空氣彈簧的簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)

目錄5空氣彈簧發(fā)展史1236空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類空氣彈簧性能要求與失效模式空氣彈簧有限元分析技術(shù)4空氣彈簧的試驗(yàn)與檢測(cè)6空氣彈簧計(jì)算算例與有限元分析算例1.空氣彈簧發(fā)展史1580年，四輪馬車上使用鋼板彈簧（懸架）。1900年，美國(guó)人哈德福發(fā)明了第一個(gè)汽車減振器。1933年，美國(guó)凡士通公司（哈維·凡世通HarveyFirestone）研發(fā)出第一個(gè)空氣彈簧。1934年，美國(guó)凡士通公司研制出空氣彈簧懸架系統(tǒng)（AIREDE空氣彈簧）。1934年，通用汽車公司采用了前螺旋彈簧獨(dú)立懸架。1938年，別克汽車第一次將螺旋彈簧應(yīng)用到汽車后懸架上。1944年，凡世通公司與通用汽車公司合作，在通用客車上進(jìn)行了空氣彈簧首次裝車試驗(yàn)。1950年，福特汽車公司的麥弗遜制成了麥弗遜式獨(dú)立懸架，是轎車上應(yīng)用較多的懸架形式。1953年，通用汽車公司經(jīng)過大量的產(chǎn)品研制開發(fā)工作，開始生產(chǎn)裝有空氣懸架的客車。1984年，林肯大陸轎車采用了可調(diào)整的空氣懸架系統(tǒng)，從此電控懸架在汽車上開始采用。……目前，空氣彈簧和懸架技術(shù)仍在發(fā)展中。2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類膜式結(jié)構(gòu)囊式結(jié)構(gòu)混合式裝配用螺柱裝配&氣路螺柱裝配用螺孔氣路接口蓋板囊皮緩沖塊活塞活塞裝配用緊固件腰環(huán)鋼圈2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類囊皮結(jié)構(gòu)外層膠第二層簾子布第一層簾子布內(nèi)層膠外層膠----耐老化、耐屈撓、有較高的定伸應(yīng)力內(nèi)層膠----耐老化、好的氣密性簾布膠----與簾線的粘結(jié)性能好鋼絲膠----較高的定伸應(yīng)力、與鋼絲的粘結(jié)性能好、壓出性能好2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類-膠料性能NRCR硬度(邵氏A型)/度6654拉伸強(qiáng)度/Mpa25.821.1扯斷伸長(zhǎng)率/%640792熱老化性能（100℃×7d)硬度變化/度+21+16扯斷強(qiáng)度變化率/%-65-11扯斷伸長(zhǎng)率變化率/%-278-44耐臭氧老化性能(40℃×48h×55%RH,50pphm)3級(jí)0級(jí)NR與CR氣囊膠料性能比較

NR/CR氣囊膠料性能比較

CR分子結(jié)構(gòu)中，含有乙烯基氯，致使CR中雙鍵和取代基的反應(yīng)活躍都下降，對(duì)比而言，CR/NR或純CR生膠體系均比以往國(guó)內(nèi)采用的純NR生膠體系的老化性能優(yōu)異。耐熱氧—生膠體系的優(yōu)選2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類-膠料從生膠體系、硫化體系和防老體系考慮進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，使三者達(dá)到共硫化。對(duì)交聯(lián)形態(tài)最佳化的減振橡膠來講，出于物性和加工性能兩方面的原因，多數(shù)場(chǎng)合是采用硫黃進(jìn)行交聯(lián)的。兼?zhèn)淠蜔嵝院湍推谛?，這在改善橡膠類材料的耐熱性上是十分重要的，配方上大多采用半有效硫化體系。

耐熱氧—交聯(lián)形態(tài)最佳化2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類-膠料根據(jù)NR（天然橡膠）和CR（氯丁橡膠）膠料的硫化曲線不同，探索不同硫化體系對(duì)膠料硫化性能的影響，使外層膠和簾布膠的粘合問題得以解決。NR和CR硫化曲線對(duì)比三種硫化體系的并用膠硫化曲線耐熱氧—交聯(lián)形態(tài)最佳化2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類-膠料CR硫化膠中各組分都會(huì)影響材料的焦燒性能，從抑制膠料在室溫下發(fā)生從α聚合體向β聚合體轉(zhuǎn)化入手，改善膠料的加工和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。由于減振橡膠是在動(dòng)態(tài)下使用的，它的老化(氧老化、臭氧老化、和疲勞老化)遠(yuǎn)比靜態(tài)時(shí)嚴(yán)重得多，各老化因素不僅單獨(dú)作用，還以各種各樣的耦合形式對(duì)橡膠施加作用，如機(jī)械方面的影響因素(載荷、振動(dòng)條件等)常常有大氣中的氧、臭氧和光等參與作用，還有熱(溫度)也參與作用，從而將導(dǎo)致橡膠的發(fā)粘(切斷交聯(lián))硬化(交聯(lián)的進(jìn)行)或者龜裂及裂紋等現(xiàn)象發(fā)生，所以防老劑的使用及其配合十分重要。同時(shí),新型防老劑的開發(fā)應(yīng)用也有很好的前景。耐疲勞老化—防老體系優(yōu)化2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類-膠料空簧膠料的耐屈撓性能比較膠料的耐屈撓性能原NR配方改進(jìn)前CR改進(jìn)后CR不出現(xiàn)龜裂的屈撓次數(shù)，萬(wàn)次6.637.4大于200達(dá)到6級(jí)的屈撓次數(shù)，萬(wàn)次37.452.4大于200空簧產(chǎn)品的疲勞性能比較產(chǎn)品名稱膠囊膠料產(chǎn)品疲勞試驗(yàn)結(jié)果EQ6111汽車空簧NR配方疲勞次數(shù)50萬(wàn)次時(shí)產(chǎn)品破壞CR配方疲勞次數(shù)300萬(wàn)次后產(chǎn)品完好耐疲勞老化—防老體系優(yōu)化2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類-膠料天然橡膠氣囊(使用1年后表面龜裂)氯丁橡膠氣囊(使用1年后表面完好)改進(jìn)前后空氣彈簧氣囊老化實(shí)物圖2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類-尼龍66簾子布尼龍66浸膠簾子布廣泛適用于橡膠工業(yè)的輪胎骨架材料，具有強(qiáng)度高、耐高溫、耐疲勞、耐沖擊等優(yōu)良特性，適用于斜交載重胎、工程胎、航空胎。2.空氣彈簧結(jié)構(gòu)和分類-簾子布1400dtex/2

dtex:分特，重量單位，指10000米長(zhǎng)的纖維束的克數(shù)（紗線和纖維都很細(xì)，用每米的重量來表達(dá)沒有實(shí)際意義）tex是特，tex指1000米長(zhǎng)的纖維束的克數(shù)D是旦尼爾，簡(jiǎn)稱旦，指9000米長(zhǎng)的纖維束的克數(shù)換算關(guān)系：即1tex=10dtex，1D=10/9dtex神馬實(shí)業(yè)股份有限公司產(chǎn)品930dtex/2-10000米次規(guī)格簾線；單絲重量為930g；98.4EPD—密度為98根/10cm；54″—幅寬為54英寸，即約為137cm；3.空氣彈簧性能要求與失效模式GB/T13061-1991

《汽車懸架用空氣彈簧橡膠氣囊》GB/T528-2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》HG/T2198-2011《硫化橡膠物理試驗(yàn)方法的一般要求》GB/T531-2008

《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗(yàn)方法》GB/T2941-2006《橡膠物理試驗(yàn)方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序》GB/T14450-2008《胎圈用鋼絲》……GB/T9102-2003《錦綸6輪胎浸膠簾子布》GB/T13934-2006《硫化橡膠或熱塑性橡膠屈撓龜裂和裂口增長(zhǎng)的測(cè)定》空氣彈簧設(shè)計(jì)建議了解的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)3.空氣彈簧研發(fā)流程客戶樣件/車輛參數(shù)懸掛優(yōu)化樣機(jī)試制性能試驗(yàn)ADAMSABAQUSUGPro/engineerSolidworksAutoCAD綜合性能試驗(yàn)垂向疲勞試驗(yàn)高、低溫試驗(yàn)爆破試驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算分析模具設(shè)計(jì)及制造零部件加工工藝設(shè)計(jì)空氣彈簧動(dòng)力學(xué)模型

整車動(dòng)力學(xué)模型

3.空氣彈簧性能要求與失效模式-性能曲線3.空氣彈簧性能要求與失效模式-性能曲線3.空氣彈簧性能要求與失效模式外層膠鋼絲膠內(nèi)層膠簾布層膠料耐曲撓性不夠上座橡膠氣囊橡膠支撐下座空氣彈簧失效與簾布膠粘合不牢膠與鋼絲粘合不牢與內(nèi)、外層膠粘合不牢性能不好膠料氣密性差強(qiáng)度不夠橡膠老化強(qiáng)度不夠強(qiáng)度不夠膠料耐老化性差膠料氣密性差空氣彈簧失效魚骨圖4.空氣彈簧的試驗(yàn)與檢測(cè)六通道電液伺服空氣彈簧綜合性能試驗(yàn)臺(tái)垂向動(dòng)特性試驗(yàn)臺(tái)氣囊24h的內(nèi)壓降不得超過0.02MPa。氣囊的破壞內(nèi)壓不得低于2.00MPa。氣囊簾布層間的粘附強(qiáng)度不得低于6kN／m。氣囊的臺(tái)架壽命不得低于300萬(wàn)次。4.空氣彈簧的試驗(yàn)與檢測(cè)空氣彈簧耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱

5.空氣彈簧有限元分析技術(shù)空