浅析双前转向桥悬架系统结构设计

陈中旺，虞燕花

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

设计研究

浅析双前转向桥悬架系统结构设计

陈中旺，虞燕花

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

双前转向桥主要重型卡车上使用，主要目的是提高车辆运输能力，减小运输成本，这类车辆包括8×4和6×2载货车等。国内双前转向桥车辆普遍采用相互独立的钢板弹簧悬架承载系统，在使用中，经常发生因一二桥轴荷差距较大，发生第二转向桥轮胎早磨损啃胎等现象。国外匹配双前转向桥的车型多运用平衡结构，特别是空气悬架的运用，丰富了双前转向悬架结构，为第二转向桥吃胎等问题提供了更多的解决方法。

双桥转向桥；吃胎；平衡结构；空气悬架

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

引言

目前国内8×4和6×2双前转向桥悬架普遍采用相互独立的钢板弹簧悬架承载系统，这样一桥板簧与二桥板簧等零部件通用(同一零件)，整个悬架具有结构简单，成本较低等优点。但该结构在做一、二桥轴荷分配计算时，通常以双桥转向桥中心作为前转向桥承载系统的承载中心来计算轴荷，并假设双桥转向桥平均承载轴荷相等。然而计算结论与实际状态差距较大，如表1，往往会导致第二转向桥轮胎早磨“吃胎”现象，如表2。

表1 8×4车型称重轴荷表

表2 同一种在用8×4车型前转向桥轮胎磨损统计表

1 较理想的几种双前转向桥悬架系统结构

1）板簧平衡结构悬架承载系统

在国外高端车型上双前转向桥普遍采用的是板簧平衡结构悬架承载系统，如图一，该悬架系统一、二桥轴荷计算结论接近实际状态，该结构优点是一、二桥轴荷在运行中有相互平衡的能力，使转向一桥、二桥轮胎磨损均匀，类似于双后桥平衡悬架和半挂车悬架等。

图1 吊耳联动推力杆式平衡悬架

图2 吊耳端与推力杆连接结构实物

国内解放重型汽车对该技术对标研究，进行了系统优化开发，使转向一桥、二桥轴荷比变化范围控制在0.9-1.1(在一、二桥最大行程落差±100mm范围内)；国外同类技术一桥、二桥轴荷比变化范围控制在0.8-1.2。图3是双前桥转向平衡悬架系统与非平衡悬架系统特性对比曲线。

图3 双前桥转向平衡悬架系统与非平衡悬架系统特性对比曲线

然而，双前桥转向板簧平衡结构悬架承载系统缺点是结构复杂，开发难度较大，其一、二桥车轮攀越高度不大，适用于较好道路条件。

2）空气悬架的运用

空气悬架采用空气作为承载介质，空气悬架工作原理就是用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送到弹簧和减振器的空气室中，以此来改变车辆的高度。

双前转向桥都装配空气悬架，通过将前后、左右空气弹簧串联(如图4)，能够实现前后、左右空气弹簧承载载荷基本相当；或者通过电控系统(图5)，利用压力传感器和ECU控制、电磁阀等，实现驱动帮助和过载保护功能。这样都可以实现平衡悬架系统的功能，提供相关联桥之间的轴荷按照较理想轴荷分配。即减轻一二桥轮胎的啃胎现象，同时提高整车舒适性能。

图4 机械式空气悬架控制装置

图5 电控ECAS空气悬架控制装置功能

但是空气悬架运用在双前转向桥上，开发难度较大，主要原因是一、二桥附件有发动机总成及附属件、变速器总成、驾驶室总成、一二前桥等大型部件，还有转向系统等，悬架布置空间有限，整体开发难度较大。

3）一、二桥复合式悬架的运用

考虑到一、二桥轴距较长，采用空气悬架匹配难度较大，对于承载力大的重型卡车，布置要求较高，成本较大，因此可以考虑采用板簧悬架和空气悬架搭配使用。

图6 复合悬架示意图

图7 复合悬架控制示意图

如图6是一种双前转向桥悬架结构，该结构一桥采用板簧悬架总成，二桥采用空气弹簧悬架总成，空气悬架充放气及高度变化都是通过一桥板簧动、静扰度变化实现控制的，如图7控制原理所示，关键控制部件是感载阀总成，感载阀通过支架固定在车架上，另一端与板簧盖板相连接，根据一轴板簧动、静扰度的变化，带动感载阀连接杆摆动角度，这样实现感载阀内部阀门的角度变化，实现给空气弹簧充放气，控制二轴空气弹簧总成气压压力和高度变化，最终实现一、二轴轴荷之间的一定比例分配。

整个悬架控制系统结构简单、性能可靠，且零部件成本较低，也便于维修等优点，适合市场批量使用。

4）其它结构

上述论述的一、二转向桥空气悬架和复合悬架结构，是目前普遍采用利用空气作为介质实现的；有些悬架也可以采用液体作为介质，如液压缸等部件作为主要控制部件，实现一二桥轴荷按照一定比例分配，满足一二桥理想轴荷要求。因液压承载能力较大，目前多用于承载桥的悬架系统，且成本较高，零部件性能也要求较高。

2 结束语

双前转向桥悬架布置方式较多，控制方式也较多，目前空气悬架运用较多，舒适性能较好，控制方式多样，且主要零部件国内采购成本也不是很高，因此类似这种较理想的一二转向桥悬架布置方式可以采用空气悬架结构实现，当然采用什么样的布置结构，各主机厂需要根据市场不同用户的需求、生产成本和地域特点等因素，针对性的开发匹配合适的悬架结构。

[1] 王望予.汽车设计.[M]机械工业出版,2013.

[2] 申晋宪,王铁.载货汽车总体设计分析.[M]中国标准出版社,2013.

[3] 陈耀明.汽车悬架论文集.苏州大学出版社.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 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)19-06-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.19.003

陈中旺，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。