橡胶空气弹簧,空气弹簧减震器有何优势?

发布时间:2017-07-26 11:34

   最佳答案

  一、橡胶空气弹簧空气悬架的优点

  (1)独特设计保证性能优越

  驱动轴空气悬架才使用独特的高强度刚度设计。不用板簧和U形螺栓,消除了金属弹簧的振动和断裂问题。此刚性导向臂与空气悬架其它零件一起提供 了最佳性能组合:乘坐舒适、安装容易和维修工作量少。

  空气悬架按独特的平行四边形设计原则。其扭矩杆,总是与导向臂连线相平行,使小齿轮角(P)变化最小,从而减少花键和万向节的磨损、减少传动轴摆动,使车辆行驶平稳安静。此外,悬架系统在车辆加速和刹车时,还能保持载荷均衡。

  (2) 车桥安装特点

  空气弹簧的刚性导向臂与车架支架用橡胶衬套相连接,在加速和刹车时,允许车桥有控制的运动,以减少桥壳应力,防止损坏。对于高扭矩/低转速发电机车辆而言,这是一个重要考虑因素。刹车时,车桥略向前和向下运动,保持轮胎贴近地面,缩短刹车距离‘刹车不跑偏,从而更安全。轮胎和刹车片寿命增加。

  (3)系统简单性

  车桥上下运动行程越大,则乘坐舒适性就越好,悬架系统吸收路面振动的能力就越大。空气悬架的最大行程超过其它任何形式悬架,由于独特的设计使车桥在垂直方向的行程更大,所以在车桥达到其行程极限之前,空气弹簧可以吸收更大的振动负荷。其它空气悬架的垂直行程较短,经常达到其行程极限,从而造成硬冲击。

  (4)没有大的冲击载荷

  空气悬架缓冲垫急转弯和在装卸地区过洼坑时,任何悬架系统的车桥都可能会运动到其上极限行程。空气悬架气囊中有橡胶缓冲垫来承受这种情况下的冲击载荷。缓冲还有一个作用就是在万一气囊损坏时,此缓冲垫可起到橡胶悬架的作用,使车辆可继续以较低的速度行驶。

  二、空气弹簧的种类

  大客车空气弹簧悬架上使用的空气弹簧主要有囊式和膜式两种。

  1、囊式空气弹簧

  在四平牌SP641C和SP650以及捷克生产的SL-11-1307等大客车上采用的是囊式空气弹簧,这种弹簧较早的应用在大客车的悬架上。它的特点是:

  a、空气弹簧的刚度与弹簧的有效面积的变化率dF/dx有关,所以对于有效面积变化率较大的囊式空气弹簧来说,弹簧刚度较大,振动频率较高。

  b、由空气弹簧频率计算公式可以看出,当空气弹簧的容积愈大时,其刚度愈低。因此,采用辅助气室能减小空气弹簧的刚度。在压力较高的情况下,增加辅助气室的容积对刚度的影响更明显。但这种影响将随容积的增加而减小。所以,对囊式空气弹簧来说,适当选择弹簧的有效面积变化率和辅助气室的容积,可得到较低的振动频率。

  c、当增加气囊的曲数时,由于气囊的变形可由各个曲部平均分担,因而曲数愈多,有效直径变化率就愈小。可见增加气囊曲数会减低囊式空气弹簧的刚度,降低弹簧的振动频率。在四平牌SP641C及SP650等大客车上采用了三曲的囊式空气弹簧。另外,在一些资料中介绍,囊式空气弹簧的寿命是比较长的。

  2、膜式空气弹簧

  随着汽车工业和橡胶工业技术的发展,高强度尼龙、卡普龙等帘布的使用,近年来在国内外大客车的悬架上广泛采用了膜式空气弹簧。例如在利兰、武汉牌WH644和WH643等大客车上就采用了该种型式的弹簧。它的特点是:

  a、可以把它看成是囊式空气弹簧下盖板变成一个活塞而形成的。由于这种改变大大改善了空气弹簧的弹性特性,得到了比囊式空气弹簧更为理想的反“S”形弹簧特性曲线。可看出膜式空气弹簧在其正常工作范围内,弹簧刚度变化要比囊式空气弹簧小,因而就振动性能来说,膜式空气弹簧要比囊式空气弹簧优越的多。特别值得提出的是,膜式空气弹簧可以用改变活塞形状和尺寸的方法,控制其有效面积的变化率,以获得比较理想的弹性特性。这一点对于囊式空气弹簧是不容易做到的。

  b、膜式空气弹簧的有效面积的变化率比囊式空气弹簧小,因此,膜式空气弹簧在辅助气室较小的情况下,可以得到较低的自然振动频率。而囊式空气弹簧要想弹簧频率设计的很低是不容易的。

  c、目前,使用的膜式空气弹簧的密封形式,一般采用压力自封式,而囊式空气弹簧的密封一般是用螺钉夹紧,因而膜式空气弹簧的密封简单、拆装方便。

  d、膜式空气弹簧制造简单,便于大量生产。

  空气弹簧的布置应考虑汽车的横向角刚度。在布置允许的情况下,应尽可能把空气弹簧布置在车架以外,以便加大弹簧的中心距,提高汽车的横向角刚度,在日野、本茨0303等大客车的后悬架上(见图6),采用了一种弯梁结构,在每个弯梁的端部安装了和前悬架气囊尺寸相同的两个气囊。又如在曼、利兰等大客车的后悬架上(见图4),采用了A形架结构,把空气弹簧布置在后轮附近,增加了弹簧中心距,提高了汽车的抗侧倾能力,所以,有人把这样布置的空气弹簧称之为抗侧倾悬架。但是,也有些大客车如日本的三菱(MITSUBISHI)、五十菱(ISUZU)、日产-柴油机(NISSAN-DIESEL)等大客车,基本是在汽车底盘钢板弹簧的位置上安装空气弹簧。这样,无论是钢板弹簧还是空气弹簧汽车,弹簧放置的位置不变。有人把这种空气弹簧悬架称之为标准型空气悬架。这种悬架尽可能做到了用统一的汽车底盘,装用不同的弹簧元件,来满足不同用户的需求。这样做可简化生产工艺、降低汽车的制造成本。但由于该种布置的中心距小,不能保证汽车有足够的横向角刚度,因而当汽车受侧向力作用时,车身倾角较大,给人以不舒适之感。

  3、高度控制阀

  在大客车的空气悬架中,都装有高度控制阀。它的主要作用时:

  1) 保证汽车高度不随汽车的载荷而变化,汽车高度可以调整,保持一定高度,便于乘客上下车。

  2) 保持空气弹簧中的空气容积为一定值,从而保证在不同载荷下,得到大致相同的振动频率。

  3) 当空气弹簧出现微量泄漏时,可由高度控制阀不断进行充气,以保证空气弹簧正常工作。

  另外,为了保证汽车的车身稳定的平置于悬架上,通常使用三高度控制阀,分别在前桥上装一个,后桥上装两个。在装一个高度阀的情况下,有的车还装了隔离阀,以防止车身倾斜时高压空气从一侧气囊流向另一侧气囊,加剧车身的倾斜。但是,由四平牌SP641C、SP650等汽车使用试验结果表明,隔离阀的作用不明显,因而在以后的设计中取消了隔离阀。

  4、反弹限位

  有些弹性元件(如钢板弹簧),它们的反向刚度较大,因此在采用这种弹性元件的悬架中,几乎不考虑反弹限位问题。然而,空气弹簧的反向刚度很小,如不采取反向限位措施,必然会出现以下几个问题:

  1)因为气囊的自由度有限,所以无止境的反弹,必然会出现脱囊(若无夹紧措施)或拉断气囊(有夹紧措施)的现象。

  2)因为减振器的自由长度及连接强度有限,所以无止境的反弹,必然会造成减振器的破坏。

  3)囊式气囊在反跳时的有效承压面积最小,泄压面积最大,所以,反弹行程过大易于引起气囊的爆破。

  考虑以上情况,在大客车的空气悬架系统中一般均装有钢丝绳反向限位装置。

  5、减振器

  因空气弹簧和螺旋弹簧、扭杆弹簧等一样,本身没有衰减振动的能力。因此,对减振器的性能提出了较高的要求,希望减振器的性能稳定可靠。另外,为了满足汽车空载及满载时对减振器的要求,减振器的性能最好能随载荷的增加而改变,并将非周期系数保持在一个大致不变的范围内.

  橡胶空气弹簧又称空气弹簧、气胎、气囊、皮老虎等,诞生于 19 世纪中期,早期用于机械设备减振。

  由于其众多的优点,因而在现代公路和轨道交通车辆以及工业机械等领域获得了广泛的应用。

  橡胶空气弹簧使用压缩空气(水)为介质,是利用其内部压缩空气的反力作为弹性恢复力的一种弹性元件。

  是具有弹簧作用的非金属弹簧。

  三、橡胶空气弹簧拥有许多优越金属弹簧的特点:

  ◆橡胶空气弹簧,橡胶气囊,橡胶气胎, 的刚度随载荷而变,使弹簧装置具有理想的特性;

  ◆橡胶空气弹簧,橡胶气囊,橡胶气胎,具有非线性特性,可将其特性曲线设计成理想形状并能同时承受轴向和径向载荷,也能传递扭矩;

  ◆橡胶空气弹簧,橡胶气囊,橡胶气胎,通过调整内压力,可以得到不同的承载能力,因此适应多种载荷的需求;

  ◆橡胶空气弹簧,橡胶气囊,橡胶气胎,的重量轻,使用寿命长;

  ◆橡胶空气弹簧,橡胶气囊,橡胶气胎,的高频隔振和隔音性能好。橡胶空气弹簧所需安装空间小,更换方便。

 

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