大客車對(duì)懸架系統(tǒng)的要求非常高，而且鋼板彈簧式懸架系統(tǒng)已不能滿足使用要求，發(fā)展方向之一是采用空氣懸架。典型的大客車空氣懸架主要是由空氣彈簧組件（包括空氣彈簧、空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣筒等）、高度控制組件（車身高度調(diào)節(jié)閥、高度傳感器）、導(dǎo)向桿件（推力桿）、橫向穩(wěn)定器、減振器和緩沖限位部件等組成。其中空氣彈簧是空氣是架的彈性元件和重要組成部分?？諝鈴椈删哂休^理想的彈性特性，其振動(dòng)頻率不隨簧載質(zhì)量的變化而變化，并且有良好的可控制性，可進(jìn)一步提高大客車的舒適性，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

1、空氣懸架的特性

1．1空氣懸架的優(yōu)點(diǎn)

a）單位質(zhì)量的儲(chǔ)能量高，它是評(píng)價(jià)彈性元件好壞的一個(gè)重要指標(biāo)?？諝鈴椈蓡挝毁|(zhì)量的儲(chǔ)能量與缸體的工作壓力和氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度有關(guān)。在作壓力下的氮?dú)?，其質(zhì)量能可達(dá)3．3X105Nm/g。而鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、橡膠彈簧的質(zhì)量能分別為76-115Nm/kg、178-280Nm/kg、254-38ONm/kg、508-1O16Nm/kg。由此可見(jiàn)，氣體是彈性元件最合適的工作介質(zhì)

b）具有變剛度特性，因而整個(gè)懸架系統(tǒng)可以得到較低的固有振動(dòng)頻率。試驗(yàn)表明，空氣懸架的固有頻率為1．25-1．7Hz，而板簧懸架為2．O-2．7Hz，所以空氣懸架可大大改善乘坐舒適性。

C）其剛度是由氣體容積和壓力決定的。對(duì)于同一規(guī)格的氣囊，當(dāng)改變內(nèi)部壓力時(shí)，可以得到不同的承載能力。因而同一種空氣彈簧可適應(yīng)多種剛度或載荷的要求，因此經(jīng)濟(jì)性較好

d）能較好地緩和來(lái)自路面的振動(dòng)，而減振器又能迅速抑制振動(dòng)。試驗(yàn)表明：當(dāng)車速為40km／h時(shí)，裝有空氣是架的汽車車身的振幅比鋼板彈簧懸架降低近50％，而當(dāng)車速增至80km／h時(shí)，振幅可降低近46％。

e）具有高吸振及低噪聲性能?？諝鈴椈梢钥諝鉃榻橘|(zhì)，與板簧相比，內(nèi)摩擦極小，因此工作時(shí)空氣是架幾乎沒(méi)有噪聲，這對(duì)于高級(jí)大客車來(lái)說(shuō)是特別有利的。

f）可顯著減小車身在轉(zhuǎn)向時(shí)的側(cè)傾角。試驗(yàn)表明，當(dāng)車速在24km/h以下時(shí)，空氣懸架與板簧這兩種懸架的側(cè)傾角相同，當(dāng)車速達(dá)到30km／h時(shí)，空氣懸架的側(cè)傾角就可以減小約30％。

g）能通過(guò)車身高度調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)車身高度，從而保證車身高度不隨載荷變化而變化。當(dāng)簧載左右不均時(shí)，車身高度調(diào)節(jié)閥可以維持整車車身處于水平狀態(tài)。

h）使用壽命比板簧長(zhǎng)得多。氣囊的壽命決定了空氣懸架的壽命。臺(tái)架試驗(yàn)表明，我國(guó)生產(chǎn)的氣囊的壽命約為板簧的20-3O倍，并可節(jié)約大量彈簧鋼。

綜上所述，使用空氣簧不僅可明顯改善和提高汽車的行駛平順性和舒適性，而且還具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

1．2空氣懸架的缺點(diǎn)

a）結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因空氣彈簧只能承受垂直載荷，故必須安裝導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以承受橫向力、縱向力及力矩，因而整個(gè)懸架總成的成本較高。

b）空氣彈簧尺寸較大，這在非獨(dú)立懸架的布置上就較難保證兩側(cè)的空氣彈簧有較大的中心距，限制了整車側(cè)傾角剛度提高，因此在懸架系統(tǒng)中必需裝備橫向穩(wěn)定器。

C）密封環(huán)節(jié)多，容易因密封件質(zhì)量不良和磨損而漏氣，導(dǎo)致維修復(fù)雜化。

2、空氣彈簧的特性和類型

2．1空氣彈簧的彈性特性

空氣懸架的特性在很大程度上取決于空氣彈簧的彈性特性?？諝鈴椈删哂蟹蔷€性特性?？諝鈴椈傻妮d荷一位移曲線形狀呈反“S”形，作該曲線上某點(diǎn)的切線便得到了該點(diǎn)的剛度。通過(guò)合理選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，可使空氣彈簧在正常工作范圍剛度較小且剛度變化小，而在伸張或壓縮的邊緣區(qū)段剛度逐漸增加，這就帶來(lái)以下優(yōu)點(diǎn)：

a）空氣彈簧在正常工作范圍工作柔和，振動(dòng)頻率較低。

b）當(dāng)因振動(dòng)發(fā)生較大的壓縮或拉伸位移時(shí)剛度迅速增加，從而小振幅。

C）空氣彈簧可保持在標(biāo)準(zhǔn)高度附近工作。

在相同的載荷作用下，空氣彈簧的當(dāng)量靜撓度比鋼板彈簧的靜撓度大得多，這就使得空氣彈簧可以得到比鋼板彈簧低得多的振動(dòng)頻率，從而提高行駛平順性。

2．2空氣彈簧的類型

根據(jù)橡膠氣囊工作時(shí)的變形方式，空氣彈簧可分為囊式空氣彈簧、膜式空氣彈簧和混合式空氣彈簧三種。囊式空氣彈簧主要***橡膠氣囊的撓曲獲得彈性變形；膜式空氣彈簧主要***橡膠氣囊的卷曲獲得彈性變形；混合式空氣彈簧則兼有以上兩種變形方式。

2．3空氣彈簧的布置

空氣彈簧的布置應(yīng)考慮汽車的側(cè)傾角剛度。在布置允許的情況下，應(yīng)盡可能把空氣彈簧布置在車架以外，以利加大彈簧的中心距，提高汽車的側(cè)傾角剛度，在日野、奔馳等大客車的后懸架上，采用了一種變梁結(jié)構(gòu)，在每個(gè)彎梁的瑞部安裝了與前懸架氣囊尺寸相同的二個(gè)氣囊，這樣就可以加大氣囊的中心距。又如在曼等大客車的后懸架上，采用了A形架結(jié)構(gòu)，將兩根縱向?qū)虮鄣娘滄滭c(diǎn)在車架的連接處合并在一起，空氣彈簧布置在后輪附近，

增加了彈簧中心距，提高了汽車的抗倒傾的性能。

3、車身高度調(diào)節(jié)裝置

3．1高度調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性

高度調(diào)節(jié)閥是固定在車架上的。車架與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)之間的相對(duì)位置變化通過(guò)連桿和擺桿反映到高度調(diào)節(jié)閥上，擺桿的兩端分別與連桿上端及高度調(diào)節(jié)閥連接，連桿下端通過(guò)球鉸連接到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上。

車身的高度主要取決于空氣彈簧的工作高度。而空氣彈簧工作高度的確定是通過(guò)調(diào)整連桿下端點(diǎn)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。裝配時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定空氣彈簧的工作高度。在汽車正常行駛狀態(tài)下，連桿繞下端球鉸中心作小幅度擺動(dòng)，從而帶動(dòng)擺桿控制高度調(diào)節(jié)閥。一般要求連桿下端點(diǎn)位于導(dǎo)槽的中間，氣囊充氣后車身正好位于設(shè)計(jì)高度。當(dāng)要求改變?cè)O(shè)計(jì)高度時(shí)，可松開(kāi)連桿的下端點(diǎn)，使連桿沿導(dǎo)槽上下移動(dòng)。導(dǎo)槽的長(zhǎng)短決定了車身高度可調(diào)節(jié)范圍的大小。為了使空氣彈簧不因車身高度的小幅波動(dòng)就進(jìn)行頻繁地充氣和放氣，從而產(chǎn)生較大的頻率變化，高度調(diào)節(jié)閥的擺桿應(yīng)留有一個(gè)空擺角。

3．2高度調(diào)節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu)布置

車身高度調(diào)節(jié)閥安裝位置。高度調(diào)節(jié)閥通過(guò)調(diào)節(jié)擺桿、連桿與車橋連在一起。車架與車橋之間的相對(duì)位置的變化通過(guò)援桿的角度變化反映到高度調(diào)節(jié)閥上。具體地說(shuō)，就是連桿的上下移動(dòng)帶動(dòng)了擺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得高度調(diào)節(jié)閥進(jìn)行工作。

車身高度調(diào)節(jié)閥是串聯(lián)在空氣懸架氣路中的，是以一個(gè)車身高度調(diào)節(jié)裝置來(lái)控制左右兩側(cè)的兩個(gè)空氣彈簧。來(lái)自于儲(chǔ)氣筒的壓縮空氣由進(jìn)氣管接通車身高度調(diào)節(jié)閥，并分配給兩個(gè)空氣彈簧。車身高度調(diào)節(jié)閥必須安置在汽車的中部，這種布置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便。其缺點(diǎn)是，當(dāng)汽車發(fā)生偏載時(shí)，會(huì)造成車身沿縱軸側(cè)斜。

為了克服該缺點(diǎn)，采用獨(dú)立控制形式，即每個(gè)車身高度調(diào)節(jié)閥控制一個(gè)空氣彈簧。來(lái)自于儲(chǔ)氣筒的壓縮空氣，分配給兩個(gè)車身高度調(diào)節(jié)閥，每個(gè)閥接通一個(gè)空氣彈簧，這樣就保證了汽車在發(fā)生偏載的情況下，始終維持汽車車身處于水平狀態(tài)。

在現(xiàn)代高級(jí)大客車及城市大客車的設(shè)計(jì)中都要求盡量降低車身地板高度或一級(jí)踏步高度以方便乘客的上下車，但是由于受最小離地間隙的限制，車身高度又不能太低，因此必須解決乘客上下的方便性與行駛過(guò)程中的通過(guò)性這一對(duì)矛盾的。在采用空氣懸架的現(xiàn)代大客車上，可通過(guò)空氣懸架中高度調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)矛盾，這就是所謂的“下跪功能”。

在空氣懸架的氣路中串聯(lián)一個(gè)電磁閥，此電磁閥在車門一邊的氣路中，并且在空氣彈簧與車身高度調(diào)節(jié)閥之間。當(dāng)汽車停在車站時(shí)，由駕駛員手動(dòng)控制電磁閥動(dòng)作，電磁閥在關(guān)閉車身高度調(diào)節(jié)閥與空氣彈簧之間氣路的同時(shí)，使空氣彈簧通過(guò)電磁閥向大氣放氣，從而使得汽車車門一邊的車身向下傾斜，以降低一級(jí)踏步的高度，方便乘客上下車；當(dāng)乘客上下車完畢，駕駛員手控關(guān)閉電磁閥，此時(shí)車身高度調(diào)節(jié)閥與空氣彈簧接通并起作用，車身很快恢復(fù)水平狀態(tài)。

應(yīng)注意的是，車門一側(cè)車身下降的高度應(yīng)預(yù)以控制，在汽車上通常采用限位閥來(lái)保證，限位閥在工作時(shí)起單向閥的作用，串聯(lián)在電磁閥和空氣彈簧之間。當(dāng)車身下降到控制高度時(shí)，眼位閥工作，關(guān)閉空氣彈簧一電磁閥的通路，從而保證空氣彈簧中的空氣不致過(guò)多排放，而造成空氣彈簧的損壞。

3．3高度調(diào)節(jié)閥的工作原理

控制桿與導(dǎo)桿相連，導(dǎo)桿的內(nèi)端是一個(gè)偏心裝置，隨著控制桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心裝置帶動(dòng)活塞上下移動(dòng)，從而控制了過(guò)氣閥和出氣閥的開(kāi)閉。當(dāng)汽車載荷增大時(shí)，空氣彈簧被壓縮，從而使車軸與車身的距離縮短，控制桿升高，由此轉(zhuǎn)動(dòng)偏心裝置，使其推動(dòng)活塞朝著閥片的方向移動(dòng)，并打開(kāi)進(jìn)氣口，來(lái)自于儲(chǔ)氣筒的壓縮空氣，自閥的上部進(jìn)入，通過(guò)進(jìn)氣口及出口閥到達(dá)空氣彈簧。隨著空氣彈簧內(nèi)部的空氣增加，車身逐漸升高，當(dāng)車身升高到控制高度時(shí)，控制桿已轉(zhuǎn)過(guò)足夠的角度在關(guān)閉過(guò)氣口，即停止向空氣彈簧供氣。反之，若汽車載荷減少，車軸與車身的相對(duì)距離增大，則控制桿向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞向下移動(dòng)，打開(kāi)出氣口，空氣彈簧中的空氣經(jīng)出氣閥及出氣口，在閥的底部與大氣接通，空氣彈簧中的空氣釋放入大氣，從而車身高度降低，當(dāng)車身的高度降低到控制位置時(shí)，出氣口關(guān)閉，空氣彈簧停止釋放空氣。通過(guò)以上的調(diào)節(jié)過(guò)程，使得汽車在使用過(guò)程能維持車身的高度保持不變，從而滿足了高級(jí)大客車的使用要求。

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