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空氣彈簧结构及相关介绍?

作者:admin    来源:未知    发布时间:2018-11-09 23:04    浏览量:
  问:空氣彈簧结构及相关介绍?
  答:
  谈到弹簧家族里一个举足轻重的人物空氣彈簧,那笔者可是要大书特书了。您可能会有疑问,为何空氣彈簧就有如此待遇呢,实则是因为它的功能作用,用途都是在太广泛了,在汽车,航空,医疗器械,家具等几乎个个方面均有广泛的应用。那么空氣彈簧究竟有何特性呢,能让它如此的适应各种环境,今天小编就为各位好好的介绍一下,何为神奇的空氣彈簧,当然可不要看它的名字是讲空气呢。
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  空氣彈簧是在一个密封的容器中充入压缩空气,利用气体可压缩性实现其弹性作用。空氣彈簧具有较理想的非线性弹性特性,加装高度调节装置后,车身高度不随载荷增减而变化,弹簧刚度可设计得较低,乘坐舒适性好。但空氣彈簧悬架结构复杂、制造成本高。
  工作原理是在密閉的壓力缸內充入惰性氣體或者油氣混合物,使腔體內的壓力高于大氣壓的幾倍或者幾十倍,利用活塞杆的橫截面積小于活塞的橫截面積從而産生的壓力差來實現活塞杆的運動。由于原理上的根本不同,氣彈簧比普通彈簧有著很顯著的優點:速度相對緩慢、動態力變化不大(一般在1:1.2以內)、容易控制;缺點是相對體積沒有螺旋彈簧小,成本高、壽命相對短。
  膜式空氣彈簧主要由上盖板、活塞、橡胶气囊和缓冲块组成。橡胶气囊是由内层橡胶、外层橡胶、帘布层和子口钢丝圈四部分硫化而成。内层橡胶和外层橡胶都属于超弹性材料,内层橡胶主要起密封作用,外层橡胶除了密封外,还起保护作用。帘布层是帘线橡胶复合材料,属于各向异性材料,用于承受囊体的载荷,对空氣彈簧的承载能力和耐久性起着决定性作用。帘线方向与橡胶气囊的子午线方向成一定角度,称为帘线角。缓冲垫在空氣彈簧中是一个可选件,在空氣彈簧漏气或失效情况下起作用。本文讨论的膜式空氣彈簧中没有加入缓冲垫。膜式空氣彈簧的活塞可设计成不同的截面形式,以获得不同的弹性特性曲线。当空氣彈簧充气完成后,在上面施加轴向外载荷F,空氣彈簧在标准工作高度附近达到静平衡位置,当外载增大时,空氣彈簧压缩,外载减小时,空氣彈簧回弹,并设相对于平衡位置压缩为正,拉伸为负。当空氣彈簧上受有载荷F作用,气体压力与外载荷的关系为:
  F=P×Aeff (1)
  式中,F为空氣彈簧轴向载荷;P为气囊内气体表压;Aeff为空氣彈簧的有效承压面积。
  橡膠氣囊內氣壓隨著橡膠囊的變形而變化,其氣壓的大小與氣囊內的容積有關,且遵循氣體狀態方程:
  (P+Pa)Vm=(P0+Pa)Vm0 (2)
  式中,V为空氣彈簧在任意位置时的内部容积;Pa为外部大气压;P0为静平衡位置时,囊内气体表压;V0为静平衡位置时的气体容积;m为理想气体多变指数,当静
  态加载时,囊内气体视为等温过程,m≈1;当动态加载时,囊内气体视为绝热过程,m≈1.38。将式(2)带入式(1),并且将式(1)对空氣彈簧的垂向位移x求导,化简后得空氣彈簧刚度的计算公式:
  K=-mAeff(P+Pa)1VdVdx+PdAeffdx(3)
  式中,dV/dx为空氣彈簧容积的变化率,dAeff/dx为空氣彈簧有效承压面积的变化率,其决定于空氣彈簧的形式及活塞的几何形状。要求出空氣彈簧的刚度,关键是求出空氣彈簧在任意位置时囊内的气压P、空氣彈簧容积的变化率dV/x以及有效承压面积的变化率dAeff/x,是理论计算的难点,一般可以通过非线性有限元方法求得。
  那么在小编大书特书之后,虽然运用了很多专业级别的资料和论述方法,但相信各位都能够理解空氣彈簧到底是怎么回事,当然笔者对于空氣彈簧蛮有兴趣的,感觉空氣彈簧与传统的悬挂系统相比,优势特别明显,它具有变刚度特性,容易得到较低的固有振动频率,可提高汽车的行驶平顺性;它的自动调节装置,可以使汽车的乘坐舒适性和上下车条件得到改善;今天的空氣彈簧就介绍到这里。
空氣彈簧高清实拍图
空氣彈簧高清实拍图
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