【正文】 性。今后電子控制式空氣懸架將成為空氣懸架發(fā)展的必然趨勢。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。給出了設(shè)計全空氣懸架時所需的設(shè)計過程和相關(guān)知識。關(guān)鍵詞： 空氣彈簧；懸架；大客車36ABSTRACTThe design of the book first collect some knowledge of suspension, based on the advantages and disadvantages of the air suspension. Air suspension on the current development trend. Design process is presented for design of air suspension and the related knowledge.Due to these design methods used in practical design, correctness, it is necessary to verify the design result and therefore, in the specification, the design of full air suspension as an example, the design method of the specification are described.In addition, in order to improve the design speed, but also the guide rod air suspension force, calculation of absorber spring stiffness are programmed, the design can be used together.Air spring and shock absorber cited the standard。由于汽車行駛的路面不可能絕對平坦，路面作用于車輪上的垂直反力往往是沖擊性的，特別是在壞路面上高速行駛時，這種沖擊力將達(dá)到很大的數(shù)值。持續(xù)的振動易使乘員感到不舒適和疲勞。(一)彈性元件彈性元件主要是把車架或車身與車橋或車輪彈性的連接起來，主要有空氣彈簧，鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧等。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，生活水平的不斷提高，人們對汽車的乘坐舒適性及各方面的性能提出了更高的要求，這便迫使各汽車生產(chǎn)廠家不斷的引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，保持強(qiáng)大的競爭能力。鋼板彈簧除具有緩沖作用外，還有一定的減震作用。(二)導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置是指懸架中的某些用來傳力同時還承擔(dān)著使車輪按一定軌跡相對車架和車身跳動的任務(wù)的機(jī)構(gòu)。彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將會產(chǎn)生振動，減震器可以使振幅迅速減小，以避免持續(xù)的振動給駕駛員的不舒適和疲勞。432151—彈性元件 2—縱向推力桿 3—減振器 4—橫向穩(wěn)定器 5—橫向推力桿 汽車懸架組成示意圖 懸架的分類根據(jù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)型式的不同，汽車懸架又可分為非獨立懸架和獨立懸架。不過，獨立懸架存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點。 非獨立懸架 懸架技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢機(jī)械裝置的基本規(guī)律指出：載貨汽車良好的舒適性，操縱穩(wěn)定性及良好的承載能力在使用定剛度和定阻尼減震器的傳統(tǒng)懸架中是不能同時滿足的。鋼板彈簧在不同的載荷下產(chǎn)生不同的彎曲，這樣會導(dǎo)致整車到地面的距離總是在發(fā)生變化，如果保持彈簧的彈性而增加載荷的話，這會降低彈簧的固有頻率甚至使彈簧的特性發(fā)生改變。另外，隨著重型載貨汽車對路面的破壞機(jī)理的研究及認(rèn)識的進(jìn)一步加深，以及政府對高速路養(yǎng)護(hù)的進(jìn)一步重視，空氣懸架在重型貨車上的應(yīng)用也必將進(jìn)一步增加。典型的機(jī)械式空氣懸架主要包括以下幾個部分：(1)空氣彈簧空氣彈簧是由橡膠囊所圍成的一個密閉容器，在其中貯入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性實現(xiàn)其彈簧的作用。由于空氣懸架只能承受垂直載荷，所以需要安裝導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以承受橫向力、縱向力及力矩以使車橋(或者車輪)按一定的軌跡相對車身或車架跳動。(4)高度控制閥高度控制閥是空氣彈懸架系統(tǒng)的一個重要組成部分，其主要功能是：①隨整車載荷變化保持合理的懸架行程；②高速時降低車身高度，保持車身穩(wěn)定性，減少空氣阻力；⑨在起伏不平的路面上，可以提高車身高度從而提高了汽車的通過性，空氣彈簧的優(yōu)越性通過安裝高度控制閥充分的顯現(xiàn)出來。所以在國內(nèi)應(yīng)用的還不是很廣泛，但是這是汽車懸架發(fā)展的必然趨勢。根據(jù)橡膠氣囊曲數(shù)不同可將其分為單曲、雙曲和多曲的囊式空氣彈簧。隨著段數(shù)的增加，空氣的彈簧的剛度會變小。這就可以獲得在標(biāo)準(zhǔn)高度下很軟，而在大位移時變硬的特性，即合適的非線性彈簧特性。許多膜式空氣彈簧的底座還作為輔助氣室以增加空氣彈簧的總?cè)莘e，改善空氣彈簧的性能?？諝鈴椈蓱壹苤锌諝鈴椈芍饕惺艽怪陛d荷。這是空氣懸架中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的最重要的一個作用。其作用是：在車輛運行時的正常振動中，保證空氣彈簧的高度雖有變化但不起進(jìn)、排氣作用，而當(dāng)靜載荷變化或以極低頻率振動時，保證空氣彈簧進(jìn)行充、排氣，以使在汽車正常的振動中高度閥的進(jìn)、排氣閥不會頻繁地打開，從而減少壓縮空氣的浪費?？諝鈶壹艿墓ぷ髟恚嚎諝鈮嚎s機(jī)供給儲氣筒壓縮空氣，儲氣筒上裝有壓力保護(hù)閥，當(dāng)儲氣筒的壓力超出設(shè)定壓力時，壓力保護(hù)閥會自動打開把過載壓力卸掉。但是，機(jī)械彈簧懸架也可能加強(qiáng)振動，因為一些小的來自路面的跳動都可能引起共振。空氣懸架的另一個優(yōu)點在于通過調(diào)節(jié)車身高度使大客車的地板高度隨載荷的變化基本保持不變。對于高扭矩/低轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)車輛而言，這是一個重要考慮因素?？諝鈴椈捎腥箢悾沂?，膜式和復(fù)合式空氣彈簧。但是載荷不高。復(fù)合式空氣彈簧兼有膜式空氣彈簧和囊式空氣彈簧的優(yōu)點，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本較高，在此選用囊式空氣彈簧。在壓力較高的情況下，增加輔助氣室的容積對剛度的影響更明顯。關(guān)于布置方面的問題， 對比各種布置方法和理論，可以知道，空氣彈簧的中心距在考慮到車身及車架尺寸時可以做的越大越好，因為這樣，可以提高汽車的抗側(cè)傾性能，關(guān)于這方面的理論，在后面關(guān)于側(cè)傾剛度的計算中可以有更加明確的解釋在大客車的空氣懸架中，都裝有高度控制閥。當(dāng)車輛載荷減少時，因氣囊內(nèi)多余的氣壓，使空氣彈簧升高，從而車身也上升，因此，擺桿轉(zhuǎn)動，帶動凸輪轉(zhuǎn)動，從而使活塞和頂桿下移，使排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，氣囊中多余的氣壓排至大氣。保證汽車高度不隨汽車的載荷而變化，汽車高度可以調(diào)整，保持一定高度，便于乘客上下車。3)下面將各種狀態(tài)及其調(diào)節(jié)過程中懸架的主要元件的工作狀況介紹如下：車身定高位置的自動調(diào)節(jié)：（1）（3）（5）空氣彈簧的壓縮空氣重新被高度閥封閉。b) e)這時車身降落在6個彈性限位塊上，當(dāng)限位塊的變形回彈力與車重力達(dá)到平衡時，車身停止下降，此時即為車身的最低位置。b)d)氣囊的充氣和車身升高過程： B閥氣源口被關(guān)閉，排氣口被打開。 高度閥的氣源閥門被關(guān)閉，充氣閥門打開到最大開度。車身升高時高度閥控制腔內(nèi)的壓縮空氣由B閥的排氣口排出，即第一路通過單向閥由充氣管路經(jīng)A閥的排氣口排出，另一路經(jīng)高度閥門的放氣閥和排氣口排出，車身迅速下降，杠桿則隨之向上回轉(zhuǎn)，在杠桿的作用下，高度閥的放氣閥門逐漸變小，當(dāng)車身降至定高位置時，高度閥的放氣閥門被關(guān)閉，氣囊內(nèi)的壓縮空氣由第一路 繼續(xù)向外排出，直至氣囊內(nèi)的氣壓降至大氣壓力，車身降落在彈性限位塊上，當(dāng)限位塊的變形回彈力與車重力達(dá)到平衡時，車身停止下降，達(dá)到最低位置。3)囊式氣囊在反跳時的有效承壓面積最小，泄壓面積最大，所以，反彈行程過大易于引起氣囊的爆破。由于雙筒式減振器運用很普遍，所以在這里我想主要討論下雙筒式減振器。減振器工作過程中產(chǎn)生的熱量靠儲油鋼筒散發(fā)，這樣，減振器吸收振動的能量就轉(zhuǎn)化為熱能消散掉了。由于板簧剛度較大，不容易得到較低的振動頻率，因此一般不用到它?？蓪形架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)看成是縱向單臂式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的一種特殊形式，將二根縱向單臂與車架連接處的鉸鏈點合在一起，構(gòu)成A形架，A形架可避免導(dǎo)向機(jī)構(gòu)內(nèi)的附加載荷，克服了縱向單臂式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的缺點。 A形架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)懸架現(xiàn)在大部分大客車的空氣懸架都采用這種機(jī)構(gòu)。多數(shù)空氣懸架采用這種結(jié)構(gòu)。偏頻越小，則汽車的平順性越好。有式可知，懸架的靜撓度直接影響車身振動的偏頻n。用途不同的汽車，對平順性要求不一樣。對大客車，取58cm。懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。這樣可在有限的動撓度范圍內(nèi)，得到比線性懸架更多的動容量。轎車簧上質(zhì)量在使用中雖然變化不大，但為了減少車軸對車架的撞擊，減少轉(zhuǎn)彎行駛時的側(cè)傾與制動時的前俯角和加速時的后仰角，也應(yīng)當(dāng)采用剛度可變的非線性懸架。這種懸架除彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)外，一般還裝有車身高度調(diào)節(jié)裝置。按照結(jié)構(gòu)特點，空氣彈簧可以分為囊式和膜式兩大類，囊式空氣彈簧結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單，制造方便，但剛度較高，因而常用于大型客車、無軌電車和載貨汽車，并且常配有輔助氣室以降低彈簧剛度，膜式空氣彈簧剛度小，適應(yīng)于用作轎車懸架，但同等空氣壓力和尺寸下其承載能力小，并且動剛度會增大。空氣彈簧是利用橡膠氣囊內(nèi)壓縮空氣的反作用力作為彈性恢復(fù)力的彈性元件。在橡膠氣囊正常工作氣壓范圍內(nèi)，膜式空氣彈簧的有效承壓積面變化率比囊式氣彈簧小，即膜式空氣彈簧的剛度比囊式空氣簧小。W為簧上質(zhì)量當(dāng)用靜剛度比時則 合格當(dāng)用動剛度比時則 合格 彈簧的剛度公式為從中可以看出，要想獲得較軟的剛度，應(yīng)該增大V，但在布置上又不允許占用過高的空間，因而常常采用增加輔助氣室的辦法來達(dá)到增大V，減小剛度的目的。③A型架式，實際上為縱臂式的變形，其側(cè)向剛度較大，可減小車身側(cè)向擺動的加速度，從而減小懸架中出現(xiàn)的附加載荷，多用于重型車的懸架。在設(shè)計車身高度調(diào)節(jié)器時，必須采取必要的措施以防止在此類情況下車身高度調(diào)節(jié)器頻繁動作。不帶延遲機(jī)構(gòu)的高度閥工作原理：車體荷重增加時，車體下降，空氣彈簧壓縮，控制桿被推向上方，凸輪轉(zhuǎn)動帶動活塞頂開進(jìn)、排氣閥，風(fēng)缸中的壓縮空氣通過一段節(jié)流通道流入空氣彈簧；車架恢復(fù)到一定高度后，控制桿會返回平衡位置，此時進(jìn)氣閥被關(guān)閉，壓縮空氣關(guān)斷。其中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)揮著非常重要的作用。②使車橋(或車輪)按一定軌跡相對車身或車架跳動。通過，在汽車的前、后懸架中都裝有橫向穩(wěn)定桿，或者只在前懸架中安裝。為了緩沖隔振和降低噪聲，橫向穩(wěn)定桿與車輪及車架的連接處均有橡膠支承。汽車車身和車輪振動時，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時的摩擦和液體的粘性摩擦形成了振動阻力，將振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動的目的。雖然搖臂式減振器能夠在比較大的工作壓力(10—20MPa)條件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨損和工作溫度變化的影響大而遭淘汰。設(shè)計減振器時應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求是，在使用期間保證汽車行駛平順性的性能穩(wěn)定。因此，有些汽車的減振器是可調(diào)式的可根據(jù)傳感器信號自動選擇。 (3) 當(dāng)車橋（或車輪）與車橋間的相對速度過大時，要求減振器能自動加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。上腔被活塞桿占去了一部分空間，因而上腔增加的容積小于下腔減小的容積，一部分油液于是就推開壓縮閥，流回貯油缸?；钊锨挥蛪荷撸魍ㄩy關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液推開伸張閥流入下腔。這使得減振器的伸張行程產(chǎn)生的阻尼力大于壓縮行程的阻尼力，達(dá)到迅速減振的要求。（1） 阻尼力的求法： 阻尼比分布V前軸ψ后軸ψ(100mm/s)~~(300mm/s)~~(600mm/s)~~： （2）前輪減震器的阻尼力 首先求最初的臨界阻尼系數(shù) 在這里，=。但由于在生產(chǎn)減震器時，是把V=，因此，在V=，V=，阻尼力與計算值不吻合的情況也很多。本論文取得了一些成果，但是由于工作量較大、時間短、個人知識能力尤其是理論水平還較為欠缺，還有許多不足之處，今后會對空氣懸架做進(jìn)一步深入的研究。16