空气弹簧使用及技术参数.docx

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气囊工程技术手册
手册目录
一、空气悬架概述
二、空气悬架的特点
三、空气弹簧
四、气囊的优点
五、气囊的锁定系统与未锁定系统
六、未锁定系统的气囊特点
七、基本设计因素
八、基本计算因素
九、气体定理
十、固特异气囊的特点
十一、固特异气囊的类别
十二、使用气囊的理由
十三、气囊安装应避免的情况
十四、气囊应用的“应该”事项
十五、气囊应用的“不应该”事项
汽车应用的高级气囊工程技术手册该手册主要介绍气囊基本原理、类型和用途,以便帮助工程师对其的了解。同时专门为特殊充气气囊的选择提供有用资料。随着充气气囊广泛应用,该手册充分发挥了作用。
气囊在商业领域的应用是近几年发展起来的,但气囊的原理在很早就创造出来了。
有关气囊实际应用的最早记录,是在1847年2月美国获得该项专利JohnLweis创造的。1910年以前BenjiaminBell致力于研究不同形状活塞的囊式气囊的工作原理。关于气囊想法可能是结合300年前一位爱尔兰人和一位英国人的构思的结果。
爱尔兰人RobertyBoyle曾在1660年发表一篇论文,题为“新实验-接触气囊”创立了“温度恒定的条件下,气囊受到压力时,所受压力的大小和体积的变化将完全反弹给施压方”的定理。18年后英国人RoberHooker总结了“固体物质受力和弹性间关系”。
过去35年中,美国固特异公司在研制气囊领域一直处于领导地位,尤其表现在滚筒状气囊、袖状气囊的改良,空气调节冲击吸入技术,多种汽车和工业的应用。
滚筒气囊最主要优势是有能力通过改变活塞轮廓,改变负载转向,今天滚筒气囊更适合大型客车和卡车的悬挂。
本气囊手册,内容尽可能利于理解。说明了应用理念,如何一步步正确选择气囊,为您提供多种帮助信息的表格和气囊设计及安装,你若需要更多设计方面的信息,请与固特异气囊应用部联系。
该手册提供的信息是可靠和准确的,但固特异对此信息不做任何保证,任何人根据进行的操作应自愿承担风险。
一、空气悬架概述悬架是保证车轮(或车桥)与车架之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。
汽车行驶的路面不可能绝对平坦,路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的,特别是在坏的路面上高速行驶时,这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车架和车身时,能引起汽车机件的早期损坏,使乘员感到极不舒适。为了缓和冲击,在悬架中必须装有弹性元件,使得车架(或车身)与车桥(或车轮)
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之间作弹性联系。
悬架和弹性元件的种类很多,使用空气弹簧(气囊)作为弹性元件的悬架即为空气悬架。
二、空气悬架的特定
很好的减振效果,降低车辆空载和负载下的震动;
减少车辆振动对汽车和人身的伤害;
降低汽车的维修和保养费用,延长车辆的寿命;
提高驾驶的舒适度,降低疲劳;
增加运输货物的范围;
使车辆适用更多路面,降低对垆坶的损害;
技术日益成熟,应用日益广泛。
三、空气弹簧
空气弹簧(简称气囊)是在一个密封的容器中充入压缩气体(—lMpa),利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的。这种弹簧的刚度是可变的,作用在弹簧山冈的载荷增加时,容器内的定量气体受压缩,气压升高,则弹簧的刚度增大。反之,当载荷减少时,弹簧内的气压下降,刚度减小。这样气囊就具有理想的弹性特性。
空气弹簧有囊式和膜式两种。囊式空气弹簧是由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气所组成。
囊式的内层用气密性的橡胶制成,而外层则用耐油橡胶制成。气囊的上下盖板将气囊密闭。
固特异空气弹簧的部件
—
bji["Mr蠶
—加强吓
一摄挥块
——旌气口
四、气囊的优点
可控制弹簧伸缩弹性系数;
可调节负荷承载能力;
容易实现的高度控制;
减小摩擦;
符合变化,但自然频率基本不变。
五、气囊的锁定系统与未锁定系统
气囊锁定系统
气囊若没与气源连接来控制高度或没有气阀装置,称其为锁定系统。该系统采用固定量的气体作为弹性媒体。一定量气体封闭在系统内,受压和反弹时气体量保持不变。
气囊的未锁定系统
气囊通过高度控制或其它气阀装置与气源连接,称之为未锁定系统。无论是静止或受压时,气囊可在设计操作高度保持相对同样的体积。现在这种系统最常用。在高度阀固定条件下,负载力和弹性系数是随着固定气体的压力的改变而变化的。这种系统,额外的受压气体可以保持气囊的高度,即使气囊的负荷在改变。这样,负荷的变化情况下,由于该系统的可保持气囊体积不变,所以自然震动比锁定系统固定。
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总之,该系统在负荷变化时,自然震动频率不会随之变化。
六、未锁定系统的气囊特点
,在动态负压反弹曲线静态设计位置点画一条切线,切线与横坐标(零负载)的交点,测出该交点与静态设计点间距离。自然震动频率与有效静止反弹有直接关系。弹性系数与受力成正比例。系统的自然频率在一定受力范围内是不变的。
系统的自然震动频率可能会随气囊设计、体积及其在系统中位置而改变
七、基本设计因素
气囊弹性部分只产生一小部分弹力,其余部分由气体直接传给坚固支撑部分。弹性部分所受压力是由内部空气产生,对于袖状气囊,是由活塞产生。最初高压力和剧烈变化力量会影响耐久性。
气囊设计中考虑到最低的最大压力和少的循环压力变化,这样可延长寿命。耐久性与压力有直接关系,所受压力与悬挂设计相关。固特异建议内部设计压力不要超过100PSIG(磅/每平方英寸)。然而,反向操作压力会延长气囊寿命。
在正常反弹情况下,为保持它们正确形状,气囊应至少有一点正向内压。袖状气囊若没有内压,受压时活塞和上部安装金属之间产生折叠,导致紧压或破裂。一般来说,内压至少10PSIG就会避免气囊操作时出现以上问题。有时,只需5PSIG,但对于特殊情况,则需要20PSIG。
八、基本计算因素
气体基本计算原理同样适用于气囊的气体温度,压力自然频率的计算原理,另外,应考虑改变活塞尺寸和形状可以得到有效面积随反弹力的变化而变化。
也应考虑以下事实,反弹过程中体积不成比例的变化。
九、气体定理
定义单位
汽车重量和汽车上货物重量以磅计算,称为重量。这个重量(少于不可反弹重量),作用在悬挂弹簧上为负载,或更准确讲是垂直向下的力F(成为重力)。质量乘以加速度是重力(磅)lbf,因此一般说来,质量(磅lbm)和重量(磅lbf)互换是可接受的,两个量单位皆为磅(lb)。
悬挂气囊上重负载正式由气体压力和气囊有效面积产生的力支撑。本手册中的单位皆为磅,气压的单位为磅/每平方英寸,有效面积单位为平方英寸。
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F(lb)=P(PSIG)XAe(in)
力气压有效面积
;(磅/每平方英寸)。大气压和量尺的压力值都是绝对压力。气体基本原理可用绝对压力。
垂直支持力
如上所示,支持力(F)等于气压和有效面积之积:
F(x)=P(气压)XAe(有效面积)
知道力和气压的值便可以计算出有效面积。其代表力被气压分割的结果。
压力不变,无气体流动,有效面积不变,则气压不变:
V1/T1=V2/T2或V1/V2=T1/T2
T为绝对温度;V为气囊内气体和辅助气体体积
当该系统处于静止状态,只有温度有变化,以上关系式会影响该气囊系统。动态下,唯一保持压力不变的方法是结合最初体积,一般无用处。
体积不变,无气体流动过程,
关系式如下:
P1/T1=P2/T2
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P为绝对气压;T为绝对温度
从实际情况看,所需这样气体,该过程是不可实现的,因为可伸缩弹性原料。极大气体体积可接近达到这过程,因为相对于整个体积,体积变化比例很小。例如,内部连接的气囊中只有一个气囊体积有一些变化。
温度不变,无气体流动(等温过程)
P1XV1=P2XV2
P是绝对气压;V总体积;PV值不变
,这过程必须考虑气囊系统的静态稳定性,它决定于低系数操作的实际极限,在等温条件下,气囊反弹系数必须可测量的(正值范围)
Adiabatic,无气体流动,该过程无热量传递。
T2/T1=P2(&-1)/&/P1=V1(&-1)/V2
T为绝对温度;P为绝对气压;V为体积;&为adiabatic指数
这是个理想过程,实际中气囊是很难实现这种状态,然而,对于快速反弹过程接近该过程.
Polytopic,无气体流动过程(普通气囊操作过程)
n
T2/T1=P2^1-1^n/P1=Vin-/V2或P2/P1=V1/V2
T为绝对温度,P为绝对压力,V为总体积,n为Polytopic指数.
\体积\•当系统自然频率确定后,.
十、固特异气囊的特点
空气弹簧的原理在很早以前就创立了,而它在商业领域的应用是在20世纪末期才发展起来的。美国固特异公司早在1958年就研制开发了空气弹簧的产品,1962年获得了“膜式空气弹簧”的专利。到1999年美国80%以上的卡车和70%以上的拖车都采用了空气弹簧。然而在20世纪80年代,VOLVO、MERCEDES、MAN、RENAVLT等公司才相应推出空气悬架汽车。
美国固特异(Goodyear)公司不仅是世界上优秀橡胶产品最大的生产供应商,而且是世界上开发研制空气气囊最早的公司之一;在以后的几十年中,Goodrear公司在研制气囊领域一直处于领先地位。尤其表现在对膜式和囊式气囊的改良方面,以及对空气调节吸振技术的研究上。美国固特异空气弹簧已在各种汽车和工业上得到广泛应用。
美国固特异公司的气囊寿命长、免保养。它能充分吸收行驶中产生的震动,缓冲效果好。能够保持车身平稳、降低车辆驾驶时的噪音,延长汽车的使用寿命。
同时,经实验证明和有关科学研究证实:在高速公路行驶的空气悬架汽车,它对公路的磨损非常小。美国固特异公司的气囊技术含量高、质量优良、性价比高;对于其他品牌的气囊具有很好的互换性。
它不仅保证了原气囊的技术性能特点,而且解决了我们修理服务站适应多种气囊的紧急更换的需求。
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十一、固特异气囊的类别
气囊产品编码识别
固特异提供严密的气囊识别,易于理解并与超级气垫气囊的识别系统一致•该系统说明气囊段数,产品类型,工作直径和一些特殊指标。
例如:I1R12—o9211表示气囊的层数一层,R表示囊式,12表示工作直径为12英寸,092表示容器两端规格、空气配件尺寸。
2、弹性材料
气囊的弹性材料是由两层尼龙或Polytopic纤维外包橡胶材料,它们的设计使其能承受膨胀压力,频繁的变形和错位。外层橡胶起到保护作用,防摩擦,抗老化和抵抗外部环境损坏。
内层橡胶起内部保护作用,避免空气泄露,气囊的弹性材料多为天然橡胶或固特异产品。
主要气囊多为耐久、耐低温天然橡胶制成,气囊操作温度范围为
-67°F(T9°C)〜+158°F(+70°C)
固特异的气囊适用于多油渍的环境中。若知详情请与我公司联络。
容器
气囊上下盖用来固定弹性材料,并与其构成封闭容器。所有上下盖和活塞是由热铸而成,或抗腐蚀的铝、锌或钢。上下盖配有挡片或突出螺栓来装配件。上盖配有1/8、1/4、1/2或3/4英寸挡片与空气阀相配。虽然称为上盖,但未必在上面,气囊的
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attitude不会影响它的功能。
反弹配件气囊内橡胶反弹垫帮助保护弹性材料上下盖,当外部压力停止操作不实用时,并出现以下情况时,建议使用内部反弹垫:
.设有反弹垫装置,系统经常达到气囊承压极限高度。
.设有反弹垫装置,系统偶尔受巨重或压力会达到承压极限高度。
.汽车气囊需放气力能。十二、使用气囊的理由
为乘客提供更舒适的环境;
低反弹率和自然频率可以保护车上货物;
避免坎坷路面造成车辆颠簸,影响汽车寿命;
减小车辆自重,允许负载更多货物;
多系统分别负载货物;
当axle不需要时可提供辅助桥加速,操作经济,提高可调节性;
保持汽车平衡,汽车高度感应器显示,汽车满负载与空载时高度同,汽车载货有足够空间,即使到最大高度数限,也不会受轮胎高度影响。另外,载货平台和拖车使用同样高度。
可保护车辆基本结构,低反弹率和自然震动频率加上出色的负载分配功能即可保护路面,也可带气囊,汽车即使满载也可在路上行驶。
十三、气囊安装应避免的情况
气囊安装的合理能延长其使用寿命,不合理操作几何原理会大大减小其寿命。在长时间承压情况下,只是微小的调整操作几何原理,就可增加4-10倍的寿命。但在实际情况中,可能长时间承压情况较少,寿命也不会有如此大的延长,但能延长寿命的事实是存在的。
避免中心线偏离。囊式气囊没有膜式气囊对于中心线偏离效果差,若有疑问请与固特异联系。
活塞中心线与支点(杆)的位置不正确。这会加大安装片和袖式气囊的弹性物质在活塞上的磨损,可能造成内部摩擦。
一个气囊在受很小压力时,内部材料折叠接触,因此当气囊受很大压力时,气囊会有很大磨损,这样产生内部磨损,减少寿命。
十四、气囊应用的“应该”事项
气囊的最大直径外还应有工作间隙,防止气囊弹性材料与其它部分的摩擦。若不需错位安装气囊,1〃英寸的间隙就足够了。
安装外部膨胀制动设置,可阻止气囊的膨胀超过其设计膨胀高度。
当使用内部反弹垫时,查一下负载及反弹曲线,确保反弹垫高度和压缩高度能适于气囊的使用。
挑选气囊时,实际要求中的操作高度及负载应在气囊膨胀气压20PSIG〜100PSIG之间发生的,设计高度和设计负载的范围内。
若可能,取设计高度范围的中间值为设计高度。
用管道油或Teflon胶带封住气孔位置,以免空气泄露。十五、气囊应用的“不应该”事项
气囊受压时或在其它任何情况,气压不可超过200PSIG。
没有固特异轮胎及橡胶公司的认可,气囊膨胀压力不可超过100PSIG。
不要超过气囊的设计膨胀高度,否则会引起气囊结构的损坏。
请不要让气囊扭转安装,若有实际需要,请与固特异联系。
操作中,气囊中若无反弹垫,不允许让气囊压缩超过设计受压高度。
不要将囊式及袖式气囊中气体放光,以压缩气囊,例如:装在举升车桥上的气囊。气囊中气压至少为
OPSIG,否则气囊的弹性材料不是沿活塞滑动而是折叠在活塞上。
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空气弹簧及广州高马特公司简介
1、空气弹簧的历史
空气弹簧诞生于19世纪中期,早期用于机械设备减振。由于空气弹簧拥有众多的优点,被日益广泛的应用于火车、汽车、造纸机、升降举升台、压力机、振动运输机、振动筛、空气锤、振动试验机、铸造机械等需要进行行程控制或减震、隔震的设备或仪器上。现阶段我国高速列车上(比如和谐号动车,京沪高铁等)也是使用的空气弹簧来进行减震、避震。在洗涤设备上的应用欧美等发达国家也是这几年的事。马牌空气弹簧,凡士通空
气弹簧,高马特空气弹簧,固特异空气弹簧
2、空气弹簧的原理空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气,利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧。它具
有优良的弹性特性,用在车辆悬架装置中可以大大改善车辆的动力性能,从而显著提高运行舒适度。空气弹簧都是用橡胶制造的,这种弹簧广泛应用于各种车辆悬架系统、飞机的起落机构、
抗冲击和振动的隔振器、气动仪表和床垫弹簧。
3、空气弹簧的优点:
A、空气弹簧具有非线性特性,可以根据需要将它的特性线设计成比较理想的曲线。
B、空气弹簧的刚度随载荷而变,因而在任何载荷下自振频率不变,使弹簧装置具有几乎不变的性能。
C、吸收高频振动和隔声的性能好。广州高马特空气弹簧,马牌空气弹簧,凡士通空气弹簧,高马特空气弹簧,固特异空气弹簧
D、通过高度控制阀,可使空气弹簧的工作高度在任何载荷下保持一定,也可使弹簧在同一载荷下具有不同的高度,因此,有利于适应多种结构上的要求。高马特气囊,凡士通气囊,固特异气囊,马牌气囊
E、空气弹簧的刚度可根据需要,借助于改变附加空气室的容积进行选择,而且可选择得很低。
F、同一空气弹簧,能同时承受轴向和径向载荷,也能传递扭矩,而通过内压力的调整,还可以得到不同的承载能力,因此能适应多种载荷的需要。高马
特气囊,凡士通气囊,固特异气囊,马牌气囊
G、在空气弹簧本体和附加空气室之间设一节流孔,能起到阻尼作用,如孔径选择适当,可不设减震器。
4、空气弹簧的种类
空气弹簧悬架上使用的空气弹簧主要有囊式和膜式两种:
A、囊式空气弹簧
它的特点是:囊式空气弹簧的寿命长,但刚度大,制造工艺比较复杂。囊式空气弹簧可以根据需要设计成单曲的、双曲的和三曲的;中天全自动洗脱机上使用的是双曲囊式空气弹簧。广州高马特空气弹簧
B、膜式空气弹簧
,并且特性线容易通过约束裙的形状来控制,,可减轻橡胶膜磨损,因而寿命高。空气弹簧的密封一般有螺钉紧封式和压力自封式两种,后者结构简单,组装检修方便,,凡士通空气弹簧,高马特空气弹簧,固特异空气弹簧
5、空气弹簧在全自动工业洗衣机(洗脱机)上的应用
起初,全自动洗脱机都是使用固定的联结方式安装在地面上,由于工业洗衣机装载容量比较大,高脱时产生的撞击力和震动甚至能把地面破坏;第二代洗脱机摒弃了上述的联结方法采用弹簧加阻尼器的方式从而获得了很好的的避震效果,但是由于弹簧自身的震动频率较高,一旦与机器中、高脱时产生的频率相同就会产生很大的共振,如果不能有效的消除这种共振,将会产生很大的噪音和震动将会对机器造成损坏,影响机器的使用寿命
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。第三代洗脱机就是运用空气弹簧进行避震的,由于空簧的自身震动频率低至2HZ,所以其吸收高频振动效果非常明显,加上空簧的其他优点,使得
洗脱机的振动和噪音大幅降低,从而降低了洗涤设备的维修率,延长了机器的使用寿命。那为什么空气弹簧不能在洗涤设备上得到广泛的应用呢?
技术是一方面的原因,还有一个重要的原因就是进口空簧的价格太高,而国内没有相应的生产厂家或者生产的空簧质量得不到保证。近年来由于我
国对高速列车技术的引进,相应的也引进了空气弹簧的制造技术;从而使得空簧质量可以与欧美发达国家相媲美。泰州市中天洗涤机械制造有限公
司最新研制的气囊减震洗脱机,采用中国北车集团自己研制的高性能空气弹簧,大大降低了公司的生产制造成本(价格是进口气囊40%),使得运
用在豪华汽车(奔驰S600)和高速列车上的空气弹簧能够在洗涤设备上得到应用
采用国际先进气囊减震技术的全自动洗脱机正式在泰州中天洗涤机械制造有限公司生产下线,我们在生产试制车间看到该机在试车时的表现,由衷地感到先进气囊技术的先进性和稳定性对洗涤机械减振性能的巨大提升,这将引领工业洗涤设备进入新一轮技术改良、升级换代的新浪潮。
气囊在豪沃卡车上的应用
为提高卡车驾驶员的舒适和方便物品的运输,我们开发了这项产品,目前已经在中板车还是半挂车都将在未来采
用空气弹簧。
•通过低自有频率保护易坏的货物运输、车体和各种配件
•借助于调节装置的附加功能提高和降低车身方便装卸货物•通过低自有频率降低对道路的冲击,保护路面,延长道路寿命.
如今采用气囊悬浮的驾驶室,豪沃车型有豪沃07款,08款豪沃,10款豪沃及最新的豪沃A7气囊;目前豪沃车也是国内使用驾驶室悬浮气囊最多的车型,广州高马特空气弹簧有限公司也是豪沃车型最大的气囊供应商,座落在中国第一开放口岸——广州,距离广州白云国际机场仅有十五分钟车程
。公司占地20000平方米,拥有现代的厂房及先进的橡胶空气弹簧制造设备,是目前中国最大空气弹簧生产基地之一。
改公司的产品主要应用于商用车、轨道车辆、工业机器设备的底座上。主营产品有:橡胶空气弹簧、客车卡车气囊,驾驶室悬浮气囊,工业用气囊、造纸机械用空气弹簧、大型洗衣机用、汽车用橡胶空气弹簧等,现已有几百种型号及款式,也可按客户的要求或客户现有的产品规格来设计生产。
该公司采用国内最先进的空气弹簧的专用加工设备及引进国外空气弹簧生产技术。结合我司独特的生产工艺,按照国际标准进行生产,制造出世界
一流的产品。
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霸、霸王、大运、汕德卡T7、豪沃A7、杰狮、斯太尔王、金王子、豪俊、豪运、豪卡、顺驰、骑士、三菱、日野、斯凯尼亚、沃尔沃、北方奔驰、
、五十铃、佛山飞驰、尼桑、德国曼、联合卡车、庆铃重卡、HOWO、H0W0A7、HOKA、豪翰、HOKAH7、HOVA、豪泺、HOWOT5G、新黄河、
郑州宇通厦门金旅厦门金龙海格客车中通客车上海申龙安凯客车青年尼奥普兰江淮客车重庆恒通江西百路佳丹东黄海扬州亚星桂林
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