轿车空气弹簧减振系统的开发设计
4.5空气悬架、油气弹簧设计
4.5空气悬架、油气弹簧设计4.5.1空气悬架的设计空气悬架多应用于各类大型客车和无轨电车上，在高级轿车、长途运输重型载货汽车和挂车上也有所采用。
其弹性元件是由夹有帘线的橡胶囊或膜和冲入其内腔的压缩空气所组成。
这种悬架除弹性元件、减振器和导向机构外，一般还装有车身高度调节装置。
由于空气弹簧可以设计得比较柔软，因而空气悬架可以得到较低得固有振动频率，同时空气弹簧的变刚度特性使得这一频率在较大的载荷变化范围内保持不变，从而提高了汽车的行驶平顺性。
空气悬架的另一个优点在于通过调节车身高度使大客车的地板高度和载货汽车的货箱高度随载荷的变化基本保持不变。
此外，空气悬架还具有空气弹簧寿命长、质量小以及噪声低等一些优点。
空气悬架的不足之处在于：结构复杂，与传统的钢制弹性元件相比，需要增加压气机、车身高度调节器以及气阀等零部件；价格昂贵；空气弹簧尺寸较大，不便于布置；需要专门的导向机构传递侧向力、纵向力及制动、驱动力矩。
正是由于这些原因，普通轿车上很少采用空气悬架。
戴姆勒—奔驰公司仅在其最高档的600系列轿车上才装有空气悬架。
按照结构特点，空气弹簧可以分为囊式和膜式两大类。
囊式空气弹簧结构相对简单，制造方便，但刚度较高，因而常用于大型客车、无轨电车和载货汽车，并且常配有辅助气室以降低弹簧刚度。
膜式空气弹簧刚度小，适合于用作轿车悬架，但同等空气压力和尺寸下其承载能力小，并且动刚度会增大。
图4－17如图4—17所示，当在充满气体的空气弹簧上作用外力P 后，会引起弹簧的微小变形df ，相应的气体容积变化量为dV 。
由于囊壁变形所做的功与外力所作的功相比可以忽略，因而外力作的功Pdf 等于气体受压作的功dV p p a )(-dV p p Pdf a )(-= （4－39）式中p ——弹簧内空气的绝对压强；a p ——大气压强。
k ——气体常数，当汽车载荷缓慢变化时，弹簧内空气状态的变化接近于等温过程，可取k ＝1；当汽车在行驶过程振动时，弹簧内空气状态的变化接近于绝热过程，可取k ＝1.4；实际计算时，通常取k ＝1.2～1.4。
空气弹簧的简介与设计
3.空气弹簧性能要求与失效模式-性能曲线
3.空气弹簧性能要求与失效模式
空气弹簧失效鱼骨图 胶料耐老 化性差 外层胶 橡胶气囊
帘布层
胶料气 密性差
性能 不好
与内、外层 胶粘合不牢
钢丝胶 胶料耐曲 挠性不够
胶与钢丝 粘合不牢
上座
强度不够
内 层 胶
与帘布胶 粘合不牢 胶料气 密性差
空气弹 簧失效
强度不够
GB/T 2941-2006 《橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序》 GB/T13934-2006 《硫化橡胶或热塑性橡胶屈挠龟裂和裂口增长的测定》 GB/T14450 -2008《胎圈用钢丝》 GB/T 9102-2003《锦纶6轮胎浸胶帘子布》 ……
空气弹簧设计建议了解的相关标准
3.空气弹簧研发流程
性能试验
空气弹簧动力学模型
样机试制
结构设计
整车动力学模型
计算分析
模具设计及制造 零部件加工 工艺设计
综合性能试验 垂向疲劳试验 高、低温试验 爆破试验
客ro/engineer Solidworks AutoCAD
3.空气弹簧性能要求与失效模式-性能曲线
空气弹簧耐压强度试验台
5.空气弹簧有限元分析技术
空气弹簧有限元计算分析
5.空气弹簧有限元分析技术
35 30 25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 位移(mm) 120 140 160
载荷(kN)
载荷(kN)
7bar
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 40 80
外层胶 第二层帘子布 第一层帘子布 内层胶
外层胶----耐老化、耐屈挠、有较高的定伸应力 内层胶----耐老化、好的气密性 帘布胶----与帘线的粘结性能好 钢丝胶----较高的定伸应力、与钢丝的粘结性能好、压出性能好
汽车空气弹簧支架的优化设计
汽车空气弹簧支架的优化设计作者：岳峰松张文举杨志丹Solidworks作为国际上主流的设计软件，除自身提供了便捷的三维设计、装配和工程图等功能外，还集成了较多CAD／CAE／CAM应用方面的解决方案，这样便于设计人员在SolidWorks统一的软件界面下，完成整个产品的结构设计、性能分析和加工制造等产品设计验证与制造的开发流程。
下面是SolidWorks COSMOS在汽车行业的一个分析案例。
汽车空气悬架系统采用空气弹簧代替传统的钢板弹簧，可以大幅度提高整车的舒适性、平稳性和操纵性。
笔者在对国内某款车型进行空气悬架改装时，应用SolidWorks软件进行产品三维设计、装配及干涉检查，同时采用其集成的有限元分析软件COSMOSWorks进行多个关键零件部件的结构分析与优化，有效保证了产品质量，整个设计周期缩短了30%；最终实现装车一次成功。
面向设计的优化流程本文以空气弹簧某支架的优化设计为例，介绍其在SolidWorks中的优化过程。
1．设计要求(1)在满足空气弹簧工作空间要求的同时，不得与周边物体有装配干涉和运动干涉；(2)结构的静强度满足气囊最大承载能力的要求。
对于要求(1)，可以利用SolidWorks的三维造型和装配体的干涉检查等功能完成。
如果结构复杂，且运动状态不易判断，还可以借助SolidWorks的物质动力功能或者集成的运动仿真软件CMOSMotion来完成，这里不做介绍。
2．分析过程首先利用SolidWorks的三维造型功能，确定空气弹簧支架的基本结构，如图1所示。
该支架的材料为Q345B，厚度均为6mm，零件质量为3.56Kg；然后利用COSMOSWorks进行静强度的分析，对设计进行验证。
由于任何分析软件都无法做到真实工况的仿真模拟计算，所以在建立研究课题前，我们会找出影响该部件的主要约束条件及载荷。
COSMOSWorks在分析前处理阶段所提供的参数设定非常丰富，基本满足大多数的案例分析：同时在模型网格划分即离散化处理方面更加智能，无须手工调整网格，并且具有快速的结算能力。
空气弹簧成型机的设计与研制
摘要：本文介绍橡胶空气弹簧成型机的研发背景、主要结构及工作原理、技术参数与主要特点等。 该设备提高生产效率，自动化水平较高，能够适应现代化生产的工艺及质量要求。 关键词：橡胶空气弹簧成型机、提高生产效率、工艺与质量
1 引言
空 气 弹 簧 ，俗 称 气 囊 、气 囊 式 气 缸 、皮 囊 气 缸 等 。空 气 弹 簧 为 曲 囊 式 结 构 ，其 曲 囊 数 通 常 为 1~3 曲囊，但根据需要也可以设计制造成袖式、膜式、束带型空气弹簧，还可以在一定条 件下将两个囊式空气弹簧叠加使用。空气弹簧广泛应用于商业汽车、巴士、轨道车辆、机器 设备及建筑物基座的自调节式空气悬挂。
目前，橡胶空气弹簧的工业自动化的较低，大部分生产企业都采用手动供料、手动标线与手动 成型，正反包操作都采用人工方式完成，生产数量与工艺参数都很难达到产品标准。北京沃华公司 依据多年的橡胶设备的设计经验于二〇〇九年研发了新型橡胶空气弹簧成型机，并获得国家产品著 作权。
2 主要机构及特点 2.1 一段成型机
含布料架的最大外形尺寸(长 X 宽 X 高)
钢丝圈卡盘直径范围
钢丝圈卡盘宽度范围
腰 中间钢丝圈直径范围
带 腰带内径与囊胚外径间距
定 主轴中心高度
型 成型机头中心线至机箱前端面
机 压辊压力调整范围
主轴转速
外形尺寸(长 X 宽 X 高)
主轴径向跳动
一 主轴与尾座支撑轴的同轴度 段 扣圈盘端面跳动
成 扣圈盘与主轴同心度 设
垫布卷由涡轮减速箱及交流变频电机驱动，配有垫布剥离装置，利用光电传感器检测储布环的 位置实现帘布的自动导开。每层帘布通过导向托盘给成型机头供料，导向托盘通过气缸实现上 下摆动，当机头直径变化时，可通过导向托盘的调节移动导辊进行高度调节，在导向盘上装有 一个可移动导辊，用于调节对正帘布的中心线，将帘布和胶片准确送至贴合鼓，并保证贴合过 程中帘布和胶片的定中精度。 2) 如果供料采用自动纠偏装置，那么帘布通过自动纠偏系统将帘布送到导开托盘装置，帘布中心 与成型机头中心对正，定中精度小于±1mm。 3) 如果不采用自动纠偏装置，帘布通过托辊将帘布送到导开托盘装置，利用机械装置来保证帘布 中心与成型机头中心对正，定中精度小于±2mm。
空气弹簧设计手册
目录注意：本文件中的资料只提供相关产品特性和用途的一般指南。
其中的材料是通过设计开发、试验和应用而得到，相信是可靠和准确的。
但是，Firestone 并没有明确或暗示地对这些资料做出保证。
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对于具体应用，建议寻求称职专业人员的帮助。
1 优势 32 术语–空气弹簧和悬架 53 空气弹簧型式74 如何使用产品数据单125 应用考虑因素186 基本原理（公式推导）207 计算举例：空气弹簧和悬架27 8 计算举例：使用个人计算机34 9 保修考虑因素35发展历史在30年代早期，Firestone轮胎和橡胶制品公司就开始试验开发应用空气弹簧的潜力。
从1935到1939，几家美国汽车制造商在其汽车上安装了空气弹簧，并进行了大量试验以证明汽车空气悬架系统的潜力。
但从未投入生产，因为钢板弹簧有了很大改进，乘坐性能得到显著改进，而其成本却比当时的空气弹簧系统要低得多。
在1938年，美国最大的客车厂家有兴趣在其新设计开发的客车上采用空气弹簧。
他们与Firestone的工程师们合作，使第一辆安装空气悬架系统的客车在1944年进行了试验，空气悬架的优异性能清楚地记录在试验文件中。
在50年代早期，经过几年产品开发之后，配备空气弹簧的客车终于投入生产。
这也就是Airide®空气弹簧的成功发展历史。
空气弹簧在客车中的成功应用引起了卡车、挂车及工业减振隔振应用的新兴趣。
今天，在道路上行驶的几乎所有客车、8级以上卡车、和许多挂车都已安装的空气弹簧，同时，控制系统设计的巨大进步也进一步开启了汽车应用的大门。
优势空气弹簧使车队占据竞争优势的前沿现代卡车行业的效率比过去任何时候都要高得多。
在很多情况下，效率成了是否能生存的决定性因素。
所以越来越多的车队指定其新卡车和挂车要配备空气悬架。
文件记载的许多事实都证明，安装了空气悬架的卡车和挂车比钢板弹簧的卡车的挂车发生“磨损和裂纹”故障的情况要少得多。
空气弹簧设计手册
空气弹簧设计手册空气弹簧设计手册目录1、弹簧概述1.1 弹簧的定义1.2 弹簧的分类1.3 弹簧的工作原理2、弹簧的材料选择与特性2.1 弹簧所需的材料2.2 材料的机械特性2.3 材料的热处理要求3、弹簧设计基础3.1 设计参数的确定3.2 设计计算公式的应用3.3 弹簧的安全系数4、弹簧的尺寸与结构设计4.1 线宽与线径的确定4.2 作用长度的计算4.3 弹簧的内外直径4.4 弹簧的圈数与总圈数4.5 弹簧的盘扣与端部设计5、弹簧的制造与加工工艺5.1 弹簧的制造流程5.2 材料的切割与加工5.3 弹簧的弯曲成型5.4 弹簧的热处理工艺5.5 弹簧的表面处理6、弹簧的性能测试与验证6.1 填写弹簧设计测试申请表 6.2 弹簧性能测试的操作流程6.3 弹簧测试结果的分析与评估7、弹簧的安装与维护7.1 弹簧的安装要求7.2 弹簧的维护注意事项7.3 弹簧的故障排除与修理方法8、弹簧设计案例分析8.1 汽车悬挂弹簧设计案例8.2 工业机械弹簧设计案例8.3 家用电器弹簧设计案例9、附件9.2 弹簧材料性能表9.3 弹簧制造工艺流程图附件：2、弹簧材料性能表：附表23、弹簧制造工艺流程图：附图1法律名词及注释：1、版权：指对作品享有的独占权，包括复制权、发行权、展览权等。
2、专利：指对发明、实用新型或外观设计等技术解决方案享有的独占权。
3、商标：指用于区分商品或服务来源的标志，如商标名称、图案、字母等。
4、保密协议：指双方约定保守商业秘密的合同。
5、侵权：指在未经授权的情况下侵犯他人的知识产权。
一种空气弹簧开启关闭发动机气门装置的设计
机械与动力工程河南科技Henan Science and Technology总第874期第3期2024年2月一种空气弹簧开启关闭发动机气门装置的设计方 桉 雷志君 傅瑜杭（浙江农林大学暨阳学院，浙江 诸暨 311800）摘 要：【目的】本文旨在解决发动机气门落座冲击导致的振动和噪声问题，提出一种新型的空气弹簧开启关闭发动机气门装置的设计方案。
该设计能够有效地缓冲冲击，降低发动机的振动和噪声，同时能够精确调控气门的落座速度，提高发动机的性能、。
【方法】该设计利用橡胶空气弹簧吸收冲击能量，达到缓冲效果，同时调控气门落座速度，降低部件磨损。
【结果】新设计有效地解决了现有技术中的振动和噪声问题，降低了发动机噪声，延长了发动机寿命，同时提高了发动机工作效率和输出功率。
【结论】不同类型发动机都可应用，也适用于其他机械设备。
未来可优化弹簧刚度和响应速度，研究在其他类型机械中的应用。
关键词：噪声；气门落座；冲击；弹簧中图分类号：TP391.9 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）03-0022-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.03.005An Air Spring Opens and Closes an Engine Valve DeviceFANG An LEI Zhijun FU Yuhang(Jiyang College, Zhejiang A&F University, Zhuji 311800,China)Abstract: [Purposes ] This paper aims to solve is to solve the vibration and noise problems caused by theimpact of engine valve seating, and to propose a new design scheme of gas spring opening and closing engine valve device. The design can effectively cushion shocks, reduce engine vibration and noise, andat the same time accurately adjust the seat speed of the valves, thus improving engine performance. [Methods ] The design uses a rubber air spring to absorb the impact energy to achieve the cushioningeffect, and at the same time adjust the valve seat speed to reduce the wear of components. [Findings ] The new design effectively solves the vibration and noise problems in the existing art, reduces the engine noise, prolongs the engine life, and improves the engine work efficiency and output power. [Conclusions ] Compared to mechanical camshaft drives, this design provides better cushioning and control accuracy, and reduces component wear. Different types of engines can be used and can also be used in othermechanical equipment. In the future, the spring rate and response speed can be optimized, and the application in other types of machinery can be studied.Keywords: noise; valve seating; impact; spring0 引言发动机作为机械设备的关键部件，其性能要求不断提高。
空气弹簧液压减振器的相关想法_图文(精)
空气弹簧液压减振器的相关想法目录一.概括 1二.背景介绍 11.弹簧、液压减振器 12.空气弹簧 23.各自的优缺点 3三．设计方案 31.叠加式 42. 贯穿式 43.方案比较 54选定方案需要注意的问题 5一.概括本文探讨了一种新型结构紧凑、弹簧刚度可变的空气弹簧液压减震器，这种减振器将空气弹簧与液压减震器有机地结合为一个整体，节约了空间，简化了整车底盘的布置；同时由于空气弹簧的刚度与充气压力有关，随着压力不同刚度会发生改变，通过充入气体压力的调节，能自动保持车身水平高度，无论空载满载，车身高度都能恒定不变。
这样在任何载荷情况下，悬挂系统的弹簧行程都保持一定，减震特性基本不受影响，即便是满载情况下，车身也很容易控制。
二.背景介绍减震器主要用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。
在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。
减震器太软，车身就会上下跳跃，减震器太硬就会带来太大的阻力，妨碍弹簧正常工作。
在关于悬挂系统的改装过程中，硬的减震器要与硬的弹簧相搭配；而弹簧的硬度又与车重息息相关，因此较重的车一般采用较硬的减震器。
与引震曲轴相接的装置，用来抗衡曲轴的扭转震动(即曲轴受汽缸点火的冲击力而扭动的现象。
1.弹簧、液压减振器为了减少前面提到的路面对车辆的振动和冲击，需要弹簧把这些吸收振动和冲击的能量，弹簧在悬架中就是一个储能元件，但是暂时储存起来还不行，还要把这些对车辆乘坐舒适性和操纵稳定性不利的能量消耗掉，这是就轮到减振器登场了，液压式减振器的工作原理是当车架与车桥作往复相对运动，而活塞在缸筒内往复运动时，减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔，此时，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，而被油液和减振器壳体所吸收，然后散到大气中。
简单的说就是，将动能转化为热能。