空气弹簧的特点

　　空气弹簧的应用
　　1、空气弹簧在汽车上的应用
　　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种大中型公共汽车，有38种使用了空气弹簧。目前，空气弹簧在国外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。有些高级轿车上也选装了空气弹簧，如美国的林肯，德国的奔驰600等。在一些特种车辆如对防振要求高的仪表车、救护车及要求带高度调节的集装箱运输车上，空气弹簧的应用更为广泛。近年来空气弹簧在商用汽车上使用发展较快，常用的空气弹簧有筒状空气弹簧，变载而活塞型筒状空气弹簧，直筒式活塞边缘压紧式筒状空气弹簧，双环型空气弹簧四种。
　　我国在于20世纪50年代就对空气弹簧进行了研究。1957年，长春汽车研究所与化工部橡胶工业研究所合作制造出了我国第一辆装有空气弹簧的的载重汽车，相继又设计制造了公共汽车用空气弹簧。近年来，随着汽车技术的发展及国外空气悬架的引进，小部分国产高级旅游车开始采用进口空气弹簧，如沈阳飞机制造厂、北方汽车制造厂、厦门金龙联合汽车公司、亚星客车集团公司、丹东汽车制造厂等生产的客车。
　　近年来，随着空气弹簧应用的推广，对空气弹簧的研究和开发越来越得到重视。四方所研制了豪华客车用SYS330型空气弹簧。该空气弹簧为自由膜式空气弹簧，由上盖板、胶囊、应急橡胶挡和底座（兼作附加气室），采用压力自密封方式密封。
　　贵州前进橡胶股份有限公司对南斯拉夫桑诺斯，德国沃尔沃、凯斯抱尔等客车的橡胶空气弹簧进行了研究。交通部重庆公路科研所研制D52603260膜式空气弹簧在实际使用中性能良好，使用寿命达10万公里以上，已在进口和国产车上大量装用。
　　河南尉氏县橡胶厂研制的空气弹簧用于匈牙利的依卡露斯256型大型豪华客车上，运行10万公里无质量问题。株洲时代新材研制了EQ6111汽车空气弹簧，已通过了1万公里装车运行试验，还开发了用于厦门金龙客车的29S35000汽车空簧，并通过了500万次疲劳试验。
　　2、空气弹簧在轨道交通上的应用
　　空气弹簧广泛应用于快速列车、地铁、轻轨和磁悬浮列车等轨道车辆上。在快速列车上的应用20世纪70年代初，法国试验型高速列车TGV001的Y225型转向架上，二系悬挂采用了日本住友生产的约束膜式空气弹簧。80年代初在TGVPSE上采用了康迪泰克公司生产的高柔性684N4.10B空气弹簧，保证了TGV于1990年在创造世界纪录的515km/h速度时仍具有优良的运行平稳性。由于这种大曲囊式空气弹簧在TGVPSE上的成功应用，TGV的所有其他系列如TGVA、TGV2N、E UROSTAR（欧洲之星）、T HALYS（欧洲国际联运用）、西班牙AVE、韩国TGV等都采用了该空气弹簧。德国试验型高速列车ICE使用了康迪泰克生产的高柔性7050N.10型空气弹簧，曾于1987年创下了当时的世界纪录406km/h。瑞典X2000型摆式列车上，其拖车转向架二系悬挂由空气弹簧、上下摇枕和橡胶堆组成。空气弹簧置于车体与上摇枕之间。其动车转向架二系悬挂为无摇枕结构，空气弹簧直接座落在构架上。日本300系、400系、500系、500系、700系客车均采用了空气弹簧。300系客车转向架上采用大横向变位、小横向刚度自由膜式空气弹簧。空气弹簧标准工作高度为201mm，工作压力为0.37Mpa，有效直径为500mm，蕞大横向变位可达100 mm。400系客车采用无摇枕转向架形式，也采用自由膜式空气弹簧作二系悬挂。空气弹簧标准工作高度为190 mm，工作压力为0.46Mpa，气囊小半径为60 mm，装有板式可变节流阀，蕞大横向变位可达100 mm。500系列试验车空气弹簧采用自由膜式结构，两空气弹簧间距2600 mm，有效直径为500mm，空气弹簧标准工作高度为200 mm，工作压力为0.39 Mpa，附加气室容积70L。7 00系主要采用了非线性空气弹簧，使空气弹簧在直线行车时较软，在曲线行车时较硬，从整体上改善了乘坐舒适性。
　　早在1958年我国试制的双层客车的转向架上就开始使用空气弹簧，这期间所应用的空气弹簧基本上都是囊式空气弹簧。在60年代研制的KZ2型客车转向架上也采用了空气弹簧悬挂，采用的是约束膜式空气弹簧。经过不断的研制和运用，近年来新型空气弹簧越来越多地应用于我国准高速、高速列车转向架上。在我国的准高速车辆CW2型转向架上采用的空气弹簧安装在摇枕与托架之间，其横向间距为1956 mm，利用摇枕内腔作为附加气室，空气弹簧与附加气室之间设可调节流阀。具有代表性的是SYS600A型空气弹簧。209HS转向架的二系悬挂采用膜式空气弹簧，其摇枕兼作附加气室用。2 06KP型转向架采用无摇枕动台结构，并采取了橡胶堆弹性支承空气弹簧系统，也设置了可变节流孔。具有代表性的是SYS550C型空气弹簧。此外，SW200型和SW160型转向架采用SYS550D型和SYS600A型空气弹簧，其结构特点与SYS550C和SYS600A型基本相同。在此基础上，我国郑武线200km/h以上线正在试验中，浦厂研制的PW200型转向架上采用了新研制的大柔度的空气弹簧及纵向牵引拉杆，提高了车辆的平稳性。
　　在地铁上的应用
　　上海地铁无摇枕转向架采用了高柔性自由膜式空气弹簧，其密封方式为螺钉密封和压力自封相结合的方式。该空气弹簧具有如下特点：⑴横向刚度小并能适应大的横向变形；⑵曲线通过时，空气弹簧本身具有良好的横向复原力特性；⑶具有良好的扭转特性和扭转耐久性。
　　在轻轨列车上的应用
　　城市轻轨电车行驶于城市地面、地下或高架线路上，要求其噪声低、减振性能好，并且有适应车辆载重变化较大的能力，为此，空气弹簧获得了广泛应用。四方厂研制了用于有轨电车的SYS450型空气弹簧。该空气弹簧采用全压力空气自封密封方式，简化了空簧结构；使用橡胶堆支承，改善了车辆的横向振动性能；采用可调阻尼节流阀，使车辆在各种线路状态和运行速度下均具有良好的振动性能。
　　在磁悬浮列上的应用
　　磁悬浮列车是一种新型的非地面接触式交通方式，具有超高速、低噪音、节能等优点，越来越受到重视，当然，空气弹簧的应用是非常关键的技术。20世纪80年代，日本、德国等国家的磁悬浮列车技术已达到实用水平。而在国，该技术起步于80年代，90年代进行了具有实用价值的试验型磁悬浮列车的研制。四方所研制了SYS130A型、SYS130B型磁悬浮列车转向架用膜式与囊式2种空气弹簧（图15）。该空气弹簧中央悬挂的采用改善了磁浮列车的乘坐舒适性，为推动我国磁浮列车的实际应用研究起到了积极作用。我国八达岭旅游示范线磁悬浮列车选用了美国NEWAY公司生产的空气弹簧。该产品使用液体减振器，无附加气室，减少了体积和重量。空气弹簧的应用改善了车辆的二系悬挂品质，提高了舒适性和平稳性。
　　3、空气弹簧在工业机械上的应用
　　空气弹簧在工业机械上广泛应用于设备隔振，如在压力机、空气压缩机、离心机、振动运输机、控制锤、铸造机械和纺织机械、光学和激光仪器、集成电路、超精密机床等精密机械设备和精密测试设备上，在国外都得到了应用。随着社会的发展，人们对生活的要求（包括对降低振动和噪声的干扰）越来越高，因此空气弹簧隔振技术会越来越多，其前景十分广阔。在机械隔振中，空气弹簧一般采用约束膜式和自由膜式结构。空气弹簧可应用于各种机械装置中起缓冲吸振、控制运动或增压作用。与具有同样功能的气缸或其他弹性元件相比，空气弹簧结构简单、工作可靠，不需复杂的参数计算和结构设计，无密封泄漏问题，使用维护方便，且寿命较长。冲压加工中，如冲压汽车车盖、车门等，均需采用必要的缓冲装置。缓冲器在加工中要承受较大的、周期性的冲击负荷。其性能直接影响产品的加工精度。若采用空气弹簧作为缓冲器，可降低加工成本并保证加工精度。物料传送中，料箱由振动器驱动以使物料混合均匀，或使物料流动以进入料箱中。振动会引起料箱支承部件疲劳乃至破坏，因此必须采用隔振装置。若使用空气弹簧则可提供较大的灵活性，调节弹簧的充气量就可适应不同的工作负荷和高度要求，而不会影响隔振效果。在造纸、纺织等行业中，纸张或布匹在卷绕过程中需要以较高的速度绕过很多传送辊，因此传送过程中需要恒定的张紧力，以免纸张或布匹松驰、扭曲或破裂。在这种情况下应用空心卷辊—空气弹簧组合结构，可提供恒定的张力。而且具有较强的承受冲击负荷的能力，保护传送装置和传送件不受损坏。空气弹簧非常适用于高压力、小行程工况。在粘接工艺中，采用空气弹簧可提供均匀的压力，保证粘接质量。空气弹簧的性能优于一般隔振器，自问世以来，在防微振领域的应用等到很快发展，在发达国家已普遍采用，并有系列化产品供应。我国发展空气弹簧隔振技术起步早但发展慢，到八十年代初期，还没有用于防微振的技术成熟的空气弹簧隔振装置。
　　1982年起，中国电子工程设计院与辽宁减振器厂合作研制防微隔振用空气弹簧隔振装置。到1995年，已开发出JYKT系列8个型号的产品，承载能力为6—200kN，广泛用于冶金、机械、电子、光学、航天等领域的精密设备、仪器仪表隔振，取得良好效果。同时，哈尔滨工业大学研制的超精密加工机床空气弹簧隔振系统也取得了较好的隔振效果。青岛橡胶工业研究所研制成功的φ113空气弹簧广泛应用于精密仪器的隔震领域。