八种典型客车空气悬架汇总浅析

浅析汽车空气悬架技术特征摘要：伴随公路建设工程的发展，越来越多的人选择汽车用作交通工具。

设计汽车结构时，出于保障其优良的抗震性及提高行驶的平稳性，一般会在车轮与车身之间装置悬架结构，以此起到对车身和车轮之间力的缓冲作用。

而本文通过介绍空气悬架结构，简要分析其概念、作用等要素，以此希望能够为车辆工程有关技术从业人员予以技术参考，提供指导建议。

关键词：空气悬架；汽车；技术特征引言：汽车悬架在不断的发展过程中，由传统的金属螺旋弹簧变为空气弹簧。

空气弹簧的有效应用，是悬架结构的真实体现，并且在空气悬架的实际应用过程中能够保证车身与车轮之间不会产生较大的摩擦，由此提供一定的缓冲效果。

空气悬架在应用过程中也可以根据实际情况合理的调节悬架的高度，加之控制系统当中的空气泵设备，能够直观调控空气量以及出现的相应压力，在弹性系数上空气弹簧相比金属弹簧的优势更加明显，而且因为能够调节空气悬架的结构高度，所以能够升降汽车底盘，让其更好地满足驾驶人员的实际需求。

一、空气悬架概述（一）基本概念汽车悬架，指的是车辆车身与车轮两者之间传力连接装置。

因为在车辆实际行驶期间，会由于车辆自身的重力，向前行驶的动力以及摩擦力等各个方向力的产生，由此使得路面与车轮和车体之间产生支撑力以及侧向力等。

而这些力，在汽车的实际运行过程中，更多的会集中在车轮上。

为了保证汽车的平稳形式，车轮上方的力会通过传动装置作用于车身，由此车身可以借助彼此之间的作用力不断的前进。

保障乘坐人员在车辆行驶过程中的舒适度，从道路路面传导的作用同时连贯性、稳定性的，至于汽车悬架则为两者之间进行传导的一种结构[1]。

不仅能将作用力稳定传导，还能在一定程度上缓冲路面力量，被视作评价结构性能优良与否的标准。

现阶段，该系统主要被应用在客用汽车与小汽车。

其作为振动弹簧系统，有效的应用空气弹簧这一装置，其中的大部分都具备调整高度的功能，利用空气泵实现对空气弹簧的压力、空气量的调节，同时转变其刚度与硬度。

高级大客车空气悬架典型的大客车空气悬架主要是由空气弹簧组件（包括空气弹簧、空气压缩机、储气筒等）、高度控制组件（车身高度调节阀、高度传感器）、导向杆件（推力杆）、横向稳定器、减振器和缓冲限位部件等组成。

大客车对悬架系统的要求非常高，而且钢板弹簧式悬架系统已不能满足使用要求，发展方向之一是采用空气悬架。

其中空气弹簧是空气是架的弹性元件和重要组成部分。

空气弹簧具有较理想的弹性特性，其振动频率不随簧载质量的变化而变化，并且有良好的可控制性，可进一步提高大客车的舒适性，因此得到了广泛的应用。

1、空气悬架的特性1．1空气悬架的优点a）单位质量的储能量高，它是评价弹性元件好坏的一个重要指标。

空气弹簧单位质量的储能量与缸体的工作压力和气体在标准状态下的密度有关。

在6.OMPal作压力下的氮气，其质量能可达3．3X105Nm/g。

而钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、橡胶弹簧的质量能分别为76-115Nm/kg、178-280Nm/kg、254-38ONm/kg、508-1O16Nm/kg。

由此可见，气体是弹性元件最合适的工作介质b）具有变刚度特性，因而整个悬架系统可以得到较低的固有振动频率。

试验表明，空气悬架的固有频率为1．25-1．7Hz，而板簧悬架为2．O-2．7Hz，所以空气悬架可大大改善乘坐舒适性。

C）其刚度是由气体容积和压力决定的。

对于同一规格的气囊，当改变内部压力时，可以得到不同的承载能力。

因而同一种空气弹簧可适应多种刚度或载荷的要求，因此经济性较好d）能较好地缓和来自路面的振动，而减振器又能迅速抑制振动。

试验表明：当车速为40km／h时，装有空气是架的汽车车身的振幅比钢板弹簧悬架降低近50％，而当车速增至80km／h时，振幅可降低近46％。

e）具有高吸振及低噪声性能。

空气弹簧以空气为介质，与板簧相比，内摩擦极小，因此工作时空气是架几乎没有噪声，这对于高级大客车来说是特别有利的。

f）可显著减小车身在转向时的侧倾角。

独立悬架对于现在主流的大型客车只有前桥才有独立悬架，而且弹性元件都是空气弹簧，最大轴荷一般为7吨。

就导向机构的型式而言，只有双横臂式悬架一种，而且都是不等长的双叉臂，下横臂较长，而且横臂的铰接点跨距很大，以抵抗较大的纵向力。

如果非要对客车用的双横臂悬架分分的话还真能分出三种不同的结构来：带球副的（BALL JOINT）虚拟主销式双横臂悬架这样的双横臂悬架与轿车上用的双横臂悬架一样，上下横臂分别通过两个球副（BALL JOINT）与转向节相连，可以完成车轮转向和悬架跳动两个自由度的运动，没有实体的主销结构，上下球副的连线即为虚拟的主销。

而空气弹簧一般支撑在上横臂上。

这样的结构优点在于结构紧凑，重量轻；而缺点是球头所能承受的力量有限，容易损坏，而且球头的制造成本较高。

VOLVO的双横臂前悬架使用这样的结构。

VOLVO 9800 带球头副的双横臂独立前悬架KING PIN实体主销式双横臂悬架有了实体的主销，车轮的转向自由度就可以由主销来完成，而悬架跳动的自由度由另外两个联接在上下横臂上的转轴来完成。

因此成本降低，承载能力提高，但是连接主销和上下摆臂的这个家伙体积很大，很笨重，会使得非簧载质量增加，所以不利于操控稳定性和平顺性的提升。

目前大多数双横臂悬架都是采用这样的结构。

空气弹簧除了安装在上摆臂上，还可以安装在连接主销和上下摆臂的这个家伙上。

KING PIN实体主销式双横臂悬架转向自由度与悬架跳动自由度完全分开这个也是KING PIN实体主销式双横臂悬架但是其气簧支架过于粗壮，非簧载质量之大可想而知.T型节式（TEE JOINT）虚拟主销式双横臂悬架这个名字听上去有点怪，其本质就是用一个T型节（称为TEE JOINT）代替球头副，其他结构都与带球副的双横臂悬架相同，而TEE JOINT可以在它的两个相互垂直轴上有两个相互垂直旋转自由度，以完成悬架的跳动与车轮的转向两个自由度。

这样的TEE JOINT 可承载的重量比球头副强很多，而且成本比球副的要低。

轿车的悬架图解横向稳定器：现代轿车悬架很软，即固有频率很低，为提高悬架的侧倾角刚度，减小横向倾斜，常在悬架中添设横向稳定器（杆），保证良好操纵稳定性。

如下图所示杆式横向稳定器。

弹簧钢制成的横向稳定杆3呈扁平的U形，横向地安装在汽车前端或后端（也有轿车前后都装横向稳定器）。

杆3的中部的两端自由地支承在两个橡胶套筒内，套筒2固定于车架上。

横向稳定杆的两侧纵向部分的末端通过支杆1与悬架下摆臂上的弹簧支座4相连。

当两则悬架变形相同时，横向稳定器不起作用。

当两侧悬架变形不等时，车身相对路面横向倾斜时，车架一侧移近弹簧支座，稳定杆的同侧末端就随车架向上移动，而另一侧车架远离弹簧座，相应横向稳定杆的末端相对车架下移，横向稳定杆中部对于车架没有相对运动，而稳定杆两边的纵向部分向不同方向偏转，于是稳定杆被扭转。

弹性的稳定杆产生扭转内力矩就阻碍悬架弹簧的变形，减少了车身的横向倾斜和横向角振动。

下图是一种车型横向稳定器的安装：[ Last edited by 枭龙FC-1 on 06-11-27 at 08:13 ]06-11-27 16:10点击查看原图(36.05 KB)枭龙FC-1本站元老财产13724 帖子9639注册06-06-21来自广东，东莞 社会影响力 0 爱卡长号码 6065792楼发表于 06-11-27 16:141. 支杆；2. 套筒；3. 杆；4. 弹簧支座06-11-27 16:14点击查看原图 (51.5 KB)[每日热点]:马自达3半轴异响问题将得到终身免费解决枭龙FC-1 本站元老财产 13724 帖子 96393楼发表于 06-11-27 16:15下图是车身的横向的稳定扭杆装置：[ Last edited by 枭龙FC-1 on 06-11-27 at 08:16 ]06-11-27 16:15点击查看原图 (31.61 KB)注册 06-06-21 来自 广东，东莞 社会影响力 0 爱卡长号码 606579[每日热点]:闪亮登场 马自达風舞莫斯科车展全球首发枭龙FC-1 本站元老财产 13724 帖子 9639 注册 06-06-21 来自 广东，东莞 社会影响力 0 爱卡长号码 6065794楼发表于 06-11-27 16:19电控悬架：悬架主要影响汽车的垂直振动。

空气悬架简介1 空气悬架发展的简史空气弹簧发明于100年前,它的雏形是马车上使用的皮囊。

直到20世纪30年代出现的纤维叠层橡胶制作技术才使制造实用的空气弹簧成为可能。

人们首先考虑在客车上应用空气弹簧。

在20世纪50年代初，通用汽车公司率先在长途客车上使用空气悬架。

从那时起一直到现在几乎所有的大型长途客车和公交车上都采用了空气悬架。

正是由于重型车辆悬架的优点使得现今北美80%的重型卡车和75%的半挂车都采用空气悬架，图1所示的是早期的空气悬架。

2 空气悬架与板簧悬架的比较类似公交车的车辆其空载与满载状况下总重之比为1∶2,板簧悬架不可能达到最好的乘坐舒适性和操纵性能。

以下是在Tuthill实验室中进行的简单实验,实验中在长期随机状态下测量了5t板簧悬架和5t空气悬架的加速度。

钢板弹簧具有较大的弹簧刚度，曲线图清楚地表明使用空气悬架时传递到车身的加速度明显减小，从而在给乘客提供了较高舒适性的同时减少了对车身的损坏。

既提高了整车的使用寿命，也降低了整车使用维修成本，提高了运输效率。

本图只显示出悬架的一种性能，即弹簧刚度，在选择悬架时经常会做出折中的选择。

但是这是完全有必要的。

提高乘坐舒适性会部分损害侧倾刚度或车辆操纵性。

装配情况或车辆上留给悬架的安装空间是否充足也是悬架设计考虑的因素。

这些折中非常重要，因为在选择悬架时必须整体考虑车辆及其运行环境。

空气悬架可以让你在选择所需性能时具有更大的选择权,使车辆在中国的环境中能发挥最优性能。

板簧与空气弹簧的对比见表1。

针对特定车辆悬架所选择的阻尼值是影响车辆操纵性和乘坐舒适性的重要因素。

减震器选择的好坏决定了诸如振动衰减，车辆颠动和侧倾控制等因素。

欧洲对悬架减震器规定了最小阻尼标准，而且要求悬架系统的偏频小于2以确保悬架对道路的保护。

此要求更大程度上是基于以下考虑的，即保持轮胎贴地使乘客乘坐舒适性得到保证，但是当中国开始处理重型车辆对路面的损坏问题时，车辆设计的各项规定和标准的陆续出台也在关注控制重型车辆对路面的破坏问题。

汽车行业空气悬架专题研究核心观点：空气悬架支持智能主动调节功能，明显提升驾乘舒适性、操控性。

传统汽车悬架系统由弹性元件、减振器、导向机构等部件构成，负责连接汽车车身、底盘与车轮，传递其相互作用的力和扭矩，并缓和路面传来的冲击。

与传统悬架相比，空气悬架结构上最大差异在于弹性元件的升级，并新增电子控制系统及气泵等部件，赋予悬架智能主动调节功能，具有操控稳定、高度可调、质量更轻、减振效果佳等优势，能够明显提升驾乘舒适性、操控性。

1、空气悬架的基本原理1.1、悬架是现代汽车的重要总成之一悬架是现代汽车重要总成之一。

悬架将汽车车身与车轮弹性连接，传递其相互作用的力和扭矩，并缓和路面传来的冲击载荷，保证汽车的操纵稳定性。

悬架系统主要由三大部件构成：（1）弹性元件：主要有螺旋弹簧、钢板弹簧、空气弹簧等，支撑垂直方向载荷。

（2）减振器：产生阻尼的主要元件，迅速衰减振动，改善汽车行驶平顺性。

（3）导向机构：传递力和力矩，兼起导向作用。

1.2、空气悬架的构成以及与传统悬架的差异空气悬架与传统悬架的最大差异在于弹性元件的升级，并新增电子控制系统及气泵等部件，赋予悬架智能主动调节功能。

空气悬架的核心部件及其作用如下：①空气弹簧（弹性元件）：缓冲、减振、承重;②减振器（阻尼元件）：配合空气弹簧，缓冲振动，提升坎坷路段驾乘平顺感；③空气供给单元（包括空气压缩机、分配阀、悬置等）：通过充放气动态调节空气弹簧伸缩状态；④控制器ECU：实时控制空气供给单元和减振器，以调节空气弹簧刚度及减振器阻尼力；⑤传感器（高度传感器、车身加速度传感器等）：随时向ECU传递车辆状态；⑥储气罐：配合空气压缩机，以备及时响应ECU信号；⑦其他（空气管路等）。

1.3、空气悬架的工作原理空气悬架的工作原理：传感器将收集到的车身状态信号传给控制单元ECU，控制单元依据一定的算法发出指令，驱动空气供给单元工作，吸入空气并通过空气滤清器去除杂质并干燥后送入储气罐，通过分配阀输送到各轮边空气弹簧，以达到调节悬架高度及刚度的目的。

空气悬架分类（最新版）目录1.空气悬架的定义和作用2.空气悬架的分类3.空气悬架在不同分类下的特点及应用正文空气悬架是一种利用空气弹性元件的弹性变形来实现车身高度调节的悬架系统。

其作用主要在于提高车辆的行驶稳定性、舒适性和安全性。

根据空气悬架的结构和功能不同，空气悬架可分为以下几类：1.独立空气悬架：独立空气悬架是指每个车轮都单独配备一个空气弹簧和减震器的悬架系统。

这种悬架系统可以单独调节每个车轮的高度，以适应不同的路况和载重情况。

独立空气悬架主要应用于豪华轿车、SUV 等对舒适性和行驶稳定性要求较高的车型。

2.整体空气悬架：整体空气悬架是指车身四周共用一个或多个空气弹簧的悬架系统。

这种悬架系统通过调节空气弹簧的压力来改变整个车身的高度。

整体空气悬架的主要优点是结构简单，成本较低。

它主要应用于商用车、大型客车等对载重能力和稳定性要求较高的车型。

3.混合式空气悬架：混合式空气悬架是指在传统的钢制弹簧悬架的基础上，增加空气弹簧作为减震器的一部分。

这种悬架系统既具有空气悬架的舒适性和高度可调性，又具有传统钢制弹簧悬架的稳定性和可靠性。

混合式空气悬架主要应用于一些中高档轿车和 SUV 上。

4.电子控制空气悬架：电子控制空气悬架是在空气悬架的基础上，增加了电子控制单元对悬架系统进行实时监控和调节。

这种悬架系统可以根据车辆的行驶速度、转向角度、载重情况等信息，自动调节空气弹簧的压力和减震器的阻尼，以实现最佳的行驶性能和舒适性。

电子控制空气悬架主要应用于高端豪华轿车和 SUV 上。

总之，空气悬架的分类主要根据其结构和功能的不同，可分为独立空气悬架、整体空气悬架、混合式空气悬架和电子控制空气悬架等。