王小飞，杨军安，许昭，申国伟

（1.陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200；2.新疆众合股份有限公司 铝箔公司，新疆乌鲁木齐 830013）

重卡提升桥控制系统对比及应用

王小飞1，杨军安2，许昭1，申国伟1

（1.陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200；2.新疆众合股份有限公司 铝箔公司，新疆乌鲁木齐 830013）

提升桥的使用，可减轻车辆的自重，降低油耗，减少轮胎的磨损，能为用户带来良好的经济效益。由于通过气囊将提升桥提升，气囊具有良好的非线性弹性特性，用于车辆悬架装置中可以明显改善车辆的操纵稳定性和行驶平顺性，同时可以减轻重载车辆对路面的破坏，在重卡上得到广泛的应用。本文对提升桥悬架结构形式进行简述，对比分析了目前几种提升桥控制系统各自优缺点。

重卡；气囊；提升桥；高度阀

CLC NO.:U461Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-122-04

引言

随着国家治理超载超限力度的加大，一种既能多拉快跑又能满足轴荷法规的轻量化多轴重卡适合市场的需求。6×2车型以其较高运输效率和良好的经济和社会效益能够满足目前国内重型车辆用户的这一需求。

在汽车空载和部分承载时，可以进行单轴和多轴提升，以便减少轮胎的磨损，消除错误导向，减少其它轴上轮胎的摩擦并降低油耗，能为用户带来

良好的经济利益。当车辆通过冰、雪或泥水等较滑路面时，通过把提升桥上的载荷短时间降低，从而把更多的载荷分配给驱动轴来提高驱动轮附着力。在其它车轴过载的情况下，提升车桥会自动回位。

1、提升桥悬架结构形式

为了使提升桥实现提升功能,后悬架一般采用摆臂式平衡悬架和空气悬架。摆臂式平衡悬架相对于推杆式平衡悬架来说,取消后桥的整体梁，成本较低。空气悬架通过气囊将提升桥提升，空气悬架提高行驶平顺性、减少车辆振动，使用寿命长，且重量轻，在高端重卡上广泛使用。

如图1所示,为提升桥结构示意图，它由提升气囊、提升臂、导向机构和相应的空气控制系统及承载空气弹簧等组成。当多轴车或挂车采用空气悬架时，在空载或部分承载工况下，能够进行单轴或多轴提升，这有利于减少提升轴和未提升桥上的轮胎的磨损，同时增加驱动桥的附着力。当未提升桥过载的条件下，被提升的车轴能自动回位并参与承载。提升机构安装在车架的两侧，需要提升车轴时，就向提升气囊充气，承载气囊放气，使提升气囊内压力升高，并对提升臂的左端施压，在提升臂绕中问支点转动的同时，其右端向上升并顶起车轴，于是轴上车轮离开路面一段距离。

提升桥控制方式分为机械控制式和电子控制式(ECAS)两种。机械控制式空气悬架价格低、技术成熟，目前机械控制式空气悬架在国内应用最为广泛。电子控制式空气悬架，不仅提高了操作的舒适性和反应的灵敏度，而且可以附加很多辅助功能，但由于成本过高，仅在高端重上匹配使用。

2、空气悬架机械控制系统高度阀种类的应用

空气悬架系统工作方式大致如下，当汽车载荷增加时，车架与车桥(轴)之间的距离缩短，然后通过控制连杆机构的作用，打开充气阀，压缩空气注入空气弹簧的气囊使之压力增加，同时使车架升高，直至充气阀关闭为止，此时车架又恢复到载荷增加前的高度。汽车卸载时，车架与车桥(轴)之间的距离增大，此时通过控制连杆机构的作用，打开放气阀，使气囊内的气体排入大气，压力减小，直至车架又恢复到卸载前的位置为止。因此，装有空气弹簧悬架的汽车的高度控制阀根据不同载荷相应调节气囊的压力，快速升降车身，适应各种装载状态的要求，使车辆总能保持恒定的高度。加上提升气囊后，通过控制升降阀，可以实现对中后提升轴的提升和下降。

高度阀的作用是调节气囊的内部压力，并使气囊压力保持在一定的范围，来平衡外部载荷。空气悬架机械控制系统高度阀可分为以下几种，如图2所示，普通高度阀a、可提升高度阀b等。由于成本、技术、法规等因素，欧洲基本上是全气囊为主，北美多以复合悬架为主，下面简单介绍几种控制类型；

选择高度阀数量、种类和布置形式时，要使各车轮上的载荷分配符合整车设计所要求的平衡原则，当采用全空气悬架时，须符合三点确定一个平面的原则，不能出现过定位的情况。如四点定位除了调平困难外，一般会造成载荷分配不均。当采用前轴板簧，中后桥空气悬架时，高度阀布置在车架左右两侧或桥的中间位置。以上两种高度阀是全空气悬架机械控制系统中应用，根据客户需求、运输用途以不同工况，选择相应的机械控制系统。由于成本控制、技术等因素，全空气悬架多用于高档的客车和重卡领域。目前，普通重卡悬架大多采用前轴板簧悬架，中后桥采用空气悬架的形式，一般情况下，中后桥的空气悬架分为全气囊空气悬架和复合式空气悬架两种。带提升桥功能的中后桥空气悬架多以复合式为主，下面着重介绍带几种提升桥功能的中后桥空气悬架控制系统的应用。

3、几种提升桥控制系统的应用

3.1 带电磁阀—普通高度阀控制系统

如图3所示，该系统由高度阀、两位三通阀等组成，储气筒出来的气分为两路，一气路经过两位三通电磁阀（常开型）通向提升气囊，另一气路，经过高度阀及两位三通电磁阀（常闭型）通向承载气囊。当切断电磁阀电源时，气路经过两位三通电磁阀（常开型）给提升气囊供气，通往承载气囊的气路由于有两位三通电磁阀（常闭型）作用，气路被切断，提升桥被提升；当接通电磁阀电源时，通往提升气囊的气路由于有两位三通电磁阀（常闭型）作用，气路被切断，承载气囊的气路接通，提升桥着地。这样，根据载荷的变化，落地的提升桥与驱动桥通过高度阀来调节承载气囊的的充放气量。该系统需要在驾驶安装电源开关 ，控制提升桥的状态。

3.2 带电磁阀提升桥控制系统

如图4所示，该系统控制相对简单,采用两位五通阀和继动阀对提升桥气管路进行控制两位五通电磁阀具有“自锁”功能，不会由于突然断电而改变工作状态。通过控制两位五通阀来调节提升气囊和承载气囊充放气状态。其中控制两位五通电磁阀的手动开关安装在驾驶室里，手动开关的类型选为“点动”按钮，这样可以保护电磁阀线圈不容易损坏，提高其稳定性。其中继动阀用来加快气囊充放气的速度。该系统所用零件少，成本低，性能稳定。缺点是提升桥需要手动控制，且没有高度阀，提升桥着地时不能随载荷的不同而调节承载气囊的充放气量。

3.3 带ILAS-E阀的提升桥控制系统

如图5所示，该系统由高度阀、继动阀、压力开关以及ILAS-E阀等组成，根据空载、部分载荷以及满载等三大不同工况情况，自动控制提升桥。在空载或部分载荷工况下，车辆在前行、向后退时，提升桥会提升，停车时提升桥降落；在满载工况下，车辆在前行或停车时，提升桥降落，后退时提升桥提升。同时，该系统可以与ASR配合使用。该系统可以根据载荷自动控制提升桥，减少轮胎磨损，并具有过载保护功能，缺点是比前面所讲系统成本较

高。

3.4 电子式提升桥控制系统

采用电子控制式空气悬架(ECAS)，具有许多优点。除了可以调节车身高度、举升或下跪之外，还可以控制车身姿态，其中控制侧倾角是一项重要功能。当汽车转弯或倾斜，在侧向受到一定量的侧向加速度或侧向力之后，由传感器将信号传给电控系统，立即将单高度控制阀的三通接头隔离，使左、右气簧的气路不连通，从而增大这个悬架的侧倾角刚度。

4、结语

目前，重卡市场竞争日趋严重，结合国内市场现状，开发一种性能更好、成本更低、节能环保以及安全舒适的产品，是每一个从事重卡领域人员的追求目标。本文对几种提升桥空气悬架控制系统进行了对比阐述，综合分析其优缺点，方便进一步研究提升桥控制系统。根据客户需求，为开发适应市场需求的提升桥悬架控制系统提供参考。

[1] 刘惟信．汽车设计[M[．北京：清华大学出版社，2001.7.

[2] 许昭.车辆主动悬架最优控制及悬架试验台研究[D]．湖南大学硕士学位论文，2007.4.

[3] 朱兴华.多行驶工况下客车ECAS控制策略研究[D]．江苏大学硕士学位论文，2010.6.

[4] ILAS-E阀的应用．翰德公司.

Application and Comparison for Lifting Axle Control System
of the Heavy Duty Truck

Wang Xiao fei1, Yang Jun an2，Xu Zhao1，Shen Guo wei1
（1.Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd，Shaanxi Xi'an 710200；2.Xin Jiang Join Wold Co., Ltd，Xinjiang Urumchi 830013）

Using the lifting axle can lessen vehicle weight, reduce fuel consumption, decrease the rear and tear of the tires, and bring good economic benefit for the user. The lifting axle is lifted via the air bag . It can obviously improve vehicle handling stability and ride optimization when using on the suspension device of vehicle .Meanwhile ,it reduces the damage for overloading conditions. The suspension structure with Lifting axle, the advantages and shortcommings of the control system of the current several Lifting axle systems are summarized in this paper.

Heavy duty truck; Air bag; Lifting axle; Height valve.

U461

A

1671-7988(2014)03-122-04

王小飞，助理工程师，主要从事车辆制动系统、空气悬架控制系统设计与研究。