空气弹簧悬架与钢板弹簧悬架比

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悬架主要参数的确定

悬架主要参数的确定悬架结构形式的选择汽车的悬架主要有独⽴悬架和⾮独⽴悬架，独⽴悬架的结构特点是，左右车轮通过各⾃的悬架与车架连接；⾮独⽴悬架的结构特点是，左右车轮⽤⼀根整体轴连接，再经过悬架与车架连接。

独⽴悬架与⾮独⽴悬架的优缺点对照见表1：表1 独⽴悬架与⾮独⽴悬架的优缺点对照所以前后轴都⽤⾮独⽴悬架。

从表格中可以看出可以可以⽅便维修，制造成本也低。

⽬前在客车上普遍应⽤的是空⽓弹簧做弹性元件的悬架。

悬架是连接车⾝和车轮之间⼀切传⼒装置的总称，主要由空⽓弹簧，减振器和导向机构三部分组成。

弹性元件⽤来传递垂直⼒，并和轮胎⼀起缓和路⾯不平引起的冲击和振动，减振器将振动迅速衰减。

导向机构⽤来确定车轮相对于车架或车⾝的运动，传递除垂直⼒以外的各种⼒矩和⼒。

空⽓弹簧与机械弹簧悬架的⽬的是⼀样的，都是为了保护车辆不受振动和路⾯冲击振动的影响。

但是，机械弹簧悬架也可能加强振动，因为⼀些⼩的来⾃路⾯的跳动都可能引起共振。

⽽空⽓弹簧消除振动的性能从⽽提⾼车辆的⾏驶平顺性-乘坐柔软性和舒适性是机械弹簧悬架系统所⽆法⽐拟的。

机械弹簧悬架的吸振相差太⼤，在俯仰摆动时，机械弹簧悬架的减振效果更差，只有空⽓弹簧悬架的25%。

空⽓悬架在客车的应⽤上具有许多优点，⽐如空⽓弹簧可以设计的⽐较柔软，可以得到较低的固有振动频率，同时空⽓弹簧的变刚度特性使得这⼀频率在较⼤的载荷变化范围内保持不变，从⽽提⾼汽车的⾏驶平顺性。

空⽓悬架的另⼀个优点在于通过调节车⾝⾼度使⼤客车的地板⾼度随载荷的变化基本保持不变。

空⽓弹簧的优点1.性能优点：由于空⽓弹簧可以设计得⽐较柔软，因⽽空⽓悬架可以得到较低的固有振动频率，同时空⽓弹簧的变刚度特性使得这⼀频率在较⼤的载荷变化范围内保持不变，从⽽提⾼了汽车的⾏驶平顺性。

空⽓悬架的另⼀个优点在于通过调节车⾝⾼度使⼤客车的地板⾼度随载荷的变化基本保持不变。

此外，空⽓悬架还具有空⽓弹簧寿命长，质量⼩以及噪⾳低等⼀些优点。

橡胶空气弹簧隔振设计及性能分析

刘业刚·橡胶空气弹簧隔振设计及性能分析2021年第47卷·53·作者简介：刘业刚（1987-），男，硕士，中级工程师，主要从事汽车非轮胎橡胶制品的研究开发工作。

收稿日期：2021-03-02橡胶空气弹簧是橡胶和帘线制成的弯曲气囊。

胶囊的双侧可以用两块钢板连起来，形成封闭，构成压缩空气室。

橡胶和帘线自身没有承重能力，通过填充在胶囊中的压缩空气进行支承。

它是依靠改变其中的压缩空气的压力来获得所需的刚性。

目前，对于橡胶空气弹簧的运用在中国已经十分成熟，尤其是在高精度仪器和工业设备以及车辆等方面的运用。

1　橡胶空气弹簧的工作原理橡胶空气弹簧是一种气压振动隔离仪。

在实现作用时间间隔内，位移变化不随环境载荷的添加而变动，即具备零压缩的特征。

橡胶空气弹簧作用时，里面充满高压气体(内部压力小于0.7 MPa)，出现一系列高压下形成的气体柱。

负载能力增大，从而使弹簧的缩短，内部的体积缩小，弹簧的刚性增大，里面的气体柱的有效承载面积增加。

当负载能力降低时，弹簧的长度会增大，内部空腔的体积会增加，弹簧的刚度将减弱，气柱在腔室中的有效承载面积将减小，弹簧的承重载荷能力将降低。

在空气弹簧的有效冲击下，空腔的高度，空腔的体积和空气弹簧的承载强度将正常而灵活的传递。

这是一种十分方便的隔振器[1]。

2　橡胶空气弹簧的设计与应用2.1　橡胶空气弹簧的设计（1）空气弹簧张力的大小多数取决于内部结构的形状和材料的不同。

在选择不同成分的橡胶时，我们橡胶空气弹簧隔振设计及性能分析刘业刚(青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛 266042)摘要：橡胶空气弹簧是气囊减振器,随着各种精密仪器的广泛应用，这些精密仪器的使用对外界环境的要求也越来越高。

在隔振方面，用橡胶空气弹簧进行隔振，减少了外界环境对各种精密仪器的影响。

本文具体剖析了橡胶空气弹簧的隔振设计和隔振性能，表明橡胶空气弹簧在一些高精度仪器、工业设备以及车辆上的一些隔振设计是合理可行的。

油耗分析——精选推荐

油耗分析油耗分析及节油趋势⼀、发动机的保养和调整车辆的油耗是以百公⾥油耗（L/100km ）来表⽰。

其计算公式为： Q=km N g F re 100/3672??η从上述公式可以看出。

汽车的油耗和汽车⾏驶时受到的阻⼒F 、发动机的有效油耗e g 、机械效率r η有关。

发动机的有效油耗e g ⼀⽅⾯取决于发动机的种类、设计、制造⼯艺，⽽另⼀⽅⾯与汽车⾏驶时的发动机的负荷率有关。

发动机的有效油耗越低，百公⾥的油耗就越低，反之，百公⾥油耗就越⼤。

所以应千⽅百计的降低发动机的有效油耗，使发动机的负荷率趋向合理，提⾼机械效率，百公⾥油耗就会下降。

通过保养和调整会提⾼发动机机械效率，降低有效油耗。

保养发动机的关键部位是“三滤”，所以应绝对保证“三滤”的清洁。

空⽓滤清器、柴油滤清器、机油滤清器应经常保持较⾼的滤清能⼒和较低的通过阻⼒。

其中空⽓滤清器的滤清能⼒是否正常，对油量的消耗尤为重要。

根据使⽤经验，空⽓滤清器部分堵塞时，油耗将增加5%~10%。

另外应经常检查曲轴箱通风情况。

保证曲轴箱内压⼒正常，并随时将曲轴箱内的废⽓排出，以免⽓缸窜⽓，稀释润滑油，⽽使发动机油耗增加。

⼆、正确选择油料柴油机可燃⽤各种牌号轻柴油，由于季节、⽓候不同，应选择不同牌号的轻柴油。

如果油品牌号选择有误，容易造成结蜡，堵塞油管、滤清器，油品⽩⽩地浪费，油耗⾃然上升。

油品选择有误，如夏天燃⽤冬季⽤油，将造成能源浪费、运输成本上升、经济性下降。

润滑油也应选择正确，它将决定着发动机起动和暖机⼯作时间的长短，并对发动机功率、汽车的动⼒性及油耗都有影响，更主要是影响发动机的寿命。

三、汽车底盘的调整和保养汽车底盘的调整和保养会影响到汽车发动机的性能和汽车的⾏驶阻⼒。

如通过调整使汽车的前轮定位正确，制动⿎和摩擦⽚间隙、轮胎⽓压正常，各相对运动零件滑摩表⾯光洁、间隙恰当并有充分润滑，底盘的⾏驶阻⼒⼩。

汽车底盘的技术状况对油耗的影响较⼤。

发动机的动⼒经底盘各部机件都要消耗⼀定的功率，如底盘技术状况不佳，必然导致底盘消耗功率的增加；⽽技术状况好的底盘，由于摩擦损失⼩，消耗功率少，发动机油耗相对降低，效率⾼。

空气悬架较传统钢制悬架特点

２１００年５月总３２期６
空气悬架较传统钢制悬架特点
尹超义
（州大学机械学院机械设计及其自动化专业贵
贵州
贵阳
５００３）５０ Leabharlann 中图分类号：ＧＴ
文献标识码：Ａ
文章编号：０７０４（０００ — １３０１０ — ７５２１）５０２ — １４ｋ／０ｍｈ时。装有空气是架的汽车车身的振幅比钢板弹簧悬架降
１空气悬架结构与原理、１１空气悬架结构与传统悬架不同。气悬架是以空气弹簧．空经济性和通用性较好。（）为空气弹簧以空气为介质，板簧相比，５因与内摩擦极小，因此工作时空气是架几乎没有噪声，空气悬架具有高吸振及低使噪声性能。这对于高级大客车来说是极其有利的。（）气悬架能通过车身高度调节阀来调节车身高度，而６空从保证车身高度不随载荷变化而变化。当簧载左右不均时，身高车度渊节阀可以维持整车车身处于水平状态。（）显著减小车身在转向时的侧倾角。试验表明，７可当车速在
工作。当因振动发生较大的压缩或拉伸位移时刚度迅速增加，从
而减小振幅。
２ｋ／下时，气悬架与板簧这两种悬架的侧倾角相同．车４ｍｈ以空当正常工作范围工作柔和．动频率较低，保持在标准高度附近振可速达到３ｋ／０ｍｈ时，气悬架的侧倾角就可以减小约３％。空０

悬架主要参数的确定

第三节悬架主要参数的确定一、悬架静挠度c f悬架静挠度c f ，是指汽车满载静止时悬架上的载荷Fw 与此时悬架刚度c 之比，即c f =Fw ／c 。

汽车前、后悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。

因现代汽车的质量分配系数ε近似等于1，于是汽车前、后轴上方车身两点的振动不存在联系。

因此，汽车前、后部分的车身的固有频率n1和n2(亦称偏频)可用下式表示式中，c1、c2为前、后悬架的刚度(N ／cm)；m1、m2为前、后悬架的簧上质量(kg)。

当采用弹性特性为线性变化的悬架时，前、后悬架的静挠度可用下式表示 111c g m f c = 222c g m f c =式中，g 为重力加速度(g=981cm ／s 2)。

将1c f 、 2c f 代入式(6—1)得到分析上式可知：悬架的静挠度c f 直接影响车身振动的偏频n 。

因此，欲保证汽车有良好的行驶平顺性，必须正确选取悬架的静挠度。

在选取前、后悬架的静挠度值1c f 和2c f 时，应当使之接近，并希望后悬架的静挠度2c f 比前悬架的静挠度1c f 小些，这有利于防止车身产生较大的纵向角振动。

理论分析证明：若汽车以较高车速驶过单个路障，nl ／n2<1时的车身纵向角振动要比n1/n2>1时小，故推荐取2c f =(0．8～0．9) 1c f 。

考虑到货车前、后轴荷的差别和驾驶员的乘坐舒适性，取前悬架的静挠度值大于后悬架的静挠度值，推荐2c f =(0．6～0．8) 1c f 。

为了改善微型轿车后排乘客的乘坐舒适性，有时取后悬架的偏频低于前悬架的偏频。

用途不同的汽车，对平顺性要求不一样。

以运送人为主的轿车对平顺性的要求最高，大客车次之，载货车更次之。

对普通级以下轿车满载的情况，前悬架偏频要求在1．00～1．45Hz ，后悬架则要求在1．17～1．58Hz 。

原则上轿车的级别越高，悬架的偏频越小。

汽车悬架构件的设计计算

汽车悬架构件的设计计算前言第一章汽车悬架的基本知识第一节汽车悬架构件一、导向机构二、弹性元件三、梯形机构四、阻尼元件五、稳定装置第二节汽车悬架型式一、悬架的基本要求二、悬架的分类(一)按功能原理划分(二)按导向机构划分(三)按弹性元件划分第三节汽车悬架型式的发展一、导向机构悬架型式的发展(一)单臂悬架的发展(二)从单臂到双臂(三)麦弗逊悬架(四)平衡悬架二、弹性元件悬架型式的发展(一)钢板弹簧悬架(二)螺旋弹簧悬架(三)扭杆弹簧悬架(四)空气弹簧悬架(五)油气弹簧悬架第二章汽车悬架的基础理论第一节汽车悬架术语和力矩中心一、特定术语二、力矩中心(一)定义(二)相关定理(三)悬架的侧倾力矩中心(四)悬架的纵倾力矩中心第二节多轴汽车的特性参数一、特性参数(一)外心距(二)组合线刚度(三)中性面(四)内心距(五)换算线刚度二、角刚度与角刚度比(一)角刚度(二)角刚度比第三节汽车平顺性的评价指标一、IS0263l标准二、常用评价指标第四节汽车操纵稳定性的评价指标一、定义及研究对象二、评价指标三、车身稳定性第三章汽车悬架构件的设计计算第一节汽车导向机构一、车轮定位参数(一)轮距(二)车轮外倾角(三)前束二、麦弗逊悬架的导向机构(一)悬架中心和力矩中心(二)换算线刚度和角刚度(三)受力分析三、半拖臂悬架的导向机构(一)相关参数(二)线刚度与角刚度(三)设计要点四、双横臂悬架的导向机构(一)空间模型(二)运动学特性(三)弹性元件受力(四)换算线刚度与角刚度(五)摆臂临界角五、单纵臂悬架的导向机构六、钢板弹簧悬架的导向机构(一)对称板簧的运动特性(二)非对称板簧的运动特性(三)中心扩展法的作图步骤及其修正方法(四)两点偏转法的作图步骤及其修正方法第二节汽车弹性元件一、钢板弹簧(一)普通钢板弹簧(二)变断面钢板弹簧(三)渐变刚度钢板弹簧(四)非对称钢板弹簧二、螺旋弹簧(一)普通压缩螺旋弹簧(二)变参数压缩螺旋弹簧(三)变节距压缩螺旋弹簧(四)变圈径等节距压缩螺旋弹簧(五)等螺旋角圆锥压缩螺旋弹簧(六)变丝径等内径压缩螺旋弹簧三、扭杆弹簧(一)端部结构和相关参数(二)变形及刚度(三)扭杆直径的确定(四)容量与容量比(五)材料和应力四、空气弹簧(一)空气弹簧的特点(二)空气弹簧的类型(三)空气弹簧的刚度计算五、油气弹簧六、橡胶弹簧(一)橡胶弹簧的类型和弹性特性(二)橡胶弹簧的静刚度计算第三节汽车稳定装置一、稳定装置的设计规范二、稳定装置的设计计算三、结构及布置四、普通型杆体变形公式的推导第四节汽车梯形机构一、普通梯形机构(一)内外轮转角关系(二)转弯半径的计算(三)梯形机构的转向特性(四)转向机构附加牵动轮转向二、断开式梯形机构(一)机构的设计(二)内外轮转角关系(三)侧倾牵动车轮偏转角第五节汽车阻尼元件一、汽车阻尼元件的分类及发展(一)减振器的分类(二)减振器的发展二、汽车阻尼元件的选用设计(一)阻尼特性(二)阻尼比(三)阻尼系数(四)最大卸荷力(五)工作缸直径的确定(六)合理的布置位置附表附表l 变丝径等圈径等螺旋角压缩螺旋弹簧附表2 等丝径变节距等圈径压缩螺旋弹簧附表3 等丝径等节距圆锥压缩螺旋弹簧附表4 等丝径等螺旋角圆锥压缩螺旋弹簧附表5 变丝径等簧径变节距变螺角压缩螺旋弹簧附表6 变丝径等节距变圈径压缩螺旋弹簧附表7 变丝径等螺角圆锥压缩螺旋弹簧附表8 变丝径等螺旋角圆锥压缩螺旋弹簧附表9 变丝径变节距变螺角圆锥压缩螺旋弹簧附表10 变丝径等螺角中凹双圆锥压簧，变丝径变节距中凸变圈径压缩螺旋弹簧附表11 无簧圈叠压变丝径等螺角圆锥压缩螺旋弹簧附表12 变丝径等螺角上直下锥压缩螺旋弹簧附表13 变丝径等内径组合式压缩螺旋弹簧附表14 各种截面形状的扭杆弹簧的设计计算公式。

汽狗下选择题

第16章万向传动装置问答题：1.万向转动装置在汽车上的应用主要有哪些？叙述如何利用万向节传动的不等速条件来实现两轴间的等速传动？2.图16-1是十字轴式刚性不等速万向节，请将下列各零部件名称填入相应的序号中，并简述十字轴刚性万向节的优缺点。

轴承盖；套筒；十字轴；万向节叉；滚针；油封；注油嘴；安全阀。

第17章驱动桥17.1选择题1．汽车驱动桥主要由( )、半轴和驱动桥壳等组成。

A．主减速器B．差速器C．转向盘D．转向器2驱动桥的功用有( )。

A．将变速器输出的转矩依次传到驱动轮，实现减速增矩B．将变速器输出的转矩依次传到驱动轮，实现减速减矩C．改变动力传递方向，实现差速作用D．减振作用3．驱动轿按结构形式可分为（）。

A．四轮驱动B．非断开式驱动桥C．综合式驱动挢D．断开式驱动轿4．差速器接其工作特性可分为( )两类。

A．普通齿轮式差速器B．防滑差速器C．综合式速器D．自锁式差速器5．主减速器的功用有( )。

A．差速作用B．将动力传给左右半轴C．减速增矩D．改变转矩的旋转方向6．主减速器按齿轮副结构形式分有( )几种。

A．圆柱齿轮式B．曲线锥齿轮式C．准双曲面锥齿轮式D．准双曲面圆柱齿轮式7．发动机前置前轮驱动的汽车，变速驱动桥是将( )合二为一，成为一个统一的整体。

A．驱动桥壳体和变速器壳体B．变速器壳体和主减速器壳体C．主减速器壳体和差速器壳体D．差速器壳和驱动桥壳体8．差速器的主要作用有( )：A．传递动力至左右两半轴B．对左右两半轴进行差速C．减速增矩D．改变动力传递方向9．汽车上常用的防滑差速器有( )两大类。

A．托森差速器B．强制锁止式差速器C．自锁式差速器D．圆锥齿轮式差速器10．托森差速器是一种新型的中央( )差速器，在四轮驱动汽车上日益广泛应用。

A．轮间B．齿间C．传动式D．轴间11．学生a说，全浮式半轴支承形式使半轴只承受转矩而不承受任何弯矩；学生b说，全浮式半轴支承形式使半袖只承受转矩而不承受任何反力。

电控空气悬架组成结构

电控空气悬架组成结构电控空气悬架是一种通过电控技术来调节车辆悬架系统的一种创新技术。

它采用空气弹簧来替代传统的钢板弹簧，通过电控系统来实现对悬架高度和硬度的精确调节。

电控空气悬架在汽车行业中越来越受到关注和应用。

电控空气悬架由哪些组成结构呢？主要由以下几个部分组成：气压传感器、控制器、电磁阀、压缩机和空气弹簧。

气压传感器用于感知车身的高度，将感知到的信息传输给控制器。

控制器接收到传感器的数据后，根据需求来控制电磁阀的开关，进而控制空气弹簧的气压。

压缩机则负责将空气压缩后供给空气弹簧使用。

那么，电控空气悬架的工作原理是什么呢？当车辆行驶在不同的路况下，感知器会实时感知到车身的高度变化。

控制器通过分析传感器数据，判断车身的高度是否符合设定值。

如果车身高度过高，控制器会通过打开电磁阀，将部分气体释放出来，降低车身高度；如果车身高度过低，控制器会通过打开电磁阀，将压缩机压缩的空气送入空气弹簧，提高车身高度。

通过不断地调节，使车身保持在一个合理的高度。

电控空气悬架相比传统的钢板弹簧悬架具有很多优势。

首先，电控空气悬架具有可调节性能。

根据路况和驾驶需求，可以通过控制器来调节悬架的高度和硬度，从而提升驾驶的舒适性和稳定性。

其次，电控空气悬架可以根据车辆载重情况来自动调节悬架高度，保持车身的平稳。

再次，电控空气悬架可以降低车身的重心，提高车辆的操控性能。

最后，电控空气悬架可以根据车速自动调节悬架的硬度，提升车辆的操控性和行驶稳定性。

在实际应用中，电控空气悬架被广泛应用于高端豪华车型和越野车型。

对于豪华车型来说，电控空气悬架可以提供更高的驾驶舒适性和稳定性，使乘客感受到更好的乘坐体验。

对于越野车型来说，电控空气悬架可以根据不同的路况来调节悬架高度，保证车辆在复杂的地形中行驶的稳定性和通过性。

然而，电控空气悬架也存在一些挑战和限制。

首先，由于电控空气悬架的复杂性，其成本相对较高。

其次，电控空气悬架需要较为复杂的维护和保养，对车主的要求也较高。

空气悬架性能分析

２种悬架对于车辆的操纵稳定性和平顺性的影响。
１悬架模型
１１钢板弹簧悬架车辆系统模型．
图１２自由度刚板
图２２自由度空气
弹簧悬架车辆模型
悬架车辆模型
为了便于钢板弹簧悬架与空气悬架比较，说明空气悬架对车辆操纵稳定性和平顺性的影响，本文采用２自由度１４车辆模型进行分析，钢板弹簧悬／
００．４０
－
１０
２０
３０
４０
５０
时间／ｓ
图４Ｃ级路面谱时域信号图３空气弹簧的载荷一变形曲线
较，如图５所示。图中ｉｌ和ｉ２是模型的输入模ｎｎ
根据试验所得数据，拟合出空气弹簧的刚度与
变形量的关系式：
维普资讯
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专题研究
ＳＰＥＣＩＲＥＳＥＡＲＣＨＡＬ
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空气悬架性能分析
巩利平，郑明军
（．太原大学１机电工程系，山西太原０００３０９；
２石家庄铁道学院．
机械工程分院，河北
石家庄
件，以气体为介质，利用气体的可压缩性实现其弹性作用＿。装备有空气悬架系统的车辆与装备钢板】］弹簧悬架的车辆相比，操纵稳定性、平顺性提高，
车轮动载荷降低。本文以传统钢板弹簧悬架车辆和空气悬架车辆为仿真对象，建立动力学模型，研究
根据图２的２自由度空气悬架车辆模型，由牛
顿第二定律，可建立空气悬架系统的运动微分方

商用车汽车空气弹簧悬架系统

界各地，为遍及全球的用户提供了安全舒适的乘坐感觉。
纽威公司也由此确立了其在空气悬架系统的世界领先地
位。图５为纽威公司研制开发生产的客车和载货汽车等驱动桥
系列空气弹簧悬架系统；图６它们的转向桥系列空气弹簧悬为
弹簧悬架系统，而我国仍处ｌ起步阶段，空气恳架系统只应用＿ｒ
在一些豪华客车和少部分重型货车和挂车。２世纪３年代中叶，美国儿士通轮胎公司研制出空气柱型００式的空气弹簧——ＡＩＥ空气弹簧（图１。１４年通用汽ＲＤＥ）４９
ＱｉｃＡｅｇＯ／ｇＹｉ／
商率澎车
空气弹簧悬架系统
口文／吴修义
气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件。卒气弹簧是在一个密封的容器内充入压缩空气（气压为０５．１Ｐａ，利用．～１０ｌ）Ｖ
气体的可压缩性，文现其弹性作用的。这种弹簧的刚度车公司与凡士通公一合作，在其客Ｊ车上进行了首轮试验；试验结果显
图６转向桥系列空气悬架系统
Ｂｅｏｗｓ气囊ｏｌ
加强坏
减振块
进气口
图４双节空气弹簧空气弹簧悬架系统广泛用于客车、载货汽车和挂车等车辆
的车桥。下面介绍美国纽威・柯洛克公司的空气弹簧悬架系安统。美国纽威・安柯洛克公司已有５多年的历史，如今装配的０
装配螺栓／进气口装配螺栓

汽车行业空气悬架专题研究

汽车行业空气悬架专题研究核心观点：空气悬架支持智能主动调节功能，明显提升驾乘舒适性、操控性。

传统汽车悬架系统由弹性元件、减振器、导向机构等部件构成，负责连接汽车车身、底盘与车轮，传递其相互作用的力和扭矩，并缓和路面传来的冲击。

与传统悬架相比，空气悬架结构上最大差异在于弹性元件的升级，并新增电子控制系统及气泵等部件，赋予悬架智能主动调节功能，具有操控稳定、高度可调、质量更轻、减振效果佳等优势，能够明显提升驾乘舒适性、操控性。

1、空气悬架的基本原理1.1、悬架是现代汽车的重要总成之一悬架是现代汽车重要总成之一。

悬架将汽车车身与车轮弹性连接，传递其相互作用的力和扭矩，并缓和路面传来的冲击载荷，保证汽车的操纵稳定性。

悬架系统主要由三大部件构成：（1）弹性元件：主要有螺旋弹簧、钢板弹簧、空气弹簧等，支撑垂直方向载荷。

（2）减振器：产生阻尼的主要元件，迅速衰减振动，改善汽车行驶平顺性。

（3）导向机构：传递力和力矩，兼起导向作用。

1.2、空气悬架的构成以及与传统悬架的差异空气悬架与传统悬架的最大差异在于弹性元件的升级，并新增电子控制系统及气泵等部件，赋予悬架智能主动调节功能。

空气悬架的核心部件及其作用如下：①空气弹簧（弹性元件）：缓冲、减振、承重;②减振器（阻尼元件）：配合空气弹簧，缓冲振动，提升坎坷路段驾乘平顺感；③空气供给单元（包括空气压缩机、分配阀、悬置等）：通过充放气动态调节空气弹簧伸缩状态；④控制器ECU：实时控制空气供给单元和减振器，以调节空气弹簧刚度及减振器阻尼力；⑤传感器（高度传感器、车身加速度传感器等）：随时向ECU传递车辆状态；⑥储气罐：配合空气压缩机，以备及时响应ECU信号；⑦其他（空气管路等）。

1.3、空气悬架的工作原理空气悬架的工作原理：传感器将收集到的车身状态信号传给控制单元ECU，控制单元依据一定的算法发出指令，驱动空气供给单元工作，吸入空气并通过空气滤清器去除杂质并干燥后送入储气罐，通过分配阀输送到各轮边空气弹簧，以达到调节悬架高度及刚度的目的。

空气弹簧特性试验研究

维普资讯
２００８年９月第３６卷第９期
机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＣＩＳ
Ｓｐ２０ｅ．０８Ｖｏ．６Ｎｏ９１
江洪，祁晨宇，汪栋，张文娜
软且具有高度防破损能力，这使空气弹簧主要具有以
下特性：
（）空气弹簧具有刚度随气囊压力和辅助气室１容积以及底座形状的变化而改变的特点。，因此可以根据需要将空气弹簧设计成具有理想刚度特性的形
式。
器等的支承元件，以隔离地面的振动。空气弹簧是由气囊、底座、上盖板等部件组成。
０引言
随着人们生活水平的提高，对汽车乘坐舒适性的要求越来越高。汽车的操控性与舒适性一直是衡量汽
车性能的两大核心标准，但两者有时很难兼顾。良好的操控性需要汽车有着较硬的悬架，但较硬的悬架必
謇田基
（）ａ囊式（）式ｂ膜（）ｃ混合式
然会降低汽车的舒适性。与传统的钢板弹簧悬架相比较，空气悬架因其独特的性能和适应性，在汽车悬架领域的应用越来越广泛，而空气弹簧是空气悬架设计中极重要的关键部件。空气弹簧作为空气悬架中重要的弹性元件具有良好的弹性特性，用于车辆悬架装置中可以明显改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性，同时可以减轻重载车辆对路面的破坏，在高档客车和重型载货汽车上得到广泛的应用。此外，由于它与普通金属弹簧相比有许多优点，所以也应用于压力机、剪切机、压缩机、离心机、振动输送机、振动筛、空气锤、铸造机械和纺织机械等方面作为隔振元件；同时可用做电子显微镜、激光仪器、集成电路及其它物理化学分析精密仪

各种悬挂的优劣对比

各种悬挂的优劣对比2010年11月05日15:13腾讯汽车综合报道我要评论(6)字号：T|T悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。

典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。

弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。

悬挂系统是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。

从外表上看，轿车悬挂系统仅是由一些杆、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。

比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。

（一）非独立悬挂系统非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。

非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。

（二）独立悬挂系统独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。

其优点是：质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。

国内重型卡车悬架现状与发展趋势分析

国内重型卡车悬架现状与开展趋势分析来源:搜狐博客X琪玮2021-4-208:16:08悬架系统由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。

一般来说，汽车的悬架系统分为非独立悬架和独立悬架两种。

目前国内重型卡车的悬架主要为非独立悬架，悬架弹性元件一般为钢板弹簧。

1.板簧悬架钢板弹簧悬架(简称板簧悬架)又分为少片变截面钢板悬架与等截面多片板簧悬架。

目前国内95%以上的重卡悬架系统是以钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是构造简单，制造容易，维修方便，工艺成熟，工作可靠。

缺点是汽车平顺性、舒适性较差；簧下质量大，无法适应重卡轻量化的开展，并且不能同时兼顾重卡的舒适性与操纵稳定性。

而空气悬架那么充分利用了空气弹簧变刚性的特性，到达同时兼顾这两个方面的目的。

2.空气悬架空气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件,以空气做弹性介质,在一个密封的容器内充入压缩空气(气压为0.5~)，利用气体的可压缩性，实现其弹性作用的。

这种弹簧的刚度可变，具有较理想的弹性特性。

目前空气悬架控制模式主要有两种，一种是采用机械高度阀手动调节。

另一种为电子控制(ECAS)，使传统空气悬架系统的性能得到很大改善，提高了悬架操作舒适性和反响灵敏度。

3.橡胶悬架橡胶悬架是以橡胶弹簧为弹性元件，由于橡胶弹簧具有变刚度的特点，因此，整个悬架有较强的承载能力。

橡胶悬架在承载性、可靠性等方面都比传统使用的钢板悬架更具优势，而且能够适应矿山作业等恶劣工况。

国内重卡悬架开展现状1.板簧悬架国内汽车悬架弹簧生产企业160余家，遍布全国各地，具有规模的专业生产企业(生产规模在0.8万吨以上)约80余家。

产品质量水平已到达国外先进国家90年代水平。

大局部企业规模较小，生产集中度低，散乱差问题较严重。

其中真正形成大规模、大批量生产的企业为数不多，大多仍停留在简单生产工艺的水平上，产品本钱较高，难以参与国际市场竞争。

国内能够生产高档次汽车钢板悬架弹簧的企业只有4家：一汽集团XX汽车弹簧厂、东风汽车悬架弹簧、XX红岩汽车弹簧厂、XX汽车弹簧厂，他们都具有生产多种叠片簧、渐变刚度弹簧、少片变截面钢板弹簧和双曲率半径及平直段的汽车钢板弹簧的能力。

悬架主要参数的确定(精)

第三节悬架主要参数的确定一、悬架静挠度c f悬架静挠度凡是指汽车满载静止时悬架上的载荷Fw 与此时悬架刚度c 之比，即c f = Fw ／c 。

汽车前、后悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。

因现代汽车的质量分配系数ε近似等于1，于是汽车前、后轴上方车身两点的振动不存在联系。

因此，汽车前、后部分的车身的固有频率1n 和2n (亦称偏频)可用下式表示：π=2/111m c n π=2/222m c n (6-1)式中，1c 、2c 为前、后悬架的刚度(N ／cm)；1m 、2m 为前、后悬架的簧上质量(kg)。

当采用弹性特性为线性变化的悬架时，前、后悬架的静挠度可用下式表示111/c g m f c = 222/c g m f c =式中，g 为重力加速度(g=981 cm ／s ²)。

将1c f 、2c f 代人式(6-1)得到 11/5c f n = 22/5c f n = (6-2)分析上式可知：悬架的静挠度c f 直接影响车身振动的偏频n 。

因此，欲保证汽车有良好的行驶平顺性，必须正确选取悬架的静挠度。

理论分析证明：若汽车以较高车速驶过单个路障，21/n n <1时的车身纵向角振动要比21/n n >1时小，故推荐取2c f =(O ．8～O ．9) 1c f 。

考虑到货车前、后轴荷的差别和驾驶员的乘坐舒适性，取前悬架的静挠度值大于后悬架的静挠度值，推荐．2c f =(O.6～O.8) 1c f 。

为了改善微型轿车后排乘客的乘坐舒适性，有时取后悬架的偏频低于前悬架的偏频。

用途不同的汽车，对平顺性要求不一样。

以运送人为主的轿车对平顺性的要求最高，大客车次之，载货车更次之。

空气弹簧在汽车悬架系统中的应用分析

项目与课奠
Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆技Ｔｅｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界Ｖｉｓｉｏｎ
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空气弹簧在汽车悬架系统中的应用分析
郑冬喜肖静（九江学院机械与材料工程学院，江西九江３３２００５）
【摘要】悬架系统是汽车重要的组成部分，其重要的组成弹性元件有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式．而空气弹簧因
其特点应用越来越广泛，空气弹簧材料一个重要发展方向就是磁敏橡胶材料。
【关键词】悬架；空气弹簧；磁敏橡胶
（４）空气弹簧可以有效减轻汽车悬架的质量。（５）空气弹簧具有较高的疲劳寿命，其疲劳寿命可达３００万次以悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总上，实际使用寿命可达５年以上。而钢板弹簧的疲劳寿命一般只有２Ｏ称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭．并且缓冲由不万次。平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动．以保证汽（６）空气弹簧能适应多种刚度或载荷的要求，因此经济效果较好。车能平顺地行驶。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。而其中弹性元件又有２橡胶空气弹簧钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式．它们各自的特点橡胶空气弹簧是一种由橡胶、网线贴合成的曲形胶囊．俗称气胎、如下：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（１）钢板弹簧：由多片不等长和不等曲率的钢板叠合而成安装好个压缩空气室橡胶与网线本身不提供对负荷的承载力．而是由充入后两端自然向上弯曲。钢板弹簧除具有缓冲作用外．还有一定的减振胶囊内的压缩空气来完成。其曲囊数通常为１至３曲囊．但根据需要作用，纵向布置时还具有导向传力的作用非独立悬挂大多采用钢板也可以设计制造成４曲或５曲以上。还可以在一定条件下将两个空气弹簧做弹性元件．可省去导向装置和减振器．结构简单弹簧叠加使用．橡胶空气弹簧按形状分为囊式、膜式和袖筒式三大类（２）螺旋弹簧：只具备缓冲作用，多用于轿车独立悬挂装置。由于橡胶空气弹簧装配成总成后，向空气弹簧内充入压缩空气．利用没有减振和传力的功能．还必须设有专门的减振器和导向装置空气的可压缩性实现弹性作用．是具有弹簧作用的非金属弹簧．同时（３）扭杆弹簧：将用弹簧杆做成的扭杆一端固定于车架．另一端通橡胶空气弹簧拥有许多优越金属弹簧的特点：橡胶空气弹簧具有非线过摆臂与车轮相连．利用车轮跳动时扭杆的扭转变形起到缓冲作用．性特性．可根据需要将它的特性线设计成比较理想的曲线：橡胶空气适合于独立悬挂使用弹簧的刚度随载荷而变，使弹簧装置具有理想的特性：橡胶空气弹簧（４）空气弹簧：以气体作为弹性介质，液体作为传力介质．它利用能同时承受轴向和径向载荷．也能传递扭矩：橡胶空气弹簧通过调整气体的可压缩性实现其弹性作用的通过压缩气体的气压能够随载荷内压力，可以得到不同的承载能力，因此适应多种载荷的需求：橡胶空和道路条件变化进行自动调节，不论满载还是空载．整车高度没有变气弹簧的重量轻．使用寿命长：橡胶空气弹簧的高频隔振和隔音性能化，可以大大提高乘坐的舒适性。随着车辆减振性能的提高，空气弹簧好。橡胶空气弹簧所需安装空间小．更换方便。悬架因其独特的性能和适应性．正在逐步取代钢板弹簧悬架以橡胶空气弹簧为弹性元件的悬架方式叫做空气悬架系统目前１空气弹簧的发展国外高档客车、轿车及牵引车上几乎都装有空气悬架系统．国内中高档客车正在试制性使用或准备使用空气悬架系统当车辆采用空气悬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架系统后，可以实现车身高度的自动调节．使车身高度保持不变．橡胶用客车上试应用成功２０世纪５Ｏ年代中期．空气弹簧产品经过多年空气弹簧的自然频率低，减振和隔音效果好．可以大大提高车辆行驶的研发和试验，有关技术逐步成熟．装有空气悬架的客车开始在美国、的平顺行．乘座的柔软性和舒适性．同时可有效保护车上自身的和运德国得到大批量推广应用２Ｏ世纪８０年代以来．世界上主要的发达输的精密仪器和电器设备．减少维修次数和降低维修费用．延长车辆国家为了减少车辆对道路的破坏和增加车辆的舒适性．在客车上几乎使用寿命，并大大降低车辆对路面的冲击，延长路面的使用寿命。随着全部使用了空气弹簧．重型商用车上的使用率也超过了８０％国内空气悬架系统应用技术的成熟．以及国家对客车质量等级评审新我国早在２０世纪５Ｏ年代就对空气弹簧进行了研究。那时．我国规定的执行，空气弹簧在车辆上的应用前景将越来越普遍和广阔空气弹簧的研究主要侧重于火车和造纸机的配套和应用．用于商用车将现有的橡胶空气弹簧的橡胶囊主体材料改进成磁敏橡胶材料．上的空气弹簧的研究起步较晚。自２０世纪８０年代以来，我国部分科保持现有的橡胶空气弹簧的空气调节系统不变．并在控制单元模块中研院所、高校和企业对商用车空气弹簧进行了大量的研究．从总体上加入磁场强度调节系统．磁敏橡胶外囊的控制单元模块接收振动传感来看．我国的商用车空气弹簧在设计和制造上与发达国家相比还有相器和高度传感器发送的信号后．实时地改变电磁体与线圈产生的电磁当大的差距。随着空气悬架在商用车上应用的推广．空气弹簧的研究场强度从而对橡胶空气弹簧的外囊的刚度进行实时调整据此．磁敏也受到了重视。橡胶空气弹簧是一种在磁场变化条件下可以实时改变高度和刚度的通过研究发现空气弹簧有如下的性能：空气弹簧，它是性能高于橡胶空气弹簧的新一代优秀高新技术制品（１）空气弹簧具有非线性特性，刚度和承载能力可以调节，其刚度车辆动态姿态的控制需要具有高度控制特性的空气弹簧来实现．而磁随载荷的变化而变化空气弹簧的特性曲线可按实际需要进行理想设流变体阻尼器在磁场变化条件下可以实时改变阻尼．从而可以将两者计．使其在额定载荷附近具有较低的刚度值．并使空气悬架获得较低集成为一种实时改变高度，刚度和阻尼的智能型车辆主动悬架系统．的固有频率．因而工作柔和达到实时控制车辆的动态姿态，减小车辆振动．增加舒适性与安全性。ｆ２１利用高度阀可以改变或保持空气弹簧的高度压缩气体的气压磁敏橡胶空气弹簧将成为目前车辆弹簧的新一代换代产品．可以广泛能够随载荷和道路条件的变化进行自动调节．不论满载还是空载保证应用于各类汽车（工程机械、军用特种车辆）、火车、飞机、摩托车和农车身高度不随载荷的变化而变化，大大提高了乘坐的舒适性升高车业机械等各种悬架系统身以提高车辆在极差路面上的通过性．降低车身以方便人员或货物上下．提高高速行驶车辆的安全性３小结（３）空气弹簧具有高的吸振和降噪能力，不仅可以提高商用车的目前空气悬架系统多以空气弹簧为弹性元件，（下转第１３０页）舒适性．而且对车辆本身和运输的货物有一定的保护作用

空气弹簧设计

电动汽车中空气弹簧的设计规范是很重要的电动汽车空气弹簧设计规范，设计中应考虑的几个方面：1)设计高度。

设计高度应该在推荐的设计高度范围内。

因为如果弹簧经常在高于或低于其设计高度的范围内工作，则会对其寿命及性能带来不利的影响。

2)工作压力。

在电动汽车悬架设计中，为了得到最低的弹性系数和固有频率，弹簧一般应在551—689kPa的正常压力范围下工作；而中等工作压力276—551kPa将会延长弹簧的寿命。

同时，在轻载荷和反弹情况时，有必要保持一定的正压力。

3)电动汽车行驶比率：低的弹性系数意味着对电动汽车行驶的控制减弱，因此，必须提供一些辅助的恢复力。

平衡阀、减振器以及成形的活塞有时会改善这种状况。

一些较成功的方法是：①用一根行驶稳定杆将一个悬架臂与另一悬架臂连接起来。

②将带有刚性轴的刚性悬架臂与带有柔性件的悬架臂连接起来。

③将柔性恳架臂刚性地附在轴上。

④保持尽可能低的行驶惯量。

⑤悬架设计应尽量使滚动中心和实际一样高。

4)轴行程。

当电动汽车在不规则的道路上行驶时，低的弹性系数将使得轴行程增大，因此，设计时应考虑留出尽可能多的轴行程空间。

减振器应平缓减振。

终止回弹也是应该的，液压式减振器可用来终止回弹。

5)阻尼。

空气弹簧的回程能力要比多片钢板弹簧小很多，因此需要液压式减振器来控制电动汽车的状态。

6)空气弹簧的布置。

为了提高空气弹簧的承载能力，使其能够承受正常载荷之上的额外载荷，有时将空气弹簧安装在轴后面的牵引臂上。

但是，电动汽车的这种布置将使弹簧工作强度加大，因为为了满足轴的运动需要，而使得弹簧的行程增加。

为了获得超低悬架弹性系数及固有频率，有时将空气弹簧安装在悬架臂铰点和轴之间。

这将有助于延长弹簧的寿命，并能使压力在适当的设计参数范围内。

电动汽车弹簧设计中应做到如下几点：1)在空气弹簧最大直径时周围应该留有间隙，以防止电动汽车其他元件对弹性元件的磨损。

上、下护圈无错位时，25．4mm的间隙就足够了。

2)空气弹簧总成应该安装内部缓冲块或外部阻止块，以避免：①对于波纹管式空气弹簧，其压缩量低于“压缩高度”；对于滚动叶片式和套筒式空气弹簧，压缩量应限制在“压缩高度”的2．54mm 以上。

汽车空气弹簧的应用

汽车空气弹簧的应用空气弹簧是汽车空气悬架系统的与重要构成部分，它利用空气的压缩弹性进行工作，具有缓冲、减振与承载重量等功能。

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，因而其应用范围十分广泛。

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与舒适性。

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，空气弹簧产品通过多年的研发与试验，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，世界上要紧的发达国家为了减少车辆对道路的破坏与增加车辆的舒适性，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，夹紧环与缓冲块等构成。

根据橡胶气囊工作时变形式的不一致，空气弹簧的结构形式要紧分为膜式空气弹簧、囊式空气弹簧与混合式空气弹簧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与自由膜式。

约束膜式空气弹簧通常用螺栓夹紧密封，自由膜式空气弹簧则使用橡胶气囊内的压力自封。

囊式空气弹簧的外形结构有些象灯笼，有单曲、双曲或者多曲囊式空气弹簧。

早期的商用车上要紧使用双曲囊与三曲囊式空气弹簧。

近期膜式空气弹簧的用量逐步增加，是由于膜式空气弹簧具有行驶平顺性好与行程大的优点。

不一致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与利用活塞底座的空心内腔增加出储气空间，优化其刚度特性，从而获得理想的非线性特性。

(3)结构较为简单，便于大量生产。

(4)橡胶气囊的工作条件更为苛刻，耐久性与使用寿命比囊式空气弹簧低。

2.囊式空气弹簧通常在各曲之间镶有箍带，以使各曲之间的中间部分不致径向扩张，并可防止各曲之间的互相摩擦。