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北京馳創達空氣懸掛有限公司
MR.Ray Mueller(雷莫拉先生)
一、 簡史
空氣彈簧發明于100年前,它的雛形是馬車上使用的皮囊，直到20世紀30年代出現的纖維疊層橡膠制作技術才使制造實用的空氣彈簧成為可能，人們首先考慮在客車上應用空氣彈簧，在20世紀50年代初通用汽車公司率先在長途客車上使用空氣懸架，圖一所示的是早期的空氣懸架。從那時起一直到現在幾乎所有的大型長途客車和公交車上都采用了空氣懸架。正是由于重型車輛懸架的優點使得現今北美80%的重型卡車和75%的半掛車都采用空氣懸架。
二、空氣懸架強于板簧懸架的優點
類似公交車的車輛其空載與滿載之比為1:2，板簧懸架不可能達到最好的乘坐舒適性和操縱性能.以下是在Tuthill實驗室中進行的簡單實驗，實驗中在長期隨機狀態下測量了5噸板簧懸架和5噸空氣懸架的加速度。鋼板彈簧具有較大的彈簧剛度，曲線圖清楚地表明使用空氣懸架時傳遞到車身的加速度明顯減小，從而在給乘客提供了較好舒適性的同時減少了對車身的損壞。即提高了整車的使用壽命，降低了整車使用維修成本，提高了運輸效率。
空氣懸架與板簧懸架
本圖只顯示出懸架的一種性能，即彈簧剛度，在選擇懸架時時常會做出折中的選擇，但是這是完全有必要的。提高乘坐舒適性會部分損害側傾剛度或車輛操縱性，裝配情況或車輛上留給懸架的安裝空間是否充足也是懸架設計的考慮因素，這些折中非常重要，因為在選擇懸架時必須整體考慮車輛及其運行環境，空氣懸架可以讓你在選擇所需性能時具有更大的選擇權，使車輛在中國的環境中能發揮最優性能。
板簧與空氣彈簧的對比板簧 空氣彈簧
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板簧
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空氣彈簧
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| 剛度固定，撓度與載荷成正比。板簧的滯后現象導致汽車行駛的不平順性。懸架高度根據載荷的不同而變化，制動和加速導致彈簧彎卷。抗側傾橫向穩定性由彈簧剛度決定。懸架高度不能降低。 |
遞增剛度�？蛰d時剛度更小�？梢哉{整阻尼達到車輛最佳操縱及行駛狀態。通過高度控制閥保持在各種載荷下的懸架高度不變。主銷后傾角能保持最佳狀態。4氣囊空氣懸架必須使用橫向穩定桿�？諝鈶壹芟鹿虻奶攸c能降低地板高度。 |
剛度固定，撓度與載荷成正比。板簧的滯后現象導致汽車行駛的不平順性。懸架高度根據載荷的不同而變化，制動和加速導致彈簧彎卷�？箓葍A橫向穩定性由彈簧剛度決定。懸架高度不能降低。
遞增剛度。空載時剛度更小�？梢哉{整阻尼達到車輛最佳操縱及行駛狀態。通過高度控制閥保持在各種載荷下的懸架高度不變。主銷后傾角能保持最佳狀態。4氣囊空氣懸架必須使用橫向穩定桿�？諝鈶壹芟鹿虻奶攸c能降低地板高度。
針對特定車輛懸架所選擇的阻尼值是影響車輛操縱性和乘坐舒適性的重要因素。減震器選擇的好壞決定了諸如振動衰減，車輛顛動和側傾控制等因素。歐洲對懸架減震器規定了最小阻尼標準，而且要求懸架系統的偏頻小于2確保懸架對道路的保護。此要求更大程度上是基于以下考慮的，即保持輪胎貼地使乘客乘坐舒適性得到保證，但是當中國開始處理重型車輛對路面的損壞問題時，車輛設計規定的陸續出臺也在關注控制重型車輛對路面的破壞。下列兩圖表反映了TUTHILL
公司實驗室所做的測試懸架的實驗數據是符合歐洲標準。（圖2）所示曲線說明了相對于衰減到臨界阻尼的20%同一懸架歐洲標準，作用于Reyco懸架上載荷阻尼偏小。
位移與時間
上圖表現的兩懸架特性是乘坐舒適性和車橋控制性能�？諝鈶壹苋菰S你選擇具有最佳彈簧剛度的彈簧及具有所要阻尼值的減震器。以上及其它特性必須根據不同車輛運行環境和所需性能來進行選擇，所以歐洲懸架與北美懸架的特性會有所不同。
建議中國的空氣懸架必須按照中國的實際國情來設計。在設計時需要注意的因素是性能，可靠性、可維護性和使用期間成本。尤其中國與歐美國家相比，其路面狀況比較復雜，且也因地區不同差別較大，較差的路面狀況傳遞給空氣懸架系統的力比平坦好路面要大很多，超載運輸對行駛安全及空氣懸架的影響，設計空氣懸架時必須考慮到這些，而不能將歐美國家的空氣懸架完全拿來不加適應性改進就直接使用。如加大橫向力控制，避免后橋移位問題；制造裝配精度的提高也必須給預高度重視；設計的整體匹配也很重要，如車架的強度、剛度和空氣懸架的強度、剛度要相匹配。空氣懸架設計要介入到整車總布置中進行設計，綜合考慮強度、安全可靠性、舒適性、操縱穩定性、可維護性等諸多因素。設計首先要以人為本，關注乘客的生命安全。城市公交客車要重點考慮超載影響到的安全可靠性，城市間客車不僅要靠慮這點，同時還要考慮到路面狀況影響到的舒適性和操縱穩定性。其次，設計也要為使用客戶降低購置和使用維護成本及維修方便性著想。另一方面，中國的直接使用客戶對空氣懸架的了解不深，出現的很多問題是使用和維護不當造成的，這說明好的空氣懸架產品得不到正確的使用和維護，同樣無法體現好產品的優勢，所以好的空氣懸架產品必須有好的培訓和正確的使用維護相配合。只有這樣設計才能適應中國的實際國情。所有上述因素都受到中國客車運行環境的影響。
設計空氣懸架時具體參數選擇及匹配如下：
1、偏頻f：1-1.5Hz 好路面盡可能選下限值。選擇下限偏頻值時應配置橫向穩定桿；且前懸架側傾角剛度比后懸架的要大一些，以使汽車有不足轉向特性。
2、減震器阻尼比（相對阻尼系數）D：0.3-0.5 D=C/C0
C總阻尼（N.s/m）
C0臨界阻尼,無阻尼的彈性元件選上限值
3、穩態側傾角 Φ：≤5-6° (0.4g 側向加速度條件下)
4、垂直振動加速度響應Leq: ≤113dB(或按ISO2631計算耐疲勞限達到4-5h，或按CJ/T162-2002)5、校核傳力桿系的運動干涉，使其不能出現過度轉向特性。
性能
車橋控制：指具有良好阻尼的懸架使輪胎貼地并控制共振。該特性對路 面的破壞也有影響。未來車輛對路面的破壞性將會是一個更受關注的問題。
抗側傾橫向穩定性：中國的超載現象及某些山區蜿蜒的山路使帶有抗側 傾橫向穩定性的車輛具有更大優勢。乘坐舒適性： 乘坐舒適性是選擇空氣懸架的主要原因之一，但是不能
因此犧牲操縱穩定性。
可維護性
必需的專業技能：懸架的復雜性決定維護的難易程度。復雜或包含眾多 組件的懸架使普通的維護技師無力應付。
可接近性：設計的懸架必須給維護工具提供可接近的空間。如果扳手無 法對緊固件進行緊固，就無法進行必要的重新擰緊工作。潤滑：盡可能不采用需要上潤滑油的懸架。像橡膠襯套和密封式軸承等
零配件的應用省去了這一維護項目，不需要潤滑。
使用期間成本
前期成本：前期成本包括兩方面，懸架自身成本和安裝成本。公交車制 造商和懸架設計師密切合作可以將這兩項成本降至最低。懸架維護成本：盡量采用中國生產的零部件并進行適應性設計可以降低
維護成本。如果所有零部件都是進口的，會產生采購方面的問題并導致 備件成本高昂。車輛維護成本：人們發現空氣懸架能減少車輛所有零部件的維護成本。因為空氣懸架減少了路面對車輛沖擊的次數及強度。
三、 空氣懸架在中國的前景
空氣懸架在中國會沿著歐美曾經走過的發展軌跡發展，其回報不可忽略。但是如果成本高昂或懸架產品使他們失去在公交車維護方面的專業優勢，長途客車或公交車運營商會失去采用空氣懸架的耐心。忽略中國本土技術的進口系統將增加運營商的成本，因為這樣會導致昂貴的配件市場備件成本及不同系統的培訓成本。中國有良好的車橋生產基地，其設計技術符合中國的具體環境。應該使用符合這些技術的空氣懸架來實現懸架的優良性能和可靠性。
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