我国汽车橡胶空气弹簧的现状与发展趋势

汽车空气悬架 东风汽车有限公司研发中心 汪卫东 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。20022003 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 500800 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 80009000 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 1216 万辆(其中大型客车为 35 万 辆，中型客车为 911 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 911 万辆。仅从东风汽车有限公司 2002 年 4 月公开发布的 20042007 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 1500030000 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 1500020000 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。 我国汽车橡胶空气弹簧的现状与发展趋势 2007-12-13 08:33:10 作者：未知 来源：客车论坛 简介： 余友党 宁诵耀 我国汽车工业通过最近 10 年的快速发展，无论技术含量、制造水 平、还是产量都有了较大的提高，但纵览整个中国汽车工业的综合实力，我们也很清楚与 发达国家还存在较大差距，比我们还 . 关键字：我国 空气 弹簧 余友党 宁诵耀 我国汽车工业通过最近 10 年的快速发展，无论技术含量、制造水平、还是产量都有了较大 的提高，但纵览整个中国汽车工业的综合实力，我们也很清楚与发达国家还存在较大差距， 比我们还是受到整车生产技术的影响在轿车、大型客车、载重汽车上不能普遍装备橡胶空 气弹簧。 汽车橡胶空气弹簧是利用橡胶的弹性和空气压力获得综合吸震、减震、隔震、防噪和缓冲 的性能，从而起到承载负荷的弹性支撑作用。橡胶空气弹簧作为汽车减震的核心部件，它 的性能的好坏直接影响着汽车的舒适性和对公路的破损性。 国内现状 受我国汽车工业缺乏自主知识产权和进口车型、车身的影响，我国橡胶空气弹簧在生产技 术、产品性能、质量和市场占有率上等与世界汽车工业的发展还存在一定的差距，产品多 半停留在上个世纪 90 年代的水平，特别是在大型豪华客车、大型载重汽车的配套上与国外 发达国家相比还存在很大的差距。 目前，我国橡胶空气弹簧主要侧重于铁路火车和造纸机的配套与应用，用于汽车上（特别 是豪华大客和载重汽车）的橡胶空气弹簧在国内的研究起步较晚。根据调查，国内目前能 规模化生产汽车橡胶空气弹簧的企业有贵州前进橡胶厂和西北橡胶总厂，最近正在研? * 幕褂猩挛鞒抗庀鸾撼 芄 谝延锌掌 缮 遥 堑牟 分掷嘞喽员 冉系唬饕 谐硎健 沂胶湍饺 郑 视贸叽绶段 险 尚谐?2 厘米左右） ，产品质量与进口产品相比较差（使用寿命 300 万次左右） 。故他们的产品推广适用范围也 只能停留在中低档汽车上，附加值也相对较低。 国外的汽车工业较我国相对发达，故其设备、零部件的配套生产技术较国内也先进。在欧 美等发达国家，空气弹簧在轿车上的普及率已高达 95%以上；即使在客车与载重汽车上， 橡胶空气弹簧的普及，他们至少也要比我国要早 58 年。在国外，橡胶空气弹簧生产技术 较领先的有德国 CONTITCH 空气弹簧制造厂和美国 FIRESTONE 空气弹簧制造厂。他们的 产品不管是在产品种类（有膜式、葫芦式、囊式、长枕式） 、性能（车体保持平稳，乘坐舒 适，具有防震、防噪功能） 、适用范围（负载范围广） ，还是在质量（使用寿命 300 万次以 上）上都要优于国内产品，特别重要的是他们拥有国际技术标准，在知识产权上具有很大 的优势。 目前国产空气弹簧由于受种种原因影响，至今还未能普遍推广。据统计，2002 年我国大、 中型客车客车产量为 8.19 万辆，大、中型载重汽车产量为 41.64 万辆。根据装备要求，大 型客车和载重汽车每辆至少需要装备 6 个或 12 套空气弹簧，中型客车和载重汽车每辆也需 要 4 个。按以上汽车产量的 50%装备空气弹簧、平均每辆车装备 8 套计算，全国就有近 400 万套市场；每套空气弹簧按国产最低价格 2000 元计算，就有约 80 亿元的市场；另外， 再加上空气弹簧的维修市场（根据统计，维修市场约为配套市场的 1/5） ，全国每年就有近 100 亿元的市场。市场调查，在这些市场上，国内尽管有少数（如贵州前进橡胶厂和西北 橡胶总厂）厂家在生产，但受整车技术影响，他们的产品也仅仅限于维修市场，同时由于 他们的产品相对单一，质量也无法与进口产品相比，所以只能在中低档产品市场占有一席 之地；在高中档市场上仍然还要依赖进口（每年需要花费上十几亿美元的外汇） ，进口产品 几乎占领了 80%以上的高中档汽车配套和维修市场。 发展趋势 橡胶空气弹簧是当今汽车装备发展、配套的必然趋势，特别是在大型客车和载重汽车上尤 为突出。传统的载重汽车一般都采用钢板弹簧或油气弹簧作为减震元件，但随着当前世界 汽车工业朝着高速、高性能、舒适、安全可*、维修方便的方向发展，钢板和油气弹簧已 越来越不适应其发展。如在欧洲，橡胶空气弹簧的普及率基本已达到 7080%，而我国正 处于发展初期，预计在未来 10 年内，橡胶空气弹簧将大量的装备在各种汽车上，普及率将 达到欧洲现代水平。 橡胶空气弹簧在我国汽车工业领域的拓展应用非常广阔。我国汽车年产量为 325 万辆左右， 大中型客车和载重汽车的产量不到总产量的 1/6，轿车、轻型客车和载重汽车占年产量的 275 万辆左右，特别是在轿车空气弹簧上的发展空间更大，如果再加上我国汽车年产量的 逐年递增，它的开发市场就更为广阔了。 随着我国汽车工业自身的不断完善、发展，进口车型、车身的打破和我国公路建设水平、 里程的提高和公路保护法律、法规的出台，以及用于长途运输的大客车和载重汽车在其舒 适性