空气弹簧失效对车辆动力学性能的影响

吕凤梅，赵建秋，李 明，景建辉，邵 楠

（1 唐山轨道客车有限责任公司，河北唐山063035；2 河北机车技师学院，河北唐山063035）

空气弹簧是一种在柔性密闭的橡胶气囊中加入压缩空气、利用空气的可压缩性进行工作的非金属弹性元件，弹性恢复力由内部空气压缩的反力和随着变形有效受压面积增加的反力共同提供，具有缓冲、减振及降低噪声等功能。空气弹簧可以同时承受3个方向的载荷，具有低横向和垂向刚度和能承受大扭转变形。合理地确定由空气弹簧本体到附加空气室之间节流孔的大小，获得车辆在振动过程中所需要的阻尼，使振动得到必要的衰减，能代替结构复杂、加工要求比较精密的垂直油压减振器。

为确保车辆运行的安全性，在空气弹簧下部设置橡胶堆，当空气弹簧失效时，车体支撑于橡胶堆上；在两空气弹簧间设置差压阀，当转向架一侧空气弹簧失效，另一侧空气弹簧可通过差压阀将压力空气排出，防止由此而引起车体倾斜，从而保证了车辆的安全运行，当然车辆的运行平稳性会有所下降［1］。通过对车辆正常工况和空气弹簧失效工况建立动力学模型，分析了车辆动力学性能并进行对比，提出一些建议。

1 SYS540 H4型空气弹簧技术参数

1.1 橡胶堆刚度

（1）橡胶堆垂向刚度

垂向压缩载荷为F z＝85 k N和F z＝5 k N时的挠度分别为8.21 mm和0.51 mm，其差值为7.7 mm，得出橡胶堆垂向刚度约为10 390 N／mm。

（2）橡胶堆横向刚度

在进行横向静特性试验时，用两夹板和中间隔板将两个橡胶堆连接……