空氣彈簧使用及技術參數

氣囊工程技術手冊手冊目錄一、空氣懸架概述二、空氣懸架的特點三、空氣彈簧四、氣囊的優(yōu)點五、氣囊的鎖定系統(tǒng)與未鎖定系統(tǒng)六、未鎖定系統(tǒng)的氣囊特點七、基本設計因素八、基本計算因素九、氣體定理十、固特異氣囊的特點十一、固特異氣囊的類別十二、使用氣囊的理由十三、氣囊安裝應避免的狀況十四、氣囊應用的“應當”事項十五、氣囊應用的“不應當”事項汽車應用的高級氣囊工程技術手冊該手冊重要介紹氣囊基本原理、類型和用途，方便協(xié)助工程師對其的理解。同時專門為特殊充氣氣囊的選擇提供有用資料。隨著充氣氣囊廣泛應用，該手冊充足發(fā)揮了作用。氣囊在商業(yè)領域的應用是近幾年發(fā)展起來的，但氣囊的原理在很早就發(fā)明出來了。有關氣囊實際應用的最早統(tǒng)計，是在1847年2月美國獲得該項專利JohnLweis發(fā)明的。19以前BenjiaminBell致力于研究不同形狀活塞的囊式氣囊的工作原理。有關氣囊想法可能是結合3前一位愛爾蘭人和一位英國人的構思的成果。愛爾蘭人RobertyBoyle曾在1660年發(fā)表一篇論文，題為“新實驗-接觸氣囊”創(chuàng)立了“溫度恒定的條件下，氣囊受到壓力時，所受壓力的大小和體積的變化將完全反彈給施壓方”的定理。后英國人RoberＨｏｏｋｅｒ總結了“固體物質受力和彈性間關系”。過去３５年中，美國固特異公司在研制氣囊領域始終處在領導地位，特別體現在滾筒狀氣囊、袖狀氣囊的改良，空氣調節(jié)沖擊吸入技術，多個汽車和工業(yè)的應用。滾筒氣囊最重要優(yōu)勢是有能力通過變化活塞輪廓，變化負載轉向，今天滾筒氣囊更適合大型客車和卡車的懸掛。本氣囊手冊，內容盡量利于理解。闡明了應用理念，如何一步步對的選擇氣囊，為您提供多個協(xié)助信息的表格和氣囊設計及安裝，你若需要更多設計方面的信息，請與固特異氣囊應用部聯系。該手冊提供的信息是可靠和精確的，但固特異對此信息不做任何確保，任何人根據進行的操作應自愿承當風險?？諝鈶壹芨攀鰬壹苁谴_保車輪（或車橋）與車架之間含有彈性聯系并能傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調節(jié)汽車行駛中的車身位置等有關裝置的總稱。汽車行駛的路面不可能絕對平坦，路面作用于車輪上的垂直反力往往是沖擊性的，特別是在壞的路面上高速行駛時，這種沖擊力將達成很大的數值。沖擊力傳到車架和車身時，能引發(fā)汽車機件的早期損壞，使乘員感到極不舒適。為了緩和沖擊，在懸架中必須裝有彈性元件，使得車架（或車身）與車橋（或車輪）之間作彈性聯系。懸架和彈性元件的種類諸多，使用空氣彈簧（氣囊）作為彈性元件的懸架即為空氣懸架?？諝鈶壹艿奶囟ㄝ^好的減振效果，減少車輛空載和負載下的震動；減少車輛振動對汽車和人身的傷害；減少汽車的維修和保養(yǎng)費用，延長車輛的壽命；提高駕駛的舒適度，減少疲勞；增加運輸貨品的范疇；使車輛合用更多路面，減少對壚坶的損害；技術日益成熟，應用日益廣泛。空氣彈簧空氣彈簧（簡稱氣囊）是在一種密封的容器中充入壓縮氣體（氣壓為0.5—1Mpa），運用氣體的可壓縮性實現其彈簧作用的。這種彈簧的剛度是可變的，作用在彈簧山岡的載荷增加時，容器內的定量氣體受壓縮，氣壓升高，則彈簧的剛度增大。反之，當載荷減少時，彈簧內的氣壓下降，剛度減小。這樣氣囊就含有抱負的彈性特性?？諝鈴椈捎心沂胶湍な絻煞N。囊式空氣彈簧是由夾有簾線的橡膠氣囊和密閉在其中的壓縮空氣所構成。囊式的內層用氣密性的橡膠制成，而外層則用耐油橡膠制成。氣囊的上下蓋板將氣囊密閉。氣囊的優(yōu)點可控制彈簧伸縮彈性系數；可調節(jié)負荷承載能力；容易實現的高度控制；減小摩擦；符合變化，但自然頻率基本不變。氣囊的鎖定系統(tǒng)與未鎖定系統(tǒng)氣囊鎖定系統(tǒng)氣囊若沒與氣源連接來控制高度或沒有氣閥裝置，稱其為鎖定系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用固定量的氣體作為彈性媒體。一定量氣體封閉在系統(tǒng)內，受壓和反彈時氣體量保持不變。氣囊的未鎖定系統(tǒng)氣囊通過高度控制或其它氣閥裝置與氣源連接，稱之為未鎖定系統(tǒng)。無論是靜止或受壓時，氣囊可在設計操作高度保持相對同樣的體積?，F在這種系統(tǒng)最慣用。在高度閥固定條件下，負載力和彈性系數是隨著固定氣體的壓力的變化而變化的。這種系統(tǒng)，額外的受壓氣體能夠保持氣囊的高度，即使氣囊的負荷在變化。這樣，負荷的變化狀況下，由于該系統(tǒng)的可保持氣囊體積不變，因此自然震動比鎖定系統(tǒng)固定。總之，該系統(tǒng)在負荷變化時，自然震動頻率不會隨之變化。未鎖定系統(tǒng)的氣囊特點有效靜態(tài)反彈由在靜態(tài)設計位置動態(tài)系數決定見圖2.1，在動態(tài)負壓反彈曲線靜態(tài)設計位置點畫一條切線，切線與橫坐標（零負載）的交點，測出該交點與靜態(tài)設計點間距離。自然震動頻率與有效靜止反彈有直接關系。彈性系數與受力成正比例。系統(tǒng)的自然頻率在一定受力范疇內是不變的。系統(tǒng)的自然震動頻率可能會隨氣囊設計、體積及其在系統(tǒng)中位置而變化基本設計因素氣囊彈性部分只產生一小部分彈力，其它部分由氣體直接傳給結實支撐部分。彈性部分所受壓力是由內部空氣產生，對于袖狀氣囊，是由活塞產生。最初高壓力和激烈變化力量會影響耐久性。氣囊設計中考慮到最低的最大壓力和少的循環(huán)壓力變化，這樣可延長壽命。耐久性與壓力有直接關系，所受壓力與懸掛設計有關。固特異建議內部設計壓力不要超出100PSIG（磅/每平方英寸）。然而，反向操作壓力會延長氣囊壽命。在正常反彈狀況下，為保持它們對的形狀，氣囊應最少有一點正向內壓。袖狀氣囊若沒有內壓，受壓時活塞和上部安裝金屬之間產生折疊，造成緊壓或破裂。普通來說，內壓最少10PSIG就會避免氣囊操作時出現以上問題。有時，只需5PSIG，但對于特殊狀況，則需要20PSIG?；居嬎阋蛩貧怏w基本計算原理同樣合用于氣囊的氣體溫度，壓力自然頻率的計算原理，另外，應考慮變化活塞尺寸和形狀能夠得到有效面積隨反彈力的變化而變化。也應考慮下列事實，反彈過程中體積不成比例的變化。九、氣體定理定義單位汽車重量和汽車上貨品重量以磅計算，稱為重量。這個重量（少于不可反彈重量），作用在懸掛彈簧上為負載，或更精確講是垂直向下的力F（成為重力）。質量乘以加速度是重力（磅）lbf，因此普通說來，質量（磅lbm）和重量（磅lbf）交換是可接受的，兩個量單位皆為磅（lb）。懸掛氣囊上重負載正式由氣體壓力和氣囊有效面積產生的力支撐。本手冊中的單位皆為磅，氣壓的單位為磅/每平方英寸，有效面積單位為平方英寸。F（lb）=P（PSIG）×Ae（ineq\o(\s\up5(2),\s\do2())）力氣壓有效面積每平面大氣壓與溫度為32華氏29.9英寸水銀柱平衡；它等于14.7PSIG（磅/每平方英寸）。大氣壓和量尺的壓力值都是絕對壓力。氣體基本原理可用絕對壓力。垂直支持力如上所示，支持力（F）等于氣壓和有效面積之積：F（x）=P（氣壓）×Ae（有效面積）懂得力和氣壓的值便能夠計算出有效面積。其代表力被氣壓分割的成果。壓力不變，無氣體流動，有效面積不變，則氣壓不變：V1/T1=V2/T2或V1/V2=T1/T2T為絕對溫度；V為氣囊內氣體和輔助氣體體積當該系統(tǒng)處在靜止狀態(tài)，只有溫度有變化，以上關系式會影響該氣囊系統(tǒng)。動態(tài)下，唯一保持壓力不變的辦法是結合最初體積，普通無用處。體積不變，無氣體流動過程，見Peq\o(\s\up5(),\s\do2(9))圖2.3關系式以下：P1/T1=P2/T2P為絕對氣壓；T為絕對溫度從實際狀況看，所需這樣氣體，該過程是不可實現的，由于可伸縮彈性原料。極大氣體體積可靠近達成這過程，由于相對于整個體積，體積變化比例很小。例如，內部連接的氣囊中只有一種氣囊體積有某些變化。溫度不變，無氣體流動（等溫過程）P1×V1=P2×V2P是絕對氣壓；V總體積；PV值不變見P10圖2.4，這過程必須考慮氣囊系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，它決定于低系數操作的實際極限，在等溫條件下，氣囊反彈系數必須可測量的（正值范疇）Adiabatic，無氣體流動，該過程無熱量傳遞。T2/T1=P2（&-1）/&/P1=V1（&-1）/V2T為絕對溫度;P為絕對氣壓;V為體積;&為adiabatic指數這是個抱負過程,實際中氣囊是很難實現這種狀態(tài)，然而,對于快速反彈過程靠近該過程.Polytopic,無氣體流動過程（普通氣囊操作過程）T2/T1=P2eq\o(\s\up6(（n-),\s\do2())eq\o(\s\up6(1）n),\s\do2())/P1=V1eq\o(\s\up6(n-1),\s\do2())/V2或P2/P1=V1eq\o(\s\up12(n),\s\do4())/V2T為絕對溫度,P為絕對壓力,V為總體積,n為Polytopic指數.見圖2.6這表達氣壓\體積\溫度都變化的普通狀況.氣囊的操作過程應介于等溫和adiabatic兩個過程之間.當系統(tǒng)自然頻率擬定后,普通n可接受的值為1.38.十、固特異氣囊的特點空氣彈簧的原理在很早以前就創(chuàng)立了，而它在商業(yè)領域的應用是在20世紀末期才發(fā)展起來的。美國固特異公司早在1958年就研制開發(fā)了空氣彈簧的產品，1962年獲得了“膜式空氣彈簧”的專利。到1999年美國80%以上的卡車和70%以上的拖車都采用了空氣彈簧。然而在20世紀80年代，VOLVO、MERCEDES、MAN、RENAVLT等公司才對應推出空氣懸架汽車。美國固特異（Goodyear）公司不僅是世界上優(yōu)秀橡膠產品最大的生產供應商，并且是世界上開發(fā)研制空氣氣囊最早的公司之一；在后來的幾十年中，Goodrear公司在研制氣囊領域始終處在領先地位。特別體現在對膜式和囊式氣囊的改良方面，以及對空氣調節(jié)吸振技術的研究上。美國固特異空氣彈簧已在多個汽車和工業(yè)上得到廣泛應用。美國固特異公司的氣囊壽命長、免保養(yǎng)。它能充足吸取行駛中產生的震動，緩沖效果好。能夠保持車身平穩(wěn)、減少車輛駕駛時的噪音，延長汽車的使用壽命。同時，經實驗證明和有關科學研究證明：在高速公路行駛的空氣懸架汽車，它對公路的磨損非常小。美國固特異公司的氣囊技術含量高、質量優(yōu)良、性價比高；對于其它品牌的氣囊含有較好的交換性。它不僅確保了原氣囊的技術性能特點，并且解決了我們修理服務站適應多個氣囊的緊急更換的需求。十一、固特異氣囊的類別氣囊產品編碼識別固特異提供嚴密的氣囊識別,易于理解并與超級氣墊氣囊的識別系統(tǒng)一致.該系統(tǒng)闡明氣囊段數,產品類型,工作直徑和某些特殊指標。例如:1R12—092,1表達氣囊的層數一層,R表達囊式,12表達工作直徑為12英寸,092表達容器兩端規(guī)格、空氣配件尺寸。2、彈性材料氣囊的彈性材料是由兩層尼龍或Polytopic纖維外包橡膠材料，它們的設計使其能承受膨脹壓力，頻繁的變形和錯位。外層橡膠起到保護作用，防摩擦，抗老化和抵抗外部環(huán)境損壞。內層橡膠起內部保護作用，避免空氣泄露，氣囊的彈性材料多為天然橡膠或固特異產品。重要氣囊多為耐久、耐低溫天然橡膠制成，氣囊操作溫度范疇為-67°F（-19℃）～+158°F（+70℃）固特異的氣囊合用于多油漬的環(huán)境中。若知詳情請與我公司聯系。容器氣囊上下蓋用來固定彈性材料，并與其構成封閉容器。全部上下蓋和活塞是由熱鑄而成，或抗腐蝕的鋁、鋅或鋼。上下蓋配有擋片或突出螺栓來裝配件。上蓋配有1/8、1/4、1/2或3/4英寸擋片與空氣閥相配。即使稱為上蓋，但未必在上面，氣囊的attitude不會影響它的功效。反彈配件氣囊內橡膠反彈墊協(xié)助保護彈性材料上下蓋，當外部壓力停止操作不實用時，并出現下列狀況時，建議使用內部反彈墊：設有反彈墊裝置，系統(tǒng)經常達成氣囊承壓極限高度。設有反彈墊裝置，系統(tǒng)偶然受巨重或壓力會達成承壓極限高度。汽車氣囊需放氣力能。十二、使用氣囊的理由為乘客提供更舒適的環(huán)境；低反彈率和自然頻率能夠保護車上貨品；避免坎坷路面造成車輛顛簸，影響汽車壽命；減小車輛自重，允許負載更多貨品；多系統(tǒng)分別負載貨品；當axle不需要時可提供輔助橋加速，操作經濟，提高可調節(jié)性；保持汽車平衡，汽車高度感應器顯示，汽車滿負載與空載時高度同，汽車載貨有足夠空間，即使到最大高度數限，也不會受輪胎高度影響。另外，載貨平臺和拖車使用同樣高度。可保護車輛基本構造，低反彈率和自然震動頻率加上杰出的負載分派功效即可保護路面，也可帶氣囊，汽車即使?jié)M載也可在路上行駛。十三、氣囊安裝應避免的狀況氣囊安裝的合理能延長其使用壽命，不合理操作幾何原理睬大大減小其壽命。在長時間承壓狀況下，只是微小的調節(jié)操作幾何原理，就可增加4-10倍的壽命。但在實際狀況中，可能長時間承壓狀況較少，壽命也不會有如此大的延長，但能延長壽命的事實是存在的。避免中心線偏離。囊式氣囊沒有膜式氣囊對于中心線偏離效果差，若有疑問請與固特異聯系?；钊行木€與支點（桿）的位置不對的。這會加大安裝片和袖式氣囊的彈性物質在活塞上的磨損，可能造成內部摩擦。一種氣囊在受很小壓力時，內部材料折疊接觸，因此當氣囊受很大壓力時，氣囊會有很大磨損，這樣產生內部磨損，減少壽命。十四、氣囊應用的“應當”事項氣囊的最大直徑外還應有工作間隙，避免氣囊彈性材料與其它部分的摩擦。若不需錯位安裝氣囊，1″英寸的間隙就足夠了。安裝外部膨脹制動設立，可制止氣囊的膨脹超出其設計膨脹高度。當使用內部反彈墊時，查一下負載及反彈曲線，確保反彈墊高度和壓縮高度能適于氣囊的使用。挑選氣囊時，實際規(guī)定中的操作高度及負載應在氣囊膨脹氣壓20PSIG～100PSIG之間發(fā)生的，設計高度和設計負載的范疇內。若可能，取設計高度范疇的中間值為設計高度。用管道油或Teflon膠帶封住氣孔位置，以免空氣泄露。十五、氣囊應用的“不應當”事項氣囊受壓時或在其它任何狀況，氣壓不可超出200PSIG。沒有固特異輪胎及橡膠公司的承認，氣囊膨脹壓力不可超出100PSIG。不要超出氣囊的設計膨脹高度，否則會引發(fā)氣囊構造的損壞。請不要讓氣囊扭轉安裝，若有實際需要，請與固特異聯系。操作中，氣囊中若無反彈墊，不允許讓氣囊壓縮超出設計受壓高度。不要將囊式及袖式氣囊中氣體放光，以壓縮氣囊，例如：裝在舉升車橋上的氣囊。氣囊中氣壓最少為0PSIG，否則氣囊的彈性材料不是沿活塞滑動而是折疊在活塞上。空氣彈簧及廣州高馬特公司介紹1、空氣彈簧的歷史空氣彈簧誕生于19世紀中期，早期用于機械設備減振。由于空氣彈簧擁有眾多的優(yōu)點，被日益廣泛的應用于火車、汽車、造紙機、升降舉升臺、壓力機、振動運輸機、振動篩、空氣錘、振動實驗機、鍛造機械等需要進行行程控制或減震、隔震的設備或儀器上?，F階段我國高速列車上(例如和諧號動車，京滬高鐵等）也是使用的空氣彈簧來進行減震、避震。在洗滌設備上的應用歐美等發(fā)達國家也是這幾年的事。馬牌空氣彈簧，凡士通空氣彈簧，高馬特空氣彈簧，固特異空氣彈簧2、空氣彈簧的原理空氣彈簧是在柔性密閉容器中加入壓力空氣，運用空氣的可壓縮性實現彈性作用的一種非金屬彈簧。它含有優(yōu)良的彈性特性，用在車輛懸架裝置中能夠大大改善車輛的動力性能，從而明顯提高運行舒適度。空氣彈簧都是用橡膠制造的,這種彈簧廣泛應用于多個車輛懸架系統(tǒng)、飛機的起落機構、抗沖擊和振動的隔振器、氣動儀表和床墊彈簧。3、空氣彈簧的優(yōu)點：A、空氣彈簧含有非線性特性，能夠根據需要將它的特性線設計成比較抱負的曲線。B、空氣彈簧的剛度隨載荷而變，因而在任何載荷下自振頻率不變，使彈簧裝置含有幾乎不變的性能。C、吸取高頻振動和隔聲的性能好。廣州高馬特空氣彈簧，馬牌空氣彈簧，凡士通空氣彈簧，高馬特空氣彈簧，固特異空氣彈簧D、通過高度控制閥，可使空氣彈簧的工作高度在任何載荷下保持一定，也可使彈簧在同一載荷下含有不同的高度，因此，有助于適應多個構造上的規(guī)定。高馬特氣囊，凡士通氣囊，固特異氣囊，馬牌氣囊E、空氣彈簧的剛度可根據需要,借助于變化附加空氣室的容積進行選擇,并且可選擇得很低。F、同一空氣彈簧,能同時承受軸向和徑向載荷,也能傳遞扭矩,而通過內壓力的調節(jié),還能夠得到不同的承載能力,因此能適應多個載荷的需要。高馬特氣囊，凡士通氣囊，固特異氣囊，馬牌氣囊G、在空氣彈簧本體和附加空氣室之間設一節(jié)流孔,能起到阻尼作用,如孔徑選擇適宜,可不設減震器。4、空氣彈簧的種類空氣彈簧懸架上使用的空氣彈簧重要有囊式和膜式兩種：A、囊式空氣彈簧它的特點是：囊式空氣彈簧的壽命長,但剛度大，制造工藝比較復雜。囊式空氣彈簧能夠根據需要設計成單曲的、雙曲的和三曲的；中天全自動洗脫機上使用的是雙曲囊式空氣彈簧。廣州高馬特空氣彈簧B、膜式空氣彈簧膜式空氣彈簧有約束膜式和自由膜式兩種.約束膜式空氣彈簧的特點是剛度小,并且特性線容易通過約束裙的形狀來控制,缺點是由于橡膠膜的工作狀況復雜而使耐久性差.自由膜式空氣彈簧由于沒有約束橡膠膜變形的內外筒，可減輕橡膠膜磨損，因而壽命高?？諝鈴椈傻拿芊馄胀ㄓ新葆斁o封式和壓力自封式兩種,后者構造簡樸,組裝檢修方便,應用漸廣.馬牌空氣彈簧，凡士通空氣彈簧，高馬特空氣彈簧，固特異空氣彈簧5、空氣彈簧在全自開工業(yè)洗衣機(洗脫機）上的應用起初，全自動洗脫機都是使用固定的聯結方式安裝在地面上，由于工業(yè)洗衣機裝載容量比較大，高脫時產生的撞擊力和震動甚至能把地面破壞；第二代洗脫機摒棄了上述的聯結辦法采用彈簧加阻尼器的方式從而獲得了較好的的避震效果，但是由于彈簧本身的震動頻率較高，一旦與機器中、高脫時產生的頻率相似就會產生很大的共振，如果不能有效的消除這種共振，將會產生很大的噪音和震動將會對機器造成損壞，影響機器的使用壽命。第三代洗脫機就是運用空氣彈簧進行避震的，由于空簧的本身震動頻率低至2HZ，因此其吸取高頻振動效果非常明顯，加上空簧的其它優(yōu)點，使得洗脫機的振動和噪音大幅減少，從而減少了洗滌設備的維修率，延長了機器的使用壽命。那為什么空氣彈簧不能在洗滌設備上得到廣泛的應用呢？技術是首先的因素，尚有一種重要的因素就是進口空簧的價格太高，而國內沒有對應的生產廠家或者生產的空簧質量得不到確保。近年來由于我國對高速列車技術的引進，對應的也引進了空氣彈簧的制造技術；從而使得空簧質量能夠與歐美發(fā)達國家相媲美。泰州市中天洗滌機械制造有限公司最新研制的氣囊減震洗脫機，采用中國北車集團自己研制的高性能空氣彈簧，大大減少了公司的生產制造成本（價格是進口氣囊40﹪），使得運用在豪華汽車（飛馳S600）和高速列車上的空氣彈簧能夠在洗滌設備上得到應用采用國際先進氣囊減震技術的全自動洗脫機正式在泰州中天洗滌機械制造有限公司生產下線，我們在生產試制車間看到該機在試車時的體現，由衷地感到先進氣囊技術的先進性和穩(wěn)定性對洗滌機械減振性能的巨大提高，這將引領工業(yè)洗滌設備進入新一輪技術改良、升級換代的新浪潮。氣囊在豪沃卡車上的應用為提高卡車駕駛員的舒適和方便物品的運輸，我們開發(fā)了這項產品，現在已經在中國獲得了卓越的成績，不管是平板車還是半掛車都將在將來采用空氣彈簧。●通過低自有頻率保護易壞的貨品運輸、車體和多個配件●借助于調節(jié)裝置的附加功效提高和減少車身方便裝卸貨品●通過低自有頻率減少對道路的沖擊，保護路面，延長道路壽命.如今采用氣囊懸浮的駕駛室，豪沃車型有豪沃07款，08款豪沃，10款豪沃及最新的豪沃A7氣囊；現在豪沃車也是國內使用駕駛室懸浮氣囊最多的車型，廣州高馬特空氣彈簧有限公司也是豪沃車型最大的氣囊供應商，座落在中國第一開放口岸