空气弹簧的类型

空气弹簧大致可分为囊式和膜式两类。囊式空气弹簧可根据需要设计成单曲的、双曲的和多曲的；膜式空气弹簧则有约束膜式和自由膜式两类

囊式空气弹簧

其优点是寿命长，制造工艺简单。缺点是刚度大，振动频率高，要得到比较柔软的特性，需要另加较大的附加空气室

理论上讲，在相同的容积下，曲数越多则刚度越低，但考虑到多曲空气弹簧的制造工艺比较复杂，而且弹性稳定性也比较差，因此曲数一般不超过4曲。我国铁道车辆上用的囊式空气弹簧是双曲的，图1所示为“东风号”客车上装用的双曲囊式空气弹簧

图1  囊式空气弹簧结构

1—上盖板；2—气嘴；3—螺钉；4—钢丝圈；5—压环；6—橡胶囊；7—腰环；8—橡胶垫；9—下盖板

约束膜式空气弹簧

其优点是刚度小，振动频率低，特性曲线的形状容易控制。缺点是由于橡胶囊的工作情况较为复杂，耐久性比囊式空气弹簧差

约束膜式空气弹簧有一个约束裙(或外筒)，以限制橡胶囊向外扩张，使它的挠曲部分集中在约束裙和活塞(即内筒)之间变化

图2所示为我国铁道车辆用的斜筒约束膜式空气弹簧

这种空气弹簧亦由内筒、外筒和橡胶囊部分组成。由于约束裙是向下扩展的圆锥筒(圆锥角为20°)，当活塞向上移动而弹簧压缩时其有效面积减小，所以这种结构可使弹簧刚度减小。但是，如果采用直筒的约束裙，而活塞做成向下收缩的圆锥筒，也可以获得类似的结果

图2  斜筒约束膜式空气弹簧结构

1—橡胶囊；2—外环；3—内压环；4—上盖板

自由膜式空气弹簧

其主要特点是没有约束橡胶囊变形的内外约束筒，这样可以减少橡胶囊的磨损，因而寿命可以提高；采用自密式结构，组装和检修工艺比较简单，而且重量很轻；安装高度可以设计得很低，可大大降低车辆地面高度；此外，它的弹性特性(垂直和横向刚度)很容易控制和确定，同一橡胶囊选用不同的上盖板包角θ，就可以调节到需要的弹性特性。图3是我国地铁列车上采用的自由膜式空气弹簧

图3  自由膜式空气弹簧结构

1—上盖板；2—橡胶垫；3—活塞；4—橡胶囊