【WO2019215046A1】空气弹簧控制系统、空气弹簧系统、包括该系统的车辆及其方法【专利】

空气弹簧的组成部件一、空气弹簧的基本概述在探讨空气弹簧的组成部件之前，我们先来了解一下空气弹簧的基本概述。

空气弹簧是一种利用气体压力来提供支撑和缓冲功能的弹簧装置。

它由多个组成部件组合而成，每个部件都有着不可或缺的作用。

接下来，我们将详细介绍空气弹簧的组成部件。

二、空气弹簧的组成部件1. 气囊气囊是空气弹簧最核心的组成部件之一。

它通常由弹性材料制成，如橡胶或聚氨酯。

气囊的主要作用是容纳和储存气体，因此其具有很强的耐压性和弹性。

气囊的形状可以根据具体应用进行设计，并且通常具有圆柱形或圆锥形。

2. 气阀气阀是控制气囊内气体流动的关键部件。

它可以控制气囊的充气和放气。

气阀的种类繁多，有自动气阀和手动气阀两种主要类型。

自动气阀根据气囊内气压的变化自主调节充气量，而手动气阀需要手动操作来实现充气和放气。

3. 支撑结构支撑结构是连接气囊与其他部件的重要媒介，它负责将气囊的支撑力传递给需要支撑的物体。

支撑结构通常由钢材或其他高强度材料制成，以保证足够的刚性和稳定性。

根据具体应用需求的不同，支撑结构的形状和连接方式也会有所差异。

4. 缓冲垫缓冲垫位于气囊与支撑物体之间，起到缓冲和保护作用。

它可以减少气囊与支撑物体之间的直接接触，减少摩擦和振动，从而提供更好的缓冲效果。

缓冲垫通常由柔软的材料制成，如橡胶或泡沫塑料。

三、空气弹簧的工作原理介绍完空气弹簧的组成部件后，我们来了解一下空气弹簧的工作原理。

当气囊内充满气体时，由于气体的弹性，气囊会产生一定的支撑力。

当受力物体负载增加时，气囊内部气体的压力也会增加，从而提供更大的支撑力。

相反，当受力物体负载减少时，气囊内部气体的压力会下降，降低支撑力。

通过对气囊内空气的充气和放气，可以实现对支撑力的调节，从而实现对受力物体的支撑和缓冲作用。

四、空气弹簧的应用领域由于空气弹簧具有灵活调节和良好的缓冲特性，因此在许多领域得到了广泛应用。

以下是一些常见的应用领域：1.汽车悬挂系统：空气弹簧可以在汽车悬挂系统中提供更好的乘坐舒适性和稳定性，减少汽车在行驶过程中的颠簸和震动。

电控空气悬架组成结构
电控空气悬架主要由空气弹簧、电控单元、传感器和控制系统等
部分组成。

空气弹簧是电控空气悬架的关键部件，用来支撑车辆的重量。

它
由柔性的橡胶或气囊制成，能够通过电气或机械方式增减气压，从而
调节车身的高度和硬度。

电控单元作为悬架系统的中枢，负责接收来自传感器的车身姿态
和动态信息，并根据预设的参数进行计算和控制。

它通常由微处理器、电路板和软件等组成，能够实现对空气弹簧的气压调节和车身高度调整。

传感器则用于感知车辆的姿态和动作，常见的传感器包括车身加
速度传感器、转向角度传感器和激光测距传感器等。

通过传感器的实
时监测，电控单元可以准确判断车辆的状态，从而做出相应的控制策略。

控制系统是电控空气悬架的核心，它由软件算法和控制逻辑组成，能够根据车辆的悬挂需求做出调整。

控制系统可以根据路况、车速和
驾驶模式等因素，对空气弹簧进行精确的调节，提供舒适的悬挂效果
和稳定的操控性能。

以上是电控空气悬架的主要结构组成，通过空气弹簧、电控单元、传感器和控制系统的协同工作，实现了对车身高度和硬度的精确调节，提供更加稳定和舒适的驾驶体验。

空气弹簧的构造及工作原理1. 引言空气弹簧是一种利用压缩空气产生弹性力的装置，广泛应用于汽车、摩托车、工程机械等领域。

本文将详细介绍空气弹簧的构造及工作原理。

2. 构造空气弹簧主要由以下几个组成部分构成：2.1 外壳空气弹簧的外壳通常由金属材料制成，形状一般为圆柱体。

外壳具有足够的刚度和耐压性能，以承受来自压缩空气的力。

2.2 橡胶垫橡胶垫位于空气弹簧的顶部和底部，起到缓冲和密封的作用。

橡胶垫能够减少振动传递，并防止压缩空气泄漏。

2.3 充气阀充气阀是连接空气弹簧与外界的接口，用于将压缩空气注入或释放出来。

充气阀通常采用螺纹结构，以便紧固和密封。

2.4 橡胶气囊橡胶气囊是空气弹簧的核心部件，也是储存压缩空气的地方。

橡胶气囊由柔性的橡胶材料制成，具有良好的弹性和耐磨性能。

3. 工作原理空气弹簧的工作原理基于以下几个基本原理：3.1 压缩性质压缩空气具有压缩性质，即在受到外力作用下可以被压缩成较小体积。

这是空气弹簧能够产生弹性力的基础。

3.2 弹性力当压缩空气被储存在橡胶气囊中时，由于橡胶材料具有一定的弹性，会产生与其形变程度成正比的弹性力。

这个弹性力可以用来支撑物体或减震。

3.3 调节功能通过充气阀向橡胶气囊注入或释放压缩空气，可以调节空气弹簧的硬度和高度。

注入更多的压缩空气会增加弹簧的硬度和高度，而释放压缩空气则会减小弹簧的硬度和高度。

3.4 载荷分配在汽车等载重设备中，多个空气弹簧可以通过联动装置相互连接，以实现载荷分配的功能。

当其中一个空气弹簧受到较大载荷时，其它空气弹簧也会相应承担一部分载荷，从而保持整体平衡。

4. 工作过程下面将详细介绍空气弹簧的工作过程：4.1 初始状态在初始状态下，空气弹簧处于未充气状态。

此时橡胶气囊内没有压缩空气，弹簧没有产生任何力。

4.2 充气过程通过充气阀向橡胶气囊注入压缩空气。

随着压缩空气的注入，橡胶材料开始发生形变，并产生相应的弹性力。

随着注入的压缩空气量的增加，橡胶材料形变增加，从而产生更大的弹性力。

空气弹簧系统的结构和垂向特性研究作者：文/ 张配来源：《时代汽车》 2020年第17期张配西安铁路职业技术学院陕西省西安市 710026摘要：空气弹簧系统具有良好的吸收高频振动、隔声和刚度可调等性能，目前国内动车组二系悬挂均采用空气弹簧系统。

空气弹簧系统结构复杂，本文先介绍空气弹簧系统的组成和工作原理。

然后研究空气弹簧体积、附加空气室体积以及节流孔的大小对垂向动态特性的影响。

关键词：空气弹簧系统组成工作原理垂向特性Research on the Structure and Vertical Characteristics of Air Spring SystemZhang PeiAbstract：The air spring system has good performance in absorbing high-frequency vibration, sound insulation and adjustable stiffness. At present, the secondary suspension of domestic EMUs adopts air spring system. The structure ofthe air spring system is complex. This article first introduces the composition and working principle of the air spring system, and studies the effect of air spring volume, additional air chamber volume, and orifice size on vertical dynamic characteristics.Key words：air spring system, composition, working principle, vertical characteristics1 引言随着我国动车组运行速度的提高，人们对列车运行安全性的要求也越来越高。

汽车空气弹簧种类1. 引言汽车空气弹簧是一种用于悬挂系统的重要组件，它通过调节空气的压力来提供悬挂系统的支撑力。

不同类型的汽车空气弹簧在结构、工作原理和应用领域上有所区别。

本文将介绍几种常见的汽车空气弹簧种类，包括单泡式弹簧、双泡式弹簧和多泡式弹簧。

2. 单泡式弹簧单泡式弹簧是最简单且常见的一种汽车空气弹簧。

它由一个充满压缩空气的泡囊组成，通过调节泡囊内的空气压力来改变悬挂系统的硬度和高度。

单泡式弹簧适用于大多数普通乘用车和商用车，具有安装简便、维护成本低等优点。

3. 双泡式弹簧双泡式弹簧相比于单泡式弹簧，在结构上更加复杂。

它由两个相互连接的泡囊组成，分别用于提供悬挂系统的支撑力和减震效果。

双泡式弹簧通过调节两个泡囊内的空气压力来实现悬挂系统的调节。

这种弹簧常用于高级乘用车和运动型车辆，能够提供更好的悬挂性能和驾驶稳定性。

4. 多泡式弹簧多泡式弹簧是一种更为复杂和先进的汽车空气弹簧。

它由多个相互连接的泡囊组成，每个泡囊都有不同的功能和调节范围。

多泡式弹簧可以根据路况和驾驶需求实时调整每个泡囊内的空气压力，以提供最佳的悬挂性能和乘坐舒适度。

这种弹簧通常应用于高端豪华车型和赛车等特殊领域。

5. 汽车空气弹簧的优势与传统钢制弹簧相比，汽车空气弹簧具有以下几个显著优势：•可调节性：通过改变空气压力可以灵活地调节悬挂系统的硬度和高度，以适应不同的驾驶需求和路况条件。

•减震效果：汽车空气弹簧可以提供更好的减震效果，减少车辆在行驶过程中的颠簸和震动，提高乘坐舒适性。

•轻量化：相比于传统钢制弹簧，汽车空气弹簧的重量更轻，有助于降低整车重量并提高燃油经济性。

•可靠性：汽车空气弹簧采用高强度材料制造，具有较高的耐久性和可靠性，在恶劣环境下仍能保持稳定的悬挂性能。

6. 汽车空气弹簧的应用汽车空气弹簧广泛应用于各类汽车中，包括乘用车、商用车、越野车、卡车等。

不同类型的汽车空气弹簧根据其特点和适用范围选择使用。

单泡式弹簧适合一般城市道路和公路行驶；双泡式弹簧适合对悬挂系统要求较高的高级乘用车；多泡式弹簧适用于赛车和特殊领域的汽车。

空气弹簧悬挂的设计与计算空气弹簧悬挂是一种基于空气弹簧原理设计的悬挂系统，广泛应用于汽车、摩托车、铁路车辆以及工程机械等领域。

它通过利用空气的弹性特性来提供车辆的悬挂支撑和减震功能，有效改善了行驶中的舒适性和稳定性。

设计空气弹簧悬挂系统首先需要考虑的是悬挂系统的工作原理和结构。

一般来说，空气弹簧悬挂系统由气囊、气泵、阀门和控制系统组成。

气囊是承受车辆荷载的主要部件，它通过充气和放气控制来实现悬挂高度的调整。

气泵负责提供气囊所需的气压，而阀门用于控制气压的流动。

控制系统则根据车辆的状态和行驶条件，通过调节气泵和阀门的工作来达到理想的悬挂效果。

在设计空气弹簧悬挂系统时，需要根据车辆的负荷、行驶速度和路况等因素进行综合考虑。

首先，需要确定车辆的总负荷，包括车辆自身重量以及乘客和货物的重量。

根据负荷的大小，可以选择合适的气囊尺寸和气囊数量，以确保悬挂系统能够有效支撑车辆的重量。

需要考虑车辆的行驶速度。

当车辆以较高速度行驶时，悬挂系统需要具备较高的刚度和减震性能，以保证车辆的稳定性和安全性。

因此，在设计空气弹簧悬挂系统时，需要选择合适的气囊和阀门，以实现悬挂刚度的调节和减震效果的优化。

还需要考虑车辆行驶过程中的路况变化。

不同的路况对悬挂系统的要求也不同。

例如，在起伏不平的路面上，悬挂系统需要具备较高的柔软性，以吸收和减缓道路表面不平度对车辆的冲击。

而在平整的高速公路上，悬挂系统则需要具备较高的刚度，以保证车辆的稳定性和操控性。

在计算空气弹簧悬挂系统的设计参数时，可以利用数学模型和仿真软件进行辅助。

数学模型可以通过建立悬挂系统的动力学方程，考虑车辆的质量、弹簧刚度和减震器等参数，来分析和预测悬挂系统的工作性能。

仿真软件则可以通过模拟车辆在不同行驶条件下的悬挂系统工作情况，来评估设计方案的可行性和优劣性。

在实际应用中，空气弹簧悬挂系统还可以与其他悬挂系统相结合，以进一步提高车辆的悬挂性能。

例如，可以将空气弹簧悬挂系统与液压悬挂系统相结合，以实现悬挂刚度和减震效果的双重调节。

空气弹簧装置系统空气弹簧装置系统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并易于维护，因此使用广泛。

1、空气弹簧装置系统的优缺点（1）空气弹簧装置系统的优点。

①空气弹簧能够大幅度提高车辆悬挂系统的静挠度，以降低车体的振动频率。

②与钢弹簧相比，空气弹簧具有非线性特性，可以根据车辆振动性能的需要，使钢弹簧具有比较理想的弹性特性曲线。

③空气弹簧的刚度随载荷变化而变化，保持空、重车时车体的振动频率几乎相等，使空车和重车状态的运行平稳性一致。

④空气弹簧用高度控制阀控制时，使车体在不同静载荷下，保持车辆地板面距钢轨面的高度基本不变。

⑤空气弹簧可以同时承受三维方向的载荷，可代替摇动台装置，简化结构，减轻自重。

⑥在空气弹簧本体和附加空气室之间装设有适宜的节流孔，可代替垂直安装的液压减振器。

⑦空气弹簧具有良好的吸收高频振动和隔声性能。

（2）空气弹簧装置系统的缺点。

空气弹簧装置系统的缺点是配件多，成本较高，维护与检修工作量大。

2、空气弹簧悬挂系统的组成与结构（1）空气弹簧悬挂系统的组成1—储风缸；2—止回阀；3—截断塞门；4—支管；5—列车制动主风管；6—附加空气室；7—差压阀；8—空气弹簧；9—高度控制阀；10—连接软管（2）空气弹簧的结构。

空气弹簧分为膜式空气弹簧和囊式空气弹簧。

普遍应用的是膜式空气弹簧，其还可分为约束膜式空气弹簧和自由膜式空气弹簧。

（3）空气弹簧的密封。

空气弹簧的密封要求高，以保证弹簧性能稳定和节省压缩空气。

一般采用压力自封式和螺钉紧封式。

压力自封式，是利用空气囊内部空气压力将橡胶囊的端面与盖板（或内、外筒）卡紧进行密封的方式；螺钉紧封式，是利用金属卡板与螺钉夹紧进行密封的方式。

压力自封式的结构简单，组装检修方便，应用较多。

（4）空气弹簧的附件。

①高度控制阀。

高度控制阀的主要作用。

根据载荷的变化自动调整空气弹簧的内部压力，使车体保持一定高度；车辆在直线上运动时，正常的振动和轨道冲击作用不会使高度控制阀发生进、排气作用；当车辆（装有两个高度控制阀）通过曲线时，车体的倾斜使得转向架左右两侧的高度控制阀分别产生进气和排气，从而减少车辆的倾斜。

空气弹簧试验台参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述空气弹簧试验台是一种常见的试验设备，用于对空气弹簧进行性能测试和参数优化。

空气弹簧是一种利用气体压力来支撑和缓冲负载的装置，其具有轻质、高容量和可调节的特点，广泛应用于汽车、工业设备和航空航天等领域。

本文旨在深入探讨空气弹簧试验台的参数设置，并分析其对试验结果的影响。

通过研究空气弹簧试验台的基本原理和参数设置，可以帮助工程师和研究人员更好地了解和优化空气弹簧的性能。

本文将首先介绍空气弹簧试验台的基本原理，包括其工作原理、结构组成和应用领域。

然后，重点讨论空气弹簧试验台的参数设置，包括气压、载荷、稳定度等关键参数的选择与调整方法。

通过合理的参数设置，可以确保试验的准确性和可靠性，为后续的数据分析和结果评估提供有效的依据。

在结论部分，将总结空气弹簧试验台参数的重要性，并展望未来对空气弹簧试验台参数优化的可能方向。

随着科技的不断发展和需求的变化，空气弹簧试验台的参数设置也将面临一系列的挑战和机遇。

通过有效的优化和调整，可以进一步提高空气弹簧的性能和可靠性，满足不同领域和应用对空气弹簧的需求。

通过本文的研究和分析，相信读者对空气弹簧试验台的参数设置和优化有了更深入的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的指导和借鉴。

同时，也为未来相关研究提供了新的思路和方向，以推动空气弹簧试验台技术的不断创新和发展。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以是以下内容：在此部分，将介绍本文的章节组成和内容安排。

目前本文总共分为引言、正文和结论三个主要部分。

引言部分将首先进行概述，简要介绍空气弹簧试验台的背景和研究意义。

接下来，将介绍文章的结构和组织方式，以便读者能够更好地理解和阅读全文。

最后，明确本文的目的，即通过对空气弹簧试验台参数的研究和分析，提出优化方案，以提高试验台的性能和效率。

正文部分将详细介绍空气弹簧试验台的基本原理和参数设置。

首先，将介绍空气弹簧试验台的基本工作原理，包括其结构、组成和工作过程。

空气弹簧的组成1. 介绍空气弹簧是一种常用于汽车、摩托车和工业机械中的悬挂系统组件。

它由一固定的外部容器和填充在其中的压缩空气组成。

空气弹簧可以通过调整内部空气的压力来改变其硬度和高度，从而实现对车辆悬挂系统的精确控制。

2. 外部容器空气弹簧的外部容器通常由高强度金属或合金材料制成，以承受压缩空气产生的压力。

外部容器形状多样，可以是圆柱形、圆锥形或矩形等。

外部容器是空气弹簧的主要支撑结构，其稳定性和耐用性对整个悬挂系统的性能至关重要。

3. 压缩空气储存罐为了提供稳定的压缩空气供应，空气弹簧通常带有储存罐。

储存罐是一个密封的容器，可以存储额外的压缩空气，以便在需要增加或减少弹簧硬度时使用。

储存罐通常由高强度金属材料制成，具有良好的耐压性能。

4. 填充气体填充在空气弹簧中的气体通常是压缩空气。

压缩空气可以通过专用的气泵或其他压缩设备注入弹簧中。

填充气体的压力决定了空气弹簧的硬度和高度，通常可以通过空气阀进行调节。

不同的应用场景可能要求不同的压力范围和气体纯度。

5. 内部支撑结构为了提供更好的稳定性和支撑力，空气弹簧通常配备有内部支撑结构。

内部支撑结构可以是金属网格、螺旋弹簧或橡胶垫等。

这些支撑结构可以均匀分布压力，提高弹簧的强度和响应性。

6. 密封装置空气弹簧中的压缩气体需要有效地保持在内部，以充分发挥弹簧的功能。

为此，空气弹簧通常具有密封装置，如密封圈或O型圈。

这些密封装置可以防止气体泄漏，并提供长期可靠的性能。

7. 悬挂系统连接部件空气弹簧作为悬挂系统的一部分，需要与其他组件有效连接。

悬挂系统连接部件通常包括螺栓、销钉、连接杆等。

这些连接部件必须足够强度和稳定，以确保空气弹簧与车辆或机械的连接牢固可靠。

总结空气弹簧是一种广泛应用于各种车辆和机械的悬挂系统组件。

它由外部容器、压缩空气储存罐、填充气体、内部支撑结构、密封装置和悬挂系统连接部件等多个部件组成。

这些部件共同作用，使得空气弹簧具有可调节的硬度和高度，从而提供更舒适和稳定的悬挂效果。

空气弹簧结构空气弹簧是一种由气体充填的弹簧结构，其特点是具有较高的弹性、稳定性和可调性。

在工业领域和机械设备中广泛应用，起到支撑、减震和缓冲的作用。

本文将从空气弹簧的原理、结构、工作原理和应用领域等方面进行介绍。

一、空气弹簧的原理空气弹簧的原理是基于气体的压力原理。

当气体充填在密闭的容器中时，由于气体分子的热运动和相互碰撞，会产生一定的压力。

当容器内的气体压力增加时，气体分子之间的碰撞力也会增加，从而使容器内的气体具有了一定的弹性。

二、空气弹簧的结构空气弹簧通常由两个相互套接的金属环组成，中间充填有气体。

上下两个金属环之间的空间就是气体充填区域。

上环和下环之间通过密封结构连接，并且可通过充气阀进行充气和放气。

三、空气弹簧的工作原理当空气弹簧充气时，气体充填到弹簧的空间中，形成了一种压力环境。

当外界施加力量或负荷作用在空气弹簧上时，弹簧会发生形变，但由于气体的弹性，弹簧会产生相应的反力来抵抗外力。

当外力消失时，空气弹簧会恢复到原来的形状。

四、空气弹簧的应用领域1. 工业领域：空气弹簧广泛应用于工业机械设备中，如压力机、注塑机、振动筛等。

通过调节充气量，可以实现对设备的支撑、减震和缓冲等功能，提高设备的稳定性和工作效率。

2. 汽车领域：空气弹簧在汽车悬挂系统中起到重要作用。

通过调节充气量，可以实现对汽车悬挂系统的高度和硬度的调节，提高车辆的稳定性和乘坐舒适性。

3. 航空航天领域：空气弹簧在航空航天领域中也有广泛应用。

例如，飞机起落架和降落伞系统中的减震装置就采用了空气弹簧，能够有效减缓着陆时的冲击力。

4. 家具领域：空气弹簧还可以应用于家具领域，如床垫和沙发中。

通过调节充气量，可以实现对床垫和沙发的软硬度的调节，提供更加舒适的睡眠和坐姿体验。

五、总结空气弹簧作为一种具有较高弹性和可调性的弹簧结构，在工业领域和机械设备中有着广泛的应用。

其原理基于气体的压力原理，结构简单，工作稳定可靠。

通过调节充气量，可以实现对设备的支撑、减震和缓冲等功能，提高设备的稳定性和工作效率。