空气悬架结构及工作原理

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1、第5章悬架空气悬架由空气弹簧、导向传力机构、减振阻尼装置、横向稳定器、高度阀、压气机、储能器及管路等组成，下面分别就空气弹簧的特性、高度阀的工作原理及导向传力机构逐一介绍。1．空气弹簧的类型和特性5.1空气悬架5.1.1空气悬架结构及工作原理1．空气弹簧的类型和特性空气弹簧的空气介质内摩擦极小，工作时几乎没有噪声，对于高频振动的吸收和隔音性能极好。空气弹簧气囊的直径在51mm～965mm间。1-外层橡胶蒙皮；2-第二层经帘布强化的橡胶层(与第一层之间偏移布置)；3-第一层经帘布强化的橡胶层；4-橡胶内衬。图5-1典型空气弹簧气囊结构空气弹簧是一橡胶／帘布结构的气囊。以空气

2、为介质，利用空气具有压缩弹性的性质制成的弹簧，其刚度呈非线性变化，通常是当载荷加大时刚度也增大。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6.0MPa工作压力下的氮气，其质量能可达到3.3×105N·m／kg；而钢板弹簧、螺旋弹簧、橡胶弹簧的质量能分别为76N·m／kg~115N·m／kg、178N·m／kg～280N·m／kg、508N·m／kg～l016N·m／kg。根据橡胶气囊工作时的变形方式，分3种。囊式空气弹簧主要靠橡胶气囊的挠曲获得弹性变形；膜式空气弹簧主要靠橡胶气囊的卷曲获得弹性变形；混合式空气弹簧兼有以上两种变形方式。囊式空气

3、弹簧寿命较长、制造方便、刚度较大，常用于载货汽车；膜式空气弹簧尺寸较小、弹性特性曲线更理想、刚度较小，常用于轿车。在相同的载荷作用下，空气弹簧的当量静挠度比钢板弹簧的静挠度大得多。从汽车悬架性能考虑，根据所要求的空气弹簧的特性曲线，空气弹簧可以设计成理想的形状。空气悬架的寿命主要取决于气囊的寿命。图5-2空气弹簧与钢板弹簧静特性比较1．空气弹簧的类型和特性（续１）图5-3空气弹簧迟滞性图5-3是由一组试验得到的典型空气弹簧迟滞环。从图中可以看出，迟滞现象使得空气弹簧的有效刚度极大地依赖于位移，当位移由5mm变化到80mm时，有效刚度将加倍。1．空气弹簧的类型和特性（续２）

4、图5-4高度阀工作原理图车架高度控制机构包括一个高度传感器、控制机构和执行机构，其功能为：(1)随车载变化保持合理的悬架行程。(2)高速时降低车身，保持汽车稳定性，减少空气阻力。(3)在起伏不平的路面上，提高车身高度以提高汽车通过性。2．高度阀工作原理在空气弹簧悬架中，高度阀是用来控制空气弹簧内压的执行机构。空气弹簧的高度可以保持在平衡位置。？载荷增加、载荷减少通常车身高度控制采用独立控制形式：后悬架：2个高度阀　左右空气弹簧；前悬架：1个高度阀　空气弹簧。控制信号取3个高度信号的平均值。高速转向时，空气弹簧可显著减小车身的侧倾角。（当车速达到30km／h时，空气悬架的侧

5、倾角可以减小约30％）3．导向传力机构导向传力要承受汽车的纵向力、侧向力及其力矩，因此要有一定的强度，布置方式要合理。空气弹簧在悬架中主要承受垂直载荷、减振、消振，如果导向机构设计得不合理，则会增加空气弹簧的负担，甚至会发生扭曲、摩擦等现象，恶化减振效果，缩短弹簧的寿命。图5-5混合式导向机构图5-6柔性梁式导向机构钢板弹簧兼起导向元件和弹性元件的作用，一定的强度和刚度。刚、柔结合的方法来设计导向机构既满足了导向的要求，又具有一定的变形能力。图5-7四连杆导向机构图5-8A字形导向机构双纵臂式四连杆导向机构。下纵臂布置在两边；上面两根纵向推力杆的布置方式：一种是同下纵臂同

6、样布置，另一种是将两根上臂合在一起，布置在中间，上面的两根推力杆倾斜布置，构成一个三角形架。在某些大客车的后悬架上，将两根纵向导向臂的铰链点在车架的连接处合并在一起，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。3．导向传力机构（大客车续）5.1.2空气悬架的布置方式图5-9转向桥空气悬架转向桥空气悬架的空气弹簧一般与主销的方向保持一致，利于转向的实现。否则大直径的空气弹簧，若偏离主销位置，易与车轮相碰、摩擦，缩短了弹簧的寿命，限制了转向轮的最大转向角。1一前支架；2一定位块；3一板簧销4一柔性杆；5一稳定杆；6一气簧；7一可调转矩杆；8一减振器。图5

7、-13前悬架结构示意图返回美国TUTHILL塔海尔公司客车前悬架系统中SC040—前空气悬架图5-10驱动桥空气悬架驱动桥空气悬架一般要承受更大的力，因此空气弹簧布置在驱动轴的后面，提高承载能力。刚性导向杆可以控制桥的位置，承受驱动和制动作用力以及垂直载荷。橡胶衬套允许各连接件间在车速突然变化时有微量位移。1一支架；2一均衡梁组件；3一导向杆4一适配座；5一转矩杆；6一减振器；7一角撑扳；8一气簧。图5-14后悬架结构示意图返回5.1.2空气悬架的布置方式（续１）如纽威AD—246/252型重型驱动桥空气悬架，该悬架特别适合于