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空气弹簧发展及其研究现状 甄亚林，李 芾，霍芳霄 （西南交通大学 机车车辆工程系，四川 成都 610031） 摘 要： 文章详细论述了国内外空气弹簧的发展应用情况以及囊式、 约束膜式和自由膜式空气弹簧的 三种结构型式。对空气弹簧横向刚度、垂向刚度、动力学性能以及空气弹簧半主动控制方面的研究状况做了详 细概述。 指出了空气弹簧今后需重点研究及发展的方向。 关键词： 空气弹簧； 发展； 研究； 现状 中图分类号： U270.33 文献标识码： A 文章编号： 1672－1187（2014）01－0027－06 Development and research status on air spring ZHEN Ya-lin，LI Fu，HUO Fang-xiao （Institute of Rail Vehicles，Southwest JiaoTong University，Chengdu 610031，China） Abstract： The development and application of air spring at home and abroad are described detailedly. Three kinds of structure form for bellow type，constraint film type and free film type air spring are organized. The lateral stiffness， vertical stiffness， dynamic performance of air spring and semi-active control of air spring have also been overviewed in detail. The main research and development direction of air spring in the future are pointed out. Key words： air spring； development； research； current situation 0 引言 随着铁路客运的提速以及动车组的发展， 对车辆 的动力学性能也提出了更高的要求， 传统列车上的悬 挂系统难以满足高速铁路的需要。 空气弹簧具有非线 性特点， 可根据车辆振动性能设计成较为理想的弹性 特性曲线；可使空、重车自振频率几乎相等；配合高度 控制阀使用可使车体在不同载荷作用下， 保持车辆地 板面距轨面高度不变； 具有良好的吸收高频振动的性 能。基于空气弹簧的优良特性，其自 20 世纪 80 年代在 铁路客车、动车组、地铁车辆、轻轨车辆和磁浮列车等 领域得到广泛应用，并逐步取代传统的二系悬挂系统。 除轨道交通以外，空气弹簧在汽车以及工业机械隔振、 机车座椅减振、 精密仪器减振和精密实验平台的振动 控制等方面得到广泛应用。 作为悬挂装置， 空气弹簧对车辆动力学性能有着 重要的影响，随着空气弹簧的广泛应用，近年来许多国 内外学者对空气弹簧的结构、横向刚度、垂向刚度、动 收稿日期： 2013－03－16 作者简介： 甄亚林，在读硕士研究生，从事空气弹簧和车辆动力学研究。 力学性能、半主动控制等方面进行了大量研究，同时在 空气弹簧隔振性能、 弹性性能以及空气弹簧模型等方 面也做了深入研究。 1 空气弹簧发展情况 1.1 国外空气弹簧发展情况 国外对空气弹簧的研究起步较早， 最原始的空气 弹簧为活塞气缸式空气弹簧，于 1847 年由 John Lewis 发明[1]，该弹簧气密性较差，减振效果不明显。 William. R. Fee，Hoagland. I. W 和 Alsop Gorge. M 在此基础上改 善了气密性。空气弹簧最早于 1901 年做为有轨电车减 振元件使用，1910 年，George Bancroft 将空气弹簧用在 汽车上并获得专利[2]，美国凡世通轮胎公司于 20 世纪 30 年 代 将 空 气 弹 簧 应 用 于 汽 车 上 。 1934 年 ，Harvey Ireston 等人研制出 AIREDE 空气弹簧， 该空气弹簧为 空气柱形式。随着橡胶工业的发展，出现了橡胶—帘线 式空气弹簧，并于 1947 年应用于美国普尔曼车上。 此 后，德国、法国、意大利等国家也开始相继研制出适用 于公路和铁道车辆的空气弹簧。 1955 年，日本国家铁 路技术研究所机车车辆动力实验室对空气弹簧做了大 量研究工作， 为空气弹簧的设计提供了宝贵数据。 20 世纪 50 年代中叶，固特异轮胎公司