空气弹簧的性能及工作原理

空气弹簧是一种由橡胶、网线贴合成的曲形胶囊,俗称气胎、波纹气胎、气囊、皮老虎等。胶囊两端部需用两块钢板相连接,形成-一个压缩空气室。橡胶与网线本身不提供对负荷的承载力,而是由充入胶囊内的压缩空气来完成。其曲囊数通常为1~3 曲囊,但根据需要也可以设计制造成4曲或5曲以上,还可以在一定条件下将两个空气弹簧叠加使用。空气弹簧按照性能与特点又称为橡胶空气冲程调节器和橡胶空气隔振体。
CS型单层空气弹簧减震器
现有的曲囊式空气弹簧的端部结构,根据联接方式可以分为三大类:一类为固定式法兰联接型,空气弹簧的两端边缘尺寸和曲囊最大外径相等或略小一些,钻若干个孔后用法兰环和端板紧固联接;另一类为活套式法兰联接型,空气弹簧的两端边缘尺寸比曲囊最大外径小得多,无须钻孔,用一个特制的法兰环和一个普通端板紧固联接;第三类为自密封型,不用法兰联接,压入端板,充入压缩空气则自行密封。
固有的振动频率较低,空气弹簧与附加空气室相连,可是空气弹簀装置的固有振动频率降低到0.53Hz。在任何载荷的作用下,空气弹簣都可以保持较低而近乎相等的振动频率。能隔绝高频振动及隔音效果好空气弹簧是由空气和橡胶构成的,内部摩擦小,不会因弹簧本身的固有振动而影响隔离高频振动的能力。此外,空气弹簧没有金属间的接触,因此能隔音,防音效果也很好。
在空气弹簧和附加空气室之间加设一个节流孔,当簧上载荷发生振动时,空气流经节流孔发生能量损失,因而起到衰减振动的作用。
空气弹簧的耐疲劳性能优于金属弹簧许多倍。对于用车辆空气弹簧悬挂系统中的弹簧进行疲劳实验,钢板弹簧仅振动数十万次就折断了,而空气弹簧则在振幅40mm、频率2.7Hz (160次/min)条件下振动500万次后仍未破坏。.
空气弹簧工作时,内腔充入压缩空气(工作压力≤0.7MPa), 形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加,弹簧的高度降低,内腔容积减小,弹簧的刚度增加,内腔空气柱的有效承载面积加大,此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时,弹簧的高度升高,内腔容积增大,弹簧的刚度减小,内腔空气柱的有效承载面积减小,此时弹簧的承载能力减小。这样,空气弹簧在有效的行程内,空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递。
 


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