空氣彈簧結構及相關介紹？

　　問：空氣彈簧結構及相關介紹？

　　答：

　　談到彈簧家族里一個舉足輕重的人物空氣彈簧，那筆者可是要大書特書了。您可能會有疑問，為何空氣彈簧就有如此待遇呢，實則是因為它的功能作用，用途都是在太廣泛了，在汽車，航空，醫療器械，家具等幾乎個個方面均有廣泛的應用。那么空氣彈簧究竟有何特性呢，能讓它如此的適應各種環境，今天小編就為各位好好的介紹一下，何為神奇的空氣彈簧，當然可不要看它的名字是講空氣呢。

　　向左轉|向右轉

　　空氣彈簧是在一個密封的容器中充入壓縮空氣，利用氣體可壓縮性實現其彈性作用。空氣彈簧具有較理想的非線性彈性特性，加裝高度調節裝置后，車身高度不隨載荷增減而變化，彈簧剛度可設計得較低，乘坐舒適性好。但空氣彈簧懸架結構復雜、制造成本高。

　　工作原理是在密閉的壓力缸內充入惰性氣體或者油氣混合物，使腔體內的壓力高于大氣壓的幾倍或者幾十倍，利用活塞桿的橫截面積小于活塞的橫截面積從而產生的壓力差來實現活塞桿的運動。由于原理上的根本不同，氣彈簧比普通彈簧有著很顯著的優點：速度相對緩慢、動態力變化不大(一般在1：1.2以內)、容易控制；缺點是相對體積沒有螺旋彈簧小，成本高、壽命相對短。

　　膜式空氣彈簧主要由上蓋板、活塞、橡膠氣囊和緩沖塊組成。橡膠氣囊是由內層橡膠、外層橡膠、簾布層和子口鋼絲圈四部分硫化而成。內層橡膠和外層橡膠都屬于超彈性材料，內層橡膠主要起密封作用，外層橡膠除了密封外，還起保護作用。簾布層是簾線橡膠復合材料，屬于各向異性材料，用于承受囊體的載荷，對空氣彈簧的承載能力和耐久性起著決定性作用。簾線方向與橡膠氣囊的子午線方向成一定角度，稱為簾線角。緩沖墊在空氣彈簧中是一個可選件，在空氣彈簧漏氣或失效情況下起作用。本文討論的膜式空氣彈簧中沒有加入緩沖墊。膜式空氣彈簧的活塞可設計成不同的截面形式，以獲得不同的彈性特性曲線。當空氣彈簧充氣完成后，在上面施加軸向外載荷F，空氣彈簧在標準工作高度附近達到靜平衡位置，當外載增大時，空氣彈簧壓縮，外載減小時，空氣彈簧回彈，并設相對于平衡位置壓縮為正，拉伸為負。當空氣彈簧上受有載荷F作用，氣體壓力與外載荷的關系為：

　　F=P×Aeff (1)

　　式中，F為空氣彈簧軸向載荷;P為氣囊內氣體表壓;Aeff為空氣彈簧的有效承壓面積。

　　橡膠氣囊內氣壓隨著橡膠囊的變形而變化，其氣壓的大小與氣囊內的容積有關，且遵循氣體狀態方程：

　　(P+Pa)Vm=(P0+Pa)Vm0 (2)

　　式中，V為空氣彈簧在任意位置時的內部容積;Pa為外部大氣壓;P0為靜平衡位置時，囊內氣體表壓;V0為靜平衡位置時的氣體容積;m為理想氣體多變指數，當靜

　　態加載時，囊內氣體視為等溫過程，m≈1;當動態加載時，囊內氣體視為絕熱過程，m≈1.38。將式(2)帶入式(1)，并且將式(1)對空氣彈簧的垂向位移x求導，化簡后得空氣彈簧剛度的計算公式：

　　K=-mAeff(P+Pa)1VdVdx+PdAeffdx(3)

　　式中，dV/dx為空氣彈簧容積的變化率，dAeff/dx為空氣彈簧有效承壓面積的變化率，其決定于空氣彈簧的形式及活塞的幾何形狀。要求出空氣彈簧的剛度，關鍵是求出空氣彈簧在任意位置時囊內的氣壓P、空氣彈簧容積的變化率dV/x以及有效承壓面積的變化率dAeff/x，是理論計算的難點，一般可以通過非線性有限元方法求得。

　　那么在小編大書特書之后，雖然運用了很多專業級別的資料和論述方法，但相信各位都能夠理解空氣彈簧到底是怎么回事，當然筆者對于空氣彈簧蠻有興趣的，感覺空氣彈簧與傳統的懸掛系統相比，優勢特別明顯，它具有變剛度特性,容易得到較低的固有振動頻率,可提高汽車的行駛平順性；它的自動調節裝置,可以使汽車的乘坐舒適性和上下車條件得到改善;今天的空氣彈簧就介紹到這里。