空氣彈簧是汽車空氣懸架系統(tǒng)的和重要組成部分,它利用空氣的壓縮彈性進行工作,具有緩沖、減振和承載重量等功能??諝鈴椈删哂袃?yōu)良的彈性特性,與普通鋼制彈簧相比有許多優(yōu)點,因而其應(yīng)用范圍十分廣泛。將空氣彈簧用于汽車懸架系統(tǒng)可大大提高汽車的行駛平順性和舒適性。
空氣彈簧的種類
空氣彈簧由橡膠氣囊、上蓋板、底座、輔助氣室,夾緊環(huán)和緩沖塊等組成。根據(jù)橡膠氣囊工作時變形式的不同,空氣彈簧的結(jié)構(gòu)形式主要分為膜式空氣彈簧、囊式空氣彈簧和混合式空氣彈簧3種。膜式空氣彈簧是圓柱形結(jié)構(gòu),根據(jù)橡膠氣囊止口與接口的連接方式,膜式空氣彈簧又分為約束膜式和自由膜式。約束膜式空氣彈簧一般用螺栓夾緊密封,自由膜式空氣彈簧則采用橡膠氣囊的壓力自封。囊式空氣彈簧的外形結(jié)構(gòu)有些像燈籠,有單曲、雙曲或多曲囊式空氣彈簧。早期的商用車上主要使用雙曲囊和三曲囊式空氣彈簧。近期膜式空氣彈簧的用量逐步增加,是因為膜式空氣彈簧具有行駛平順性好和行程大的優(yōu)點。
空氣彈簧的結(jié)構(gòu)
空氣彈簧是利用夾有簾線的橡膠氣囊內(nèi)壓縮空氣的反力作為彈性恢復(fù)力的一種彈性元件。它由橡膠氣囊、上蓋板、底座等部件組成,其內(nèi)部充滿壓縮氣體。其中橡膠氣囊是空氣彈簧的重要部件,其橡膠氣囊由內(nèi)外覆層(內(nèi)橡膠層、外橡膠層)、簾線層和鋼絲圈硫化而成。
①內(nèi)外覆層(內(nèi)橡膠層、外橡膠層)
空氣彈簧橡膠氣囊壁的內(nèi)外覆層由貴重的彈性材料制成,具有特別好的動力學(xué)特性,在一定的限度內(nèi)耐溫、耐氣候侵蝕和耐油。內(nèi)覆層主要是用以密封,因此采用氣密性和耐油性較好的橡膠。
②簾線層
空氣彈簧的載荷主要由簾線層承受,簾線的材質(zhì)對空氣彈簧的耐久性和耐壓性起決定性的作用。一般由兩層支撐體交叉排列的簾線構(gòu)成。在用于軌道車輛的空氣彈簧中,也采用4層和6層交叉排列的簾線。這些簾線特別耐彎曲,通過優(yōu)化設(shè)計角度,抗破裂性能好、強度大。
③鋼絲圈
鋼絲圈被硫化進空氣彈簧膠囊兩個各有一個凸緣的開口端內(nèi),凸緣讓其能類似于無內(nèi)胎輪胎裝到柱塞和板之類的固定零件上,或借助于折邊和螺栓再張緊到這些零件上,并且不漏氣。根據(jù)空氣彈簧的種類,鋼絲圈保持空氣彈簧膠囊能長期固定在圓錐狀密封面或一個特殊形狀的固定件上。
空氣彈簧裝置系統(tǒng)的優(yōu)點
①空氣彈簧能夠大幅度提高車輛懸掛系統(tǒng)的靜撓度,以降低車體的振動頻率。
②與鋼彈簧相比,空氣彈簧具有非線性特性,可以根據(jù)車輛振動性能的需要,使鋼彈簧具有比較理想的彈性特性曲線。
③空氣彈簧的剛度隨載荷變化而變化,保持空、重車時車體的振動頻率幾乎相等,使空車和重車狀態(tài)的運行平穩(wěn)性一致。
④空氣彈簧用高度控制閥控制時,使車體在不同靜載荷下,保持車輛地板面距鋼軌面的高度基本不變。
⑤空氣彈簧可以同時承受三維方向的載荷,可代替搖動臺裝置,簡化結(jié)構(gòu),減輕自重。
⑥在空氣彈簧本體和附加空氣室之間裝設(shè)有適宜的節(jié)流孔,可代替垂直安裝的液壓減振器。
⑦空氣彈簧具有良好的吸收高頻振動和隔聲性能。