空気バネ:エアサスペンションの基礎

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現代の車両の多くは、パラメータを調整できるエアサスペンションを使用しています。サスペンションの基礎は空気バネです。これらの要素、その種類、設計上の特徴と機能、およびこれらの部品の正しい選択と交換については、この記事で詳しく説明しています。

 

空気バネとは何ですか?

空気ばね(空気ばね、空気クッション、空気ばね) - 車両のエアサスペンションの弾性要素。車軸と車のフレーム/ボディの間に配置され、体積と剛性を変更できる空気圧シリンダー。

車輪付き車両のサスペンションは、弾性、ガイド、減衰という 3 つの主要なタイプの要素に基づいて構築されています。さまざまなタイプのサスペンションでは、スプリングとスプリングが弾性要素として機能し、さまざまな種類のレバーがガイドとして機能し(スプリングサスペンションでは同じスプリング)、ショックアブソーバーが減衰要素として機能します。トラックや乗用車の現代のエアサスペンションにもこれらの部品が存在しますが、それらの弾性要素の役割は特別なエアシリンダー、つまり空気バネによって実行されます。

 

空気バネにはいくつかの機能があります。

●路面から車のフレーム/ボディへのモーメントの伝達。
● 荷重と現在の道路状況に応じてサスペンションの硬さを変更します。
● 不均一な荷重がかかる車の車軸と個々の車輪にかかる荷重を分散して均等化します。
●坂道、路面の凹凸、旋回時の車両の安定性を確保。
●路面の異なる路面での走行時の快適性が向上します。

つまり、空気ばねは、ホイールサスペンションシステムにおいて従来のばねやスプリングと同じ役割を果たしますが、同時に、道路状況や荷重などに応じてサスペンションの剛性を変更し、その特性を調整することができます。新しい空気ばねを購入する前に、これらの部品の既存の種類、設計、動作原理を理解する必要があります。

空気ばねの種類、設計、動作原理

現在使用されている空気ばねは次の 3 種類です。

●シリンダー。
●ダイヤフラム。
●ミックスタイプ(複合タイプ)です。

さまざまなタイプの空気ばねには独自の設計上の特徴があり、動作原理が異なります。

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空気バネの種類と設計

シリンダー空気バネ

これらは設計が最もシンプルなデバイスであり、さまざまな車両で広く使用されています。構造的には、このような空気ばねは、上部と下部の鋼製サポートの間に挟まれたゴムシリンダー (ゴムホースやタイヤなどに設計が似た多層ゴムコードシェル) で構成されています。1 つのサポート (通常は上部) には、空気の供給と排出のためのパイプがあります。

シリンダーの設計に応じて、これらのデバイスはいくつかのタイプに分類されます。

●バレル。
●ベローズ。
●波形です。

樽型空気バネでは、シリンダーは直線または丸い(半トーラスの形の)壁を持つシリンダーの形で作られます。これが最も簡単なオプションです。ベローズ装置では、シリンダーが 2 つ、3 つ、またはそれ以上のセクションに分割され、その間にガードル リングが配置されます。波形スプリングでは、シリンダーの全長に沿って、またはその一部にのみ波形があり、ガードル リングや補助要素が付いている場合もあります。

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バルーン(ベローズ)タイプの空気バネ

シリンダー型空気ばねの仕組みは簡単です。圧縮空気が供給されるとシリンダー内の圧力が上昇し、シリンダーの長さがわずかに伸びます。これにより車両が確実に持ち上げられ、高負荷時にはフレーム/フレームの水平が維持されます。身体が所定のレベルに達していること。同時にサスペンションの剛性も上がります。シリンダーから空気が排出されると圧力が低下し、負荷の影響でシリンダーが圧縮されます。これはフレーム/ボディのレベルの低下とサスペンションの剛性の低下につながります。

多くの場合、このタイプの空気バネは単に空気バネと呼ばれます。これらの部品は、独立した弾性サスペンション部品の形で使用することも、追加要素の一部として使用することもできます - スプリング(大径のコイルスプリングはシリンダーの外側にあります)、油圧ショックアブソーバー(このようなストラットは自動車、SUVなどに使用されます)比較的軽い装備)など。

ダイヤフラム空気バネ

現在、このタイプの空気バネには主に 2 つの種類があります。

●ダイヤフラム。
●ダイヤフラムスリーブタイプ

ダイヤフラム空気バネは、下部本体ベースと上部サポートで構成され、その間にゴムコードのダイヤフラムがあります。部品の寸法は、ダイヤフラムを備えた上部サポートの一部がベース本体の内部に入ることができるように選択されており、このタイプの空気ばねの動作はこれに基づいています。圧縮空気がハウジングに供給されると、上部サポートが押し出され、車両のフレーム/ボディ全体が持ち上げられます。同時にサスペンションの剛性が向上し、凹凸のある路面を走行すると、アッパーサポートが垂直面内で振動し、衝撃や振動が部分的に減衰します。

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バルーン(ベローズ)タイプの空気バネ

スリーブ型ダイヤフラム空気ばねも同様の設計ですが、ダイヤフラムの代わりに長さと直径が増加したゴム製スリーブがあり、その内側にベース本体が配置されています。この設計により長さを大幅に変えることができ、サスペンションの高さや硬さを広範囲に変更することが可能です。この設計の空気ばねはトラックのサスペンションに広く使用されており、通常は追加要素なしで独立した部品として使用されます。

複合空気バネ

このような部品では、ダイアフラムとバルーン空気バネのコンポーネントが組み合わされます。通常、シリンダーは下部、ダイヤフラムは上部に配置されますが、このソリューションにより優れた減衰が得られ、サスペンションの特性を広範囲に調整することができます。このタイプの空気ばねは自動車での使用は限られていますが、鉄道輸送やさまざまな特殊機械でよく見られます。

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ダイヤフラム空気バネ

車のサスペンション内の空気ばねの場所

エアサスペンションは、従来の縦方向スプリングとストラットが設置されているのと同じ場所に、車輪の側面の各車軸に配置された空気スプリングに基づいて構築されています。同時に、車両のタイプと動作荷重に応じて、1 つのタイプまたは別のタイプの異なる数の空気ばねを 1 つの車軸に配置することができます。

乗用車では、個別の空気ばねが使用されることはほとんどありません。ほとんどの場合、これらは油圧ショックアブソーバーと従来のベローズまたは波形空気ばねが組み合わされたストラットです。1 つの軸上にそのようなラックが 2 つあり、通常のラックをスプリングに置き換えます。

トラックではホースタイプやベローズタイプのシングルエアスプリングが多く使用されています。同時に 2 つまたは 4 つの空気ばねを 1 つの軸に取り付けることができます。後者の場合、スリーブスプリングが主弾性要素として使用され、サスペンションの高さと剛性を変更します。ベローズスプリングは補助弾性要素として使用され、ダンパーとして機能し、サスペンションの剛性を変更します。特定の制限。

エアスプリングはエアサスペンション全体の一部です。圧縮空気は、レシーバー(エアシリンダー)からバルブ、バルブ、エアスプリングを介してパイプラインを介してこれらの部品に供給され、サスペンション全体は、特別なボタンとスイッチを使用してキャブ/車内から制御されます。

 

空気ばねの選び方、交換、メンテナンス方法

あらゆるタイプの空気ばねは、車両の運転中に大きな負荷を受けるため、激しい摩耗が発生し、故障につながることがよくあります。ほとんどの場合、ゴムコードのシェルの損傷に対処する必要があり、その結果、シリンダーの気密性が失われます。空気ばねの故障は、エンジンを停止して駐車したときの車両のロールや、サスペンションの剛性を完全に調整できないことによって現れます。欠陥のある部品を確認し、交換する必要があります。

交換には、以前に取り付けられたものと同じタイプのスプリングが使用されます。新しい部品と古い部品は、取り付け寸法と性能特性が同じである必要があります。ほとんどの車では、たとえ 2 番目のエア スプリングが十分に使える場合でも、同じ車軸の両方の部品を交換することが推奨されるため、一度に 2 つのエア スプリングを購入する必要があります。交換は車両の指示に従って実行されます。通常、この作業はサスペンションに大きな介入を必要とせず、非常に迅速に実行できます。その後の自動車の運転中、空気ばねを定期的に検査、洗浄し、気密性を確認する必要があります。メンテナンス時には空気バネが確実に作動し、サスペンション全体の高品質な機能を確保します。


投稿日時: 2023 年 7 月 13 日