汽车用空气弹簧垂向弹性特性分析与计算.

机械2008年第8期总第35卷设计与研究?９?

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收稿日期：2008－04－13

基金项目：湖北省武汉市科技攻关重点项目（200710321089）

汽车用空气弹簧垂向弹性特性分析与计算

黄卫平，鲍卫宁

（江汉大学机电与建工学院，湖北武汉 430056）

摘要：空气悬架系统主要由空气弹簧、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成，空气弹簧是空气悬架系统的核心部件，空气弹簧具有理想的弹性特性，载荷越大弹簧刚度越大；空气弹簧自振频率低，通用性较好，能适应不同载荷和工作高度；空气悬架系统由于有良好舒适性在商用汽车上得到广泛应用。空气悬架设计时，合理选择空气弹簧结构型式，确定气囊的工作高度、承载能力，可获得极其柔软的弹簧特性，空气弹簧垂向特性对于整车平顺性匹配有重要影响，本研究通过对空气弹簧弹性理论的分析，讨论了空气弹簧垂向刚度和自振频率的计算方法，旨在寻求空气弹簧与整车匹配的基本。以城市客车设计为例，探讨了空气弹簧载荷确定、空气弹簧型号选择、刚度匹配设计基本方法，并指出空气弹簧设计匹配注意基本问题。研究结果表明，合理匹配空气弹簧刚度，空气悬架可以获得良好综合特性。关键词：空气弹簧；弹性特性；非线性；匹配设计

中图分类号：U463.33+4.2 文献标识码：A 文章编号：1006－0316(200808－0009－03

The elastic characteristic computation of the automobile air spring

HUANG Wei-ping，BAO Wei-ning

Key words：air spring；elasticity characteristic；non-linearity ；suspension design

空气弹簧诞生于上世纪中期，早期主要用于机械设备隔振。1944年，通用和法尔斯通公司首次实现了在客车上的应用；1947年美国的普尔曼车上首次使用了空气弹簧的悬架系统；1951年，美国NEWAY 公司的独立总成成为世界上第一款批量应用的空气悬架系统，因通用性强，结构简单，成本较低而迅速占领北美市场。欧洲则遵循另外一条道路，各自开发适合自己车型的空气悬架系统。由于空气悬架具有良好的性能，使其在汽车悬架中的应用越来越广泛。

目前，国外高级大客车几乎100%使用空气悬架；重型载货车上空气悬架的占有率也达到了85%；大约80%的拖挂车使用空气悬架；空气悬架在轻型

车辆上的应用目前虽然只占市场份额的10%，预测到2008年将达到40%；部分轿车也逐渐装备了空气弹簧悬架。

1 汽车空气悬架结构

空气悬架系统主要由空气弹簧组件、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成，如图1所示。它以空气弹簧为弹性元件，利用空气的可压缩性实现其弹性作用的。通过压缩空气的压力能够随载荷和道路条件变化进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度几乎没有变化，可以大大提高乘坐的舒适性。

?１０?设计与研究机械2008年第8期总第35卷

2 空气弹簧及其橡胶囊的结构

作为空气悬架系统的核心部件，空气弹簧由上盖、气囊和活塞组成，气囊是由纺织物作为骨架增强层的弹性支撑承载部件，结构如图2所示。气囊帘布层一般为偶数层，汽车空气弹簧一般由互成一定角度的2层帘线组成。由于活塞形状影响空气弹簧的有效面积，从而直接影响空气弹簧的刚度特性，空气弹簧的活塞形状一般需根据性能进行设计。

图1 汽车空气悬架结构

图2 空气弹簧橡胶囊结构图

空气弹簧有囊式和膜式两种，如图3所示。囊式空气弹簧是由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气所组成。囊式的内层用气密性的橡胶制成，而外层则用耐油橡胶制成。气囊的上下盖板将气囊密闭。空气弹簧的活塞形状一般根据性能进行设计，由于活塞形状影响空气弹簧的有效面积，从而直接影响空气弹簧的刚度特性。

（a ）囊式（b ）膜式

图3 空气弹簧

目前城市大客车空气悬架系统普遍采用膜片式空气弹簧。膜式空气弹簧弹性曲线非线性程度大，刚度特性好。

囊式空气弹簧，寿命长，制造方便。目前为货车浮动桥空气悬挂系统广泛采用。

3 承受垂直载荷时的弹性特性

空气弹簧（简称气囊）是在一个密封的容器中充入压缩气体（气压为

0.5~1MPa），利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的。这种弹簧的刚度是可变的，作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体受压缩，气压升高，则弹簧的刚度增大。反之，当载荷减少时，弹簧内的气压下降，刚度减小。这样气囊就具有理想的弹性特性。

空气弹簧上的载荷、内压（绝对气压），有效

面积之间的关系为

(1 P p A =?×

式中：P 为空气弹簧上的载荷，N ；p 为弹簧内压的绝对气压，N/mm2；A 为有效面积，mm 2；

当载荷引起空气弹簧高度变化时，气囊的容积和内压也发生变化，其变化规律满足气体状态方程

00m

V p p V ??=????

式中：p 为任一位置时气囊内气体的绝对气压，N/mm2；V 为任一位置时气囊内的容积，mm 3；P 0为静平衡位置时气囊内气体的绝对气压，N/mm2；V 0为静平衡位置时气囊内的容积，mm 3；m 为多变指数。

当汽车缓慢行驶或在实验室作静态实验时，气体状态的变化接近于等温过程，可取m =1；当汽车在环路上振动激烈时，气体状态的变化接近于绝热过程，此时可取m =1.4；在一般情况下，取m =1.33。

空气弹簧的垂直刚度k 为

00001d d d 1d d d m

m m m V V P A V k p Amp X X X V V +??==??????

由于静平衡位置时，V =V 0、p =p 0，即可得到静平衡位置时的弹簧刚度为

(

d d 1d d A V

k p Amp X X

=??

横向稳定杆

高度阀

推力杆

减震器气囊

推力杆

车架

1. 钢丝圈

2.内层橡胶

3.外层橡胶

4.第1层帘线

5.第2层帘线

机械2008年第8期总第35卷设计与研究?１１?

由此可求出静平衡位置时的振动频率为

0n =

式中：g 为重力加速度，mm/s2；

n 0为振动频率，Hz 。 4 空气弹簧选配

WG6111EH 大客车为江汉大学、东风扬子江汽车（武汉）有限责任公司、青岛锐德世达科技有限公司为适应现代城市客车需要，充分考虑乘坐舒适性和操纵稳定性而开发全空气悬架系统大客车，该空气悬架所有垂直载荷由空气弹簧承受。

4.1 空气弹簧设计参数确定

大客车的设计载客人数为72人，按照GB 12428—90《客车装载质量计算方法》，每人按平均60 kg计算质量，考虑到城市公交运输时乘客携带少量行李和客车超载，载客总质量为6 t，整车准备质量为10.5 t，大客车最大质量为16.5 t，前后桥簧下质量为1.5 t，考虑到前后桥载荷分配的比例关系，前悬簧上载荷为5 t，后悬簧上载荷为11 t。每个气囊最大承载21.26 kN。

由Contitech 气囊负载曲线（图4）可以看出，644空气弹簧在7 bar时最大承载能力为29.5 kN，基本确定选用644空气弹簧。

图4气囊负载曲线

4.2 空气弹簧刚度计算分析

以前悬为例：取大气压P a =0.1 MPa，气囊高度X 0=260 mm，气囊容积V

0=13650 cm3，气囊有效面积20508.4 cme A =，气囊内相对压力0r p =0.42 MPa。

空气弹簧刚度为

000013d[( ]

d d d ( d d 16110N/mm

a n n a n n p p A K x V V A V p p Anp x x

V V +?=

=??? =×

悬架系统偏频为

11.36Hz f =

= 4.3 空气弹簧设计匹配注意问题

空气弹簧匹配设计时，可根据悬架要求和承载能力选择适当的弹簧工作高度以及合适的弹簧刚度，以获车辆良好平顺性。

对于相同尺寸的橡胶空气弹簧，改变其工作内压，可获得到不同的承载能力，承载能力大致与内压成正比，因此同一种橡胶空气弹簧可适应多种载荷要求。

在设计确定空气弹簧的刚度时，也可以不影响汽车操纵稳定性前提下，尽可能选择较低的悬架高度刚度。由于空气弹簧刚度可以通过改变弹簧内压而加以改变，刚度与内压大致成正比，因此对于一个尺寸既定的橡胶空气弹簧，刚度是可变的，这样当载荷的改变时，自振频率几乎可以不变，这正是空气悬架优点所在。

5 结论

通过空气弹簧垂向弹性特性计算，可以看出，

采用空气弹簧悬架偏频较低，具有良好振动特性。通过计算不同工作高度的刚度和自振频率可以发现，空气弹簧有良好准等频特性，刚度在工作高度附近，刚度变化小，在大载荷和较小载荷情况下，刚度较大，因而对于城市大客车来说，乘客数变化频繁情况下仍可保持良好舒适性。

参考文献：

[1]喻凡，黄宏成，管西强. 汽车空气悬架的现状及发展趋势[J]. 汽车技术，2001，（8）.

[2]朱德库. 空气弹簧及其控制系统[M]. 济南：山东科学技术出版社，1989.

[3]长春汽车研究所悬挂组. 大客车的空气悬挂[J]. 汽车技术，1980.

Air spring deflection

100

200

A i r s p r i n g f o r c e /k N

汽车用空气弹簧垂向弹性特性分析与计算.

机械2008年第8期总第35卷设计与研究?９? ———————————————— 收稿日期：2008－04－13 基金项目：湖北省武汉市科技攻关重点项目（200710321089）汽车用空气弹簧垂向弹性特性分析与计算黄卫平，鲍卫宁（江汉大学机电与建工学院，湖北武汉 430056）摘要：空气悬架系统主要由空气弹簧、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成，空气弹簧是空气悬架系统的核心部件，空气弹簧具有理想的弹性特性，载荷越大弹簧刚度越大；空气弹簧自振频率低，通用性较好，能适应不同载荷和工作高度；空气悬架系统由于有良好舒适性在商用汽车上得到广泛应用。空气悬架设计时，合理选择空气弹簧结构型式，确定气囊的工作高度、承载能力，可获得极其柔软的弹簧特性，空气弹簧垂向特性对于整车平顺性匹配有重要影响，本研究通过对空气弹簧弹性理论的分析，讨论了空气弹簧垂向刚度和自振频率的计算方法，旨在寻求空气弹簧与整车匹配的基本。以城市客车设计为例，探讨了空气弹簧载荷确定、空气弹簧型号选择、刚度匹配设计基本方法，并指出空气弹簧设计匹配注意基本问题。研究结果表明，合理匹配空气弹簧刚度，空气悬架可以获得良好综合特性。关键词：空气弹簧；弹性特性；非线性；匹配设计中图分类号：U463.33+4.2 文献标识码：A 文章编号：1006－0316(200808－0009－03 The elastic characteristic computation of the automobile air spring HUANG Wei-ping，BAO Wei-ning

(School of Electromechanical & Architectural Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，China Abstract ：Introduced the automobile with the air spring structure and the principle of work and the elastic characteristic of air spring, the calculation formulas for stiffness and natural frequency are derived, with the example of the match design of the city bus air suspension system, the analysis and match design is carried out, the suggestion about how to select air spring to match the automobile suspension is also given . Key words：air spring；elasticity characteristic；non-linearity ；suspension design 空气弹簧诞生于上世纪中期，早期主要用于机械设备隔振。1944年，通用和法尔斯通公司首次实现了在客车上的应用；1947年美国的普尔曼车上首次使用了空气弹簧的悬架系统；1951年，美国NEWAY 公司的独立总成成为世界上第一款批量应用的空气悬架系统，因通用性强，结构简单，成本较低而迅速占领北美市场。欧洲则遵循另外一条道路，各自开发适合自己车型的空气悬架系统。由于空气悬架具有良好的性能，使其在汽车悬架中的应用越来越广泛。目前，国外高级大客车几乎100%使用空气悬架；重型载货车上空气悬架的占有率也达到了85%；大约80%的拖挂车使用空气悬架；空气悬架在轻型车辆上的应用目前虽然只占市场份额的10%，预测到2008年将达到40%；部分轿车也逐渐装备了空气弹簧悬架。 1 汽车空气悬架结构空气悬架系统主要由空气弹簧组件、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成，如图1所示。它以空气弹簧为弹性元件，利用空气的可压缩性实现其弹性作用的。通过压缩空气的压力能够随载荷和道路条件变化进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度几乎没有变化，可以大大提高乘坐的舒适性。 ?１０?设计与研究机械2008年第8期总第35卷

空气弹簧研究综述

空气弹簧研究综述 1.3 空气弹簧研究综述 1.3.1 国内外空气弹簧发展简史空气弹簧的发展仅有五十多年的时间。美国自1947年，在普尔曼车上首先采用空气弹簧，后来在意大利、英国、法国等许多欧洲国家对空气弹簧做了大量研究工作，装有空气弹簧的转向架相继出现。1955年，日本国家铁路技术研究院机车车辆动力试验室，对在车辆上安装的空气弹簧进行了系统的研究，为设计空气弹簧提供了宝贵的基本数据；同时，对装有空气弹簧的车辆进行了一系列的试验工作。目前，日本不仅在铁路客车上成功地装用了多种型式的空气弹簧，而且在货车上也予以采用。在日本，装有空气弹簧的转向架，不仅数量多，而且型式多样。空气弹簧绝大多数用于中央悬挂，轴箱弹簧为螺旋钢弹簧。起初只安装三曲囊式空气弹簧，用以改善车辆的垂向振动性能，横向复原仍采用摇动台。为了取消复杂、笨重的摇动台结构，于是研制出了约束膜式空气弹簧和自由膜式空气弹簧，这类空气弹簧不仅能承受垂向振动，而且可以利用其具有良好的横向刚度的优点来承受横向振动；同时，可以与牵引拉杆两端部的弹性元件共同作为横向复原装置。牵引拉杆一端连接摇枕，另一端连接在构架（对心盘支重的转向架）上，或连接在车体（对旁承支重的转向架）上。牵引拉杆两端弹性元件的横向复原力，对空气弹簧来说，是比较小的。 1957年，我国第一机械工业部汽车研究所，对空气弹簧做了大量的试验研究工作，并装在汽车上试用，积累了一些经验。1958年，沈阳机车车辆厂在试制的“东风号”客车上，首先装用空气弹簧，即由天津车辆段和天津橡胶研究所共同研制出一种双曲囊式空气弹簧（图），其有效直径为460mm时，高度为184mm，最大外径为520mm。这种空气弹簧曾先后在天津车辆段、北京车辆段，装在101型、201型和202型转向架上，以代替叠板弹簧。实践证明：这种空气弹簧的垂向振动性能具有良好的运行品质。但是，由于没有采用高度控制阀，在列车返段时，只好采用人工加气；同时，泄漏问题也没有得到很好的解决，所以没有继续应用。 1959年，四方机车车辆厂在新造低重心车辆的转向架上，1960年在新造双层客车的转向架上，又安装了双曲囊式空气弹簧。但是由于车辆自重较大，空气弹簧的有效承压面积不够，同时受到列车管压力的限制，支承不了簧上重量，只好与螺旋钢弹簧联合使用，并设计了机械式高度控制阀，对空气弹簧的高度进行自动控制；同时，在垂向振动性能方面也取得了比只用钢弹簧更好的运行品质，受到旅客好评。 1965年，长春客车厂在试制DK1型转向架时，又对双曲囊式空气弹簧稍加改进，并设计了电磁式高度控制阀，采用无摇动台结构，在摇枕中下部和构架侧梁内侧之间加装横向复 km，因此，垂向振动性能原弹簧。经过多次试验，由于地铁电动客车运行速度不超过80h 很好。但由于采用横向复原螺旋钢弹簧，在车辆进出曲线和通过道岔时侧摆较大，横向振动性能仍不理想，横向复原弹簧安装也很不方便，故未扩大应用。长春客车厂于同年在试制高速列车的CCKZ1型转向架上，安装了外筒锥角为40o，内筒为0o的约束膜式空气弹簧；四方机车车辆厂于同年也在同列高速客车的KZ2型转向架上安装了内外筒皆为0o的约束膜式空气弹簧，这两种转向架均采用旁承支重的无摇动台结构，用节流孔产主阻尼，代替垂直油

钢板弹簧课程设计46546

目录 1.汽车钢板弹簧结构选择 (4) 2.钢板弹簧结构设计计算 (5) 3.初定片数、截面尺寸 (7) 4.按作图法求各片弦长 (8) 5.挠度计算 (8) 6.钢板弹簧各片应力计算 (8) 7.加预紧力 (9) 8.钢板弹簧各片实际弦长的计算 (13) 9.在自由状态下各片的曲率半径计算 (14) 10.钢板在极限工作下的强度验算 (16) 11.卷耳和销的计算 (17) 12.参考文献 (18) 13.附表1 14.附图

汽车设计课程设计题目设计题目：汽车钢板弹簧设计主要技术和性能参数（第二组）前轴轴负荷（N）空载15144 满载19344 前轴非簧载质量（kg）420 钢板弹簧作用距离L（mm）1300 两个”U”型螺栓中心距S（mm）110 静绕度f c（mm）（满载） 80-90 动绕度f a(mm) 56 钢板弹簧满载时弧高F 28 钢板弹簧卷耳固定点至路面距离C 550

汽车钢板弹簧简介钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种元件。它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可不等），曲率半径不等的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹簧梁。钢板弹簧的第一片（最长的一片）称为主片，其两端弯成卷耳，内装青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的村套，以便用弹簧销与固定在车架上的之家或吊耳作铰链连接。钢板弹簧主要由主片、副片、弹簧夹、螺栓、套管、螺母等组成。钢板弹簧的中部一般用U形螺栓固定在车桥上。汽车钢板弹簧的材料一般用60Si2Mn、55SiMnVB。

一、汽车钢板弹簧结构选择 1.选择断面形状有矩形，T形，单面有抛物线边缘，单面有双槽等断面形式为了提高疲劳强度，选用60Si2Mn材料即最常用的板簧材料为热轧弹簧扁钢。因为矩形断面钢板弹簧的中性轴，在钢板断面的堆成位置上。工作时，一面受拉应力、另一面受压应力作用，而且上、下表面的名义拉应力和压应力的绝对值相等。故选择矩形断面形式。 2.长度圆整圆整为“0”“5”尾数 3.叶片端部形状选用矩形： 4.卷耳、吊耳的结构方案 ①吊耳②卷耳③包耳

空气弹簧动力学特性分析

空气弹簧是一种在柔性密闭橡胶气囊中冲入压缩空气,利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件,它的的振动固有频率较低,且不同载荷下几乎保持不变,是一种隔振性能优良的隔振器。担架支架是伤员运送车辆在行驶途中承载、固定卧姿伤病员担架的主要设备。担架支架的隔振系统设计在很大程度上决定了伤病员在运送途中的乘卧舒适性。性能优异的担架支架隔振系统能有效提高伤员运送车辆的运送能力。空气弹簧是较为合适的可用于担架支架系统的隔振器,它是利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件。作为隔振元件,空气弹簧具有非线性变刚度特性,通过内压的调整,可以得到不同的承载能力;承受轴向载荷和径向载荷,可产生相对较好的缓冲隔振效果;还具有结构简单、安装高度低、更换方便、工作可靠、质量轻、单位质量储能量高等优点。将空气弹簧增加附加气室能显著降低空气弹簧的刚度及固有频率。本文对应用于急救车担架支架装置的空气弹簧隔振器的动态特性进行了理论分析、实验测试、实验建模等方面的研究,为今后进一步研究半主动控制的空气弹簧隔振系统提供了参考依据。本文首先介绍了空气弹簧的研究与发展现状,对空气弹簧的性能和优缺点进行了比较。并对空气弹簧的动力学特性进行研究,推导了空气弹簧动刚度计算公式,分析了其动力学特性的影响因素,建立了带附加气室与不带附加气室空气弹簧的力学模型。其次做了空气弹簧的动力学特性实验,得到如下结论:不带附加气室时,当初始气压、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加;当激振频率增加时,空气弹簧的动刚度随之减小。空气弹簧的固有频率几乎保持不变。而带附加气室空气弹簧在节流孔孔径4-7mm范围内,当孔径增大时,空气弹簧动刚度随之减小;当初始气压、激振频率、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加。在高频(8Hz)左右时,振幅、频率的变化对动刚度的改变已不明显。在低频率时,带附加气室能显著降低空气弹簧的动刚度,而在较高频率时,带附加气室会使空气弹簧的动刚度增加。最后对带附加气室空气弹簧力学模型进行了简化,通过实验数据运用最小二乘法对模型参数进行了识别,并用四个指标对模型拟合精度进行了评价。分析结果表明误差较小,模型能够比较准确的反映出应用空气弹簧隔振器的力学特性。

汽车钢板弹簧的性能、计算和试验

汽车钢板弹簧的性能、计算和试验东风汽车公司技术中心陈耀明 1983年3月初稿 2005年1月再稿

目录前言（2）一．钢板弹簧的基本功能和特性（3） 1.汽车振动系统的组成（3） 2.悬架系统的组成和各元件的功能（6） 3.钢板弹簧的弹性特性（7） 4.钢板弹簧的阻尼特性（12） 5.钢板弹簧的导向特性（14）二．钢板弹簧的设计计算方法（17） 1.单片和少片变断面弹簧的计算方法（17） 2.多片钢板弹簧的刚度和工作应力计算（24） 3.多片弹簧各单片长度的确定（32） 4.多片弹簧的弧高计算（36） 5.钢板弹簧计算中的几个具体问题（43）三．钢板弹簧的试验（46） 1.钢板弹簧的静刚度测定（46） 2.钢板弹簧的动刚度测定（50） 3.钢板弹簧的应力测定（52） 4.钢板弹簧单片疲劳试验（53） 5.钢板弹簧总成疲劳试验（54）

前言本文是为汽车工程学会悬架专业学组所办的“减振器短训班”撰写的讲义，目的是让汽车减振器的专业人员对钢板弹簧拥有一些基本知识，以利于本身的工作。内容分为三部分：钢板弹簧的基本功能和特性，设计计算方法，以及试验等。因为这部分内容非本次短训班的重点，所以要求尽量简单扼要，也许有许多不全面的地方，只供学习者参考。有关钢板弹簧较详细的论述，可参考本学组所编的“汽车悬架资料”。

一．钢板弹簧的基本功能和特性 1.汽车振动系统的组成汽车在道路上行驶，由于路面存在不平度以及其它各种原因，必然引起车体产生振动。从动态系统的观点来看，汽车是一个多自由度的振动系统。其振源主要来自路面不平度的随机性质的激振，此外还有发动机、传动系统以及空气流动所引起的振动等等。为改善汽车的平顺性，也就是为减小汽车的振动，关键的问题是研究如何对路面不平度的振源采取隔振措施，这就是设计悬架系统的根本目的。换言之，就是在一定的道路不平度输入情况下，通过悬架系统的传递特性，使车体的振动输出达到最小。当研究对象仅限于悬架系统时，人们往往把车体当为一个刚体来看待。即使这样，汽车仍然是一个很复杂的多自由度系统，见图1。如果不涉及汽车的横向振动和角振动，可以将左右悬架合并，使汽车振动系统进一步简化，见图2。在一定条件下，也就是当质量分配系数等于1，即前后悬架的输出与输入各自的相干特性达到最大值时，就可以将前、后悬架分开，单独看成一个两自由度振动系统。这时，组成每一个振动系统的元素就是质量（簧载质量与非簧载质量），弹性元件（悬架弹簧和轮胎）和阻尼元件（悬架阻尼元件和轮胎阻尼），见图3。

空气弹簧的工作原理及性能

空气弹簧空气弹簧的基本结构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。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。空气弹簧端部与连接板的法兰密封形式有：LHF 型、JBF 型、GF 型、

HF 型、ZF 型五种结构形式。参考网址：https://www.360docs.net/doc/1f5579343.html, （详见空气弹簧端封形式选择及装配结构）空气弹簧端封形式选择及总装配结构 1、弹簧高度、承载能力和弹簧刚度的选择：设计时，可彼此独立地,范围相当广泛地选择弹簧高度，承载能力和弹簧刚度，可获得极其柔软的弹簧特性。弹簧高度：使用高度控制阀，可根据使用要求适当控制空气弹簧的高度，在簧上载荷变化的情况下保持一定高度。承载能力：对于相同尺寸的空气弹簧，改变内压，可得到不同的承载能力，承载能力大致与内压成正比。这便达到了同一种空气弹簧可适应多种载荷要求。弹簧刚度：在设计空气弹簧的刚度时，可以依靠改变弹簧内压而加以选择，刚度与内压大致成正比，因此，可以根据需要将刚度选得很低，对于一个尺寸既定的空气弹簧，刚度是可变的，它随载荷的改变而变化，因而在任何载荷下自振频率几乎不变，所以它能使被支承系统具有几乎不变的性能。 2、固有的振动频率较低空气弹簧与附加空气室相连，可是空气弹簧装置的固有振动频率降低到0.5∽ 3Hz。在任何载荷的作用下，空气弹簧都可以保持较低而近乎相等的振动频率。 3、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。

2001—2010年济南市空气质量特征分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/1f5579343.html, 2001—2010年济南市空气质量特征分析作者：尹承美于丽娟高帆来源：《现代农业科技》2012年第03期摘要利用济南市环境空气监测资料，使用国内普遍采用的API空气污染指数，分析了济南市2001—2010年空气质量的变化特征。结果表明：2001—2010年济南市环境空气质量为良或优的天数总体呈上升趋势；冬、春季空气质量比夏、秋季差，污染最轻的是8月，污染最重的是12月或1月；近10年主要污染物为可吸入颗粒物PM10，可吸入颗粒物的来源呈多样性，近年来，汽车尾气污染和建筑尘逐渐成为济南市环境空气污染的主要因素；空气污染较重时一般伴随冷空气影响，近低层存在逆温，不利于污染物的扩散。关键词空气质量；变化特征；重度污染；天气形势；山东济南；2001—2010年中图分类号 X823 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0027-02 大气是人类赖以生存的基本环境要素。但随着工业的发展、城市人口的增加、煤炭和石油燃料的迅猛增长，大气环境质量日趋恶化，大气污染已成为影响环境和危害人类身体健康的主要因素之一。济南市位于北纬36°40′，东经117°0′，南依泰山，北跨黄河，地处鲁中南低山丘陵与鲁西北冲积平原的交接带上，地势南高北低。地形复杂多样，大体可分为3带：北部临黄带，中部山前平原带，南部丘陵山区带。济南地处中纬度，属暖温带大陆性季风气候区，四季分明：春季干燥少雨，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季严寒干燥。近年来，随着国民经济的飞速发展，城市环境污染问题已经成为最严重的环境问题之一，如可吸入颗粒物常会形成大范围灰霾天气[1-2]。因此，分析和研究环境空气质量，对于改善济南市环境空气质量具有极为重要的意义。 1 数据来源环境空气质量API指数（Air Pollution Index，简称API）是一种反映和评价环境空气质量的数量尺度方法，就是将常规监测的几种环境空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数数值形式，并分级表征环境空气污染程度和环境空气质量状况（表1、表2）[1]。 2 2001—2010年空气质量变化特征利用环境保护部数据中心2001—2010年济南市空气质量数据，使用国内普遍采用的API 空气污染指数来分析不同年份、不同季节环境空气质量变化特征。 2.1 2001—2010年空气质量年变化规律

汽车空气弹簧的应用

空气弹簧在汽车上的应用空气弹簧是汽车空气悬架系统的和重要组成部分，它利用空气的压缩弹性进行工作，具有缓冲、减振和承载重量等功能。空气弹簧具有优良的弹性特性，与普通钢制弹簧相比有许多优点，因而其应用围十分广泛。将空气弹簧用于汽车悬架系统可大大提高汽车的行驶平顺性和舒适性。 1934年，费尔斯通公司研制出膜片式空气弹簧并首先在美国通用客车上试应用成功。20世纪50年代中期，空气弹簧产品经过多年的研发和试验，有关技术逐步成熟，装有空气悬架的客车开始在美国、德国得到大批量推广应用。20世纪80年代以来，世界上主要的发达国家为了减少车辆对道路的破坏和增加车辆的舒适性，在客车上几乎全部使用了空气弹簧，重型商用车上的使用率也超过了80%。空气弹簧的种类空气弹簧由橡胶气囊、上盖板、底座、辅助气室，夹紧环和缓冲块等组成。根据橡胶气囊工作时变形式的不同，空气弹簧的结构形式主要分为膜式空气弹簧、囊式空气弹簧和混合式空气弹簧3种(见图1)。膜式空气弹簧是圆柱形结构，根据橡胶气囊止口与接口的连接方式，膜式空气弹簧又分为约束膜式和自由膜式。约束膜式空气弹簧一般用螺栓夹紧密封，自由膜式空气弹簧则采用橡胶气囊的压力自封。囊式空气弹簧的外形结构有些象灯笼，有单曲、双曲或多曲囊式空气弹簧。早期的商用车上主要使用双曲囊和三曲囊式空气弹簧。近期膜式空气弹簧的用量逐步增加，是因为膜式空气弹簧具有行驶平顺性好和行程大的优点。不同种类空气弹簧的使用区别 1.膜式空气弹簧 (1)有效面积变化率较小，因此其刚度较低，易于得到较低的固有频率。 (2)通过改变活塞底座的形状和利用活塞底座的空心腔增加出储气空间，优化其刚度特性，从而获得理想的非线性特性。

空气弹簧动力学特性分析

空气弹簧动力学特性分析担架支架是伤员运送车辆在行驶途中承载、固定卧姿伤病员担架的主要设备。担架支架的隔振系统设计在很大程度上决定了伤病员在运送途中的乘卧舒适性。性能优异的担架支架隔振系统能有效提高伤员运送车辆的运送能力。空气弹簧是较为合适的可用于担架支架系统的隔振器,它是利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件。作为隔振元件,空气弹簧具有非线性变刚度特性,通过内压的调整,可以得到不同的承载能力;承受轴向载荷和径向载荷,可产生相对较好的缓冲隔振效果;还具有结构简单、安装高度低、更换方便、工作可靠、质量轻、单位质量储能量高等优点。将空气弹簧增加附加气室能显著降低空气弹簧的刚度及固有频率。本文对应用于急救车担架支架装置的空气弹簧隔振器的动态特性进行了理论分析、实验测试、实验建模等方面的研究,为今后进一步研究半主动控制的空气弹簧隔振系统提供了参考依据。本文首先介绍了空气弹簧的研究与发展现状,对空气弹簧的性能和优缺点进行了比较。并对空气弹簧的动力学特性进行研究,推导了空气弹簧动刚度计算公式,分析了其动力学特性的影响因素, 建立了带附加气室与不带附加气室空气弹簧的力学模型。其次做了空气弹簧的动力学特性实验,得到如下结论:不带附加气室时,当初始气压、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加;当激振频率增加时,空气弹簧的动刚度随之减小。空气弹簧的

固有频率几乎保持不变。而带附加气室空气弹簧在节流孔孔径4-7mm范围内,当孔径增大时,空气弹簧动刚度随之减小;当初始气压、激振频率、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加。在高频(8Hz)左右时,振幅、频率的变化对动刚度的改变已不明显。在低频率时,带附加气室能显著降低空气弹簧的动刚度,而在较高频率时,带附加气室会使空气弹簧的动刚度增加。最后对带附加气室空气弹簧力学模型进行了简化,通过实验数据运用最小二乘法对模型参数进行了识别,并用四个指标对模型拟合精度进行了评价。分析结果表明误差较小,模型能够比较准确的反映出应用空气弹簧隔振器的力学特性。

钢板弹簧悬架系统设计规范--完整版

钢板弹簧悬架系统设计规范 1 范围本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的

弹簧的类型

弹簧的类型、工作特性及其应用如按承载特点分：则有压缩弹簧、拉伸弹簧及扭转弹簧等；在压缩弹簧中，又可分为圆柱状和变径两大类，前者有圆形截面、矩形截面及多股压缩弹簧；后者有圆锥形、腰鼓形(中凹型、中凸型及组合型等)及蜗卷型；由于螺距不同，它又可分为等螺距和变螺距两类压缩螺旋弹簧；弹簧的类型很多，可按弹黄形状、承载特点，制造方法及所用材料等方面进行分类。如按形状分:则有螺旋弹黄、板(片)簧、杆簧、碟形弹簧、环形弹簧、平面蜗卷弹簧、截锥蜗卷螺旋弹簧以及其它特殊形状的弹簧；如按承载特点分：则有压缩弹簧、拉伸弹簧及扭转弹簧等；在压缩弹簧中，又可分为圆柱状和变径两大类，前者有圆形截面、矩形截面及多股压缩弹簧；后者有圆锥形、腰鼓形(中凹型、中凸型及组合型等)及蜗卷型；由于螺距不同，它又可分为等螺距和变螺距两类压缩螺旋弹簧；如按成型方法分：则有冷成型弹簧和热成型弹簧两大；如按材质分：则有碳素钢弹簧、合金钢弹簧、不锈钢弹簧;磷青铜弹簧、铍青铜弹簧以及各种特殊合金弹簧等。在非金属材料方面:则有塑料弹簧、橡胶弹簧及陶瓷弹簧。此外，还有液体弹簧及空气弹簧等。在外力作用下，不论哪一种类型的弹黄，在其材料中所产生的应力往往是弯曲应力或扭转应力。根据材料中产生的主要应力类型来分，则弹簧的类型可归纳如表1-1所示。 1-1 应力类型弹簧类型弯曲应力多板弹簧.薄板弹簧，扭转娜旋弹簧，蜗卷弹簧(包括发条弹簧).翻形弹簧扭转应力压缩螺旋弹簧、拉伸螺旋弹簧、扭杆、截距蜗卷螺旋弹簧(即笋形弹簧) 拉·压应力环形弹簧复合应力箍簧、Z字型（锯齿形）弹簧设计和使用弹簧时，不仅要根据要求选择弹簧的类型和材料，而且要求出弹簧的具体尺寸，使它与所占空间的大小及许用应力的高低相适应。为了解决这些问题，经常要应用下列三个关系: 1 .弹簧的变形(位移)是载荷的函数，反之亦然； 2.材料中的最大应力是载软荷或变形的函数； 3.形变能(应变能)是载荷和变形的函数。通常，把弹簧承受的载荷P(或扭矩T)和变形F(或扭转角φ)之间的关系曲线称为弹簧工作时的特性线。这种待性线有如下几种类型：印直线型、渐增型、渐减型及其它组合型, 如图1-1所示。圆柱形圆截面材料的压缩或拉伸弹簧、单板弹簧，扭杆弹簧、扭转弹簧及非接触平面蜗卷弹簧待都具有直线型的工作特性线(图1-1a)。而变节距的压缩弹簧、圆锥螺旋弹簧、各种变径的螺旋弹簧(中凸或中凹型)等都具有渐增型的特性线(图1-lb曲线1)；单纯渐减型特性线在弹簧设计中应用很少，多股压缩弹簧组合螺旋弹簧具有组合特性线(图1-1c)。多板弹簧、环形弹簧，碟形弹簧以及接触平面蜗卷

西安空气质量时空变化特征分析_邵天杰

文章编号:1001-4675(2008)05-0723-06 西安空气质量时空变化特征分析* 邵天杰1,赵景波1,2 (1.陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安710062; 2.中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西西安710075) 摘要:以1990-2001年西安市空气污染物的监测数据和西安统计年鉴资料为依据,对其平均浓度的时空变化特征进行分析。结果表明:西安市空气总体污染较为严重,通过科学的管理和技术的改进,近年来空气中污染物浓度呈明显下降趋势。西安市空气污染物的时空变化特征比较明显,月变化曲线呈/U0字型,且冬春季节重于夏秋季节,这主要是由冬季取暖和不利气象条件造成的。1,2,11,12月西安空气污染较为严重,6~9月空气污染物浓度较低,与月平均气温变化具有较好的反相关性。1996年以来,西安空气污染物呈现明显的空间转化特征,工业区污染物浓度大幅度下降,商业区和居住文教区的污染反而高于工业区,这反应了近年来产业结构调整、能源结构改变和区域发展速度的差异,应引起环保部门的重视。关键词:时空变化;空气质量;污染物浓度;西安市中图分类号:X51文献标识码:A 随着城市经济的迅速发展、人口的快速增长以及人类生产生活过程中造成的植被破坏,导致了城市空气环境质量越来越差。有毒有害工业废气的排放,日益严重的温室效应,飞扬的尘土以及寄生其中的病菌,无不对人类的生产生活造成严重的影响,甚至直接影响人们的身体健康。人们在提高生活水平的同时,对自己生活的环境越来越关心,空气质量状况日益成为市民关注的环保焦点之一。西安市是一个空气污染严重的城市11-32。虽然很多专家对西安市空气状况进行了大量研究14-62,但多是针对空气中某种单一的污染因子,同时对多种空气污染因子研究得不多。本文以1990-2001年西安市空气污染物的监测数据和统计年鉴为依据,通过标度指数和空气污染指数对西安市空气质量进行量化分析。了解西安市空气环境质量的当前状况,并对影响空气环境质量的因素进行研究,有利于唤起人们的环保意识,对执行大气环境质量管理也有重要意义。 1区域概况西安市位于关中盆地中部秦岭北麓,介于33b42c~34b44c N,107b40c~109b49c E之间。四季冷暖干湿分明,春季升温迅速,干燥多风;夏季炎热高温,日照强烈;秋季凉爽湿润,时有阴雨;冬季寒冷干燥,雨雪偏少。年无霜期226d。1月份平均气温0.4e,7月份平均气温26.6e,年平均气温13.3e。多年平均降水量613.7mm,年平均相对湿度69.6%。地势南高北低,相差悬殊。市区面积1066 km2,城市建成区面积178km2。现辖9区4县,总人口7.25@106,是世界著名的历史文化名城。 2大气污染物年际变化 2.1SO2的年际变化由图1可以看出,近10年来西安市大气中SO2浓度保持在一个相对稳定的范围内,并表现出明显的时间段。1991-1994年和1997-2000年是两个明显的下降期,这一时段SO2的最大浓度值为0.091 m g/m3,是国家二级标准(5环境空气质量标准6G3095-1996)的1.52倍,出现在1997年;其次是0.083m g/m3,是国家环境空气质量二级标准的1.38倍,出现在1991年。最小浓度为0.045m g/m3,低于国家环境空气质量二级标准,出现在2000年;经计算可得,1990-2001年SO2的年平均浓度为0. 062m g/m3,是国家环境空气质量二级标准的1.03 第25卷第5期2008年9月干旱区研究 AR I D ZON E RESEAR C H Vo.l25No.5 Sep.2008 *收稿日期:2007-05-25;修订日期:2008-04-28 基金项目:陕西师范大学研究生创新基金(2008CXS015);教育部重大招标项目(05JJ D770014);中国科学院地球环境研究所国家重点实验室项目(SKLLQG0506) 作者简介:邵天杰(1982-),男,安徽淮北人,硕士生,研究方向为环境污染评价与治理.E-m ail:s h aotian jie_2002@163.co m 通讯作者:赵景波.E-m ai:l zhaoj b@https://www.360docs.net/doc/1f5579343.html,

空气弹簧的优点

空气弹簧的优点及分类近年来，非线性课题一直是各学科的研究前沿，在隔振领域也不例外。随着隔振设计中对隔振系统各种性能指标要求的提高，迫使人们不断探索新型的隔振器。非线性隔振器能够自动避开共振，有效抑制振动幅值、隔离冲击，因而受到广泛的关注。线性隔振器却不能自动避开共振。非线性隔振器的刚度是随隔振器变形量的不同而变化的，因而由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率与振动幅值有关。如果隔振器是非线性硬特性的，固有频率随振幅的增加而上升；如果隔振器是非线性软特性的，固有频率随振幅的增加而下降。当设备在启动过程中经过共振点时，被隔振设备的振动幅值将出现峰值，高出静态位移许多倍。随着振幅的迅速增长，由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率将上升或下降，从而避开共振频率。对于线性隔振器，其刚度值是不变的，只能通过阻尼作用控制共振振幅。但是过了共振点之后，隔振器的隔振效率因为阻尼的作用而下降。此外非线性隔振器还能有效防止冲击。对于非线性硬特性的隔振器其刚度随变形量的增加而上升，遇到冲击时，簧上载荷的加速度随变形量的增加而增大，因而在较小的变形下冲击速度迅速降低。对于非线性软特性的隔振器其刚度随变形量的增加而降低，因而能够起到缓冲作用，但隔振器的变形量较大。在很多情况下不允许有太大的变形量，就应该选择非线性硬特性隔振器来防止冲击。根据上述分析，空气弹簧是一种理想的隔振元件。空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气压缩的非线性恢复力来实现隔振和缓冲作用的一种非金属弹簧。它具有优良的非线性硬特性，因而能够有效限制振幅，避开共振，防止冲击。空气弹簧隔振系统的固有频率可以设计得很低，甚至达1Hz以下，而橡胶隔振器的自振频率一般为5-7 H z。所以空气弹簧的隔振效率比起其它隔振元件高得多，而且能够隔离低频振动。特别是因为空气弹簧隔振系统容易实施主动控制，作为一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，空气弹簧的应用越来越广泛。 1.2 空气弹簧的分类及特点 1.2.1 空气弹簧的分类目前国内、外对空气弹簧的分类方法很不统一，大致有下列几种：（一）按橡胶囊的曲数分类空气弹簧按橡胶囊的曲数分为单（一）曲，双（二）曲，三曲，……，n曲，如图1-3和图1-4所示。随着曲数的增加，刚度变小，空气弹簧隔振系统的固有频率也相应减小。但这不仅给制造上带来了麻烦，而且还会引起橡胶囊的弹性不稳，因此一般只使用到4曲。（二）按结构型式分类 1. 日本《空气弹簧》一书中的分类：胶囊型空气弹簧：轮胎型[ 图1-3 (c) ] 平板型[ 图1-3 (a)、(b) ] 耳垂型[ 图1-4 (b) ] 2. 我国的分类：空气弹簧：囊式空气弹簧[ 图1-2、1-3 ] 约束膜式空气弹簧[ 图1-4 (a) ] 自由膜式空气弹簧[ 图1-4 (b) ]

汽车钢板弹簧设计计算

。 1.1单个钢板弹簧的载荷已知汽车满载静止时汽车前轴荷G1=3000kg，非簧载质量Gu1=285kg，则据此可计算出单个钢板弹簧的载荷: Fw1=（G1－Gu1）／２＝1357.5 kg （１）进而得到： Pw1=Fw1×9.8=13303.5 N （２） 1.2钢板弹簧的静挠度钢板弹簧的静挠度即静载荷下钢板弹簧的变形。前后弹簧的静挠度都直接影响到汽车的行驶性能[1]。为了防止汽车在行驶过程中产生剧烈的颠簸（纵向角振动），应力求使前后弹簧的静挠度比值接近于1。此外，适当地增大静挠度也可减低汽车的振动频率，以提高汽车的舒适性。但静挠度不能无限地增加（一般不超过240 ｍｍ），因为挠度过大，即频率过低，也同样会使人感到不舒适，产生晕车的感觉。此外，在前轮为非独立悬挂的情况下，挠度过大还会使汽车的操纵性变坏。一般汽车弹簧的静挠度值通常如表1[2]所列范围内。本方案中选取fc1=80 ｍｍ。 1.3钢板弹簧的满载弧高满载弧高指钢板弹簧装到车轴上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差[3]。当H0=0时，钢板弹簧在对称位置上工作。考虑到使用期间钢板弹簧塑性变形的影响和为了在车架高度已限定时能得到足够的动挠度值，常取H0∈10－20ｍｍ。本方案中H01初步定为１8ｍｍ。 1.4钢板弹簧的断面形状板弹簧断面通常采用矩形断面，宜于加工，成本低。但矩形断面也存在一些不足。矩形断面钢板弹簧的中性轴，在钢板断面的对称位置上。工作时，一面受拉应力，一面受压应力作用，而且上、下表面的名义拉应力和压应力的绝对值相等。因材料的抗拉性能低于抗压性能，所以在受拉应力作用的一面首先产生疲劳断裂。除矩形断面以外的其它断面形状的叶片，其中性轴均上移，使受拉应力的一面的拉应力绝对值减小，而受压应力作用的一面的压应力绝对值增大，从而改善了应力在断面上的分布情况，提高了钢板弹簧的疲劳强度并节约了近10%的材料。本方案中选用矩形断面。 1.5钢板弹簧主片长度的确定

空气弹簧的分类及特点.

空气弹簧的分类及特点近年来，非线性课题一直是各学科的研究前沿，在隔振领域也不例外。随着隔振设计中对隔振系统各种性能指标要求的提高，迫使人们不断探索新型的隔振器。非线性隔振器能够自动避开共振，有效抑制振动幅值、隔离冲击，因而受到广泛的关注。线性隔振器却不能自动避开共振。非线性隔振器的刚度是随隔振器变形量的不同而变化的，因而由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率与振动幅值有关。如果隔振器是非线性硬特性的，固有频率随振幅的增加而上升；如果隔振器是非线性软特性的，固有频率随振幅的增加而下降。当设备在启动过程中经过共振点时，被隔振设备的振动幅值将出现峰值，高出静态位移许多倍。随着振幅的迅速增长，由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率将上升或下降，从而避开共振频率。对于线性隔振器，其刚度值是不变的，只能通过阻尼作用控制共振振幅。但是过了共振点之后，隔振器的隔振效率因为阻尼的作用而下降。此外非线性隔振器还能有效防止冲击。对于非线性硬特性的隔振器其刚度随变形量的增加而上升，遇到冲击时，簧上载荷的加速度随变形量的增加而增大，因而在较小的变形下冲击速度迅速降低。对于非线性软特性的隔振器其刚度随变形量的增加而降低，因而能够起到缓冲作用，但隔振器的变形量较大。在很多情况下不允许有太大的变形量，就应该选择非线性硬特性隔振器来防止冲击。根据上述分析，空气弹簧是一种理想的隔振元件。空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气压缩的非线性恢复力来实现隔振和缓冲作用的一种非金属弹簧。它具有优良的非线性硬特性，因而能够有效限制振幅，避开共振，防止冲击。空气弹簧隔振系统的固有频率可以设计得很低，甚至达1Hz 以下，而橡胶隔振器的自振频率一般为5-7 H z 。所以空气弹簧的隔振效率比起其它隔振元件高得多，而且能够隔离低频振动。特别是因为空气弹簧隔振系统容易实施主动控制，作为一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，空气弹簧的应用越来越广泛。

动车组空气弹簧系统的组成及其特性分析

动车组总体题目：动车组空气弹簧系统的组成及其性能分析姓名：谭兆利学号：EMU 2015007 成绩：二〇一五年一月

摘要：铁路机车车辆上采用弹簧装置来缓冲冲击，使列车平稳运行，改善机车横向运动性能和曲线通过性能。随着高速铁路的发展，传统的弹簧装置已经不能满足高速列车性能的要求，现在多采用圆弹簧、橡胶弹簧及空气弹簧。圆弹簧和橡胶弹簧经常被用作一系悬挂，而空气弹簧则被广泛运用于二系悬挂。本文主要介绍空气弹簧的组成及其各部件性能的分析。关键字：空气弹簧；高度调整；差动阀 1.系统组成。主要有空气弹簧本体、附加空气室、高度控制阀、差压阀和滤尘器等组成（见图1）。 2.压力空气传递过程（见图1）压力空气由列车主风管1→T形支管2→截断塞门3→滤尘止回阀4→空气弹簧储风缸5→主管→连接软管6→高度控制阀7→附加空气室10和空气弹簧本体8。 3.高度调整阀工作原理。为了保持车体距轨面的高度不变，在车体与转向架之间装有高度调整阀，以调节空气弹簧橡胶囊中的压缩空气，使车辆地板面不受车内乘客的多少和分布不均匀的影响，基本保持水平。

3.1调节过程（见图2）：在正常载荷位置，及H h =时，充气通路L V →和放气回路E L →均被关闭；当车体载荷增加时，此时H h <，阀动作，使L V →通路开启，压缩空气向空气弹簧充气，直至地板上面上升到标定高度为止。当车体载荷减少时，此时H h >，阀动作，使E L →通路开启，空气弹簧向大气排气，直至地版面下降到标定高度为止。 3.2高度调整阀装置结构。不同动车组所使用的高度调整装置结构有所区别，这里以2CRH 和3CRH 动车组所采用的高度调整阀装置为例来加以说明。 2CRH 的结构如图3 所示。该高度调整阀内使用的工作油特性如下：种类：硅油；黏度：25,/1023s m -℃；温度系数：0.6.；流动点：-50℃以下。高度调整阀工作过程分进气过程和排气过程，具体如图4，图5 当然，上述调整只是在静态时进行，不能影响车体与转向架间的正常震动。保证高度调节阀仅在静态需要调整时才起作用，而对动态震动不起作用，这就要求高度调整阀必须具有如下特性：具有不感带（10±1）mm ；具有时间延时（3±1）s ；内腔充满硅油，起阻尼作用。 3CRH 的高度调整阀组成主要包括高度阀座、高度阀、水平杆、螺纹杆、调整环和下座等部件见图6 高度控制阀的主体采用螺钉固定在高度阀座上，阀座与摇枕相连，而该阀的阀杆铰接在转向架上。高度控制阀在转向架的位置可参见图6。通过调整高度控制阀和转向架构架之间的螺纹杆的长度以便调整由于车轮

长安大学汽车设计大作业_钢板弹簧

钢板弹簧设计题目：二、为110 微型汽车设计后钢板弹簧悬架。已知参数：总重：Ga=13100N( 驾驶室内两人) 自重：Go=6950N( 驾驶室内两人) 空车：前轴载荷=4250N 后轴载荷=2700N 满载：前轴载荷=5750N 后轴载荷=7350N 非簧载质量=690N （指后悬架）钢板弹簧长度L=(1000~1100)mm 骑马螺栓中心距S= 70mm 满载时偏频n= （ 1.5~1.7 ）H 叶片端部形状：压延要求： ?确定钢板弹簧叶片断面尺寸，片数； ?确定钢板弹簧各片长度（按1:5 的比例作图）； ?计算钢板弹簧总成刚度； ?计算钢板弹簧各片应力；注意：①叶片断面尺寸按型材规格选取（参看“汽车标准资料手册”中册P39，表5—36），本题拟在以下几种规格内选取：

= 6 65,765,8 65 6 63,763,8 63 6 70,770,8 70 ②挠度系数可按下式计算：式中：n’—主动片数 n—总片数设计要求：1 ）要求在CAD 环境下进行钢板弹簧各片长度的确定。 2 ）要求对计算结果进行分析说明。 60Si2Mn E=2.06*105N/mm2 满载偏频n2=1.6Hz 钢板弹簧长度L=1050mm 许用弯曲应力【σw】=500MPa 无效长度系数k=0.5 一．宽度b和片厚h 1.J0=[(L-ks)3cδ]/(48E) (1)c=F w/f c F w2=(G2- G u2)/2=(7350-690)/2=3330N F c2=(5/n2)2=(5/1.6)2=97.66mm c=3330/97.66=34.10N/mm (2)δ=1.5/[1.04(1+0.5*0/8)]=1.5*1.04=1.56 与主片等长的片数n’=0总片数n=8 J0=[(1050-0.5*70)3*34.10*1.56]/(48*2.06*106)=5625.60N/mm2 2.W0=F w(L-ks)/4[σw]=3330*(1050-0.5*70)/(4*500)=1689.975 3.h p=2J0/W0=6.66mm 4.宽度b的值在（6~10）h p中选取，取b=9h p=59.94mm 5.片厚h的值为1.1h p，h=7.33mm 6.选取国产型材h*b=8*65