空气悬架的设计实例ppt课件.ppt

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1、空气悬架的设计实例要求特性和材料(1)内层橡胶：气密形、屈曲性、和胎线层的粘接性：天然橡胶（NR)、SBR(2)中间加强层：耐气压、屈曲性，和橡胶的粘接性尼龙等胎线层2层斜交构造(3)胎线层：确保和橡胶的粘接性，利用特种粘接剂处理(4)外层橡胶：曲屈性、耐氧老化性、和胎线层的粘接性、：CR、NR混合配合(5)橡胶膜端部：为了确保和金属安装部位的气密性在橡胶内部埋设环状的钢丝圈钢丝圈：硬钢线材（SWRH5B)(6)橡胶膜：内层橡胶：2mm中间加强层：2mm外层橡胶：2mm(7)胎线层：单根直径：～0.7mm钢丝圈：～1.0mm3列×

2、３行空气悬架的设计实例・空气弹簧-构造外层橡胶２胎线1胎线内层橡胶端部（钢丝圈）空气悬架的设计实例・空气弹簧-构造囊式膜片式外筒‘内筒（活塞）(1)囊式・备有中间环，在橡胶膜下面设有活塞・压缩时，受压面积增大，拉伸时，受压面积减小(2)套（膜片）式・在橡胶膜外部没有中间环等约束零件・压缩和拉伸时，受压面积基本不变，极端拉伸时，受压面积减小2种空气弹簧橡胶膜的运动形态空气悬架的设计实例・空气弹簧-囊式构造限位橡胶块紧固金属件上面板中间环橡胶膜活塞空气悬架的设计实例・空气弹簧-囊式构造限位橡胶块紧固金属件上面板中间环橡胶膜活塞空气悬架

3、的设计实例・空气弹簧-构造美国开发的典型膜片式空气弹簧：如下图所示，带-膜片（BandDiaphragm）式（左）和单圈（SingleConvolution）式(中）空气弹簧，在内筒、外筒和橡胶膜的接触部位，对金属件作了许多研究，根据压缩长度的变化，能适当的控制受压面积的变化，实现了载荷-变形特性曲线的非线性变化。带-膜片式（通用轮胎公司）单圈式（Fire-stone公司）RollingRove式（固特异公司）空气悬架的设计实例・空气弹簧-金属件和橡胶膜结合部位的结构上部下部连接方式A连接方式B连接方式C自密封式卷封式连接方式空气

4、悬架的设计实例・空气弹簧特点空气弹簧作为防振缓冲元件，本质上，和金属弹簧及橡胶（减振橡胶）等的功能一样，和上述其他减振元件相比，具有如下特点。(1)空气弹簧是特别柔软的弹簧。具体和振动系有关，系统的固有频率可低到0.7～3.5Hz左右。(2)设计空气弹簧时，弹簧高、最大载荷力、弹簧刚度可以分别独立设定。(3)将空气弹簧和辅助储气罐连接在一起，在降低弹簧刚度的同时，在储气罐连接部位设置节流阀，能够获得阻尼效果。一般，辅助储气罐容积取为空气弹簧单体容积的1.5～3倍。(4)积极利用基于空气力和橡胶膜刚度的空气弹簧横刚度，空气弹簧也能兼

5、作水平方向减振弹簧。(5)利用水平阀自动调整车高，即使车辆载重变化，也能保持正常的车高。因而，能够始终保持支持体的高度不变。(6)高频振动的绝缘性好，防噪声效果优异。空气悬架的设计实例・自动车高调节阀（水平阀）空气弹簧用作车辆悬架时，同时采用车高调节阀，可保持支撑体高度一定不变。具体参见原理图。・车体载荷增加，车高下降时：拉杆G通过弹簧E的介入，将杆F推向上方，打开供气阀A，压缩空气通过主空气管进入储气罐，流进空气弹簧，使车体抬高，恢复原有高度。・车体载荷减小，车体上升时：空气弹簧被拉伸，拉杆G被压下，排气阀B打开，空气弹簧内部压

6、缩空气被放出到外部，车体高度恢复到原车高。・从振动方面考虑，不希望自动车高调节阀敏感。为此，在拉杆上追加了油减振器和弹簧E，防止调节阀的过敏反应。实际上，还做了许多设计改进，例如在流路中设置高阻尼，在振幅中心位置留出一定间隙，使高度调节阀难于动作。主空气管调压阀储气罐辅助储气罐空气弹簧节流孔车体簧下构造路面等空气悬架的设计实例・空气弹簧特性计算式(1/3)假设橡胶膜断面周长不发生伸缩。DiaphragmDiaphragmBellows（1）载荷W和内压ｐ的关系GaugeBellowsBellows（2）有效受压面积A和变形ｘ的关系

7、其中，W：载荷kg；P:内压kg/cm2；A:有效面积cm2。随气囊压缩伸长，气囊的有效直径从D0变为D，所以其有效面积也将从A0变为A。但是在较小的变形条件下，下式成立。其中，A0：变形中心位置的有效面积cm2；D0：变形中心位置的有效直径cm；X：变形中心位置的变形cm（压缩为正，拉伸为负）；n气囊的波纹凸起数。若为膜片气囊，相对于气囊变形X，受压面积变化dA/dX与气囊内外壁面的形状关系复杂，一般大都使用试验数据或利用计算线图来加以处理。但是对于内外壁面都是之童装的气囊来说，可以简化成受压面积变化dA/dX=0.这时，可以使

8、用下式进行计算。空气悬架的设计实例・空气弹簧特性计算式(2/3)（3）载荷W和变形ｘ的关系（4）变形中心的弹簧刚度ｋ和内压ｐ0的关系（5）固有频率f的计算式其中，Heo(=Vo/Ao)：有效高；Vo变形中心位置的内部容积cm2，若带有副气罐P时，也