汽车空气悬架用主要橡胶件的研究.pdf

中国化工学会(IESC)2006年年会
汽车空气悬架用主要橡胶件的研究
杨军
株洲时代新材料科技股份有限公同)
2001年底中国汽年工程学会悬架专业委员会在锦州召开空气悬果技术研讨会,有来自全国17个省
市43个单位的汽车制造厂、高等院校、研究所及零部件厂的有关代表参加,业内人士普遍形成共识
在未来10年间,空气惮簧悬架技术将逐渐在国内吨位较大的商务客车、载重货车以及高档次的公交车
中形成绝对主导地位。
在1947年,美国首先在普尔曼车上使用空气弹簧,到1964年,徳国生产的55种大中型公共汽
车,有38种使用了空气弹資。日前,空气弾貧在国外高速客车和蒙华城市客车上的使用率已达到100%,
在中、重型货车年以及挂车上.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位表车、救护车及要求带
高度调节的集装箱运输午上,竿气蝉貧的应用更为广泛。
空气簧
上下摆晋
杆
推力杆
图1两种空气悬架结构示意图
推力村用以连接车桥和车架(或车身),起到水平方向定位和力的传递作用。其作用可从如图示为
空气悬架的实体模型米说明。从图可看出悬架上应用的村系产品有推力村、稳定村,其中推力村在牵引
和横向控制上起作用,同时因为弹簧的挠度变化引起推力杆的偏扭转,枚推力杆不但承受径向力,还要
承受轴向力和满足一定方位的三向转动,而稳定杆则主要承受弯扭载荷,控制牛辆的側摆。推力杆和稳
定村均是汽车悬架的关键零部件,推力杆更是安全性部件,一根推力杆的失效可以导致车辆较大的事故,
中国化工学会(IESC)2006年年会
低速开动都成困难,而稳定杆的失效一般不影响车辆在较好路面的低速运行,但对车辆转弯和较差路面
的运行的半顺性和安全性有很大的影响。推力杆和稳定杆的动作部分都是安装丁炳端的橡胶连接装置,
称为球纹。
空气弹簣
上财載
冲块
,
内村
究
?
话喜
图2筒状空气弹簧
图3直筒式活塞边缘压紧式筒状空气弹簧
*
体
胡并气
ニ一带状弥
图4双环型空气弹簣
图5变载而活塞型筒状空气单簧
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弾簧的的载重汽车,相继又设计制造了公共汽车用空气弹簧。
近年米,随着汽车找术的发展及国外卒气悬架的引进,小部分国产高级旅游车开始采用进口空气弾,
和沈阳飞机制造厂、北方汽车制造厂、度门金龙联合汽车公同、亚星客年集団公司、丹东汽车制造厂等
生产的客车
近年来,随着空气弹箦应用的推广,对空气惮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型空气弾簧。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
中国化工学会(IESC)2006年年会
作附加气室),采用压カ自密封方式密封。贵州前进橡胶股份有限公司对南斯拉大桑诺斯,德国沃尔沃、
凯斯抱尔等各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D5-2603260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批量装用。河南尉氏县橡胶厂
研制的空气蝉簧用于例牙利的依卡露斯256型大型家华客年,运行10万公里无质量问题。株洲时们
新材研制开发了十余种规格的汽车空气弹簧(见图6),大部分已通过了装车运行试验,日前止处丁小批
量应用阶段。
空气蝉簧主要由橡胶气囊、下接口件及附加气室等辅助部件组成。其中,橡胶气囊是决定空气弹
簧使用性能的关键部件。橡胶气囊由内层胶、骨架层(一般为挂胶帘布)、外层胶和子口钢丝圈组成。各
层胶的要求如下。
外层胶-一-耐老化、耐屈挠、有较高的定伸应力
内层胶--ーー时老化、好的气密性
帘布胶耐屈挠、耐热老化
钢丝胶一较高的定伸应力、与钢丝的粘结性能好、压出性能好
外层胶
钢丝圆
里层胶
汽车卒气蝉簧
橡胶气囊结构
图6汽车空气弹簧外观及橡胶气囊结构
国内对空气蝉發橡胶气囊的研究报道中,胶料配方多以天然橡胶为主体材料,或用天然橡胶并用氯
化丁基胶,或用天然橡胺并用顺丁橡胶、丁米橡胶。由于天然橡胶的耐老化性能并不优异,影响了橡胶
气囊的使用寿命,使得国产空气弹簧橡胶气囊的使用寿命一般较低,许多开发连台架疲劳实验都无法通
过。国际上日前通用主体材料是氯丁橡胶,部分公司完全的氯J橡胶如德国,大部分国外公司都采用氯
丁橡胶70%以上,再并用部分天然橡胶以改善加工性能和顺丁橡胶以改善低温性能。
下表比较了天然胶与氯丁胶配方的气囊胶料性能及产品疲劳寿命,同时列出了欧洲胶料性能指标。
结果表明,公司的氯丁胶配方在采用原位接枝技术后,气囊胶料性能完全达到欧洲空气弹簧气囊胶料的