空氣彈簧
空氣彈簧是一種利用空氣在容器中被壓縮後產生的彈性而形成的彈簧，主要應用於鐵路車輛的避震器[1][2]，汽車底盤的懸掛系統也有使用空氣彈簧的技術，這類採用氣墊式避震器的懸掛系統[3]，常被稱為空氣懸吊[4]、氣壓懸吊[5]。
特徵
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空氣彈簧的彈力係數擁有非線性的特性。也就是其彈力係數是可變動調整的。此類彈簧如設計得當，也比較不容易產生共振效應。
根據一般氣體所遵循的波義耳定律，在一定溫度之下，氣體的壓力與體積成反比的關係；簡單來說，也就是當氣體的體積被壓縮為一半時，其內部的氣體壓力（彈力）將變為兩倍。
利用這個特性，當負載的重物承載於此空氣彈簧上，其重量所向下壓縮的氣體體積將轉為向上的支撐彈力。在平時，此彈簧被設定為較軟的彈性係數；而當乘載較多重物之時，受到壓縮的氣體也能提供較大的向上支撐力，並且不容易感覺到其彈力有任何衰退。而且，空氣彈簧比起傳統的金屬製彈簧，較能吸收許多細小的回彈震盪。故而能使乘客感受到較為舒適的乘坐感；易碎的貨品也比較不易因癲頗的路面而損壞。
另外還有一種可以動態調整空氣彈簧內部空氣量的氣壓懸吊系統：其彈簧內部的空氣量，可因需求而動態調整。但因為其需要考慮調整空氣量的額外裝置與調整後車輛高度的變化，故此種懸吊系統的設計均比一般的設計複雜許多。
用途
[编辑]汽車
[编辑]空氣彈簧在汽車的應用已漸趨普及。載客用的大型巴士為了增進旅客搭乘時的舒適程度，有許多已採用空氣彈簧的避震器[6]。因為可通過充氣及排氣控制空氣彈簧被壓縮的高度，從而調節底盤距離地面的高度[7]，所以低地台巴士普遍採用空氣彈簧作為懸掛系統，在停靠巴士站時可以降低地板高度，以便乘客上落及裝載輪椅乘客，當駛離車站時則自動升高底盤，維持懸掛系統的緩衝作用。貨車也有採用空氣彈簧作為避震器，提升乘坐的舒適性及減緩對貨物的衝擊。
鐵路車輛
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空氣彈簧通常安裝在轉向架與車廂之間，用以承托列車車廂，能夠減緩轉向架傳到車廂的震動，特別是當列車駛過轉轍器的時候，車輪要跨越兩道路軌之間的空隙，容易使轉向架發生較明顯的震動，而空氣彈簧可作為緩衝裝置，減少車廂的震盪。除此之外，可通過調節空氣彈簧的氣囊充氣量，達到調節車廂高度的效果[8]。為了避免空氣彈簧發生故障，彈簧下部通常裝有使用金屬與橡膠疊成的墊片，作為氣囊失效時緊急承托之用[9]。
在台灣，為了因應西部幹線鐵路電氣化，而自1979年所開始採用的EMU-100型自強號為第一種採用空氣彈簧的電聯車。之後台鐵為了提升對旅客的服務品質，新增的PP自強號與新造的莒光號客車廂也都配備有此種避震器。
在日本，最新型的N700系新幹線甚至採用了可調整內部氣壓的空氣彈簧轉向架：透過動態調整左右兩側空氣彈簧的壓力，使列車能在過彎時自動傾斜，以提升其列車過彎時的速度。 此種傾斜方法也影響同由日本車輛製造的TEMU2000普悠瑪列車。
參考資料
[编辑]- ^ 高鐵轉向架避震器像電鍋蓋 原來是空氣彈簧. 中央通訊社. 2017-04-27 [2026-01-21].
- ^ 空气弹簧. 中车株洲时代新材料科技. [2026-01-21].
- ^ 五十鈴 LT434/ LV452 皇牌豪華巴士 (PDF). [2026-01-21].
- ^ 1分钟快速了解空气悬挂. 中华网. [2026-01-21].
- ^ 什麼是氣壓懸吊？. A++修車網. [2026-01-21].
- ^ 第七章-第五節: 底盤避震器的種類. 台北合眾汽車. [2026-01-21].
- ^ 空气弹簧——汽车底盘空气悬架的关键部件. 和利时. [2026-01-22].
- ^ Page 34 - 捷運技術 第33期. [2026-01-22].
- ^ 空氣彈簧緊急彈簧 (PDF). 高雄捷運. [2026-01-22].
