空氣懸架基礎(chǔ)知識(shí)

空氣懸架基礎(chǔ)知識(shí)第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一一、空氣懸架發(fā)展概述——空氣彈簧誕生于19世紀(jì)中期，早期用于機(jī)械設(shè)備的隔振?！?947年美國首先在普爾曼車上使用空氣彈簧，到1964年，德國生產(chǎn)的55種大中型客車，有38種使用了空氣彈簧。——目前，空氣懸架在歐美等發(fā)達(dá)國家的高速客車和豪華城市客車上的使用率已達(dá)到100％，在中、重型貨車以及掛車上也超過80％，如美國的Ford，德國的MAN等。第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一一、空氣懸架發(fā)展概述——有些高級(jí)轎車上也選裝了空氣懸架，如美國的林肯，德國的Benz600等?！谝恍┨胤N車輛(如對(duì)防振性要求高的儀表車、救護(hù)車及要求帶高度調(diào)節(jié)的集裝箱運(yùn)輸車)上，空氣懸架應(yīng)用的更為廣泛。第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一二、國外對(duì)空氣懸架的主要研究1、空氣彈簧垂直動(dòng)態(tài)特性研究；2、空氣彈簧側(cè)向特性試驗(yàn)；3、研究振動(dòng)頻率和彈簧反應(yīng)之間的關(guān)系，分析管道和氣室對(duì)彈簧特性變化的影響；4、空氣懸架對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的影響；5、空氣懸架的路面附著性和行駛平順性；6、采用有限元法優(yōu)化空氣彈簧結(jié)構(gòu)。第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一三、國內(nèi)空氣懸架的發(fā)展歷程1957年，長春汽車研究所與化工部橡膠研究所合作制造出了第一輛空氣懸架的載重汽車，相繼又設(shè)計(jì)了公共汽車、火車列車等車輛的空氣懸架；1958年開發(fā)了第一只高度控制閥；次年設(shè)計(jì)出了高級(jí)轎車用的高度控制閥；五十年代我國共設(shè)計(jì)出了十余種空氣彈簧氣囊和三種高度控制閥。但這階段對(duì)高度控制閥的可靠性和整個(gè)系統(tǒng)的密封性問題、懸架的穩(wěn)定性問題、空氣彈簧的特性理論問題等沒有解決。第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一三、國內(nèi)空氣懸架的發(fā)展歷程80年代初，長春汽研所再次進(jìn)行了空氣懸架的研究，并為武漢客車廠等廠家設(shè)計(jì)了空氣懸架，當(dāng)時(shí)的汽車自振頻率可降低到1.1-1.2Hz，平均車速提高的17%；此后相繼開發(fā)了一系列客車用空氣懸架。這個(gè)時(shí)期空氣懸架存在的主要問題是橡膠氣囊的壽命偏低，高度閥的泄漏問題也沒有解決。第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一三、國內(nèi)空氣懸架的發(fā)展歷程雖然我國對(duì)空氣懸架進(jìn)行過一定研究，但對(duì)空氣懸架特性問題還沒很好地解決。由于國外對(duì)空氣懸架特性研究結(jié)果表明，安裝有空氣懸架的汽車能提高汽車的整體性能。進(jìn)入90年代，國內(nèi)客車廠紛紛從國外購置空氣懸架及空氣懸架底盤裝車使用，如金龍、宇通、東風(fēng)杭汽、安凱、西沃、桂林大宇等客車廠。為了滿足空氣懸架維修配件的需要以及降低成本的需要，近年來國內(nèi)已有一些企業(yè)正在生產(chǎn)空氣懸架零部件，如貴州前進(jìn)橡膠有限公司、浙江瑞安市東歐汽車零件廠等廠家。同時(shí)，國內(nèi)也有一些公司在中國代理國外空氣懸架產(chǎn)品，如美國Neway懸架、REYCO懸架、德國SAF拖掛車懸架等產(chǎn)品。第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一三、國內(nèi)空氣懸架的發(fā)展歷程為了提高對(duì)空氣懸架的自主開發(fā)能力，國內(nèi)各大汽車廠、研究所、大專院校也對(duì)空氣懸架進(jìn)行過開發(fā)設(shè)計(jì)和理論研究。如：東風(fēng)汽車研究所對(duì)混合式空氣懸架進(jìn)行過設(shè)計(jì)。中國重型汽車集團(tuán)公司在斯泰爾車上安裝浮動(dòng)橋空氣懸架。交通部重慶公路科學(xué)研究所對(duì)大客車非獨(dú)立空氣懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究。北京理工大學(xué)進(jìn)行了日野RC420型客車空氣彈簧的臺(tái)架試驗(yàn)，并進(jìn)行了空氣彈簧靜、動(dòng)特性和氣室容積特性的分析。但是，目前我國還沒有整套空氣懸架的設(shè)計(jì)及制造廠家。第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一四、空氣懸架的結(jié)構(gòu)橫向推力桿導(dǎo)向臂減振器空氣彈簧橫向穩(wěn)定桿高度控制閥第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一四、空氣懸架的結(jié)構(gòu)1、空氣彈簧第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一1、空氣彈簧空氣彈簧的特點(diǎn)：1、具有非線性特性；2、質(zhì)量輕、內(nèi)摩擦極小，對(duì)高頻振動(dòng)有很好的隔振、消聲的能力；3、剛度和承載能力可以調(diào)整；4、空氣彈簧制造工藝復(fù)雜，費(fèi)用高。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一1、空氣彈簧空氣彈簧與鋼板彈簧平順性對(duì)比

第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一2、導(dǎo)向臂汽車空氣懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用是：(1)、在車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間傳遞力和力矩；(2)、使車橋(或車輪)按一定軌跡相對(duì)車身或車架跳動(dòng)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的這一作用非常重要。第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一3、橫向推力桿橫向推力桿是懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的重要部件，主要作用為：（1）、傳遞側(cè)向力；（2）、確定懸架側(cè)傾力矩中心。第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5、高度控制閥空氣彈簧的變剛度特性是由控制管路系統(tǒng)來保證的。管路中的高度閥根據(jù)行駛狀況不斷地調(diào)節(jié)空氣彈簧內(nèi)部氣壓，以保證懸架具有適合的剛度，從而使車身振動(dòng)偏頻在一個(gè)很小的范圍內(nèi)波動(dòng)。第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一4、減振器由路面激勵(lì)引起的汽車垂直、俯仰以及側(cè)傾等運(yùn)動(dòng)都會(huì)影響汽車的乘坐舒適性／行駛平順性。懸架減振器的一個(gè)重要作用是衰減因沖擊引起的車身的自由振動(dòng)，并抑制在共振頻率附近車身強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值、提高乘坐舒適性。第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一6、橫向穩(wěn)定桿為降低汽車的固有振動(dòng)頻率，改善行駛平順性，現(xiàn)代汽車懸架的垂直剛度值設(shè)計(jì)得較低，這就使汽車的側(cè)傾角剛度值也較低，結(jié)果，當(dāng)汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生很大的車身側(cè)傾角，影響行駛穩(wěn)定性，為克服這一缺點(diǎn)，常在懸架中采用橫向穩(wěn)定桿來提高懸架的側(cè)傾角剛度，或者調(diào)整前、后懸架側(cè)傾角剛度的比值，以保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一五、空氣懸架的系統(tǒng)特性

(1)、空氣懸架為剛度可變的非線性懸架?？商峁┝己玫男旭偲巾樞浴?/p>

(2)、空氣懸架質(zhì)量輕，彈簧剛度低，高速行駛時(shí)，輪胎與地面的附著能力強(qiáng)，制動(dòng)距離短；轉(zhuǎn)向時(shí)，過多轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向傾向減小，轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性強(qiáng)，提高了整車的操縱穩(wěn)定性。(3)、空氣彈簧內(nèi)的空氣壓力直接反映了簧載質(zhì)量，可取空氣壓力作為信號(hào)，控制制動(dòng)缸內(nèi)的氣壓，來控制制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力，更好地保證了行駛安全性。(4)、空氣懸架可調(diào)節(jié)車身高度；(5)、減少整車的振動(dòng)噪聲，提高汽車零部件使用壽命。第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一五、空氣懸架的系統(tǒng)特性汽車行駛時(shí)，路面受到汽車靜載荷的同時(shí)，還受到來自車輪的沖擊力，即動(dòng)載荷。車速越高，動(dòng)載荷越大，高速行駛時(shí)，動(dòng)載荷是靜載荷的2—3倍。在車輪垂直力、縱向力和側(cè)向力的綜合作用下，形成對(duì)路面的剪切力，使道路表面形成擁包、波浪，以至形成車轍；汽車的噸位越大，對(duì)高速公路路面的破壞程度越嚴(yán)重。因此，載重汽車已成為對(duì)高速公路破壞的主要原因之一。裝有空氣懸架的車輛高速行駛時(shí)，懸架剛度低，車輪動(dòng)載荷小，減輕了高速行駛車輛對(duì)路面的破壞。嚴(yán)禁超載！第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一六、空氣懸架的結(jié)構(gòu)型式1、復(fù)合式空氣懸架第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一六、空氣懸架的結(jié)構(gòu)型式2、全空氣懸架第21