空气弹簧

✍ dations ◷ 2025-04-03 16:01:18 #机械工程,汽车悬吊系统技术,铁路车辆工学

空气弹簧是指一种:利用空气压缩后所产生的弹力性,而制成的弹簧形式。目前主要是应用在各式车辆的避震器系统之中。英文称之为Air suspension(气压式悬吊系统)。

空气弹簧的弹力系数拥有非线性的特性。也就是其弹力系数是可变动调整的。另外,此类弹簧也比较不容易产生共振效应。

根据一般气体所遵循的波义耳定律:也就是在一定温度之下,气体的压力与体积成反比的关系;简单来说,也就是当气体的体积被压缩为一半时,其内部的气体压力(弹力)将变为两倍。

利用这个特性,当负载的重物承载于此空气弹簧上,其重量所向下压缩的气体体积将转为向上的支撑弹力。在平时,此弹簧被设定为较软的弹性系数;而当乘载较多重物之时,受到压缩的气体也能提供较大的向上支撑力,并且不容易感觉到其弹力有任何衰退。而且,空气弹簧比起传统的金属制弹簧,较能吸收许多细小的回弹震荡。故而能使乘客感受到较为舒适的乘坐感;易碎的货品也比较不易因癫颇的路面而损坏。

另外还有一种可以动态调整空气弹簧内部空气量的气压悬吊系统:其弹簧内部的空气量,可因需求而动态调整。但因为其需要考虑调整空气量的额外装置与调整后车辆高度的变化,故此种悬吊系统的设计均比一般的设计复杂许多。

载客用的大型巴士为了增进旅客搭乘时的舒适程度,目前有许多均已引进搭载有空气弹簧的避震器系统。另外一些货车也装有空气弹簧,可用于运输精密仪器、古董等需避免震动的货物。

在台湾,为了因应西部干线铁路电气化,而自1979年所开始采用的EMU-100型自强号为第一种采用空气弹簧的电联车。之后台铁为了提升对旅客的服务品质,新增的PP自强号与新造的莒光号客车厢也都配备有此种避震器。

在日本,最新型的N700系新干线甚至采用了可调整内部气压的空气弹簧转向架:透过动态调整左右两侧空气弹簧的压力,使列车能在过弯时自动倾斜,以提升其列车过弯时的速度。此种倾斜方法也影响同由日本车辆制造的TEMU2000普悠玛列车。

中国大陆的和谐号动车组也采用空气弹簧。

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