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橡膠空氣彈簧,空氣彈簧減震器有何優勢?

壹、橡膠空氣彈簧空氣懸架的優點

(1)獨特設計保證性能優越

驅動軸空氣懸架才使用獨特的高強度剛度設計。不用板簧和U形螺栓,消除了金屬彈簧的振動和斷裂問題。此剛性導向臂與空氣懸架其它零件壹起提供 了最佳性能組合:乘坐舒適、安裝容易和維修工作量少。

空氣懸架按獨特的平行四邊形設計原則。其扭矩桿,總是與導向臂連線相平行,使小齒輪角(P)變化最小,從而減少花鍵和萬向節的磨損、減少傳動軸擺動,使車輛行駛平穩安靜。此外,懸架系統在車輛加速和剎車時,還能保持載荷均衡。

(2) 車橋安裝特點

空氣彈簧的剛性導向臂與車架支架用橡膠襯套相連接,在加速和剎車時,允許車橋有控制的運動,以減少橋殼應力,防止損壞。對於高扭矩/低轉速發電機車輛而言,這是壹個重要考慮因素。剎車時,車橋略向前和向下運動,保持輪胎貼近地面,縮短剎車距離‘剎車不跑偏,從而更安全。輪胎和剎車片壽命增加。

(3)系統簡單性

車橋上下運動行程越大,則乘坐舒適性就越好,懸架系統吸收路面振動的能力就越大。空氣懸架的最大行程超過其它任何形式懸架,由於獨特的設計使車橋在垂直方向的行程更大,所以在車橋達到其行程極限之前,空氣彈簧可以吸收更大的振動負荷。其它空氣懸架的垂直行程較短,經常達到其行程極限,從而造成硬沖擊。

(4)沒有大的沖擊載荷

空氣懸架緩沖墊急轉彎和在裝卸地區過窪坑時,任何懸架系統的車橋都可能會運動到其上極限行程。空氣懸架氣囊中有橡膠緩沖墊來承受這種情況下的沖擊載荷。緩沖還有壹個作用就是在萬壹氣囊損壞時,此緩沖墊可起到橡膠懸架的作用,使車輛可繼續以較低的速度行駛。

二、空氣彈簧的種類

大客車空氣彈簧懸架上使用的空氣彈簧主要有囊式和膜式兩種。

1、囊式空氣彈簧

在四平牌SP641C和SP650以及捷克生產的SL-11-1307等大客車上采用的是囊式空氣彈簧,這種彈簧較早的應用在大客車的懸架上。它的特點是:

a、空氣彈簧的剛度與彈簧的有效面積的變化率dF/dx有關,所以對於有效面積變化率較大的囊式空氣彈簧來說,彈簧剛度較大,振動頻率較高。

b、由空氣彈簧頻率計算公式可以看出,當空氣彈簧的容積愈大時,其剛度愈低。因此,采用輔助氣室能減小空氣彈簧的剛度。在壓力較高的情況下,增加輔助氣室的容積對剛度的影響更明顯。但這種影響將隨容積的增加而減小。所以,對囊式空氣彈簧來說,適當選擇彈簧的有效面積變化率和輔助氣室的容積,可得到較低的振動頻率。

c、當增加氣囊的曲數時,由於氣囊的變形可由各個曲部平均分擔,因而曲數愈多,有效直徑變化率就愈小。可見增加氣囊曲數會減低囊式空氣彈簧的剛度,降低彈簧的振動頻率。在四平牌SP641C及SP650等大客車上采用了三曲的囊式空氣彈簧。另外,在壹些資料中介紹,囊式空氣彈簧的壽命是比較長的。

2、膜式空氣彈簧

隨著汽車工業和橡膠工業技術的發展,高強度尼龍、卡普龍等簾布的使用,近年來在國內外大客車的懸架上廣泛采用了膜式空氣彈簧。例如在利蘭、武漢牌WH644和WH643等大客車上就采用了該種型式的彈簧。它的特點是:

a、可以把它看成是囊式空氣彈簧下蓋板變成壹個活塞而形成的。由於這種改變大大改善了空氣彈簧的彈性特性,得到了比囊式空氣彈簧更為理想的反“S”形彈簧特性曲線。可看出膜式空氣彈簧在其正常工作範圍內,彈簧剛度變化要比囊式空氣彈簧小,因而就振動性能來說,膜式空氣彈簧要比囊式空氣彈簧優越的多。特別值得提出的是,膜式空氣彈簧可以用改變活塞形狀和尺寸的方法,控制其有效面積的變化率,以獲得比較理想的彈性特性。這壹點對於囊式空氣彈簧是不容易做到的。

b、膜式空氣彈簧的有效面積的變化率比囊式空氣彈簧小,因此,膜式空氣彈簧在輔助氣室較小的情況下,可以得到較低的自然振動頻率。而囊式空氣彈簧要想彈簧頻率設計的很低是不容易的。

c、目前,使用的膜式空氣彈簧的密封形式,壹般采用壓力自封式,而囊式空氣彈簧的密封壹般是用螺釘夾緊,因而膜式空氣彈簧的密封簡單、拆裝方便。

d、膜式空氣彈簧制造簡單,便於大量生產。

空氣彈簧的布置應考慮汽車的橫向角剛度。在布置允許的情況下,應盡可能把空氣彈簧布置在車架以外,以便加大彈簧的中心距,提高汽車的橫向角剛度,在日野、本茨0303等大客車的後懸架上(見圖6),采用了壹種彎梁結構,在每個彎梁的端部安裝了和前懸架氣囊尺寸相同的兩個氣囊。又如在曼、利蘭等大客車的後懸架上(見圖4),采用了A形架結構,把空氣彈簧布置在後輪附近,增加了彈簧中心距,提高了汽車的抗側傾能力,所以,有人把這樣布置的空氣彈簧稱之為抗側傾懸架。但是,也有些大客車如日本的三菱(MITSUBISHI)、五十菱(ISUZU)、日產-柴油機(NISSAN-DIESEL)等大客車,基本是在汽車底盤鋼板彈簧的位置上安裝空氣彈簧。這樣,無論是鋼板彈簧還是空氣彈簧汽車,彈簧放置的位置不變。有人把這種空氣彈簧懸架稱之為標準型空氣懸架。這種懸架盡可能做到了用統壹的汽車底盤,裝用不同的彈簧元件,來滿足不同用戶的需求。這樣做可簡化生產工藝、降低汽車的制造成本。但由於該種布置的中心距小,不能保證汽車有足夠的橫向角剛度,因而當汽車受側向力作用時,車身傾角較大,給人以不舒適之感。

3、高度控制閥

在大客車的空氣懸架中,都裝有高度控制閥。它的主要作用時:

1) 保證汽車高度不隨汽車的載荷而變化,汽車高度可以調整,保持壹定高度,便於乘客上下車。

2) 保持空氣彈簧中的空氣容積為壹定值,從而保證在不同載荷下,得到大致相同的振動頻率。

3) 當空氣彈簧出現微量泄漏時,可由高度控制閥不斷進行充氣,以保證空氣彈簧正常工作。

另外,為了保證汽車的車身穩定的平置於懸架上,通常使用三高度控制閥,分別在前橋上裝壹個,後橋上裝兩個。在裝壹個高度閥的情況下,有的車還裝了隔離閥,以防止車身傾斜時高壓空氣從壹側氣囊流向另壹側氣囊,加劇車身的傾斜。但是,由四平牌SP641C、SP650等汽車使用試驗結果表明,隔離閥的作用不明顯,因而在以後的設計中取消了隔離閥。

4、反彈限位

有些彈性元件(如鋼板彈簧),它們的反向剛度較大,因此在采用這種彈性元件的懸架中,幾乎不考慮反彈限位問題。然而,空氣彈簧的反向剛度很小,如不采取反向限位措施,必然會出現以下幾個問題:

1)因為氣囊的自由度有限,所以無止境的反彈,必然會出現脫囊(若無夾緊措施)或拉斷氣囊(有夾緊措施)的現象。

2)因為減振器的自由長度及連接強度有限,所以無止境的反彈,必然會造成減振器的破壞。

3)囊式氣囊在反跳時的有效承壓面積最小,泄壓面積最大,所以,反彈行程過大易於引起氣囊的爆破。

考慮以上情況,在大客車的空氣懸架系統中壹般均裝有鋼絲繩反向限位裝置。

5、減振器

因空氣彈簧和螺旋彈簧、扭桿彈簧等壹樣,本身沒有衰減振動的能力。因此,對減振器的性能提出了較高的要求,希望減振器的性能穩定可靠。另外,為了滿足汽車空載及滿載時對減振器的要求,減振器的性能最好能隨載荷的增加而改變,並將非周期系數保持在壹個大致不變的範圍內

橡膠空氣彈簧又稱空氣彈簧、氣胎、氣囊、皮老虎等,誕生於 19 世紀中期,早期用於機械設備減振。

由於其眾多的優點,因而在現代公路和軌道交通車輛以及工業機械等領域獲得了廣泛的應用。

橡膠空氣彈簧使用壓縮空氣(水)為介質,是利用其內部壓縮空氣的反力作為彈性恢復力的壹種彈性元件。

是具有彈簧作用的非金屬彈簧。

三、橡膠空氣彈簧擁有許多優越金屬彈簧的特點:

◆橡膠空氣彈簧,橡膠氣囊,橡膠氣胎, 的剛度隨載荷而變,使彈簧裝置具有理想的特性;

◆橡膠空氣彈簧,橡膠氣囊,橡膠氣胎,具有非線性特性,可將其特性曲線設計成理想形狀並能同時承受軸向和徑向載荷,也能傳遞扭矩;

◆橡膠空氣彈簧,橡膠氣囊,橡膠氣胎,通過調整內壓力,可以得到不同的承載能力,因此適應多種載荷的需求;

◆橡膠空氣彈簧,橡膠氣囊,橡膠氣胎,的重量輕,使用壽命長;

◆橡膠空氣彈簧,橡膠氣囊,橡膠氣胎,的高頻隔振和隔音性能好。橡膠空氣彈簧所需安裝空間小,更換方便。