空气弹簧的分类及特点
近年来，非线性课题一直是各学科的研究前沿，在隔振领域也不例外。随着隔振设计中对隔振系统各种性能指标要求的提高，迫使人们不断探索新型的隔振器。非线性隔振器能够自动避开共振，有效抑制振动幅值、隔离冲击，因而受到广泛的关注。线性隔振器却不能自动避开共振。
非线性隔振器的刚度是随隔振器变形量的不同而变化的，因而由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率与振动幅值有关。如果隔振器是非线性硬特性的，固有频率随振幅的增加而上升；如果隔振器是非线性软特性的，固有频率随振幅的增加而下降。当设备在启动过程中经过共振点时，被隔振设备的振动幅值将出现峰值，高出静态位移许多倍。随着振幅的迅速增长，由非线性隔振器组成的隔振系统其固有频率将上升或下降，从而避开共振频率。对于线性隔振器，其刚度值是不变的，只能通过阻尼作用控制共振振幅。但是过了共振点之后，隔振器的隔振效率因为阻尼的作用而下降。
此外非线性隔振器还能有效防止冲击。对于非线性硬特性的隔振器其刚度随变形量的增加而上升，遇到冲击时，簧上载荷的加速度随变形量的增加而增大，因而在较小的变形下冲击速度迅速降低。对于非线性软特性的隔振器其刚度随变形量的增加而降低，因而能够起到缓冲作用，但隔振器的变形量较大。在很多情况下不允许有太大的变形量，就应该选择非线性硬特性隔振器来防止冲击。
根据上述分析，空气弹簧是一种理想的隔振元件。空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气压缩的非线性恢复力来实现隔振和缓冲作用的一种非金属弹簧。它具有优良的非线性硬特性，因而能够有效限制振幅，避开共振，防止冲击。空气弹簧隔振系统的固有频率可以设计得很低，甚至达1Hz以下，而橡胶隔振器的自振频率一般为5-7 H z。所以空气弹簧的隔振效率比起其它隔振元件高得多，而且能够隔离低频振动。特别是因为空气弹簧隔振系统容易实施主动控制，作为一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，空气弹簧的应用越来越广泛。
1.2 空气弹簧的分类及特点
1.2.1 空气弹簧的分类
目前国内、外对空气弹簧的分类方法很不统一，大致有下列几种：
（一）按橡胶囊的曲数分类
空气弹簧按橡胶囊的曲数分为单（一）曲，双（二）曲，三曲，……，n曲，如图1-3和图1-4所示。随着曲数的增加，刚度变小，空气弹簧隔振系统的固有频率也相应减小。但这不仅给制造上带来了麻烦，而且还会引起橡胶囊的弹性不稳，因此一般只使用到4曲。
（二）按结构型式分类
1. 日本《空气弹簧》一书中的分类：
胶囊型空气弹簧：轮胎型[ 图1-3 (c) ]
平板型[ 图1-3 (a)、(b) ]
耳垂型[ 图1-4 (b) ]
2. 我国的分类：
空气弹簧：囊式空气弹簧[ 图1-2、1-3 ]
约束膜式空气弹簧[ 图1-4 (a) ]
自由膜式空气弹簧[ 图1-4 (b) ]
其他
囊式空气弹簧囊式空气弹簧是由橡胶膜制成的提灯（灯笼）形结构，可以是一段或由数段串接而成，分别称为单曲、双曲或多曲囊式空气弹簧。在各段之间镶有金属轮缘，借以承受内压张力的作用。
膜式空气弹簧膜式空气弹簧的构造是在金属外筒与内筒，或缸筒与活塞之间放置橡胶膜，通过膜的变形实现整体伸缩。在外筒的内壁与内筒的外壁上预先给出适当的倾斜或曲面，据此橡胶膜伸缩时可沿该壁面发生变形，受压面积随变形而变化。这就可以获得在额定高度下很软，而在大位移时变硬的特性，即合适的非线性弹性特性。膜式空气弹簧又分为约束膜式和自由膜式。
（三）按角度是否变化分类
1.只有内角发生变化，外角不发生变化的空气弹簧，称为内角变型空气弹簧；
2.只有外角发生变化，内角不发生变化的空气弹簧，称为外角变型空气弹簧；
3.内角和外角都发生变化的空气弹簧，称为双变角型空气弹簧；
4.内角和外角都不发生变化的空气弹簧，称为不变角型空气弹簧。
(a) (b)
(c)
图1-3 囊式空气弹簧橡胶囊模型
(a) 双曲(b) 三曲(c) 单曲
(a) (b)
图1-4 膜式空气弹簧橡胶囊模型
(a) 约束膜式(b) 自由膜式
1.2.2 空气弹簧的特点
空气弹簧由于其特殊的材料和独特的结构，因而具有金属弹簧和橡胶弹簧所没有的特点：
1）空气弹簧具有优良的非线性硬特性，能够有效限制振幅，避开共振，防止冲击。空气弹簧的非线性特性曲线可按实际需要进行理想设计，使其表现为在额定载荷附近具有较低
的刚度值。
2）由于空气弹簧所采用的介质主要是空气，因而容易实施主动控制。
3）空气弹簧的刚度k随载荷P而变，所以在不同载荷下，其隔振系统固有频率ω几乎不变，隔振效果也几乎不变。
螺旋钢弹簧的载荷P—挠度x特性曲线如图1-5所示，它是一条直线，即刚度不变。在承受不同载荷时，螺旋钢弹簧——质量系统的固有频率相差很大，固有频率计算公式为：
P g
k?
=钢
ω（1-3）
式中：ω为系统的固有频率（H z）；
钢
k为螺旋钢弹簧的垂向刚度；P为簧上载荷；g为重力加速度。
载荷P—频率ω曲线如图1-6所示，可以看出：系统固有频率ω随载荷P的增加而降低。即：重载时系统固有频率低，轻载时固有频率高。换言之，如果重载时隔振性能好，则轻载时隔振性能差，二者不可兼顾。
x
P
图1-5 螺旋钢弹簧的
载荷——挠度曲线
P
ω图1-6 螺旋钢弹簧的载荷——频率曲线
空气弹簧的载荷P—挠度x特性曲线如图1-7所示，它是非线性的，就是说垂向刚度是变化的，且垂向刚度随着载荷的增加而变大。理论和实践证明：空气弹簧的工作高度不变时，无论轻载还是重载其固有频率几乎不变。空气弹簧的固有频率计算公式为：
P g
k?
=气
ω（1-4）
式中：
气
K为空气弹簧的垂向刚度。
由式（1-2）知，当载荷P增加时，
气
K也变大，而固有频率ω在数值上基本不变，如图1-8所示。所以无论是重载还是轻载都能保证很好的隔振效果。
x P
图1-7 空气弹簧的
载荷——挠度曲线P
ω图1-8 空气弹簧的
载荷——频率曲线
4）空气弹簧的刚度具有可调性，可借助改变气室的容积或内腔压力来改变系统的刚度。不管载重量多少，都可以根据需要改变空气压力，来调节空气弹簧刚度，也可以用增加辅助空气室的办法增加其内容积，以减小刚度。
5）对于同样大小的空气弹簧，当内压力改变时，可以得到不同的承载能力。这使得同一种空气弹簧可以适应多种载荷的要求，因此经济性好。空气弹簧在承受垂向载荷的同时，也能承受一定横向载荷和传递扭矩。
6）增大空气弹簧的总容积，能降低隔振系统的固有频率，这是空气弹簧独特的优点。
空气弹簧本体的容积，由于结构空间的大小受到一定的限制，不可能太大，为降低隔振系统的固有频率，可以设辅助空气室，辅助空气室可以布置在远离空气弹簧的地方。辅助空气室的容积增大，即增大了空气弹簧的总容积，空气弹簧隔振系统的固有频率降低。
7）空气弹簧可以利用高度控制阀系统，使空气弹簧在不同载荷下，保持工作高度基本不变。同样，也可以通过高度控制阀的作用，使空气弹簧在一定的载荷下具有不同的高度，因而能适应多种结构上的要求。
8）空气弹簧能吸收高频振动，隔音性能极好。
空气弹簧主要是由橡胶囊和空气组成的。在振动过程中，橡胶囊由于伸缩、翘曲，有很小的内摩擦，所以很难传递高频振动。空气和橡胶不容易传递声音，因此具有很好的隔音性能。而钢弹簧既容易传递高频振动，又容易传递声音。
9）若在空气弹簧主气室和辅助气室之间设置节流孔，当空气弹簧振动变形时，主、辅气室之间将产生压力差，空气流过节流孔由于阻力而吸收一部分能量，因而具有阻尼作用。合适的节流孔径能改善隔振系统的阻尼特性，有效地抑制共振振幅。
10）空气弹簧重量轻。其本体除了橡胶囊和几乎没有重量的空气以外，就是上盖和下盖，因此比钢弹簧轻得多。
机械2008年第8期总第35卷设计与研究?９? ———————————————— 收稿日期：2008－04－13 基金项目：湖北省武汉市科技攻关重点项目（200710321089） 汽车用空气弹簧垂向弹性特性分析与计算 黄卫平，鲍卫宁 （江汉大学机电与建工学院，湖北武汉 430056） 摘要：空气悬架系统主要由空气弹簧、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成，空气弹簧是空气悬架系统的核心部件，空气弹簧具有理想的弹性特性，载荷越大弹簧刚度越大；空气弹簧自振频率低，通用性较好，能适应不同载荷和工作高度；空气悬架系统由于有良好舒适性在商用汽车上得到广泛应用。空气悬架设计时，合理选择空气弹簧结构型式，确定气囊的工作高度、承载能力，可获得极其柔软的弹簧特性，空气弹簧垂向特性对于整车平顺性匹配有重要影响，本研究通过对空气弹簧弹性理论的分析，讨论了空气弹簧垂向刚度和自振频率的计算方法，旨在寻求空气弹簧与整车匹配的基本。以城市客车设计为例，探讨了空气弹簧载荷确定、空气弹簧型号选择、刚度匹配设计基本方法，并指出空气弹簧设计匹配注意基本问题。研究结果表明，合理匹配空气弹簧刚度，空气悬架可以获得良好综合特性。关键词：空气弹簧；弹性特性；非线性；匹配设计 中图分类号：U463.33+4.2 文献标识码：A 文章编号：1006－0316(200808－0009－03 The elastic characteristic computation of the automobile air spring HUANG Wei-ping，BAO Wei-ning
(School of Electromechanical & Architectural Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，China Abstract ：Introduced the automobile with the air spring structure and the principle of work and the elastic characteristic of air spring, the calculation formulas for stiffness and natural frequency are derived, with the example of the match design of the city bus air suspension system, the analysis and match design is carried out, the suggestion about how to select air spring to match the automobile suspension is also given . Key words：air spring；elasticity characteristic；non-linearity ；suspension design 空气弹簧诞生于上世纪中期，早期主要用于机械设备隔振。1944年，通用和法尔斯通公司首次实现了在客车上的应用；1947年美国的普尔曼车上首次使用了空气弹簧的悬架系统；1951年，美国NEWAY 公司的独立总成成为世界上第一款批量应用的空气悬架系统，因通用性强，结构简单，成本较低而迅速占领北美市场。欧洲则遵循另外一条道路，各自开发适合自己车型的空气悬架系统。由于空气悬架具有良好的性能，使其在汽车悬架中的应用越来越广泛。 目前，国外高级大客车几乎100%使用空气悬架；重型载货车上空气悬架的占有率也达到了85%；大约80%的拖挂车使用空气悬架；空气悬架在轻型 车辆上的应用目前虽然只占市场份额的10%，预测到2008年将达到40%；部分轿车也逐渐装备了空气弹簧悬架。 1 汽车空气悬架结构 空气悬架系统主要由空气弹簧组件、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成，如图1所示。它以空气弹簧为弹性元件，利用空气的可压缩性实现其弹性作用的。通过压缩空气的压力能够随载荷和道路条件变化进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度几乎没有变化，可以大大提高乘坐的舒适性。 ?１０?设计与研究机械2008年第8期总第35卷
空气过滤器各种分类的用途与特点 空气过滤器主要用于进气净化，除去其中的尘粒。此外，某些生产过程的排气中含有细小的污染物质(如放射性物质、油雾等)这类净化虽然属于排气净化，由于它净化要求高，也需采用空气过滤器。进气净化的特点是处理空气中含尘浓度低、尘粒细，要求的净化效率高。 根据净化效率的不同，空气过滤器的分类及性能见表。 注：①一般过滤器采用大气尘计数法，高效过滤器采用DOP法。还可以根据空气过滤器的具体用途、特点和结构不同进行划分，如： (1)初效空气过滤器 用途：一般通风空气处理设备中的过滤段或新风系统的初级过滤。
特点：可自行更换滤料，纸框初效为一次性。 (2)折叠式中效空气过滤器 用途：通风系统的过滤。电子、制药、机械仪表、冶金、石油、化工、轻工、食品等领域的一般空气净化。 特点：效率高、容尘量大、占用空间小。 (3)袋式中效空气过滤器 用途：中央空调集中通风系统，或作为高效过滤器的前置过滤器，它可以减轻高效过滤器的负担，延长其使用寿命，也可用于工业领域的一般空气净化。 特点：阻力小、容尘量大。 (4)活性碳过滤器 用途：有效去除臭味、挥发剂、细菌、病毒及各种空气中的污染物，如油漆喷雾、烟雾、电子工厂及博物馆常见的污染物，以及食品加工厂和医院的臭气。 特点：高度发达的微孔结构，吸附容量高，吸、脱附速度快，净化效果好。使用活性炭过滤必须有前级过滤，否则，会由于空气中其它污染物而降低活性炭的效率。 (5)尼龙网空气过滤器 用途：空气质量要求不高的通风空调系统，或周围环境较恶劣，粉尘较高的场所作为初级预过滤。 特点：阻力小、易清洗、易维护。 (6)亚高效空气过滤器
空气弹簧的应用与发展趋势 2007-09-27 13:25:26 作者：bustech来源：客车论坛浏览次数：329 文字大小：【大】【中】【小】 简介： 1．空气弹簧简介空气弹簧是利用橡胶气囊内部压缩空气的反力作为弹性恢复力的一种弹性元件。它具有如下特点：①空气弹簧具有非线性特性，可将其特性曲线设计成理想形状；②空气弹簧质量轻，内摩小，对高 ... 关键字：空气弹簧发展趋势 1．空气弹簧简介 空气弹簧是利用橡胶气囊内部压缩空气的反力作为弹性恢复力的一种弹性元件。它具有如下特点：①空气弹簧具有非线性特性，可将 其特性曲线设计成理想形状；②空气弹簧质量轻，内摩小，对高频振动有很好的隔振消声能力；③空气弹簧的刚度和承载能力可以通 过调节橡胶气囊的内压力来调整；④空气弹簧的制造工艺复杂，费用高。空气弹簧按工作时的变形方式分为囊式、膜式和混合式三种。 如图 1、2、3 所示。囊式空气弹簧主要依***橡胶气囊的挠屈获得弹性变形；膜式空气弹簧主要依***橡胶气囊的卷曲获得弹性变形； 混合式空气弹簧则兼有以上两种变形方式。囊式空气弹簧根据橡胶气囊曲数的不同分为单曲、双曲和多曲囊式空气弹簧。膜式空气弹 簧的结构是在盖板和底座之间放置一圆柱形橡胶气囊，通过气囊挠曲变形实现整体伸缩。膜式空气弹簧在其正常工作范围内，弹簧刚 度变化要比囊式小，同时也可通过改变底座形状的方法，控制其有效面积变化率，以获得比较理想的弹性特性。膜式空气弹簧有效面 积的变化率也比囊式弹簧小，因此，膜式空气弹簧在辅助气室较小的情况下，也可得到较低的自振频率。根据橡胶气囊止口与接口的 连接方式又可分为约束模式和自由模式空气弹簧。约束模式空气弹簧密封一般用螺栓夹紧密封；自由模式空气弹簧采用气囊内的压力 自封。底座多为深拉钢板成型或轻质铸钢，并且表面镀铬处理，减小气囊与底座之间的摩擦。 图 1 囊式空气弹簧 图 2 膜式空气弹簧
(12)NACH DEM VERTRAGüBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES PATENTWESENS(PCT)VER?FFENTLICHTE INTERNATIONALE ANMELDUNG (19)Weltorganisation für geistiges Eigentum Internationales Büro (43)Internationales Ver?ffentlichungsdatum(10)Internationale Ver?ffentlichungsnummer WO2019/215046Al 14.November2019(14.11.2019) W IP O P C T (51)Internationale Patentklassifikation:(72)Erfinder:ZAK,Przemyslaw;Lukasinskiego13/14, B60G17/052(2006.01)B60G17/015(2006.01)50-436Wroclaw(PL).FILTER,Stefan;Doerpefeld40, 30419Hannover(DE).JOVERS,Ingo;Sch?fereiweg13, (21)Internationales Aktenzeichen:PCT/EP2019/061423 30989Gehrden(DE).LUCAS,Johann;Güldenbusch?(22)Internationales Anmeldedatum:weg23,31319Sehnde(DE).MORADI DEHDEZI,Nos? 03.Mai2019(03.05.2019)rat;Alte Bemeroder Stra?e111,30539Hannover(DE). THIMM,Andreas;Haydnstr.21,31157Sarstedt(DE). (25)Einreichungssprache:Deutsch (74)Anwalt:RABE,Dirk-Heinrich;WABCO GmbH,IP/In-(26)Ver?ffentlichungssprache:Deutsch tellectual Property,Am Lindener Hafen 21,30453Hanno?(30)Angaben zur Priorit?t:ver(DE). 102018111003.0(81)Bestimmungsstaaten(soweit nicht anders angegeben,für 08.Mai2018(08.05.2018)DE jede verfügbare nationale Schutzrechtsart).AE,AG,AL, (71)Anmelder:WABCO EUROPE BVBA[BE/BE];Chaus?AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY, see de la Hulpe166,1170Brüssel(BE).BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM, DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT, HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN, (54)Title:PNEUMATIC SPRING CONTROL SYSTEM,PNEUMATIC SPRING SYSTEM,VEHICLE COMPRISING SAME,AND METHOD FOR SAME (54)Bezeichnung:LUFTFEDERSTEUERUNGS SYSTEM UND LUFTFEDERSYSTEM SOWIE FAHRZEUG DAMIT UND VERFAHREN DAFüR 10 Fig.1 (57)Abstract:The invention relates to a pneumatic spring control System(ECAS,Electronic Controlled Air Suspension)(10)for a Utility vehicle,such as a truck or the like,or for a passenger car,comprising a main control unit(12)for operating the pneumatic spring control System(10).The pneumatic spring control System(10)is characterized by at least two auxiliary control units(14),eachofwhich is connected to the main control unit(12)via a separate or common data Connection(16).Each of the auxiliary control units(14)has at least one output(18)for actuating at least one actuator(20)which can be connected to the output(18),in particular an adjustment drive (28)for a valve(30),preferably an electrovalve component,in particular a pneumatic or hydraulic valve component,such as a solenoid valve.Furthermore,at least one function can be stored in each auxiliary control unit(14)for generating control Signals at the output [Fortsetzung auf der n?chsten Seite]
弹簧一般可分下列数种： 压缩弹簧： 用途最广，在制造时，绕成分开的螺旋圈，使各圈有间隙（节距），以便受力收缩，保持有向两端伸张的张力。 受最大负荷时，不能被完全压缩，必须在有效圈数间保留间隙，以免摩擦或其他物质嵌入，引起疲劳破坏。 弹簧自由长度应等于弹簧之实长加上间隙，再加变形量。 压缩弹簧为增加接触面，面应予磨平，以获取60~80%接触面。 其端部形状有多种：两端坐圈，两端磨平等。 乃各圈分绕，因能承受压力，两端可为开式或闭式或绕平或磨平。下述为一压缩弹簧必要资料： （1）控制直径（Controlling diameter）（a）外径、（b）内径、（c）所套管之内径、（d）所穿圆杆之外径。 （2）钢丝或钢杆之尺寸（Wire or bar size）。 （3）材料（种类及等级）。 （4）圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。 （5）末端之形式（Style of ends）。 （6）在某一挠区长度下之负荷。 （7）一寸至几寸长度变化范围内之负荷比率。 （8）最大体高“自由长”（Maximum solid height）。 （9）运用时之最小压缩高。 压缩弹簧(Compression Spring)乃变体弹簧第一种，由直筒型、锥形至缩、凸腰形，乃至各种尾端之变体，均可依设计成型。 压缩弹簧(Compression Spring)为所有弹簧种类中最被广泛运用的一种，产品运用范围广及电子、电机、计算机、信息、汽机车、自行车、五金工具、礼品、玩具、乃至国防工业，因其设计与原理易于掌握，制造控制也最为单纯。 拉伸弹簧： 各圈绕成相互紧贴的螺旋圈或节距圈，受外力时向外伸长，保持有向中间收缩之力。 拉簧钩分为多种：英式钩，德式钩，边耳钩，鱼尾钩等。 乃各圈紧密围绕，以使其能受力而拉长，各端绕一环圈（Loop），下述为一拉伸弹簧之必要资料：（1）自由长度：（a）总长度、（b）全部圈长、（c）自钩圈内之长度。 （2）控制直径：（a）外径、（b）内径、（c）所套管之内径。 （3）钢丝尺寸“线径”。 （4）材料（种类、等级）。 （5）圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。 （6）末端之形式。 （7）钩内之负荷。 （8）负荷率、挠曲度、每寸磅数。 （9）最大拉伸长度。 拉伸弹簧（Extension Spring）乃典型之弹簧即弹簧之代表，由直筒形至各种变体，乃至挂钩之各种形状均能依设计成型。
空气弹簧研究综述 1.3 空气弹簧研究综述 1.3.1 国内外空气弹簧发展简史 空气弹簧的发展仅有五十多年的时间。美国自1947年，在普尔曼车上首先采用空气弹簧，后来在意大利、英国、法国等许多欧洲国家对空气弹簧做了大量研究工作，装有空气弹簧的转向架相继出现。1955年，日本国家铁路技术研究院机车车辆动力试验室，对在车辆上安装的空气弹簧进行了系统的研究，为设计空气弹簧提供了宝贵的基本数据；同时，对装有空气弹簧的车辆进行了一系列的试验工作。目前，日本不仅在铁路客车上成功地装用了多种型式的空气弹簧，而且在货车上也予以采用。 在日本，装有空气弹簧的转向架，不仅数量多，而且型式多样。空气弹簧绝大多数用于中央悬挂，轴箱弹簧为螺旋钢弹簧。起初只安装三曲囊式空气弹簧，用以改善车辆的垂向振动性能，横向复原仍采用摇动台。为了取消复杂、笨重的摇动台结构，于是研制出了约束膜式空气弹簧和自由膜式空气弹簧，这类空气弹簧不仅能承受垂向振动，而且可以利用其具有良好的横向刚度的优点来承受横向振动；同时，可以与牵引拉杆两端部的弹性元件共同作为横向复原装置。牵引拉杆一端连接摇枕，另一端连接在构架（对心盘支重的转向架）上，或连接在车体（对旁承支重的转向架）上。牵引拉杆两端弹性元件的横向复原力，对空气弹簧来说，是比较小的。 1957年，我国第一机械工业部汽车研究所，对空气弹簧做了大量的试验研究工作，并装在汽车上试用，积累了一些经验。1958年，沈阳机车车辆厂在试制的“东风号”客车上，首先装用空气弹簧，即由天津车辆段和天津橡胶研究所共同研制出一种双曲囊式空气弹簧（图），其有效直径为460mm时，高度为184mm，最大外径为520mm。这种空气弹簧曾先后在天津车辆段、北京车辆段，装在101型、201型和202型转向架上，以代替叠板弹簧。实践证明：这种空气弹簧的垂向振动性能具有良好的运行品质。但是，由于没有采用高度控制阀，在列车返段时，只好采用人工加气；同时，泄漏问题也没有得到很好的解决，所以没有继续应用。 1959年，四方机车车辆厂在新造低重心车辆的转向架上，1960年在新造双层客车的转向架上，又安装了双曲囊式空气弹簧。但是由于车辆自重较大，空气弹簧的有效承压面积不够，同时受到列车管压力的限制，支承不了簧上重量，只好与螺旋钢弹簧联合使用，并设计了机械式高度控制阀，对空气弹簧的高度进行自动控制；同时，在垂向振动性能方面也取得了比只用钢弹簧更好的运行品质，受到旅客好评。 1965年，长春客车厂在试制DK1型转向架时，又对双曲囊式空气弹簧稍加改进，并设计了电磁式高度控制阀，采用无摇动台结构，在摇枕中下部和构架侧梁内侧之间加装横向复 km，因此，垂向振动性能原弹簧。经过多次试验，由于地铁电动客车运行速度不超过80h 很好。但由于采用横向复原螺旋钢弹簧，在车辆进出曲线和通过道岔时侧摆较大，横向振动性能仍不理想，横向复原弹簧安装也很不方便，故未扩大应用。长春客车厂于同年在试制高速列车的CCKZ1型转向架上，安装了外筒锥角为40o，内筒为0o的约束膜式空气弹簧；四方机车车辆厂于同年也在同列高速客车的KZ2型转向架上安装了内外筒皆为0o的约束膜式空气弹簧，这两种转向架均采用旁承支重的无摇动台结构，用节流孔产主阻尼，代替垂直油
弹簧的分类 弹簧的种类很多，若按照其所承受的载荷性质，弹簧主要分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种。若按照弹簧形状又可分为螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成，由于制造简便，价格较低，易于检测和安装，所以应用最广。这种弹簧既可以制成受压缩载荷作用的压缩弹簧，又可以制成受拉伸载荷作用的拉伸弹簧，还可以制成承受扭矩作用或完成扭转运动的扭转弹簧。、碟形弹簧可以承受很大的冲击载荷，具有良好的吸振能力，常用作缓冲减振弹簧。在载荷相当大和弹簧轴向尺寸受限制的地方，可以采用碟形弹簧。、环形弹簧是目前减振缓冲能力最强的弹簧，常用作近代重型机车、锻压设备和飞机起落装置中的缓冲零件。、板弹簧、盘簧等。表中列出的是各种弹簧的基本型式。 各种弹簧名称 (2004-8-4) 序号中文名称英文名称相关解释 09.0820 弹簧Spring 利用材料的弹性和结构特点，使变形与载荷之间保持规定关系的一种弹性元件 09.0821 螺旋弹簧Helical spring 呈螺旋状的弹簧 09.0822 圆柱螺旋弹簧Cylindrical helical spring 外廓呈圆柱形的螺旋弹簧09.0823 圆柱螺旋压缩弹簧Cylindrical helical compression spring 承受压缩力的圆柱螺旋弹簧 09.0824 圆柱螺旋拉伸弹簧Cylindrical helical tension spring 承受拉伸力的圆柱螺旋弹簧 09.0825 圆柱螺旋扭转弹簧Cylindrical helical torsion spring 承受扭力矩的圆柱螺旋弹簧 09.0826 不等节距圆柱螺旋弹簧Variable pitch cylindrical helical spring 节距不相等的圆柱螺旋弹簧 09.0827 多股螺旋弹簧Stranded wire helical spring 用多股钢丝拧成钢索制成的圆柱螺旋弹簧 09.0828 中凸形螺旋弹簧Barrel shaped spring 簧圈直径向两端递减的螺旋弹簧 09.0829 中凹形螺旋弹簧Hourglass shaped spring 簧圈直径向两端递增的螺旋弹簧 09.0830 密圈螺旋弹簧Tightly coiled helical spring 在冷卷成形时，沿弹簧轴向施加压力使弹簧各圈间有相互挤压力的螺旋弹簧 09.0831 截锥螺旋弹簧Conical spring 呈截锥状的螺旋弹簧 09.0832 截锥涡卷弹簧Volute spring 用带材料制成的截锥形的截锥螺旋弹簧09.0833 平面涡卷弹簧Spiral spring 螺旋线在一个平面内的弹簧 09.0834 碟形弹簧Belleville spring 外廓呈碟状的弹簧 09.0835 组合碟形弹簧Dish shaped spring 用多片碟形弹簧对合或叠合、或者用几组多片叠合的碟簧再对合而成的组合弹簧 09.0836 环形弹簧Ring spring 利用多个具有内外锥面配合三弹性环组成的弹簧 09.0837 板弹簧Leaf spring 单片或多片板材（簧板）制成的弹簧 09.0838 弹簧箍Buckle 固紧簧板的金属箍 09.0839 弓形板弹簧Semi-elliptic leaf spring 外廓成弓状的板弹簧
空气弹簧装置系统组成 1、系统组成。 主要有空气弹簧本体、附加空气室、高度控制阀、差压阀和滤尘器等组成。 2、压力空气传递过程 压力空气由列车主风管1→T 形支管2→截断塞门3→滤尘止回阀4→空气弹簧储风缸5→主管→连接软管6→高度控制阀7→附加空气室10和空气弹簧本体8。 3、高度调整阀工作原理。为了保持车体距轨面的高度不变，在车体与转向架之间装有高度调整阀，以调节空气弹簧橡胶囊中的压缩空气，使车辆地板面不受车内乘客的多少和分布不均匀的影响，基本保持水平。调节过程： ① 在正常载荷位置，及H h =时，充气通路L V →和放气回路E L →均被关闭； ② 当车体载荷增加时，此时H h <，阀动作，使L V →通路开启，压缩空气向空气弹簧充气，直至地板上面上升到标定高度为止。 ③ 当车体载荷减少时，此时H h >，阀动作，使E L →通路开启，空气弹簧向大气排气，直至地版面下降到标定高度为止。 4、高度调整阀装置结构。不同动车组所使用的高度调整装置结构有所区别，这里以2CRH 和3CRH 动车组所采用的高度调整阀装置为例来加以说明。 2CRH 的结构如图 所示。该高度调整阀内使用的工作油特性如下： （1）种类：硅油。 黏度：25,/1023s m -℃。 温度系数：0.6. 流动点：-50℃。 高度调整阀工作过程分进气过程和排气过程，具体如图 当然，上述调整只是在静态时进行，不能影响车体与转向架间的正常震动。保证高度调节阀仅在静态需要调整时才起作用，而对动态震动不起作用，这就要求高度调整阀必须具有如下特性： 具有不感带（10±1）mm ；具有时间延时（3±1）s ；内腔充满硅油，起阻尼作用。 3CRH 的高度控制阀组成主要包括高度阀座、高度阀、水平杆、螺纹杆、调整环和下座等部件见图 高度控制阀的主体采用螺钉固定在高度阀座上，阀座与摇枕相连，而该阀的阀杆铰接在转向架上。高度控制阀在转向架的位置可参见图 通过调整高度控制阀和转向架构架之间的螺纹杆的长度以便调整由于车轮磨耗造成的车辆高度变化。在每次镟轮之后应进行这样的调整。车辆高度阀调节车辆垂向位移的不敏感带约为±3mm ，此时空气流通停止，避免空气的过度消耗。在不敏感带之后，空气流通保证了悬挂系统的减振功能。空气悬挂设备的空气信号与旅客载荷成比例，并传送到控制单元，用以制动载荷补偿。 高度调整阀在空气弹簧系统的闭环线路中起着一个作动器的作用。它被设计为一个无旁通的非节流阀式双座阀门。它使用了一个单向阀门，用来保持气囊压力。 3CRH 动车组采用SN1205-E/110型的高度控制阀，其工作原理如图 该阀门在顶部有一个开口V ，用来安装辅助储气罐。在开口V 的对面是一个排气口E,左和
弹簧类问题的几种模型 及其处理方法 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
弹簧类问题的几种模型及其处理方法 学生对弹簧类问题感到头疼的主要原因有以下几个方面：首先，由于弹簧不断发生形变，导致物体的受力随之不断变化，加速度不断变化，从而使物体的运动状态和运动过程较复杂。其次，这些复杂的运动过程中间所包含的隐含条件很难挖掘。还有，学生们很难找到这些复杂的物理过程所对应的物理模型以及处理方法。根据近几年高考的命题特点和知识的考查，笔者就弹簧类问题分为以下几种类型进行分析，供读者参考。 一、弹簧类命题突破要点 1．弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力。当题目中出现弹簧时，首先要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应，在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置、现长位置、平衡位置等，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，结合物体受其他力的情况来分析物体运动状态。 2．因软质弹簧的形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变，因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变。 3．在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解。同时要注意弹力做功的特点：弹力做功等于弹性势能增量 的负值。弹性势能的公式，高考不作定量要求，可作定性讨论，因此在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解。 二、弹簧类问题的几种模型 1．平衡类问题 例1．如图1所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块m2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。现施力将m1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中，m2的重力势能增加了______，m1的重力势能增加了________。 分析：上提m1之前，两物块处于静止的平衡状态，所以有：， ，其中，、分别是弹簧k1、k2的压缩量。 当用力缓慢上提m1，使k2下端刚脱离桌面时，，弹簧k2最终恢复原长，其中，为此时弹簧k1的伸长量。
过滤器知识 空气过滤器是空调净化系统的核心设备，过滤器对空气形成阻力，随着过滤器积尘的增加，过滤器阻力将随着增大。当过滤器积尘太多，阻力过高，将使过滤器通过风量降低，或者过滤器局部被穿透，所以，当过滤器阻力增大到某一规定值时，过滤器将报废。因此，使用过滤器，要掌握合适的使用周期。在过滤器没有损坏的情况下，一般以阻力判定使用寿命。 过滤器的使用寿命除了取决于其本身的优劣，如：过滤材料、过滤面积、结构设计、初始阻力等，还与空气中的含尘浓度，实际使用风量，终阻力的设定等因素有关。 掌握合适的使用周期，必须了解其阻力的变化情况，首先必须了解如下定义： 1. 额定初阻力：在额定风量下，过滤器样本、过滤器特性曲线或过滤器检测报告所提供的初阻力。 2. 设计初阻力：系统设计风量下，过滤器阻力（应由空调系统设计师提供）。 3. 运行初阻力：系统运行之初，过滤器的阻力，如果没有测量压力的仪表，就只能取设计风量下的阻力作为运行初阻力（实际运行的风
量不可能完全等于设计风量）； 运行中应定期检查过滤器的阻力超出初阻力的情况（每个过滤段都应安装阻力监测装置），以决定何时更换过滤器。过滤器更换周期，见下表（仅供参考）：
特别说明：低效率过滤器一般使用粗纤维滤料，纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的积尘吹散，这种情况下，过滤器阻力不再增高，但过滤效率降到几乎为零，因此要严格控制粗效过滤器的终阻力值！ 确定终阻力要综合考虑几种因素。终阻力定的低,使用寿命短,长期更换费用（过滤器费用、人工费用，和废弃处理费用）相应就高，但运行能耗低，因此每种过滤器应该有最经济的终阻力值。 过滤器越脏，阻力增长越快。过高的终阻力不意味着过滤器使用寿命会延长，过高阻力会使空调系统风量锐减。过高的终阻力是不可取的。 顾客关于过滤器使用寿命短的抱怨：主要由三种原因造成 a、过滤器的过滤材料面积太小或单位容尘能力太小；
空气弹簧在汽车上的应用 空气弹簧是汽车空气悬架系统的和重要组成部分，它利用空气的压缩弹性进行工作，具有缓冲、减振和承载重量等功能。空气弹簧具有优良的弹性特性，与普通钢制弹簧相比有许多优点，因而其应用围十分广泛。将空气弹簧用于汽车悬架系统可大大提高汽车的行驶平顺性和舒适性。 1934年，费尔斯通公司研制出膜片式空气弹簧并首先在美国通用客车上试应用成功。20世纪50年代中期，空气弹簧产品经过多年的研发和试验，有关技术逐步成熟，装有空气悬架的客车开始在美国、德国得到大批量推广应用。20世纪80年代以来，世界上主要的发达国家为了减少车辆对道路的破坏和增加车辆的舒适性，在客车上几乎全部使用了空气弹簧，重型商用车上的使用率也超过了80%。 空气弹簧的种类 空气弹簧由橡胶气囊、上盖板、底座、辅助气室，夹紧环和缓冲块等组成。根据橡胶气囊工作时变形式的不同，空气弹簧的结构形式主要分为膜式空气弹簧、囊式空气弹簧和混合式空气弹簧3种(见图1)。膜式空气弹簧是圆柱形结构，根据橡胶气囊止口与接口的连接方式，膜式空气弹簧又分为约束膜式和自由膜式。约束膜式空气弹簧一般用螺栓夹紧密封，自由膜式空气弹簧则采用橡胶气囊的压力自封。囊式空气弹簧的外形结构有些象灯笼，有单曲、双曲或多曲囊式空气弹簧。早期的商用车上主要使用双曲囊和三曲囊式空气弹簧。近期膜式空气弹簧的用量逐步增加，是因为膜式空气弹簧具有行驶平顺性好和行程大的优点。 不同种类空气弹簧的使用区别 1.膜式空气弹簧 (1)有效面积变化率较小，因此其刚度较低，易于得到较低的固有频率。 (2)通过改变活塞底座的形状和利用活塞底座的空心腔增加出储气空间，优化其刚度特性，从而获得理想的非线性特性。
弹簧设计规范 一、弹簧的功能 弹簧是一种弹性元件，由于材料的弹性和弹簧的结构特点，它具有多次重复地随外栽荷的大小而做相应的弹性变形，卸载后立即恢复原状的特性。很多机械正是利用弹簧的这一特点来满足特殊要求的。其主要功能有： ⑴、减振和缓冲，如车辆的悬挂弹簧，各种缓冲器和弹性联轴器中的弹簧等。 ⑵、测力，如测力器和弹簧秤的弹簧等。 ⑶、储存及输出能量，如钟表弹簧，枪栓弹簧，仪表和自动控制机构上的原动弹簧等。 ⑷、控制运动，如控制弹簧门关闭的弹簧，离合器、制动器上的弹簧，控制内燃机气缸阀门开启的弹簧等。 二、弹簧的类型、特点和应用 弹簧的分类方法很多，按照所承受的载荷的不同，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种；按照形状的不同，弹簧可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘形弹簧和板弹簧等；按照使用材料的不同，弹簧可分为金属弹簧和非金属弹簧。各种弹簧的特点、应用见表1。 在一般机械中，最常用的是圆柱螺旋弹簧。故本章主要讲述这类弹簧的结构形式、设计理论和计算方法。
三、弹簧使用的材料及其用途 弹簧钢的的主要性能要求是高强度和高屈服极限和疲劳极限，所以弹簧钢材用较高的含碳量。但是碳素钢的淬透性较差，所以在对于截面较大的弹簧必须使用合金钢。合金弹簧钢中的主要合金元素是硅和锰，他们可以增强钢的淬透性和屈强比。 弹簧材料使用最广者是弹簧钢（SUP）。碳素钢用于直径较小的弹簧，工艺多为冷拔成型，如：65#，75#，85#。直径稍大，需用热成型工艺生产的弹簧多采用60Si2Mn，如汽车板簧，铁路车辆的缓冲簧。对于高应力的重要弹簧可采用50CrV,常用于高级轿车板簧，发动机气门弹簧等。其他弹簧钢材料还有：65Mn, 50CrMn, 30W4Cr2V等。 a、碳钢及合金钢：制造弹簧时，常加矽、锰、铬、钒及钼等金属元素于钢中，以增加弹簧之弹性及疲劳限度，且使其耐冲击。 b、大型弹簧多用热作加工，即弹簧材料高温轧成棒，再高温加工成形后，淬火于780度～850度左右之油或水中，再施以400度～500度的温度回火。 c、小型弹簧，先经退火，再用冷作加工，捲成后再经硬化回火，如钢丝、琴钢丝或钢带。 d、琴钢丝是属高炭钢材（0.65～0.95%）制造，杂质少，直径常小于1/4时经过轫化处理后在常温抽成线，其机械性质佳，抗拉强度及轫性大，为优良的螺旋弹簧材料。 e、不锈钢丝用于易受腐蚀处，承受高温可用高速钢及不锈钢。 f、油回火线含碳量0.6～0.7%应含锰，0.6～1.0%常用于螺圈弹簧。 g、板弹簧常用0.9～1.0%之普通钢，其较高级者则使用铬钒钢及矽锰钢。 弹簧常在变载荷和冲击载荷作用下工作，而且要求在受极大应力的情况下，不产生塑性变形，因此要求弹簧材料具有较高的抗拉强度极限、弹性极限和疲劳强度极限，不易松弛。同时要求有较高的冲击韧性，良好的热处理性能等。常见的弹簧材料有优质碳素钢、合金钢和铜合金。几种主要弹簧材料的使用性能和许用应力见表2。
空气过滤器主要用于进气净化，除去其中的尘粒。此外，某些生产过程的排气中含有细小的污染物质(如放射性物质、油雾等)这类净化虽然属于排气净化，由于它净化要求高，也需采用空气过滤器。空气过滤 器(Air Filter)是指空气过滤装置，一般用于洁净车间，洁净厂房，实验室及洁净室，或者用于电子机械通信设备等的防尘。分为初效过滤器，中效过滤器，高效过滤器及亚高效等型号。各种型号有不同的标准和使用效能。本文着重讲述空气过滤器的主要分类及特点。 步骤/方法 1.初效空气过滤器 用途：一般通风空气处理设备中的过滤段或新风系统的初级过滤。 特点：可自行更换滤料，纸框初效为一次性。 2.折叠式中效空气过滤器 用途：通风系统的过滤。电子、制药、机械仪表、冶金、石油、化工、轻 工、食品等领域的一般空气净化。
特点：效率高、容尘量大、占用空间小。 3.袋式中效空气过滤器 用途：中央空调集中通风系统，或作为高效过滤器的前置过滤器，它可以减轻高效过滤器的负担，延长其使用寿命，也可用于工业领域的一般空气净化。 特点：阻力小、容尘量大。 4.活性碳过滤器 用途：有效去除臭味、挥发剂、细菌、病毒及各种空气中的污染物，如油
漆喷雾、烟雾、电子工厂及博物馆常见的污染物，以及食品加工厂和医院的臭气。 特点：高度发达的微孔结构，吸附容量高，吸、脱附速度快，净化效果好。 使用活性炭过滤必须有前级过滤，否则，会由于空气中其它污染物而降低 活性炭的效率。 5.尼龙网空气过滤器 用途：空气质量要求不高的通风空调系统，或周围环境较恶劣，粉尘较高的场所作为初级预过滤。 特点：阻力小、易清洗、易维护。 6.亚高效空气过滤器 用途：各类洁净工程以及有特殊要求的中央空调和工艺性送风系统的未端过滤或洁净室的过滤。 特点：过滤效率高、阻力低、容尘量大。
空气悬架简介 1 空气悬架发展的简史 空气弹簧发明于100年前,它的雏形是马车上使用的皮囊。直到20世纪30年代出现的纤维叠层橡胶制作技术才使制造实用的空气弹簧成为可能。人们首先考虑在客车上应用空气弹簧。 在20世纪50年代初，通用汽车公司率先在长途客车上使用空气悬架。从那时起一直到现在几乎所有的大型长途客车和公交车上都采用了空气悬架。正是由于重型车辆悬架的优点使得现今北美80%的重型卡车和75%的半挂车都采用空气悬架，图1所示的是早期的空气悬架。 2 空气悬架与板簧悬架的比较 类似公交车的车辆其空载与满载状况下总重之比为1∶2,板簧悬架不可能达到最好的乘坐舒适性和操纵性能。以下是在Tuthill实验室中进行的简单实验,实验中在长期随机状态下测量了5t板簧悬架和5t空气悬架的加速度。钢板弹簧具有较大的弹簧刚度，曲线图清楚地表明使用空气悬架时传递到车身的加速度明显减小，从而在给乘客提供了较高舒适性的同时减少了对车身的损坏。既提高了整车的使用寿命，也降低了整车使用维修成本，提高了运输效率。 本图只显示出悬架的一种性能，即弹簧刚度，在选择悬架时经常会做出折中的选择。但是这是完全有必要的。提高乘坐舒适性会部分损害侧倾刚度或车辆操纵性。装配情况或车辆上留给悬架的安装空间是否充足也是悬架设计考虑的因素。这些折中非常重要，因为在选
择悬架时必须整体考虑车辆及其运行环境。空气悬架可以让你在选择所需性能时具有更大的选择权,使车辆在中国的环境中能发挥最优性能。板簧与空气弹簧的对比见表1。 针对特定车辆悬架所选择的阻尼值是影响车辆操纵性和乘坐舒适性的重要因素。减震器选择的好坏决定了诸如振动衰减，车辆颠动和侧倾控制等因素。 欧洲对悬架减震器规定了最小阻尼标准，而且要求悬架系统的偏频小于2以确保悬架对道路的保护。此要求更大程度上是基于以下考虑的，即保持轮胎贴地使乘客乘坐舒适性得到保证，但是当中国开始处理重型车辆对路面的损坏问题时，车辆设计的各项规定和标准的陆续出台也在关注控制重型车辆对路面的破坏问题。下列两图表反映了TUTHILL公司实验室所做的测试结果，悬架的实验数据符合欧洲标准。图2所示曲线说明了相对于衰减到临界阻尼的20%同一悬架欧洲标准，作用于Reyco悬架上载荷阻尼偏小。 3 空气悬架的设计 3.1 位移与时间 图3表现的两悬架特性是乘坐舒适性和车桥控制性能。空气悬架容许你选择具有最佳弹簧刚度的弹簧及具有所要阻尼值的减震器。以上特性及其他特性必须根据不同车辆运行环境和所需性能来进行选择，所以欧洲悬架与北美悬架的特性会有所不同。 3.2 影响空气悬架设计的因素
用途最广，在制造时，绕成分开的螺旋圈，使各圈有间隙（节距），以便受力收缩，保持有向两端伸张的张力。受最大负荷时，不能被完全压缩，必须在有效圈数间保留间隙，以免摩擦或其他物质嵌入，引起疲劳破坏。弹簧自由长度应等于弹簧之实长加上间隙，再加变形量。压缩弹簧为增加接触面，面应予磨平，以获取60~80%接触面。其端部形状有多种：两端坐圈，两端磨平等。 乃各圈分绕，因能承受压力，两端可为开式或闭式或绕平或磨平。压缩弹簧乃变体弹簧第一种，由直筒型、锥形至缩、凸腰形，乃至各种尾端之变体，均可依设计成型。压缩弹簧为所有弹簧种类中最被广泛运用的一种，产品运用范围广及电子、电机、计算机、信息、汽机车、自行车、五金工具、礼品、玩具、乃至国防工业，因其设计与原理易于掌握，制造控制也最为单纯。 拉伸弹簧： 各圈绕成相互紧贴的螺旋圈或节距圈，受外力时向外伸长，保持有向中间收缩之力。 拉簧钩分为多种：英式钩，德式钩，边耳钩，鱼尾钩等。拉伸弹簧乃典型之弹簧即弹簧之代表，由直筒形至各种变体，乃至挂钩之各种形状均能依设计成型。拉伸弹簧为压缩弹簧之反向运用，运用范围大致较无具体产品类别，但操作控制较压缩弹簧高一级。 扭转弹簧： 扭转弹簧分为单扭弹簧和双扭弹簧，弹簧常套入销或轴中，当受外力后，即依弹簧轴心为轴而产生一扭转力，使得弹簧捲紧或旋鬆。双扭弹簧又分为外双扭和内双扭力弹簧。 各圈或是紧密围绕或是分开围绕，俾能适任扭转负荷（与弹簧轴线成直角）。弹簧之末端可绕成钩状或直扭转臂。扭转弹簧乃变体弹簧之极至，由单扭至双扭，乃至各种扭杆之变形，得依设计成型。扭转弹簧为所有弹簧类别中设计原理较为复杂的一种，型式的变化亦相当活泼，故设计时所涉及的理论也最为烦索。因此设计时亦较难掌握。 碟形弹簧 碟形弹簧(碟簧)DIN2093具有体积小、负荷大、组合使用方便等特性，同时具有载荷集中传递的优点。可采用单片对合组合、多片叠合组合和混合组合等方式以获得各种不同曲线。 在机械行业中很大范围内取代圆柱弹簧，体现了新产品（主机）设计小型化多功能化的特点。如在载荷作用方向上，较小的变形能承受较大的载荷，轴向空间紧凑。与其他类型的弹簧比较，其单位体积的变形能较大，具有较好的缓冲吸震能力。特别是采用叠合组合使用方式，由于表面摩擦阻尼作用，吸收冲击和消散能量的作用更为显著。 目前，在国防、冶金、工程、电力、机床、建筑等行业得到广泛应用。如：模具、支承吊架、离合器、制动器、桥梁缓冲（减震）装置、轴承预紧、安全过载装置、重型机械、机械起动器、控制装置、阀门、工业电炉、分度装置、夹紧装置等等。 碟形弹簧执行DIN2093和GB/T1972-2005标准。 碟形弹簧(碟簧)常用的表面处理方法：发蓝，磷化，镀镍，电泳和机械镀锌等。 锥形弹簧： 绕成锥形的螺旋圈，可承受压力及张力，一般承受力量均甚小。当受压缩时各圈收缩进大圈的平面内为其优点，例手电筒盖上压缩电池用的弹簧即是。 特殊之线圈弹簧： 有圆锥形、桶形及梯形和鼓形特殊线圈弹簧，广用于弹簧业。
空气弹簧是一种在柔性密闭橡胶气囊中冲入压缩空气,利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件,它的的振动固有频率较低,且不同载荷下几乎保持不变,是一种隔振性能优良的隔振器。担架支架是伤员运送车辆在行驶途中承载、固定卧姿伤病员担架的主要设备。担架支架的隔振系统设计在很大程度上决定了伤病员在运送途中的乘卧舒适性。性能优异的担架支架隔振系统能有效提高伤员运送车辆的运送能力。空气弹簧是较为合适的可用于担架支架系统的隔振器,它是利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件。作为隔振元件,空气弹簧具有非线性变刚度特性,通过内压的调整,可以得到不同的承载能力;承受轴向载荷和径向载荷,可产生相对较好的缓冲隔振效果;还具有结构简单、安装高度低、更换方便、工作可靠、质量轻、单位质量储能量高等优点。将空气弹簧增加附加气室能显著降低空气弹簧的刚度及固有频率。本文对应用于急救车担架支架装置的空气弹簧隔振器的动态特性进行了理论分析、实验测试、实验建模等方面的研究,为今后进一步研究半主动控制的空气弹簧隔振系统提供了参考依据。本文首先介绍了空气弹簧的研究与发展现状,对空气弹簧的性能和优缺点进行了比较。并对空气弹簧的动力学特性进行研究,推导了空气弹簧动刚度计算公式,分析了其动力学特性的影响因素,建立了带附加气室与不带附加气室空气弹簧的力学模型。其次做了空气弹簧的动力学特性实验,得到如下结论:不带附加气室时,当初始气压、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加;当激振频率增加时,空气弹簧的动刚度随之减小。空气弹簧的固有频率几乎保持不变。而带附加气室空气弹簧在节流孔孔径4-7mm范围内,当孔径增大时,空气弹簧动刚度随之减小;当初始气压、激振频率、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加。在高频(8Hz)左右时,振幅、频率的变化对动刚度的改变已不明显。在低频率时,带附加气室能显著降低空气弹簧的动刚度,而在较高频率时,带附加气室会使空气弹簧的动刚度增加。最后对带附加气室空气弹簧力学模型进行了简化,通过实验数据运用最小二乘法对模型参数进行了识别,并用四个指标对模型拟合精度进行了评价。分析结果表明误差较小,模型能够比较准确的反映出应用空气弹簧隔振器的力学特性。