空气弹簧元件计算

空气弹簧元件计算

1、空气悬架工作原理及使用特点：

空气悬架的工作原理：

如图所示发动机带动压气机1把压缩空气经过油水分离器10和调压阀9充入储气筒8中。调压阀可保持储气筒内空气的压力。需要时，压缩空气可以从储气筒出来，流入固定于车身上的高度控制阀3内。高度控制阀上有通气源的充气阀和通大气的放气阀，他们由控制连杆控制。当载荷增加时，车架下沉，控制连杆打开充气阀，压缩空气流入弹簧气囊，车身升高，至充气阀关闭。卸载时，车身上升，此时放气阀打开，气囊内空气排出，车身高度恢复。储气罐6与其它空气弹簧相通，保持相连通弹簧有相同压力。

使用特点：

空气悬架通过对气囊充气放气可以实现车身高度的变换。在坏路面上可以升起车身提高通过性，在平坦路面上可以降低车身获得低质心高度和较高稳定性及小的空气阻力。

采用空气弹簧可以在客车左右簧载质量不均匀时，通过高度控制阀保持整车车身水平。在汽车高速行驶时其车身侧倾角明显减小。同时其对路面的破坏度也很小。

空气弹簧特点：

空气弹簧有比较理想的非线性弹性特性。

如图所示空气弹簧在中间载荷下的静挠度大于钢板弹簧，使得其此时有较低的振动频率，从而提高了汽车的行使平顺性。通过合理的设计可以充分利用这种非线性特性。

空气弹簧还有噪声小，寿命长的优点，也有制造复杂，要求严格，成本高的缺点。2、空气弹簧的选择和布置：

为获得较大的车身侧倾角刚度，将空气弹簧布置于车架外侧。空气弹簧的横向空间占据相对较大，为防止限制转向轮转角和转向轮与其摩擦将其布置于主销所在位置内侧。

由于大客车后轴载荷很大，所以我在这里选用囊式的空气弹簧，由于囊式弹簧的刚

度较大，最好解决这方面的问题，有一个办法比较好，就是后轴采用两个c型梁支撑4个空气弹簧，可以有效的减低空气弹簧的刚度，并且，四个空气弹簧可以增加负荷，提高客车的性能。将空气弹簧安装在车架两端延伸出来的四个支梁上，将c型梁安装在车桥上，然后通过导向机构将悬架，车桥和车架联系起来，构成以个整体。所以可以选用囊式空气弹簧。

3、高度控制阀：

如图所示选用无阻尼高度控制阀

中立位置：如图所示，在此位置进气口空气不能进入空气弹簧，而且空气弹簧内的气体也无法从排气口排出，达到平衡状态。

充气位置：此时由于控制连杆的控制使得8向下运动从而使凸轮把活塞顶起，顶开气阀4，高压气体通过进气口从而流入空气弹簧，使压力升高，将车身抬高到原来高度后高度控制阀恢复中立位置。

排气位置：此时控制杆向上运动使凸轮带动活塞向下，气阀4封死，空气弹簧内的气体通过活塞中间孔道从排气口流出。气囊压力降低，车身下降，最后恢复到原来高度。

4、空气弹簧的计算：

设计以1R12—092型空气弹簧为本悬架选择的空气弹簧，根据此空气弹簧的动态特性表我们可以求出这个空气弹簧的设计高度，压力，弹簧比率，要求的空气弹簧压缩和伸长量，以及最大高度和最小高度限制。

（5000－4743.75）/（5000－3000）＝（1.28－f ）/（1.28－1.38） f=1.293Hz ，符合要求。

可计算单个弹簧所受载荷为21131N ，弹簧相对内压取0.4MPa ，则可算得有效面积A=52828mm 2

，0p =0.4+0.1=0.5MPa 。静平衡时振动频率取1.3HZ ，则联立公式：

2

0000(1)dA A C p Kp df V =-+

0n =

其中

dA

df

由于采用直筒活塞可取0。公式消去0V ，算得0C =179800N/m 。