空气悬架基础知识.ppt

空气悬架产品及基础知识介绍 一 空气悬架发展概述 空气弹簧诞生于19世纪中期 早期用于机械设备的隔振 1947年美国首先在普尔曼车上使用空气弹簧 到1964年 德国生产的55种大中型客车 有38种使用了空气弹簧 目前 空气悬架在欧美等发达国家的高速客车和豪华城市客车上的使用率已达到100 在中 重型货车以及挂车上也超过80 如美国的Ford 德国的MAN等 一 空气悬架发展概述 有些高级轿车上也选装了空气悬架 如美国的林肯 德国的Benz600等 在一些特种车辆 如对防振性要求高的仪表车 救护车及要求带高度调节的集装箱运输车 上 空气悬架应用的更为广泛 二 国外对空气悬架的主要研究 1 空气弹簧垂直动态特性研究 2 空气弹簧侧向特性试验 3 研究振动频率和弹簧反应之间的关系 分析管道和气室对弹簧特性变化的影响 4 空气悬架对传动系统振动的影响 5 空气悬架的路面附着性和行驶平顺性 6 采用有限元法优化空气弹簧结构 三 国内空气悬架的发展历程 1957年 长春汽车研究所与化工部橡胶研究所合作制造出了第一辆空气悬架的载重汽车 相继又设计了公共汽车 火车列车等车辆的空气悬架 1958年开发了第一只高度控制阀 次年设计出了高级轿车用的高度控制阀 五十年代我国共设计出了十余种空气弹簧气囊和三种高度控制阀 但这阶段对高度控制阀的可靠性和整个系统的密封性问题 悬架的稳定性问题 空气弹簧的特性理论问题等没有解决 三 国内空气悬架的发展历程 80年代初 长春汽研所再次进行了空气悬架的研究 并为武汉客车厂等厂家设计了空气悬架 当时的汽车自振频率可降低到1 1 1 2Hz 平均车速提高的17 此后相继开发了一系列客车用空气悬架 这个时期空气悬架存在的主要问题是橡胶气囊的寿命偏低 高度阀的泄漏问题也没有解决 三 国内空气悬架的发展历程 虽然我国对空气悬架进行过一定研究 但对空气悬架特性问题还没很好地解决 由于国外对空气悬架特性研究结果表明 安装有空气悬架的汽车能提高汽车的整体性能 进入90年代 国内客车厂纷纷从国外购置空气悬架及空气悬架底盘装车使用 如金龙 宇通 东风杭汽 安凯 西沃 桂林大宇等客车厂 为了满足空气悬架维修配件的需要以及降低成本的需要 近年来国内已有一些企业正在生产空气悬架零部件 如贵州前进橡胶有限公司 浙江瑞安市东欧汽车零件厂等厂家 同时 国内也有一些公司在中国代理国外空气悬架产品 如美国Neway悬架 REYCO悬架 德国SAF拖挂车悬架等产品 三 国内空气悬架的发展历程 为了提高对空气悬架的自主开发能力 国内各大汽车厂 研究所 大专院校也对空气悬架进行过开发设计和理论研究 如 东风汽车研究所对混合式空气悬架进行过设计 中国重型汽车集团公司在斯泰尔车上安装浮动桥空气悬架 交通部重庆公路科学研究所对大客车非独立空气悬架的导向机构进行了研究 北京理工大学进行了日野RC420型客车空气弹簧的台架试验 并进行了空气弹簧静 动特性和气室容积特性的分析 但是 目前我国还没有整套空气悬架的设计及制造厂家 四 空气悬架的结构 横向推力杆 导向臂 减振器 空气弹簧 横向稳定杆 高度控制阀 四 空气悬架的结构 1 空气弹簧 1 空气弹簧 空气弹簧的特点 1 具有非线性特性 2 质量轻 内摩擦极小 对高频振动有很好的隔振 消声的能力 3 刚度和承载能力可以调整 4 空气弹簧制造工艺复杂 费用高 1 空气弹簧 空气弹簧与钢板弹簧平顺性对比 2 导向臂 汽车空气悬架导向机构的主要作用是 1 在车架 或承载式车身 与车桥 或车轮 之间传递力和力矩 2 使车桥 或车轮 按一定轨迹相对车身或车架跳动 导向机构的这一作用非常重要 3 横向推力杆 横向推力杆是悬架导向机构的重要部件 主要作用为 1 传递侧向力 2 确定悬架侧倾力矩中心 5 高度控制阀 空气弹簧的变刚度特性是由控制管路系统来保证的 管路中的高度阀根据行驶状况不断地调节空气弹簧内部气压 以保证悬架具有适合的刚度 从而使车身振动偏频在一个很小的范围内波动 4 减振器 由路面激励引起的汽车垂直 俯仰以及侧倾等运动都会影响汽车的乘坐舒适性 行驶平顺性 悬架减振器的一个重要作用是衰减因冲击引起的车身的自由振动 并抑制在共振频率附近车身强迫振动的幅值 提高乘坐舒适性 6 横向稳定杆 为降低汽车的固有振动频率 改善行驶平顺性 现代汽车悬架的垂直刚度值设计得较低 这就使汽车的侧倾角刚度值也较低 结果 当汽车在转弯时产生很大的车身侧倾角 影响行驶稳定性 为克服这一缺点 常在悬架中采用横向稳定杆来提高悬架的侧倾角刚度 或者调整前 后悬架侧倾角刚度的比值 以保证汽车具有良好的行驶稳定性 五 空气悬架的系统特性 1 空气悬架为刚度可变的非线性悬架 可提供良好的行驶平顺性 2 空气悬架质量轻 弹簧刚度低 高速行驶时 轮胎与地面的附着能力强 制动距离短 转向时 过多转向和不足转向倾向减小 转向稳定性强 提高了整车的操纵稳定性 3 空气弹簧内的空气压力直接反映了簧载质量 可取空气压力作为信号 控制制动缸内的气压 来控制制动时的制动力 更好地保证了行驶安全性 4 空气悬架可调节车身高度 5 减少整车的振动噪声 提高汽车零部件使用寿命 五 空气悬架的系统特性 汽车行驶时 路面受到汽车静载荷的同时 还受到来自车轮的冲击力 即动载荷 车速越高 动载荷越大 高速行驶时 动载荷是静载荷的2 3倍 在车轮垂直力 纵向力和侧向力的综合作用下 形成对路面的剪切力 使道路表面形成拥包 波浪 以至形成车辙 汽车的吨位越大 对高速公路路面的破坏程度越严重 因此 载重汽车已成为对高速公路破坏的主要原因之一 装有空气悬架的车辆高速行驶时 悬架刚度低 车轮动载荷小 减轻了高速行驶车辆对路面的破坏 严禁超载 六 空气悬架的结构型式 1 复合式空气悬架 六 空气悬架的结构型式 2 全空气悬架 六 空气悬架的结构型式 2 全空气悬架 六 空气悬架的结构型式 3 独立空气悬架 六 空气悬架的结构型式 4 电子控制悬架