為第二轉向橋吃胎等問題提供了更多的解決方法。

雙橋轉向橋；吃胎；平衡結構；空氣懸架

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-06-03

引言

目前國內8×4和6×2雙前轉向橋懸架普遍采用相互獨立的鋼板彈簧懸架承載系統，這樣一橋板簧與二橋板簧等零部件通用(同一零件)，整個懸架具有結構簡單，成本較低等優(yōu)點。但該結構在做一、二橋軸荷分配計算時，通常以雙橋轉向橋中心作為前轉向橋承載系統的承載中心來計算軸荷，并假設雙橋轉向橋平均承載軸荷相等。然而計算結論與實際狀態(tài)差距較大，如表1，往往會導致第二轉向橋輪胎早磨“吃胎”現象，如表2。

表1 8×4車型稱重軸荷表

表2 同一種在用8×4車型前轉向橋輪胎磨損統計表

1 較理想的幾種雙前轉向橋懸架系統結構

1）板簧平衡結構懸架承載系統

在國外高端車型上雙前轉向橋普遍采用的是板簧平衡結構懸架承載系統，如圖一，該懸架系統一、二橋軸荷計算結論接近實際狀態(tài)，該結構優(yōu)點是一、二橋軸荷在運行中有相互平衡的能力，使轉向一橋、二橋輪胎磨損均勻，類似于雙后橋平衡懸架和半掛車懸架等。

圖1 吊耳聯動推力桿式平衡懸架

圖2 吊耳端與推力桿連接結構實物

國內解放重型汽車對該技術對標研究，進行了系統優(yōu)化開發(fā)，使轉向一橋、二橋軸荷比變化范圍控制在0.9-1.1(在一、二橋最大行程落差±100mm范圍內)；國外同類技術一橋、二橋軸荷比變化范圍控制在0.8-1.2。圖3是雙前橋轉向平衡懸架系統與非平衡懸架系統特性對比曲線。

圖3 雙前橋轉向平衡懸架系統與非平衡懸架系統特性對比曲線

然而，雙前橋轉向板簧平衡結構懸架承載系統缺點是結構復雜，開發(fā)難度較大，其一、二橋車輪攀越高度不大，適用于較好道路條件。

2）空氣懸架的運用

空氣懸架采用空氣作為承載介質，空氣懸架工作原理就是用空氣壓縮機形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送到彈簧和減振器的空氣室中，以此來改變車輛的高度。

雙前轉向橋都裝配空氣懸架，通過將前后、左右空氣彈簧串聯(如圖4)，能夠實現前后、左右空氣彈簧承載載荷基本相當；或者通過電控系統(圖5)，利用壓力傳感器和ECU控制、電磁閥等，實現驅動幫助和過載保護功能。這樣都可以實現平衡懸架系統的功能，提供相關聯橋之間的軸荷按照較理想軸荷分配。即減輕一二橋輪胎的啃胎現象，同時提高整車舒適性能。

圖4 機械式空氣懸架控制裝置

圖5 電控ECAS空氣懸架控制裝置功能

但是空氣懸架運用在雙前轉向橋上，開發(fā)難度較大，主要原因是一、二橋附件有發(fā)動機總成及附屬件、變速器總成、駕駛室總成、一二前橋等大型部件，還有轉向系統等，懸架布置空間有限，整體開發(fā)難度較大。

3）一、二橋復合式懸架的運用

考慮到一、二橋軸距較長，采用空氣懸架匹配難度較大，對于承載力大的重型卡車，布置要求較高，成本較大，因此可以考慮采用板簧懸架和空氣懸架搭配使用。

圖6 復合懸架示意圖

圖7 復合懸架控制示意圖

如圖6是一種雙前轉向橋懸架結構，該結構一橋采用板簧懸架總成，二橋采用空氣彈簧懸架總成，空氣懸架充放氣及高度變化都是通過一橋板簧動、靜擾度變化實現控制的，如圖7控制原理所示，關鍵控制部件是感載閥總成，感載閥通過支架固定在車架上，另一端與板簧蓋板相連接，根據一軸板簧動、靜擾度的變化，帶動感載閥連接桿擺動角度，這樣實現感載閥內部閥門的角度變化，實現給空氣彈簧充放氣，控制二軸空氣彈簧總成氣壓壓力和高度變化，最終實現一、二軸軸荷之間的一定比例分配。

整個懸架控制系統結構簡單、性能可靠，且零部件成本較低，也便于維修等優(yōu)點，適合市場批量使用。

4）其它結構

上述論述的一、二轉向橋空氣懸架和復合懸架結構，是目前普遍采用利用空氣作為介質實現的；有些懸架也可以采用液體作為介質，如液壓缸等部件作為主要控制部件，實現一二橋軸荷按照一定比例分配，滿足一二橋理想軸荷要求。因液壓承載能力較大，目前多用于承載橋的懸架系統，且成本較高，零部件性能也要求較高。

2 結束語

雙前轉向橋懸架布置方式較多，控制方式也較多，目前空氣懸架運用較多，舒適性能較好，控制方式多樣，且主要零部件國內采購成本也不是很高，因此類似這種較理想的一二轉向橋懸架布置方式可以采用空氣懸架結構實現，當然采用什么樣的布置結構，各主機廠需要根據市場不同用戶的需求、生產成本和地域特點等因素，針對性的開發(fā)匹配合適的懸架結構。

[1] 王望予.汽車設計.[M]機械工業(yè)出版,2013.

[2] 申晉憲,王鐵.載貨汽車總體設計分析.[M]中國標準出版社,2013.

[3] 陳耀明.汽車懸架論文集.蘇州大學出版社.2012.

Analyzed The structural design of suspension system of bridge suspension bridge

Chen Zhongwang, Yu Yanhua
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD. Anhui Hefei 230601 )

Double front steering bridge mainly used on heavy duty truck, main purpose is to improve the transport ability,reduce the cost of transportation, such vehicles including 8 x 4 and 6 x 2 truck, etc.Domestic double front steering bridge vehicle used generally independent of each other leaf spring suspension bearing system, in use, often occur because of just a little bridge axle weight gap is larger, a second steering axle tire early wear face wait for a phenomenon.Foreign matched pair of front steering bridge model using the equilibrium structure, especially the use of air suspension, enrich the double front steering suspension structure, for the second problem such as steering bridge on tire provides more solutions.

Double bridge steering bridge; Eat tire; Equilibrium structure; Air suspension

U462.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)19-06-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.19.003

陳中旺，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。