空氣彈簧液壓減振器的相關(guān)想法_圖文

1、空氣彈簧液壓減振器的相關(guān)想法目錄一.概括 1二.背景介紹 11.彈簧、液壓減振器 12.空氣彈簧 23.各自的優(yōu)缺點 3三 設(shè)計方案 31.疊加式 42. 貫穿式 43.方案比較 54選定方案需要注意的問題 5一.概括本文探討了一種新型結(jié)構(gòu)緊湊、彈簧剛度可變的空氣彈簧液壓減震器，這種減振器將空氣彈簧與液壓減震器有機地結(jié)合為一個整體，節(jié)約了空間，簡化了整車底盤的布置；同時由于空氣彈簧的剛度與充氣壓力有關(guān)，隨著壓力不同剛度會發(fā)生改變，通過充入氣體壓力的調(diào)節(jié)，能自動保持車身水平高度，無論空載滿載，車身高度都能恒定不變。這樣在任何載荷情況下，懸掛系統(tǒng)的彈簧行程都保持一定，減震特性基本不受影響，即便是滿

2、載情況下，車身也很容易控制。二.背景介紹減震器主要用來抑制彈簧吸震后反彈時的震蕩及來自路面的沖擊。在經(jīng)過不平路面時，雖然吸震彈簧可以過濾路面的震動，但彈簧自身還會有往復(fù)運動，而減震器就是用來抑制這種彈簧跳躍的。減震器太軟，車身就會上下跳躍，減震器太硬就會帶來太大的阻力，妨礙彈簧正常工作。在關(guān)于懸掛系統(tǒng)的改裝過程中，硬的減震器要與硬的彈簧相搭配；而彈簧的硬度又與車重息息相關(guān)，因此較重的車一般采用較硬的減震器。與引震曲軸相接的裝置，用來抗衡曲軸的扭轉(zhuǎn)震動(即曲軸受汽缸點火的沖擊力而扭動的現(xiàn)象。1.彈簧、液壓減振器為了減少前面提到的路面對車輛的振動和沖擊，需要彈簧把這些吸收振動和沖擊的能量，彈簧在懸

3、架中就是一個儲能元件，但是暫時儲存起來還不行，還要把這些對車輛乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性不利的能量消耗掉，這是就輪到減振器登場了，液壓式減振器的工作原理是當(dāng)車架與車橋作往復(fù)相對運動，而活塞在缸筒內(nèi)往復(fù)運動時，減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔，此時，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，而被油液和減振器殼體所吸收，然后散到大氣中。簡單的說就是，將動能轉(zhuǎn)化為熱能。如果減振器在試驗臺連續(xù)運轉(zhuǎn)幾分鐘，減振器貯油缸外壁會變得非常熱，甚至燙手。所以液壓減振器和彈簧一般同時使用。彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件。用彈性材料制

4、成的零件在外力作用下發(fā)生形變，除去外力后又恢復(fù)原狀。亦作“ 彈簧 ”。一般用彈簧鋼制成。彈簧的制造材料一般來說應(yīng)具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等，常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成后還要進(jìn)行強壓或噴丸處理，可提高彈簧的承載能力?，F(xiàn)有的液壓減震器結(jié)構(gòu)分為兩類：一類為液壓減震器和彈簧分開布置于車身的結(jié)構(gòu)，如圖1，這類底盤布置方式占用的空間相對較大，對于汽車而言更是如此，現(xiàn)在用戶希望行李箱越來越大，汽車包裝空間越來越緊湊，而防碰撞結(jié)構(gòu)又吞

5、噬掉汽車前部空間，這無疑需要懸掛系統(tǒng)變得更為緊湊。對于空間相對較小的車特別是轎車來說，問題顯得更為突出，因此適用范圍受到很大的限制。另一類為液壓減震器與螺旋彈簧結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)，如圖2，這類減震器由于彈簧剛度不可變或可變范圍有限，因此適應(yīng)范圍較小，基本上用在汽車上，列車的轉(zhuǎn)向架一般還是以另外一類的的結(jié)合方式為主。圖1圖22.空氣彈簧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(xiàn)其彈性作用?？諝鈴椈删哂休^理想的非線性彈性特性，加裝高度調(diào)節(jié)裝置后，車身高度不隨載荷增減而變化，彈簧剛度可設(shè)計得較低，乘坐舒適性好，如圖3。其工作原理是在密閉的壓力缸內(nèi)充入惰性氣體或者油氣混合物，使腔體內(nèi)

6、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(chǎn)生的壓力差來實現(xiàn)活塞桿的運動。圖33.各自的優(yōu)缺點通過以上知識可以了解，空氣彈簧和普通的鋼質(zhì)彈簧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(yōu)點：速度相對緩慢、動態(tài)力變化不大（一般在1：1.2以內(nèi)）、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。用空氣彈簧替代傳統(tǒng)的鋼板彈簧，可以使車輛行駛起來的顛簸感大幅降低，除了讓車輛更舒適，空氣彈簧還能夠減少對路面或者軌道的沖擊力。根據(jù)國外數(shù)據(jù)顯示，同等條件下，空氣彈簧對路面或軌道的沖擊力是鋼板彈簧的一半左右。目前許多的高級轎車用空氣彈簧替代普通的鋼制彈簧，在

7、火車高速轉(zhuǎn)向架上的二級懸掛中也看見空氣彈簧的影子。于是我們試想能否使用空氣彈簧來替代現(xiàn)在的空氣彈簧3設(shè)計方案空氣彈簧的彈性系數(shù)是通過空氣彈簧中空氣的流量(壓力來調(diào)節(jié)的。在高頻激振路面(短波路面或高速過彎時，空氣彈簧中的部分氣體會被鎖定，在空氣彈簧受壓時，空氣流量減小、壓力增大、 彈簧變硬，以減小車身起伏和提高車身穩(wěn)定性。在普通路面上，空氣自由流動，空氣流量加大、壓力減小、彈簧變軟，從而提供柔軟的彈簧和最大程度的行駛舒適性，而減震器在不同的承載狀態(tài)下具有不同的阻尼力值，兩者結(jié)合在一起能夠組成幾乎頻率不變的懸掛系統(tǒng)， 使乘員在不同的路面上行駛時都能有非常舒適的感覺。根據(jù)自己的見解和所收集的部分相關(guān)

8、資料，自我感覺有兩種設(shè)計方案。如下：1.疊加式如圖4，這種設(shè)計方案是將空氣彈簧疊加在液壓減振器上，將空氣彈簧上的氣嘴與空氣罐相連，空氣彈簧與液壓減振器間用一個輕質(zhì)硬度合適的鋼材隔絕，通過增大接觸面積以減少空氣彈簧和液壓減振器之間的壓強，從而更好地保護(hù)空氣彈簧，并且鋼板和液壓減振器之間用墊圈和一些密封件來連接，以緩解相關(guān)力對液壓減振器的損害，同時在鋼板上安裝一個固定裝置，用以限制液壓減振器的豎直運動，固定裝置與液壓減振器之間留有一定的間隙并且添加一些緩震的物質(zhì)或裝置，用以在受到橫向力的時候保護(hù)液壓減振器。圖42.貫穿式如圖5，這種設(shè)計是將液壓減振器放在空氣彈簧的中心使其穿過空氣彈簧，同樣將空氣彈

9、簧上的氣嘴與空氣罐相連。在液壓減振器和空氣彈簧之間增加一些固定的裝置，用以限制液壓減振器的橫向位移，在固定裝置與空氣彈簧間需加橡膠墊圈一起到保護(hù)空氣彈簧的目的。圖53.方案比較疊加式的橫向距離小但是縱向距離較大，而插入式相反，但是插入式中的空氣彈簧一般用的是橡膠作為外包，如果把減振器放入其中，由于減振器的能量轉(zhuǎn)換是機械能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能，通過熱量散發(fā)到空中，那么插入式就不利于散熱，這樣的話就會縮短減振器的使用壽命以及空氣彈簧的穩(wěn)定性，當(dāng)溫度過高的時候甚至容易出現(xiàn)將空氣彈簧燒化的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響乘車的舒適性，甚至對我們的生命造成危害。所以綜上所述，選擇疊加式比較安全。4選定方案需要注意的問題（1）目前許多東西都在向小輕的方向發(fā)展，采用疊加式方式在縱向長度上就會大大的增加，這樣使得生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具備的競爭力就小，所以在保證強度、安全的前提下盡量的縮短縱向的距離，（2）空氣彈簧其重心的位子會受到橫向力的影響，液壓減振器?，當(dāng)施加的橫向力超過液壓減振器的承受范圍時,?,?，而空氣彈簧承受載荷變化、系統(tǒng)固有頻率大致不變，因此具有變剛度的特點，所以隔振裝置的設(shè)計不用過多的考慮設(shè)備的重心，所以將這兩者結(jié)合在一起如何保證液壓減振器橫向力的范圍需要好好考慮。（3）不管是空氣彈簧還是液壓減振器，其能量都有將機械能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能通過熱能的形式排在空氣中，那么在兩個鏈接的時候就需要考慮兩者的散熱問題，之間是否會