空氣彈簧的工作原理是什么？平面中的力有哪些？

空氣彈簧的工作原理是將惰性氣體或油氣混合物充入密閉的壓力缸中，使腔內(nèi)壓力比大氣壓高幾倍或幾十倍，交叉-活塞桿的截面積小于活塞的截面積。利用截面積產(chǎn)生的壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞桿的運(yùn)動(dòng)。

由于原理上的根本區(qū)別，空氣彈簧比普通彈簧有明顯的優(yōu)勢(shì)：速度相對(duì)較慢，動(dòng)態(tài)力變化很小（通常在1:1.2以內(nèi)）進(jìn)口空氣彈簧，易于控制；缺點(diǎn)是體積相對(duì)無(wú)螺旋彈簧小，成本高，壽命相對(duì)較短。

空氣彈簧工作時(shí)，內(nèi)腔充滿壓縮空氣（工作壓力≤0.7MPa），形成壓縮空氣柱。隨著振動(dòng)載荷的增加，彈簧高度減小，內(nèi)腔容積減小，彈簧剛度增大，內(nèi)腔氣柱有效承載面積增大，彈簧承載能力增大此時(shí)增加。當(dāng)振動(dòng)載荷減小時(shí)，彈簧高度增加，內(nèi)腔容積增大，彈簧剛度降低，內(nèi)腔氣柱有效承載面積減小。此時(shí)，彈簧的承載能力下降。這樣，在空氣彈簧的有效行程內(nèi)，空氣彈簧的高度、腔體容積和承載能力隨著振動(dòng)載荷的增減而平滑靈活地傳遞。

如圖所示。平面 AA 與空氣彈簧 膠囊表面相切并垂直于膠囊軸 (a)。由于膠囊是一種柔性薄膜，根據(jù)薄膜理論的基本假設(shè)，膠囊不能傳遞彎矩和側(cè)向力進(jìn)口空氣彈簧，因此只能在膠囊切點(diǎn)處傳遞AA平面內(nèi)的力。根據(jù)力的平衡條件：

F =(P-Pa) A=(P-Pa)πR2

F——空氣彈簧承重，N；

P——空氣彈簧的內(nèi)壓，N/cm2

Pa——大氣壓，通常為10N/cm2

A——空氣彈簧的有效面積，也稱承載面積，cm2

R——空氣彈簧有效半徑，cm；

如果使用了多個(gè)空氣彈簧：

F=i(P-Pa) A=i(P-Pa)πR2

i——空氣彈簧的個(gè)數(shù)。