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动车组总体题目：动车组空气弹簧系统的组成及其性能分析姓名：谭兆利学号：EMU 2015007 成绩：二〇一五年一月摘要：铁路机车车辆上采用弹簧装置来缓冲冲击，使列车平稳运行，改善机车横向运动性能和曲线通过性能。
随着高速铁路的发展，传统的弹簧装置已经不能满足高速列车性能的要求，现在多采用圆弹簧、橡胶弹簧及空气弹簧。
圆弹簧和橡胶弹簧经常被用作一系悬挂，而空气弹簧则被广泛运用于二系悬挂。
本文主要介绍空气弹簧的组成及其各部件性能的分析。
关键字：空气弹簧；高度调整；差动阀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（见图1）。
2.压力空气传递过程（见图1）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。
3.1调节过程（见图2）：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； 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。
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。
3.2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3 所示。
该高度调整阀内使用的工作油特性如下：种类：硅油；黏度：25,/1023s m -℃；温度系数：0.6.；流动点：-50℃以下。
高度调整阀工作过程分进气过程和排气过程，具体如图4，图5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。
高级大客车空气悬架及其控制系统的研究典型的大客车空气悬架主要是由空气弹簧组件（包括空气弹簧、空气压缩机、储气筒等）、高度控制组件（车身高度调节阀、高度传感器）、导向杆件（推力杆）、横向稳定器、减振器和缓冲限位部件等组成。
大客车对悬架系统的要求非常高，而且钢板弹簧式悬架系统已不能满足使用要求，发展方向之一是采用空气悬架。
其中空气弹簧是空气是架的弹性元件和重要组成部分。
空气弹簧具有较理想的弹性特性，其振动频率不随簧载质量的变化而变化，并且有良好的可控制性，可进一步提高大客车的舒适性，因此得到了广泛的应用。
1、空气悬架的特性1．1空气悬架的优点a）单位质量的储能量高，它是评价弹性元件好坏的一个重要指标。
空气弹簧单位质量的储能量与缸体的工作压力和气体在标准状态下的密度有关。
在6.OMPal作压力下的氮气，其质量能可达3．3X105Nm/g。
而钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、橡胶弹簧的质量能分别为76-115Nm/kg、178-280Nm/kg、254-38ONm/ kg、508-1O16Nm/kg。
由此可见，气体是弹性元件最合适的工作介质。
b）具有变刚度特性，因而整个悬架系统可以得到较低的固有振动频率。
试验表明，空气悬架的固有频率为1．25-1．7Hz，而板簧悬架为2．O-2．7Hz，所以空气悬架可大大改善乘坐舒适性。
C）其刚度是由气体容积和压力决定的。
对于同一规格的气囊，当改变内部压力时，可以得到不同的承载能力。
因而同一种空气弹簧可适应多种刚度或载荷的要求，因此经济性较好。
d）能较好地缓和来自路面的振动，而减振器又能迅速抑制振动。
试验表明：当车速为40km／h时，装有空气是架的汽车车身的振幅比钢板弹簧悬架降低近50％，而当车速增至80km／h时，振幅可降低近46％。
e）具有高吸振及低噪声性能。
空气弹簧以空气为介质，与板簧相比，内摩擦极小，因此工作时空气是架几乎没有噪声，这对于高级大客车来说是特别有利的。
空气弹簧特点
空气弹簧是一种新型的弹簧结构，它与传统的金属弹簧相比具有许多优点。
下面将详细介绍空气弹簧的特点。
1.可调节性
空气弹簧可以根据需要进行充气或放气，从而调节其硬度和高度。
这种可调节性使得空气弹簧可以适应不同的负载和路况，提高了车辆的舒适性和稳定性。
2.重量轻
相比传统金属弹簧，空气弹簧由于材料轻、结构简单而重量更轻。
这样可以减少车辆的整体重量，降低油耗和碳排放。
3.寿命长
空气弹簧采用高耐久材料制成，具有很好的抗腐蚀和耐久性能，因此寿命较长。
同时，在使用过程中也不会出现像传统金属弹簧那样产生塑性变形等问题。
4.安装方便
由于其结构简单、体积小，安装起来非常方便。
只需要将其安装在车辆底盘上即可，并且可以通过简单的气路连接实现充气和放气。
5.稳定性好
空气弹簧可以根据负载自动调整高度，从而保持车辆的稳定性。
无论是在高速公路还是崎岖不平的山路上，都能够提供良好的悬挂效果，使得车辆行驶更加平稳。
6.适应性强
空气弹簧可以适应不同类型、不同品牌的车辆，并且适用于不同种类的载荷。
因此，在商用车、轿车、越野车等各种类型的车辆中都有广泛应用。
7.节能环保
由于其重量轻、可调节性强等特点，空气弹簧在使用过程中可以减少油耗和碳排放，从而达到节能环保的目的。
综上所述，空气弹簧具有可调节性、重量轻、寿命长、安装方便、稳
定性好、适应性强和节能环保等特点。
这些优点使得它在汽车行业中得到了广泛应用，并且也被越来越多地运用于其他领域。
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。
