汽车空气悬架

作者：东风汽车有限公司研发中心 汪卫东

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 对于我国汽车业而言，空气悬架项目不仅仅是一个难得的商机，更重要的是，谁先掌握了汽车空气悬架的开发技术，谁领先开发出配置空气悬架的成熟车型，谁就掌握了今后若干年内商用车市场的先机。 空气悬架的优点 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——压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化而进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度不会变化，可以大大提高乘坐的舒适性。图1 、图2分别为 转向桥和驱动桥系列空气悬架示意图。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。 空气弹簧的运动性能特点是：负载能力可调；弹性系数随负载变化；负载变化肘,固有频率几乎不变；固有频率较低。这些特点决定了空气悬架具有以下优点：(1)乘坐更舒适安全；(2)改善车辆的行驶平顺性；(3)延长轮胎和制动片的使用寿命；(4)负载变化时车身高度不变；(5)减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本；(6)减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用；(7)延长车辆的使用寿命并增加折旧值。 国外的应用 目前国外在高级大客车上几乎全部使用了空气悬架，重型载货车使用空气悬架的比例也已达80%以上，空气悬架在轻型汽车上的应用量也在迅速上升，部分轿车也逐渐开始安装空气悬架，如美国的林肯、德国的Benz300SE和Benz600等。在一些特种车辆（如对防震要求较高的仪表车、救护车、特种军用车及要求高度调节的集装箱运输车等）上，空气悬架几乎为唯一选择。 国外汽车空气悬架的发展经历了“钢板弹簧-气囊复合式悬架→被动全空气悬架→主动全空气悬架（即ECAS电控空气悬架系统）”的变化。ECAS应用了电子控制系统，使汽车在各种路面、各种工况条件下能实现主动调节、主动控制，并增加了许多辅助功能（如故障诊断功能等），目前在欧洲一些国家的大客车上已经大量应用，可以预见，ECAS在汽车上的应用将越来越普及。 空气悬架在我国的发展 空气悬架在我国的应用落后于国外几十年，直到近几年，随着高档客车制造技术的引进以及人们对舒适性要求的提高，加上国家对客车等级划分的标准要求，空气悬架才开始逐步应用起来。目前空气悬架主要集中应用在高等级客车上，但是受多方面因素的制约，空气悬架的配置率仍然很低，基本上还属于“导入”阶段。据不完全统计，国内部分数量相对较大的应用主要集中在郑州宇通、厦门金龙、苏州金龙、扬州亚星、一汽客底、东风杭汽等规模较大的主要客车及底盘厂家。2002～2003年的大致情况是：郑州宇通在2003年对空气悬架进行了自主开发，加上选配Newway及Reyco的空气悬架，年装车近500～800台(套)；扬州亚星年产客车及底盘8000多台，其中部分选用Neway及Reyco的空气悬架；东风杭汽近两年客车及客车底盘的产量在8000～9000台左右，先后采用过Neway和科曼的空气悬架；一汽客底主要选用Neway或Reyco的空气悬架；厦门金龙和苏州金龙都是一边选用Neway、科曼等的产品，一边在进行自主开发。此外，国内其它一些客车厂家也都是以选装国外空气悬架产品为主。 在自主研发方面，由于国内已经能够生产优质的空气悬架部件，以此为支撑，部分汽车主机厂已经开始自己设计符合中国道路状况和车辆实际条件的空气悬架弹簧产品，并选装国内优秀的部件以降低成本。郑州宇通公司成立了郑州百特零部件公司，自己设计匹配，分散采购。2002年，宇通公司本部生产空气悬架客车235辆，除“猛狮”系列需从德国进口底盘外，其他车型的空气悬架各部件大多为国内加工制造。 我国空气悬架的市场前景 我国公路及高速公路的发展对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求，对国内空气悬架市场产生了很大的促进作用。此外，重型汽车对路面破坏机理的研究及认识进一步加深、政府对高速公路养护的重视、限制超载逐步在国内各地受到重视等因素，使空气悬架在重型车市场的应用也将进一步扩大。为适应高速公路运输的需要，高级客车和大型载货车都必须使用空气悬架。 客车市场的快速发展也将大大拉动空气悬架的需求增长。近几年，空气悬架的需求主要是与高级客车的销售量直接相关。据统计，我国高级客车的市场以每年15％的速度增长。“十五规划”预测，2005年大中型客车年需求量为12～16万辆(其中大型客车为3～5万辆，中型客车为9～11万辆)，2002年7月，交通部颁布实施《营运客车类型划分及等级评定》(JT/T325-2002)行业标准，新颁布实施的标准对大中型客车配置悬架类型作了规定，其中高级大中型客车必须采用空气悬架，这为空气悬架产品的推广使用创造了良好的外部环境。 载货车必将成为空气悬架市场的支撑点。“十五规划”预测，到2005年重型载货汽车需求为9～11万辆。仅从东风汽车有限公司2002年4月公开发布的2004～2007年中期事业计划来分析，预计未来几年“东风有限”系列商用车的空气悬架配置数量约在15000～30000套；一汽集团的系列商用车的空气悬架配置数量也不低于这个数字。综合上述分析，预计到2005年，适应高速公路需要的大中型客车、高档旅游客车的空气悬架弹簧的配置率将会有一个较快的增长幅度，其中大型客车将有15000～20000辆采用空气悬架弹簧；重型载货汽车预计有5000辆采用空气悬架系统。 关于我国空气悬架研发的思考 我国长春汽车研究所早在1957年就开始了空气悬架技术的研究，不少高校的相关专家及研究机构多年来也做了大量卓有成效的工作，并取得了许多重要研究成果，但是由于种种原因，这些研究成果的产业转化率非常低，导致许多有价值的研究没能继续坚持和深入下去，使我国汽车悬架技术的研究和应用与欧美等发达国家相比明显落后。 目前在汽车悬架系统方面，我国除了钢板弹簧悬架的设计及应用比较成熟以外，其它的悬架技术的应用绝大部分还处于车型引进、仿制或直接购买产品阶段。悬架产品的设计开发滞后，一方面表现在设计手段落后，计算机应力分析、动态仿真在企业中应用还较少；另一方面没有建立起一套完善的设计评价体系。在美国，由于空气悬架的普遍应用，已经成就了一批专门从事空气悬架设计、制造的悬架专业公司。我国还没有一家整车厂能独立设计出空气悬架成功地应用于整车，也没有一家悬架专业公司能够设计出并向市场提供成熟的空气悬架产品。虽然我国加入WTO之后汽车及零部件产业会全面融入全球经济，汽车行业可以实现全球采购，但是不能拥有悬架设计和制造的关键技术，整车的市场竞争力肯定会受到削弱。 根据这种状况，我国汽车零部件企业应当借此机遇，加快研发空气悬架产品。首先必须明确划分空气悬架系统设计开发的权限与分工，由研发部门负责研发方向、确定系统特性参数，指定具体的二级开发单位，实现产品的快速研发和升级换代。其次，要从产品的工艺路线入手，制定合理的开发配套模式。针对空气悬架产品的系统特性，采取“二级开发、总成集配、模块供货”，并集中于一家公司。最后，应摒弃狭隘的自主开发理念，积极开展与国外强势企业的合资合作，加快融入空气悬架领域的国际竞争、合作和发展，最终实现我国商用汽车整体技术水平及竞争实力的提升。 以空气弹簧悬架取代传统的钢板弹簧悬架既是必然趋势也是现实的客观要求。因此，对于我国汽车制造业而言，空气悬架项目不仅仅是一个难得的商机，更重要的意义在于空气悬架的广泛应用可以较快地提升我国商用车的档次、技术水平和市场竞争力，大大缩短我国与国外商用车的技术、等级差距，巩固和扩大国产商用车的市场份额。 空气悬架在我国 目前我国拥有空气悬架项目的公司为数众多，但以具有代理性质但无实际设计能力的公司居多，主要代理美国、德国、韩国、日本产品，公司规模一般不大，产品有限。现在，国外的制造公司纷纷以不同的方式直接介入中国市场。比如，美国FIERSTON公司在允许一定代理的同时，在上海设立了销售办事处，日本NHK弹簧公司在重庆合资成立NHK重庆公司，韩国大圆钢业会社在天津合资成立大圆天津公司，丹麦丹佛斯公司在天津合资成立丹佛斯天津公司，美国固特异公司在大连、青岛相继建立工厂。另外整车厂为降低成本，把空气悬架系统细分成气囊、推力杆、直拉杆、稳定杆、高度阀、平衡阀、线束、减震器、导向臂等项目采购，也导致了国内空气悬架产品的部件加工、制造正在往高度离散的方向发展。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/3/2005)