空气弹簧在汽车上的应用
空气弹簧是汽车空气悬架系统的和重要组成部分，它利用空气的压缩弹性进行工作，具有缓冲、减振和承载重量等功能。空气弹簧具有优良的弹性特性，与普通钢制弹簧相比有许多优点，因而其应用范围十分广泛。将空气弹簧用于汽车悬架系统可大大提高汽车的行驶平顺性和舒适性。
1934年，费尔斯通公司研制出膜片式空气弹簧并首先在美国通用客车上试应用成功。20世纪50年代中期，空气弹簧产品经过多年的研发和试验，有关技术逐步成熟，装有空气悬架的客车开始在美国、德国得到大批量推广应用。20世纪80年代以来，世界上主要的发达国家为了减少车辆对道路的破坏和增加车辆的舒适性，在客车上几乎全部使用了空气弹簧，重型商用车上的使用率也超过了80%。
空气弹簧的种类
空气弹簧由橡胶气囊、上盖板、底座、辅助气室，夹紧环和缓冲块等组成。根据橡胶气囊工作时变形式的不同，空气弹簧的结构形式主要分为膜式空气弹簧、囊式空气弹簧和混合式空气弹簧3种(见图1)。膜式空气弹簧是圆柱形结构，根据橡胶气囊止口与接口的连接方式，膜式空气弹簧又分为约束膜式和自由膜式。约束膜式空气弹簧一般用螺栓夹紧密封，自由膜式空气弹簧则采用橡胶气囊内的压力自封。囊式空气弹簧的外形结构有些象灯笼，有单曲、双曲或多曲囊式
空气弹簧。早期的商用车上主要使用双曲囊和三曲囊式空气弹簧。近期膜式空气弹簧的用量逐步增加，是因为膜式空气弹簧具有行驶平顺性好和行程大的优点。
不同种类空气弹簧的使用区别
1.膜式空气弹簧
(1)有效面积变化率较小，因此其刚度较低，易于得到较低的固有频率。
(2)通过改变活塞底座的形状和利用活塞底座的空心内腔增加出储气空间，优化其刚度特性，从而获得理想的非线性特性。
(3)结构较为简单，便于大量生产。
(4)橡胶气囊的工作条件更为苛刻，耐久性和使用寿命比囊式空气弹簧低。
2.囊式空气弹簧
一般在各曲之间镶有箍带，以使各曲之间的中间部分不致径向扩张，并可防止各曲之间的互相摩擦。囊式空气弹簧具有以下特点。
(1)由于底部没有活塞，囊式空气弹簧的标准高度可比膜式空气弹簧低。
(2)有效承压面积变化率在工作时较大，弹簧的刚度较大、固有频率较高。
通过增加曲囊和设置辅助气室可以减小弹簧刚度、降低空气悬架固有频率，但是增加气囊曲数或设置辅助气室，将使几何尺寸变化较大，因此曲囊数和辅助气室结构要受整车总结构布局的限制。
3.混合式空气弹簧
混合式空气弹簧兼有膜式空气弹簧与囊式空气弹簧的特点，它的气囊上部与囊式气囊上部基本相同，下部则与膜式气囊类似，混合式空气弹簧运动时在活塞的表面滚动。
空气弹簧的密封方式
气囊上、下口连接密封的装配形式有机械式连接和自压式连接。机械密封式的优点是连接牢固、密封较为可靠，不易发生气囊开脱现象，适用于因道路条件较差或其他原因造成车轮相对车身垂直位移较大的工况。压力自封式的优点是结构简单、气囊拆装较为方便，适用于在道路条件较好的车辆上使用。
空气弹簧的主要特点
(1)空气弹簧具有非线性特性，刚度和承载能力可以调节，其刚度随载荷的变化而变化。空气弹簧的特性曲线可按实际需要进行理想设计，使其在额定载荷附近具有较低的刚度值，并使空气悬架获得较低的固有频率，因而工作柔和。
(2)利用高度阀可以改变或保持空气弹簧的高度。压缩气体的气压能够随载荷和道路条件的变化进行自动调节，不论满载还是空载.保证车身高度不随载荷的变化而变化，大大提高了乘坐的舒适性。升高车身以提高车辆在极差路面上的通过性，降低车身以方便人员或货物上下，提高高速行驶车辆的安全性。
(3)空气弹簧具有高的吸振和降噪能力，不仅可以提高商用车的舒适性，而且对车辆本身和运输的货物有一定的保护作用。
(4)空气弹簧可以有效减轻汽车悬架的质量。
(5)空气弹簧具有较高的疲劳寿命，其疲劳寿命可达300万次以上，实际使用寿命可达5年以上。而钢板弹簧的疲劳寿命一般只有20万次。
(6)空气弹簧能适应多种刚度或载荷的要求，因此经济效果较好。
(7)空气弹簧的主要缺点是：由于空气弹簧只能承受垂直负荷，需要有导向机构传递纵向力、横向力及其力矩，因而悬架结构较为复杂。
空气弹簧的选用
1.空气弹簧悬架
随着车辆减振性能的提高，空气弹簧悬架因其独特的性能和适应性，正在逐步取代钢板弹簧悬架。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。汽车上使用的空气弹簧悬架系统见图2。
2.空气弹簧的工作特性参数
空气弹簧的工作特性主要由刚度、恒压曲线、变压曲线来表征，这些特性可作为选用空气弹簧的依据。
(1)刚度
实际工作中，空气弹簧的刚度主要通过试验方法测定。在不同工作压力下，测出弹簧行程(横坐标)和承载力(纵坐标)的关系曲线，该曲线的斜率即为空气弹簧刚度。
(2)恒压曲线
空气弹簧工作时，需不断向橡胶气囊内补充气体，以保证空气弹簧在上下运动过程中具有恒定的气压，这样测出的空气弹簧行程与承载力的关系曲线称为恒压曲线。
(3)变压曲线
如果向橡胶气囊内充入一定压力的气体后关闭进气阀，并保证空气弹簧在上下运动过程中气体不泄漏，这样测出的空气弹簧行程与承载力的关系曲线称为变压曲线。
在进行汽车设计时，总希望汽车悬架系统具有较低的固有频率，并且希望固有频率在整个载荷范围内保持不变，从而有效地改善车辆行驶的平顺性、操纵的稳定性和安全性。传统金属弹簧悬架的弹簧刚度一般是固定的，当汽车载荷发生变化时，悬架系统的固有频率会发生变化，且汽车载荷变化越大，悬架系统固有频率的变化越大、汽车行驶平顺性越差。而空气弹簧刚度呈非线性，通过优化空气弹簧结构及特性参数，可以显著改善汽车的行驶平顺性。
空气弹簧的刚度与空气弹簧的内容积成反比，为了降低刚度可以在弹簧上外加一个辅气室。该方法一般用于囊式空气弹簧，原因是囊式空气弹簧刚度一般较大，无辅气室时一曲的固有频率为2.5～
3.3Hz，两曲的为1.7～1.9Hz，三曲的为1.3～1.5Hz。辅气室的容积设计为空气弹簧本身容积的1.5～2倍比较理想，再大效果就不明显了。空气弹簧刚度与有效面积变化率密切相关。
此外，膜式空气弹簧还获得了较为理想的变刚度特性——反“S”形的载荷-变形曲线。图3比较了膜式空气弹簧、三曲囊式空气弹簧和钢板弹簧的载荷-变形曲线。从中可以看出，空气弹簧具有非线性刚度特性，可获得比钢板弹簧低的刚度；膜式空气弹簧刚度特性比囊式空气弹簧好，在正常工作范围内刚度及其变化较小，而在伸张或压缩的边缘区段刚度逐渐增加，这样可以避免以较低刚度在粗糙路面行驶时车身产生过冲击或碰撞，保证了车辆的行驶平顺性。
3.匹配特性
空气弹簧具有变刚度特性，空气悬架的固有频率可以根据需要进行适当调整。选择合适结构的空气弹簧并优化其特性参数，可以使正常工作条件下空气弹簧的刚度变化较小，而伸张和压缩行程边缘的刚度较大。研究非线性刚度系统振动传递规律是空气弹簧匹配的关键。空气弹簧匹配设计时首先要确定的是空气悬架参数，如车辆在空载、半载、满载时的轴荷及空气弹簧的承载力，并计算在各种不同载荷下空气弹簧的刚度及空气悬架的固有频率。橡胶气囊刚度对空气弹簧刚度影响极大，这是造成空气弹簧刚度理论值与试验值差异较大的原因之一。
胶囊的制造和质量控制
1.胶囊结构
橡胶气囊是空气弹簧的重要部件，它的质量是决定空气弹簧使用寿命的关键因素。空气弹簧胶囊由内胶层、帘布层和外胶层组成，其结构如图4所示。其中，内胶层相当于无内胎轮胎气密层，起密封胶囊内压缩空气的作用。外胶层相当于轮胎胎侧，起保护帘布层的作用。
2.成型工艺
橡胶气囊的制造工艺与质量会对空气弹簧的特性造成影响，不同厂家生产的同一规格的空气弹簧特性可能会有较大差别。橡胶气囊的制造就是将各部分的半成品在成型机上组合成一个完整胶囊的过程。空气弹簧橡胶气囊的制造工艺流程(见图5)与汽车轮胎的制造工艺有许多相似之处，材料和外形也有相通的地方。一般分为胶料的配合加工、压延帘布、硫化等几个部分。
胶料配方：内橡胶层主要用于密封，应采用气密性和耐油性较好的橡胶；外橡胶层除密封外，还起保护作用，应考虑耐气候老化和耐臭氧的橡胶，一般采用氯丁橡胶、三元乙丙并用胶；帘布是胶囊的主要承载部件，应选用强度高、耐屈挠性好的聚酯和尼龙等涂胶帘线，以满足载荷要求和取得良好的使用性能，一般用2层或4层帘布。帘布各铺层按帘布帘线方向互成一定角度布置，因而胶囊呈现出正交各向异性的特点。帘布的压延采用三辊半热压工艺。帘布贴合采用半鼓
式层贴工艺，将剪裁好的帘布贴在成型鼓上，扣上两边的钢丝圈，使成型鼓膨胀，翻边反压，再用压辊仔细地压实贴合，除去气泡，取下后进行装模硫化。
钢丝圈：采用19号钢丝缠绕而成。
硫化：在双模硫化机内进行硫化，硫化压力1.5～2.0MPa，温度140～60℃，时间为30min。
3.橡胶胶囊的质量问题及解决措施
(1)表面龟裂
由于胶囊长期暴露在空气中，橡胶胶囊表面会逐渐硬化、弹性降低，加上压力和曲挠变形的作用，外层橡胶表面会出现均匀的裂纹和轻微的脱落。大气臭氧是使橡胶龟裂的主要原因，日晒雨淋、高低温差及酸、碱的腐蚀均会加速这一现象的出现。使用耐老化橡胶品种和优良的抗老化配方可以提高橡胶的耐老化性。
(2)气孔
解决气孔的措施：a.采用三辊压延机出片，辊温宜低，中、下辊带有少量堆积胶；b.成型时将胶片和半成品的气泡全部刺穿，并将半成品压平、压实，排尽空气；c.应尽量少用胶浆，待胶浆溶剂完全挥发再滚压，半成品的停放时间不能小于8h，但不能超时存放，出现喷霜现象的胶料必须返炼后再用；d.低模温装料，加大硫化压力。
(3)缺胶
解决表面缺胶的措施：a.装料量准确，排气眼及排气线布局合理，保证模具排气眼及排气线通畅；b.合适的硫化压力。
4.充气尺寸变化大
解决措施：a.帘布铺设角度合理；b.选用高模量、高强度帘布，加大帘布胶强度，增加帘布层数。
5.帘线变稀劈缝
解决措施：a.在成型过程中，要严格控制胶层和帘布层的接头长度和接头质量，最好控制在4mm以内；b.胶囊毛胚尺寸尽量与硫化模接近；c.减缓充气速度和压力。
6.产品性能测试
橡胶空气弹簧性能测试的指标主要有：胶料的物理机械性能指标，如拉伸强度、伸长率、硬度和老化系数等；载荷-变形曲线试验；载荷-体积变化曲线试验；气密性试验；爆破试验；疲劳试验等。
空气弹簧的发展前景
国外主要的空气弹簧生产企业有德国的大陆公司。美国的费尔斯通公司和固特异公司等，他们的产品在种类、性能、适用范围和质量上都优于国内产品。国内空气悬架的应用目前主要集中在高等级客车
上，且以选装国外空气悬架产品为主，在载货车上的应用尚处于起步阶段。据悉，国外先进的空气悬架技术已引进我国，如采埃孚已在国内建厂、美国柯普克公司采用纽威公司技术也在国内投入生产。与进口产品相比，国内几个有一定生产规模的空气弹簧生产厂的产品质量较差、品种相对比较单一、适用范围较窄。此外，在空气弹簧设计和制造技术上与发达国家相比还有相当大的差距。
我国高速公路的迅速发展和运输量的增加以及对高性能客货车的需求，都对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求，空气悬架客车将逐渐得到广泛应用。此外，对公路养护的重视，也将使空气悬架在重型车市场的应用进一步扩大。
目前，空气悬架已经由机械控制式逐步发展为电子控制式，如Audi A6旅行车、丰田凌志LS400轿车、Benz公司S系列2000型轿车和美国Lincoln轿车、Ford轿车均装备了电子控制的空气悬架系统。此外，空气弹簧在车辆上的应用范围也越来越广泛，除了作为悬架的弹性元件以外，空气弹簧还用作驾驶室和座椅的支承。
橡胶空气弹簧生产工艺技术 （简述） 一．空气弹簧 空气弹簧（橡胶气囊）是一种夹织物橡胶囊，内充压缩空气，可膨胀，利用气体体积弹性，起弹性作用的减震 橡胶制品。根据橡胶气囊工作时变形形式的不同，空气弹 簧的结构形式主要分为囊式，膜式和混和式三种类型。 国家标准：汽车悬架用空气弹簧橡胶气囊 GB/13061-91中规定 B-代表囊式； D-代表膜式； C-代表混和式。 空气弹簧在结构上与无内胎轮胎相似。是由内胶层（气密层），帘布层（耐压层），钢丝圈（骨架），外胶层（保护 层）组成。 空气弹簧的生产，也需要专用设备，工装，模具，近似汽车轮胎的生产装备。 橡胶空气弹簧的研究，发明及应用，最早是在美国，已经有一百多年，而在汽车上应用也有六十多年。 由于橡胶空气弹簧具有：质量小，舒适性好，耐疲劳，使用寿命长，具有减震和消音作用的优点，所以，广泛用 于汽车，火车及工业机械设备，仪器上。
空气弹簧的结构（以膜式为例） 橡胶气囊, 上盖板, （顶板） 进气接嘴， 固定螺栓， 缓冲块（橡胶垫，又叫限位块，减振器）， 活塞（铁制件或合金铝，塑料）。 进气接嘴 固定螺栓 二．橡胶空气弹簧的特性 自振频率低； 刚度低； 阻尼性好； 高度可调。 空气弹簧在使用时，必须配有气源，以保证其内部压力的稳定。 三．空气弹簧的生产工艺流程
╱帘布压延—帘布裁断╲ 炼胶—胶片压延——成型—硫化—卷边—╲钢丝圈制备╱ 组装——压装—水试 四．生产工艺 1.炼胶（省略） 2.帘布压延 1）帘布：尼龙6，66，改性66. 聚酯帘布（PET） 帘布有单股，2股，3股。普通，加粗。 2）设备： 四辊压延机压延联动线， （意大利鲁道夫. 科梅里奥） 常用型号：XY-4S1730 辊筒Φ610 压延工艺是利用压延机将混炼胶料覆盖于纺织物表面，并渗透于织物缝隙的内部，使胶料和纺织物紧密结合在一起成为胶帘布的过程。 纺织物挂胶的方法有三种： a.一般贴胶压延；
(12)NACH DEM VERTRAGüBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES PATENTWESENS(PCT)VER?FFENTLICHTE INTERNATIONALE ANMELDUNG (19)Weltorganisation für geistiges Eigentum Internationales Büro (43)Internationales Ver?ffentlichungsdatum(10)Internationale Ver?ffentlichungsnummer WO2019/215046Al 14.November2019(14.11.2019) W IP O P C T (51)Internationale Patentklassifikation:(72)Erfinder:ZAK,Przemyslaw;Lukasinskiego13/14, B60G17/052(2006.01)B60G17/015(2006.01)50-436Wroclaw(PL).FILTER,Stefan;Doerpefeld40, 30419Hannover(DE).JOVERS,Ingo;Sch?fereiweg13, (21)Internationales Aktenzeichen:PCT/EP2019/061423 30989Gehrden(DE).LUCAS,Johann;Güldenbusch?(22)Internationales Anmeldedatum:weg23,31319Sehnde(DE).MORADI DEHDEZI,Nos? 03.Mai2019(03.05.2019)rat;Alte Bemeroder Stra?e111,30539Hannover(DE). THIMM,Andreas;Haydnstr.21,31157Sarstedt(DE). (25)Einreichungssprache:Deutsch (74)Anwalt:RABE,Dirk-Heinrich;WABCO GmbH,IP/In-(26)Ver?ffentlichungssprache:Deutsch tellectual Property,Am Lindener Hafen 21,30453Hanno?(30)Angaben zur Priorit?t:ver(DE). 102018111003.0(81)Bestimmungsstaaten(soweit nicht anders angegeben,für 08.Mai2018(08.05.2018)DE jede verfügbare nationale Schutzrechtsart).AE,AG,AL, (71)Anmelder:WABCO EUROPE BVBA[BE/BE];Chaus?AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY, see de la Hulpe166,1170Brüssel(BE).BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM, DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT, HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN, (54)Title:PNEUMATIC SPRING CONTROL SYSTEM,PNEUMATIC SPRING SYSTEM,VEHICLE COMPRISING SAME,AND METHOD FOR SAME (54)Bezeichnung:LUFTFEDERSTEUERUNGS SYSTEM UND LUFTFEDERSYSTEM SOWIE FAHRZEUG DAMIT UND VERFAHREN DAFüR 10 Fig.1 (57)Abstract:The invention relates to a pneumatic spring control System(ECAS,Electronic Controlled Air Suspension)(10)for a Utility vehicle,such as a truck or the like,or for a passenger car,comprising a main control unit(12)for operating the pneumatic spring control System(10).The pneumatic spring control System(10)is characterized by at least two auxiliary control units(14),eachofwhich is connected to the main control unit(12)via a separate or common data Connection(16).Each of the auxiliary control units(14)has at least one output(18)for actuating at least one actuator(20)which can be connected to the output(18),in particular an adjustment drive (28)for a valve(30),preferably an electrovalve component,in particular a pneumatic or hydraulic valve component,such as a solenoid valve.Furthermore,at least one function can be stored in each auxiliary control unit(14)for generating control Signals at the output [Fortsetzung auf der n?chsten Seite]
轨道交通车辆转向架用空气弹簧 作者：陆海英出自：时代新材1??????? 概述 现代轨道交通车辆不断地朝着高速化、轻量化以及低噪音方向发展，空气弹簧悬挂系统具诸多钢制螺旋弹簧不具备的优点，因此在干线高速铁道车辆转向架和城市轨道交通车辆转向架中均日益广泛地采用空气弹簧作为二系悬挂装置。与空气弹簧相比，钢弹簧由于具有线性刚度特性，使其在轨道交通车辆上的应用受到限制，这主要有两方面的原因：一，在高速轨道交通领域刚弹簧不能够大幅度提高车辆悬挂系统静挠度以降低车体的自振频率，尤其是车辆的载客量较大时；二，城市轨道交通车辆的载客量大而且要求地板高度在不同载客量时基本不变，钢弹簧不具备这种特性。总之，空气弹簧悬挂的采用可以显着提高车辆系统的运行平稳性，大大简化转向架的结构，使转向架实现轻量化和易于维护。一般来讲，轨道交通车辆对空气弹簧的采用可以分为三个阶段： 图-1 B型城市轨道交通车辆动车无摇枕转向架 ⑴利用空气弹簧的垂向特性，提高车辆系统的垂向运行平稳性； ⑵空气弹簧的垂向和横向特性并用，取消转向架二系悬挂装置中的摇动台，简化转向架结构； ⑶充分利用大变位（包括扭转）、低横向刚度空气弹簧的三维特性（图-1，图-2），取消摇枕，彻底实现转向架二系悬挂装置的轻量化，同时使抗蛇行运动减振器的采用成为可能，可更好地协调转向架蛇行运动稳定性和良好的曲线通过性能之间的矛盾。 图-2 利用空气弹簧三维特性的城轨 无摇征转向架二系悬挂装置 2 空气弹簧悬挂系统的构成 空气弹簧悬挂的整个系统如图-3所示，主要由空气弹簧本体、附加空气室、高度控制装置、差压阀和节流孔(阀)等组成。该系统的工作原理为：车辆静载荷增加时，空气弹簧1被压缩使空气弹簧工作高度降低，这样高度控制阀2随车体下降，由于高度调整连杆3的长度固定，此时高度调整杠杆4 图-3 空气弹簧悬挂系统 1.空气弹簧 2.高度控制阀 3.高度调整连杆 4. 高度调整杠杆 5.列车风源 6.排气口 7.节流孔(阀) 8. 附加空气室 9.差压阀
空气弹簧装置系统组成 1、系统组成。 主要有空气弹簧本体、附加空气室、高度控制阀、差压阀和滤尘器等组成。 2、压力空气传递过程 压力空气由列车主风管1→T 形支管2→截断塞门3→滤尘止回阀4→空气弹簧储风缸5→主管→连接软管6→高度控制阀7→附加空气室10和空气弹簧本体8。 3、高度调整阀工作原理。为了保持车体距轨面的高度不变，在车体与转向架之间装有高度调整阀，以调节空气弹簧橡胶囊中的压缩空气，使车辆地板面不受车内乘客的多少和分布不均匀的影响，基本保持水平。调节过程： ① 在正常载荷位置，及H h =时，充气通路L V →和放气回路E L →均被关闭； ② 当车体载荷增加时，此时H h <，阀动作，使L V →通路开启，压缩空气向空气弹簧充气，直至地板上面上升到标定高度为止。 ③ 当车体载荷减少时，此时H h >，阀动作，使E L →通路开启，空气弹簧向大气排气，直至地版面下降到标定高度为止。 4、高度调整阀装置结构。不同动车组所使用的高度调整装置结构有所区别，这里以2CRH 和3CRH 动车组所采用的高度调整阀装置为例来加以说明。 2CRH 的结构如图 所示。该高度调整阀内使用的工作油特性如下： （1）种类：硅油。 黏度：25,/1023s m -℃。 温度系数：0.6. 流动点：-50℃。 高度调整阀工作过程分进气过程和排气过程，具体如图 当然，上述调整只是在静态时进行，不能影响车体与转向架间的正常震动。保证高度调节阀仅在静态需要调整时才起作用，而对动态震动不起作用，这就要求高度调整阀必须具有如下特性： 具有不感带（10±1）mm ；具有时间延时（3±1）s ；内腔充满硅油，起阻尼作用。 3CRH 的高度控制阀组成主要包括高度阀座、高度阀、水平杆、螺纹杆、调整环和下座等部件见图 高度控制阀的主体采用螺钉固定在高度阀座上，阀座与摇枕相连，而该阀的阀杆铰接在转向架上。高度控制阀在转向架的位置可参见图 通过调整高度控制阀和转向架构架之间的螺纹杆的长度以便调整由于车轮磨耗造成的车辆高度变化。在每次镟轮之后应进行这样的调整。车辆高度阀调节车辆垂向位移的不敏感带约为±3mm ，此时空气流通停止，避免空气的过度消耗。在不敏感带之后，空气流通保证了悬挂系统的减振功能。空气悬挂设备的空气信号与旅客载荷成比例，并传送到控制单元，用以制动载荷补偿。 高度调整阀在空气弹簧系统的闭环线路中起着一个作动器的作用。它被设计为一个无旁通的非节流阀式双座阀门。它使用了一个单向阀门，用来保持气囊压力。 3CRH 动车组采用SN1205-E/110型的高度控制阀，其工作原理如图 该阀门在顶部有一个开口V ，用来安装辅助储气罐。在开口V 的对面是一个排气口E,左和
专业知识分享版 使命：加速中国职业化进程 1、概述 现代轨道交通车辆不断地朝着高速化、轻量化以及低噪音方向发展，空气弹簧悬挂系统具有诸多钢制螺旋弹簧不具备的优点，因此在干线高速铁道车辆转向架和城市轨道交通车辆转向架中均日益广泛地采用空气弹簧作为二系悬挂装置。与空气弹簧相比，钢弹簧由于具有线性刚度特性，使其在轨道交通车辆上的应用受到限制，这主要有两方面的原因：一，在高速轨道交通领域刚弹簧不能够大幅度提高车辆悬挂系统静挠度以降低车体的自振频率，尤其是车辆的载客量较大时；二，城市轨道交通车辆的载客量大而且要求地板高度在不同载客量时基本不变，钢弹簧不具备这种特性。总之，空气弹簧悬挂的采用可以显著提高车辆系统的运行平稳性，大大简化转向架的结构，使转向架实现轻量化和易于维护。一般来讲，轨道交通车辆对空气弹簧的采用可以分为三个阶段： 图-1 B 型城市轨道交通车辆动车无摇枕转向架 ⑴利用空气弹簧的垂向特性，提高车辆系统的垂向运行平稳性； ⑵空气弹簧的垂向和横向特性并用，取消转向架二系悬挂装置中的摇动台，简化转向架结构； ⑶充分利用大变位（包括扭转）、低横向刚度空气弹簧的三维特性（图-1，图-2），取消摇枕，彻底实现转向架二系悬挂装置的轻量化，同时使抗蛇行运动减振器的采用成为可能，可更好地协调转向架蛇行运动稳定性和良好的曲线通过性能之间的矛盾。 图-2 利用空气弹簧三维特性的城轨无摇征转向架二系悬挂装置 2、空气弹簧悬挂系统的构成 空气弹簧悬挂的整个系统如图-3所示，主要由空气弹簧本体、附加空气室、高度控制装
专业知识分享版 使命：加速中国职业化进程 置、差压阀和节流孔(阀)等组成。该系统的工作原理为：车辆静载荷增加时，空气弹簧1被压缩使空气弹簧工作高度降低，这样高度控制阀2随车体下降，由于高度调整连杆3的长度固定，此时高度调整杠杆4 图-3 空气弹簧悬挂系统 1.空气弹簧 2.高度控制阀 3.高度调整连杆 4. 高度调整杠杆 5.列车风源 6.排气口 7.节流孔(阀) 8. 附加空气室 9.差压阀 发生转动打开高度控制阀的进气机构，压力空气由列车风源5通过高度控制阀的进气机构进入空气弹簧1和附加空气室8，直到高度调整杠杆回到水平位置即空气弹簧恢复其原来的工作高度；车辆静载荷减小时，空气弹簧1伸长使空气弹簧的工作高度增大，高度控制阀2随车体上升，同样由于高度调整连杆3的长度固定，高度调整杠杆4发生反向转动打开高度控制阀的排气机构，压力空气由空气弹簧1和附加空气室8通过高度控制阀的排气机构经排气口6排入大气，直到高度调整杠杆回到水平位置。 2.1 空气弹簧和附加空气室 2.1.1 空气弹簧 空气弹簧悬挂系统具有理想的反S 形非线性刚度特性，在正常工作范围内刚度很低，而振幅较大时其刚度具有陡增的特点，可以限制车体发生过大的位移。空气弹簧还能够有效地吸收高频振动和隔离噪音，并且由于自动高度控制阀的采用使空气弹簧悬挂可以保持地板高度不随车辆静载荷的变化而发生变化（除一系悬挂和车轮磨耗外）即空气弹簧具有恒定的工作高度。此外，更为重要的是，随着空气弹簧技术的不断进步，尤其是低横向刚度、大扭转变形空气弹簧的实用化，使得无摇枕转向架的研制成为可能。在无摇枕转向架中，利用高柔性空气弹簧低横向刚度和允许大扭转变形的特点，取消了传统转向架二系悬挂结构中的摇动台和摇枕装置而采用空气弹簧直接支承车体，使转向架的结构大为简化，减轻转向架的重
空气弹簧研究综述 1.3 空气弹簧研究综述 1.3.1 国内外空气弹簧发展简史 空气弹簧的发展仅有五十多年的时间。美国自1947年，在普尔曼车上首先采用空气弹簧，后来在意大利、英国、法国等许多欧洲国家对空气弹簧做了大量研究工作，装有空气弹簧的转向架相继出现。1955年，日本国家铁路技术研究院机车车辆动力试验室，对在车辆上安装的空气弹簧进行了系统的研究，为设计空气弹簧提供了宝贵的基本数据；同时，对装有空气弹簧的车辆进行了一系列的试验工作。目前，日本不仅在铁路客车上成功地装用了多种型式的空气弹簧，而且在货车上也予以采用。 在日本，装有空气弹簧的转向架，不仅数量多，而且型式多样。空气弹簧绝大多数用于中央悬挂，轴箱弹簧为螺旋钢弹簧。起初只安装三曲囊式空气弹簧，用以改善车辆的垂向振动性能，横向复原仍采用摇动台。为了取消复杂、笨重的摇动台结构，于是研制出了约束膜式空气弹簧和自由膜式空气弹簧，这类空气弹簧不仅能承受垂向振动，而且可以利用其具有良好的横向刚度的优点来承受横向振动；同时，可以与牵引拉杆两端部的弹性元件共同作为横向复原装置。牵引拉杆一端连接摇枕，另一端连接在构架（对心盘支重的转向架）上，或连接在车体（对旁承支重的转向架）上。牵引拉杆两端弹性元件的横向复原力，对空气弹簧来说，是比较小的。 1957年，我国第一机械工业部汽车研究所，对空气弹簧做了大量的试验研究工作，并装在汽车上试用，积累了一些经验。1958年，沈阳机车车辆厂在试制的“东风号”客车上，首先装用空气弹簧，即由天津车辆段和天津橡胶研究所共同研制出一种双曲囊式空气弹簧（图），其有效直径为460mm时，高度为184mm，最大外径为520mm。这种空气弹簧曾先后在天津车辆段、北京车辆段，装在101型、201型和202型转向架上，以代替叠板弹簧。实践证明：这种空气弹簧的垂向振动性能具有良好的运行品质。但是，由于没有采用高度控制阀，在列车返段时，只好采用人工加气；同时，泄漏问题也没有得到很好的解决，所以没有继续应用。 1959年，四方机车车辆厂在新造低重心车辆的转向架上，1960年在新造双层客车的转向架上，又安装了双曲囊式空气弹簧。但是由于车辆自重较大，空气弹簧的有效承压面积不够，同时受到列车管压力的限制，支承不了簧上重量，只好与螺旋钢弹簧联合使用，并设计了机械式高度控制阀，对空气弹簧的高度进行自动控制；同时，在垂向振动性能方面也取得了比只用钢弹簧更好的运行品质，受到旅客好评。 1965年，长春客车厂在试制DK1型转向架时，又对双曲囊式空气弹簧稍加改进，并设计了电磁式高度控制阀，采用无摇动台结构，在摇枕中下部和构架侧梁内侧之间加装横向复 km，因此，垂向振动性能原弹簧。经过多次试验，由于地铁电动客车运行速度不超过80h 很好。但由于采用横向复原螺旋钢弹簧，在车辆进出曲线和通过道岔时侧摆较大，横向振动性能仍不理想，横向复原弹簧安装也很不方便，故未扩大应用。长春客车厂于同年在试制高速列车的CCKZ1型转向架上，安装了外筒锥角为40o，内筒为0o的约束膜式空气弹簧；四方机车车辆厂于同年也在同列高速客车的KZ2型转向架上安装了内外筒皆为0o的约束膜式空气弹簧，这两种转向架均采用旁承支重的无摇动台结构，用节流孔产主阻尼，代替垂直油
1、弹性元件 空气弹簧 在空气悬挂系统中，空气弹簧代替了普通悬挂系统的螺旋弹簧。他有一个被卡紧在弹簧底部活塞上的合成橡胶和塑料膜片，一个端盖固定在膜片的上部，并且在端盖上有空气弹簧阀。通过空气弹簧的充气或者放气，保证了恒定的车辆纵倾高度。前空气弹簧安装在控制臂和横梁之间。空气弹簧的下端用卡箍卡紧在控制臂上，而在上端安装在横梁的弹簧座上。前减震器和弹簧是分开安装的。 空气弹簧电磁阀 在每个空气弹簧的上部都安装了一个空气弹簧电磁阀，并且正常情况下电磁阀是关闭的。当电磁阀线圈通电时，活塞移动就会使得到空气弹簧的气路打开。上面这种情况下，空气就会进入空气弹簧，或者从空气弹簧排出。在阀的末端安装了两个O形密封圈，用来密封空气弹簧罩。而阀就安装在类似于散热器承压盖的两成转动作用的空气弹簧罩内。 空气压缩机 空气压缩机的单活塞通过曲轴和连杆带动在缸体内上下运动。电枢连接在曲轴上，因此，电枢的转动就会使得活塞上下运动，当压缩机的输入端接上12V电源时，电枢就开始转动了。在缸体的顶部有进气阀和排气阀。压缩机上安装的硅胶干燥器去除了进入系统空气中的水分。 2、传感器 高度传感器 在空气悬架系统中，位于下控制器臂和横梁之间有2个前高度传感器，而在悬架和车架之间有一个后高度传感器。每个高度传感器都有一个安装传感器上端的磁性滑块。当车辆行程高度发生变化时，磁性滑块就会在传感器下壳内上下运动。传感器下壳上有2个通过电线束连接在控制模块上的电子继电器。 车辆动态悬挂（VDS）系统 车辆动态悬挂（VDS）系统由以下部件组成： 1，双位维护开关； 2，2个前高度传感器； 3，1个后高度传感器； 4，有内部电磁排气阀和空气干燥器的压缩机； 5，控制模块； 6，空气管路； 7，前后混合空气弹簧和减震器； 8，4个空气弹簧电磁阀； 9，压缩机继电器。
空气弹簧在汽车上的应用 空气弹簧是汽车空气悬架系统的和重要组成部分，它利用空气的压缩弹性进行工作，具有缓冲、减振和承载重量等功能。空气弹簧具有优良的弹性特性，与普通钢制弹簧相比有许多优点，因而其应用围十分广泛。将空气弹簧用于汽车悬架系统可大大提高汽车的行驶平顺性和舒适性。 1934年，费尔斯通公司研制出膜片式空气弹簧并首先在美国通用客车上试应用成功。20世纪50年代中期，空气弹簧产品经过多年的研发和试验，有关技术逐步成熟，装有空气悬架的客车开始在美国、德国得到大批量推广应用。20世纪80年代以来，世界上主要的发达国家为了减少车辆对道路的破坏和增加车辆的舒适性，在客车上几乎全部使用了空气弹簧，重型商用车上的使用率也超过了80%。 空气弹簧的种类 空气弹簧由橡胶气囊、上盖板、底座、辅助气室，夹紧环和缓冲块等组成。根据橡胶气囊工作时变形式的不同，空气弹簧的结构形式主要分为膜式空气弹簧、囊式空气弹簧和混合式空气弹簧3种(见图1)。膜式空气弹簧是圆柱形结构，根据橡胶气囊止口与接口的连接方式，膜式空气弹簧又分为约束膜式和自由膜式。约束膜式空气弹簧一般用螺栓夹紧密封，自由膜式空气弹簧则采用橡胶气囊的压力自封。囊式空气弹簧的外形结构有些象灯笼，有单曲、双曲或多曲囊式空气弹簧。早期的商用车上主要使用双曲囊和三曲囊式空气弹簧。近期膜式空气弹簧的用量逐步增加，是因为膜式空气弹簧具有行驶平顺性好和行程大的优点。 不同种类空气弹簧的使用区别 1.膜式空气弹簧 (1)有效面积变化率较小，因此其刚度较低，易于得到较低的固有频率。 (2)通过改变活塞底座的形状和利用活塞底座的空心腔增加出储气空间，优化其刚度特性，从而获得理想的非线性特性。
空气弹簧悬架与钢板弹簧悬架比较 空气悬架系统以气囊代替原车的钢板弹簧，并配合气源装置、高度调整装置、电动和气动控制装置等，保证车辆自适应载荷、车速、和路况等，可以更好的隔离路面的冲击、振动和噪音，在提高舒适性的同时还提升了车辆的操控性和安全性。目前在国外空气悬架已得到普遍应用，在国内的应用也在逐步推广。 格莱瑞特空气悬架系统，源于欧洲成熟技术，集成世界知名厂商的零部件，经过英国曼彻斯特大学实验室的严格测试，通过了英国汽车工业研究协会（MIRA）认证和德国TUV技术认证，产品技术先进、品质可靠。该系统零部件借用原车安装孔位，方便安装，最大程度的保持了原车底盘的完整性。 为更好的了解空气悬架系统，我们将格莱瑞特空气悬架系统从舒适性、经济性、安全性和可靠性4个方面与传统的板簧结构进行了比较： 1、舒适性 1）当钢板弹簧悬架的簧载质量变化后，车辆系统的自振频率会发生大幅度的变化。钢板弹簧满载时的偏频在1.7～2.3Hz左右，空载时更大，所以整体舒适性较差。 2）空气弹簧具有典型的非线性刚度，对振动、冲击的缓冲效果明显，试验数据表明：相同状态下，空气弹簧悬架系统车辆对路面的冲击力比钢板弹簧悬架的车辆减小1/3～1/2左右。 3）格莱瑞特空气悬架的偏频在1.35Hz左右(1.0Hz～1.5Hz范围内)，因此空气悬架可以有效隔离车辆来自地面的振动，安装空气弹簧悬架的车辆具有良好的曲线通过能力（即转弯时的速度可以比钢板弹簧的车辆更高），制动距离更短（制动力分配均匀，有效制动功率大），后视镜图像更清晰、更稳定，驾驶员更舒适，不易疲劳，精神更集中。 4）空气弹簧悬架系统在高度阀的作用下，车辆负载变化时车身高度基本保持不变，偏频变化较小，从而保证空满载下的舒适性。我们还提供安装有升降阀的系统，实现整车身高度在一定范围内可调节，从而满足不同的装货、卸货要求，并提高车辆的通过性。 结论：空气弹簧悬架比钢板弹簧悬架的舒适性提高30%左右。 2、经济性 1）空气弹簧悬架系统可提高车辆的可靠性，使车载电器系统故障率减少30-40%，延长轮胎和刹车片的使用寿命，减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本，延长车辆的使用寿命并增加折旧值。 2）轮胎寿命提高50%以上（采用钢板弹簧的货运卡车，其轮胎一般5万公里更换一次；更换为空气悬架后轮胎一般10万公里更换一次）。 3）加拿大研究机构对多家物流企业经多年的跟踪研究表明：空气悬架系统的车辆比钢板弹簧的车辆油耗减少3～5%。 4）减少对道路的冲击，保护路面，降低对公路的维修费用。 结论：空气弹簧悬架比钢板弹簧悬架的经济性提高20%。 3、安全性
空气弹簧的优点及分类 近年来，非线性课题一直是各学科的研究前沿，在隔振领域也不例外。随着隔振设计中对隔振系统各种性能指标要求的提高，迫使人们不断探索新型的隔振器。非线性隔振器能够自动避开共振，有效抑制振动幅值、隔离冲击，因而受到广泛的关注。线性隔振器却不能自动避开共振。 非线性隔振器的刚度是随隔振器变形量的不同而变化的，因而由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率与振动幅值有关。如果隔振器是非线性硬特性的，固有频率随振幅的增加而上升；如果隔振器是非线性软特性的，固有频率随振幅的增加而下降。当设备在启动过程中经过共振点时，被隔振设备的振动幅值将出现峰值，高出静态位移许多倍。随着振幅的迅速增长，由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率将上升或下降，从而避开共振频率。对于线性隔振器，其刚度值是不变的，只能通过阻尼作用控制共振振幅。但是过了共振点之后，隔振器的隔振效率因为阻尼的作用而下降。 此外非线性隔振器还能有效防止冲击。对于非线性硬特性的隔振器其刚度随变形量的增加而上升，遇到冲击时，簧上载荷的加速度随变形量的增加而增大，因而在较小的变形下冲击速度迅速降低。对于非线性软特性的隔振器其刚度随变形量的增加而降低，因而能够起到缓冲作用，但隔振器的变形量较大。在很多情况下不允许有太大的变形量，就应该选择非线性硬特性隔振器来防止冲击。 根据上述分析，空气弹簧是一种理想的隔振元件。空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气压缩的非线性恢复力来实现隔振和缓冲作用的一种非金属弹簧。它具有优良的非线性硬特性，因而能够有效限制振幅，避开共振，防止冲击。空气弹簧隔振系统的固有频率可以设计得很低，甚至达1Hz以下，而橡胶隔振器的自振频率一般为5-7 H z。所以空气弹簧的隔振效率比起其它隔振元件高得多，而且能够隔离低频振动。特别是因为空气弹簧隔振系统容易实施主动控制，作为一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，空气弹簧的应用越来越广泛。 1.2 空气弹簧的分类及特点 1.2.1 空气弹簧的分类 目前国内、外对空气弹簧的分类方法很不统一，大致有下列几种： （一）按橡胶囊的曲数分类 空气弹簧按橡胶囊的曲数分为单（一）曲，双（二）曲，三曲，……，n曲，如图1-3和图1-4所示。随着曲数的增加，刚度变小，空气弹簧隔振系统的固有频率也相应减小。但这不仅给制造上带来了麻烦，而且还会引起橡胶囊的弹性不稳，因此一般只使用到4曲。 （二）按结构型式分类 1. 日本《空气弹簧》一书中的分类： 胶囊型空气弹簧：轮胎型[ 图1-3 (c) ] 平板型[ 图1-3 (a)、(b) ] 耳垂型[ 图1-4 (b) ] 2. 我国的分类： 空气弹簧：囊式空气弹簧[ 图1-2、1-3 ] 约束膜式空气弹簧[ 图1-4 (a) ] 自由膜式空气弹簧[ 图1-4 (b) ]
空气弹簧是一种在柔性密闭橡胶气囊中冲入压缩空气,利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件,它的的振动固有频率较低,且不同载荷下几乎保持不变,是一种隔振性能优良的隔振器。担架支架是伤员运送车辆在行驶途中承载、固定卧姿伤病员担架的主要设备。担架支架的隔振系统设计在很大程度上决定了伤病员在运送途中的乘卧舒适性。性能优异的担架支架隔振系统能有效提高伤员运送车辆的运送能力。空气弹簧是较为合适的可用于担架支架系统的隔振器,它是利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件。作为隔振元件,空气弹簧具有非线性变刚度特性,通过内压的调整,可以得到不同的承载能力;承受轴向载荷和径向载荷,可产生相对较好的缓冲隔振效果;还具有结构简单、安装高度低、更换方便、工作可靠、质量轻、单位质量储能量高等优点。将空气弹簧增加附加气室能显著降低空气弹簧的刚度及固有频率。本文对应用于急救车担架支架装置的空气弹簧隔振器的动态特性进行了理论分析、实验测试、实验建模等方面的研究,为今后进一步研究半主动控制的空气弹簧隔振系统提供了参考依据。本文首先介绍了空气弹簧的研究与发展现状,对空气弹簧的性能和优缺点进行了比较。并对空气弹簧的动力学特性进行研究,推导了空气弹簧动刚度计算公式,分析了其动力学特性的影响因素,建立了带附加气室与不带附加气室空气弹簧的力学模型。其次做了空气弹簧的动力学特性实验,得到如下结论:不带附加气室时,当初始气压、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加;当激振频率增加时,空气弹簧的动刚度随之减小。空气弹簧的固有频率几乎保持不变。而带附加气室空气弹簧在节流孔孔径4-7mm范围内,当孔径增大时,空气弹簧动刚度随之减小;当初始气压、激振频率、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加。在高频(8Hz)左右时,振幅、频率的变化对动刚度的改变已不明显。在低频率时,带附加气室能显著降低空气弹簧的动刚度,而在较高频率时,带附加气室会使空气弹簧的动刚度增加。最后对带附加气室空气弹簧力学模型进行了简化,通过实验数据运用最小二乘法对模型参数进行了识别,并用四个指标对模型拟合精度进行了评价。分析结果表明误差较小,模型能够比较准确的反映出应用空气弹簧隔振器的力学特性。
橡胶空气弹簧 橡胶空气弹簧，俗称气胎、波纹气胎、气囊、皮老虎等。 橡胶空气弹簧为曲囊式结构，其曲囊数通常为 1~3 曲囊，但根据需要也可以设计制造成 4 曲或 5 曲以上，还可以在一定条件下将两个空气弹簧叠加使用。 此主题相关图片如下： 现有的曲囊式橡胶空气弹簧的端部结构，根据联接方式可以分为三大类：一类为固定式法兰联接型，空气弹簧的两端边缘尺寸和曲囊最大外径相等或略小一些，钻若干个孔后用法兰环和端板紧固联接；另一类为活套式法兰联接型，空气弹簧的两端边缘尺寸比曲囊最大外径小得多，无须钻孔，用一个特制的法兰环和一个普通端板紧固联接；第三类为自密封型，不用法兰联接，压入端板，充入压缩气则自行密封。 两曲以上的曲囊型橡胶空气弹簧，还配有彩塑喷涂和金属腰环或橡胶的多股弹钢丝腰环，装置在相邻的两个曲囊之间。 空气弹簧波纹的结构 空气弹簧是一种精密设计的橡胶 / 纤维波纹管，它包括一个压缩空气包。这种橡胶波纹本身不能提供力或支撑荷载，是通过空气包来完成的。 晨光橡胶厂空气弹簧是一种带有专门设计的金属端盖的高技术弹性波纹管。我们的标准双曲囊弹簧波纹管实际是由 4 层组成的。 一层压延橡胶内衬。 一层帘线加强橡胶层。 又一层帘线加强橡胶层（该层用帘线以一定的夹角和联结第一层联结）。 一层压延橡胶外壳。 我们的空气弹簧大多都是高强度结构适合于较高的压力。在这种情况下，可设计成包括内衬、外壳及帘线加强橡胶层的四层结构。 双曲囊空气弹簧是标准型。在用高强度结构的场合，选择掼和具体参数表以及索引中有说明。如果高强度型号被省略了，那么就是不提供其特殊部件。 每种空气弹簧都有型号注明。此型号通过硫化（或胶化）式序压到波纹管上。如 280126G-1等。
专业编制可行性研究报告了解更多详情..咨询公司网址https://www.doczj.com/doc/f43785877.html, XX有限公司 橡胶空气弹簧生产建设项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 编制时间：https://www.doczj.com/doc/f43785877.html, 高级工程师：高建
专业编制可行性研究报告了解更多详情..咨询公司网址https://www.doczj.com/doc/f43785877.html, 目录 第一章项目总论 (1) 一、项目名称及承办单位 (1) 二、项目拟建地址 (1) 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据和范围 (2) （一）项目可行性报告编制依据 (2) （二）可行性研究报告编制范围 (2) 五、研究的主要过程 (3) 六、建设规模与产品方案 (4) 七、项目总投资估算 (4) 八、工艺技术装备方案的选择 (4) 九、项目建设期限 (4) 十、投资项目备案数据 (5) 项目备案数据一览表 (5) 十一、研究结论 (5) 十二、项目主要经济技术指标 (8) 项目主要经济技术指标一览表 (8) 第二章项目产品概述 (17) 第三章项目法人介绍 (20) 第四章市场分析 (21) 第五章建设规模与生产方案 (24) 一、建设规模的确定原则 (24) 二、项目建设规模 (24)
专业编制可行性研究报告了解更多详情..咨询公司网址https://www.doczj.com/doc/f43785877.html, 三、项目生产纲领 (25) 第六章项目建设选址及土建工程 (26) 一、项目建设地选择原则 (26) 二、项目建设地概况 (26) 三、项目建设选址方案 (27) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (27) 五、项目用地利用指标 (27) 项目占地及建筑工程投资一览表 (28) 六、项目建筑工程方案 (29) （一）建筑工程概况 (29) （二）建筑结构设计 (30) （三）标准化厂房设计 (32) 七、项目选址综合评价 (35) 项目总图布臵主要技术经济指标一览表 (36) 第七章原材料及能源需求情况 (37) 原辅材料及能源供应情况一览表 (37) 第八章技术生产方案 (39) 一、工艺技术方案的选用原则 (39) 二、产品工艺流程 (39) 橡胶空气弹簧生产工艺流程图 (40) 三、设备的选择 (48) （一）设备配臵原则 (48) （二）设备配臵方案 (49) 主要设备投资明细表 (49) 第九章环境保护 (51) 一、环境保护设计依据 (51)
空气弹簧 空气弹簧的基本结构 空气弹簧是一种由橡胶、网线贴合成的曲形胶囊，俗称气胎、波纹气胎、气囊、皮老虎等。胶囊两端部需用两块钢板相连接，形成一个压缩空气室。橡胶与网线本身不提供对负荷的承载力，而是由充入胶囊内的压缩空气来完成。其曲囊数通常为1~3 曲囊，但根据需要也可以设计制造成4 曲或5 曲以上，还可以在一定条件下将两个空气弹簧叠加使用。 空气弹簧按照性能与特点又称为橡胶空气冲程调节器和橡胶空气隔振体。 现有的曲囊式空气弹簧的端部结构，根据联接方式可以分为三大类：一类为固定式法兰联接型，空气弹簧的两端边缘尺寸和曲囊最大外径相等或略小一些，钻若干个孔后用法兰环和端板紧固联接；另一类为活套式法兰联接型，空气弹簧的两端边缘尺寸比曲囊最大外径小得多，无须钻孔，用一个特制的法兰环和一个普通端板紧固联接；第三类为自密封型，不用法兰联接，压入端板，充入压缩空气则自行密封。空气弹簧端部与连接板的法兰密封形式有：LHF 型、JBF 型、GF 型、
HF 型、ZF 型五种结构形式。 参考网址：https://www.doczj.com/doc/f43785877.html, （详见空气弹簧端封形式选择及装配结构） 空气弹簧端封形式选择及总装配结构 1、弹簧高度、承载能力和弹簧刚度的选择： 设计时，可彼此独立地,范围相当广泛地选择弹簧高度，承载能力和弹簧刚度，可获得极其柔软的弹簧特性。 弹簧高度：使用高度控制阀，可根据使用要求适当控制空气弹簧的高度，在簧上载荷变化的情况下保持一定高度。 承载能力：对于相同尺寸的空气弹簧，改变内压，可得到不同的承载能力，承载能力大致与内压成正比。这便达到了同一种空气弹簧可适应多种载荷要求。 弹簧刚度：在设计空气弹簧的刚度时，可以依靠改变弹簧内压而加以选择，刚度与内压大致成正比，因此，可以根据需要将刚度选得很低，对于一个尺寸既定的空气弹簧，刚度是可变的，它随载荷的改变而变化，因而在任何载荷下自振频率几乎不变，所以它能使被支承系统具有几乎不变的性能。 2、固有的振动频率较低 空气弹簧与附加空气室相连，可是空气弹簧装置的固有振动频率降低到0.5∽ 3Hz。在任何载荷的作用下，空气弹簧都可以保持较低而近乎相等的振动频率。 3、能隔绝高频振动及隔音效果好 空气弹簧是由空气和橡胶构成的，内部摩擦小，不会因弹簧本身的固有振动而影响隔离高频振动的能力。此外，空气弹簧没有金属间的接触，因此能隔音，防音效果也很好。
空气弹簧的分类及特点 近年来，非线性课题一直是各学科的研究前沿，在隔振领域也不例外。随着隔振设计中对隔振系统各种性能指标要求的提高，迫使人们不断探索新型的隔振器。非线性隔振器能够自动避开共振，有效抑制振动幅值、隔离冲击，因而受到广泛的关注。线性隔振器却不能自动避开共振。 非线性隔振器的刚度是随隔振器变形量的不同而变化的，因而由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率与振动幅值有关。如果隔振器是非线性硬特性的，固有频率随振幅的增加而上升；如果隔振器是非线性软特性的，固有频率随振幅的增加而下降。当设备在启动过程中经过共振点时，被隔振设备的振动幅值将出现峰值，高出静态位移许多倍。随着振幅的迅速增长，由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率将上升或下降，从而避开共振频率。对于线性隔振器，其刚度值是不变的，只能通过阻尼作用控制共振振幅。但是过了共振点之后，隔振器的隔振效率因为阻尼的作用而下降。 此外非线性隔振器还能有效防止冲击。对于非线性硬特性的隔振器其刚度随变形量的增加而上升，遇到冲击时，簧上载荷的加速度随变形量的增加而增大，因而在较小的变形下冲击速度迅速降低。对于非线性软特性的隔振器其刚度随变形量的增加而降低，因而能够起到缓冲作用，但隔振器的变形量较大。在很多情况下不允许有太大的变形量，就应该选择非线性硬特性隔振器来防止冲击。 根据上述分析，空气弹簧是一种理想的隔振元件。空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气压缩的非线性恢复力来实现隔振和缓冲作用的一种非金属弹簧。它具有优良的非线性硬特性，因而能够有效限制振幅，避开共振，防止冲击。空气弹簧隔振系统的固有频率可以设计得很低，甚至达1Hz以下，而橡胶隔振器的自振频率一般为5-7 H z。所以空气弹簧的隔振效率比起其它隔振元件高得多，而且能够隔离低频振动。特别是因为空气弹簧隔振系统容易实施主动控制，作为一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，空气弹簧的应用越来越广泛。 1.2 空气弹簧的分类及特点 1.2.1 空气弹簧的分类 目前国内、外对空气弹簧的分类方法很不统一，大致有下列几种： （一）按橡胶囊的曲数分类 空气弹簧按橡胶囊的曲数分为单（一）曲，双（二）曲，三曲，……，n曲，如图1-3和图1-4所示。随着曲数的增加，刚度变小，空气弹簧隔振系统的固有频率也相应减小。但这不仅给制造上带来了麻烦，而且还会引起橡胶囊的弹性不稳，因此一般只使用到4曲。 （二）按结构型式分类 1. 日本《空气弹簧》一书中的分类： 胶囊型空气弹簧：轮胎型[ 图1-3 (c) ] 平板型[ 图1-3 (a)、(b) ] 耳垂型[ 图1-4 (b) ] 2. 我国的分类： 空气弹簧：囊式空气弹簧[ 图1-2、1-3 ] 约束膜式空气弹簧[ 图1-4 (a) ] 自由膜式空气弹簧[ 图1-4 (b) ]
配套产业 COMMERCIAL VEHICLE 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。通过压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度没有变化，可以大大提高乘坐的舒适性。目前，国外无论是客车还是载重车都已经比较普遍采用空气悬架系统，而国内却处于刚刚起步阶段，只应用在一些豪华客车和少部分重型载重车上。 空气弹簧悬架发展历史２０世纪３０年代初，美国凡世通轮胎公司首次把空气弹簧应用于汽车工业。哈维?凡世通（Ｈａｒｖｅｙ Ｆｉｒｅｓｔｏｎｅ）在亨利?福特一世（Ｈｅｎｒｙ Ｆｏｒｄ Ⅰ）和托马斯?阿瓦?爱迪生（Ｔｈｏｍａｓ Ａｌｖａ Ｅｄｉｓｏｎ）的技术支持下，在１９３４年研制出了空气柱形式的空气弹簧悬架系统——ＡＩＲＥＤＥ空气弹簧。１９４４年通用汽车公司与凡世通公司合作，在其客车上进行了首轮试验。试验结果显示了空气悬架系统的内在优越性。通用汽车公司经过大量的产品研制开发工作，１９５３年开始生产装有空气悬架的客车，这是商用汽车采用空气弹簧悬架的开始。２０世纪５０年代中叶，固特异轮胎公司研制出一种滚动凸轮式空气弹簧，凸轮 ■ 杨 松 在活塞的型面上滚动，从而控制空气弹簧的负载变形关系曲线。同时，空气控制系统的巨大进步也为空气悬架的应用起了很大的推动 作用。 随后不久，空气悬架技术在欧洲也很快发展起来，但欧洲的发展道路和北美有些不同。欧洲的汽 车生产厂商并未将空气悬架独立成单独总成，而是各自开发满足其独特车型需要的空气悬架。这种不同的发展道路使欧洲的空气悬架设计只适用于某种具体车型，并采用一些复杂技术，因而其使用成本较高。而北美的空气悬架通用性较强，应用较简单，成本较低。 美国纽威?安柯洛克国际公司在１９５１年成立时即作为一家悬架系统的专业生产厂家，为公路和非公路行驶的重型车辆设计和制造钢板弹簧悬架系统。不久，纽威公司向商用车市场投放了世界上第一种实际应用的空气悬架系统。因其通用性强，结构简单，成本较低，迅速占领了北美市场。随后纽威公司开发了一系列空气悬架产品，应用于世界各地的客车、卡车和挂车。 空气弹簧悬架相对于 钢板弹簧悬架的优点 随着广大乘客对舒适性要求的提高，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。 空气弹簧运动性能特点：⑴负载能力可调；⑵弹性系数随负载变化；⑶负载变 化时，固有频率几乎不变；⑷固有频率较低。 空气弹簧运动性能的特点决定了空气悬架具有以下优点：⑴乘坐更舒适安全；⑵改善车辆的行驶平顺性；⑶延长轮胎和制动片的使用寿命；⑷负载变化时车身高度不变；⑸减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本；⑹减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用；⑺延长车辆的使用寿命并增加折旧值。 悬挂系统的作用就是将轮胎所承受的各种力和力矩传递给车架和车身，并能吸收、缓和路面传来的振动和冲击，减少驾驶室内的噪声，增加乘客的舒适性以及保持汽车良好的操作性和平稳的行驶性。不论是采用空气弹簧悬架还是钢板弹簧悬架，都是为了达到这个目的。但是钢板弹 空气弹簧悬架的 发展历史及应用 图２ 驱动桥系列空气悬架图１ 转向桥系列空气悬架