黄华，何锋，杨洪江，王铭昭

（1.550025 贵州省 贵阳市 贵州大学 机械工程学院；2.550025 贵州省 贵阳市 贵州宏洋橡胶制品有限公司）

0 引言

橡胶空气弹簧具有静态和动态刚度及阻尼非线性调节功能，已广泛应用于车辆、机车、高铁等交通领域。针对车辆行驶过程中遇到外界干扰因素引起的相关振动所导致其舒适性差的问题，研究橡胶空气弹簧的刚度特性具有重要的意义。

国外研究学者提出了一系列空气弹簧刚度计算的定性分析方法[1-5]，而对橡胶空气弹簧刚度进行准确预估需要有限元法结合相关试验进行定量分析。此外，国内一些学者采用有限元解析空气弹簧静态刚度特性[6-8]，并从舒适性、安全性[9]和整车匹配的角度[10]对空气弹簧进行非线性特性分析，提出了空气弹簧的刚度工作曲线方程，并对其有效性进行了验证[11]。上述研究或运用理论计算，或理论结合仿真，而空气弹簧的实际工作过程是一个多变状态。

本文针对影响空气弹簧刚度特性的气囊有效承载面积、气囊直径和初始压力参数，并以理论为基础开展空气弹簧性能研究，搭建商用车空气弹簧非线性模型，分析其刚度特性并进行试验验证。

1 膜式空气弹簧结构及特点

橡胶空气弹簧如图1 所示的简图结构包括：橡胶气囊、上下盖板及缓冲块等部件。该结构特点是通过压缩空气单元内的气体实现弹簧功能。

图1 橡胶膜式空气弹簧基本结构简图Fig.1 Basic structure of rolling lobe air spring

空气弹簧的刚度随着有效支承面的增加而增加，并且它所承受的载荷越大，反之亦然。……