空气弹簧的工作原理是什么？平面中的力有哪些？

空气弹簧的工作原理是将惰性气体或油气混合物充入密闭的压力缸中，使腔内压力比大气压高几倍或几十倍，交叉-活塞杆的截面积小于活塞的截面积。利用截面积产生的压差来实现活塞杆的运动。

由于原理上的根本区别，空气弹簧比普通弹簧有明显的优势：速度相对较慢，动态力变化很小（通常在1:1.2以内）进口空气弹簧，易于控制；缺点是体积相对无螺旋弹簧小，成本高，寿命相对较短。

空气弹簧工作时，内腔充满压缩空气（工作压力≤0.7MPa），形成压缩空气柱。随着振动载荷的增加，弹簧高度减小，内腔容积减小，弹簧刚度增大，内腔气柱有效承载面积增大，弹簧承载能力增大此时增加。当振动载荷减小时，弹簧高度增加，内腔容积增大，弹簧刚度降低，内腔气柱有效承载面积减小。此时，弹簧的承载能力下降。这样，在空气弹簧的有效行程内，空气弹簧的高度、腔体容积和承载能力随着振动载荷的增减而平滑灵活地传递。

如图所示。平面 AA 与空气弹簧 胶囊表面相切并垂直于胶囊轴 (a)。由于胶囊是一种柔性薄膜，根据薄膜理论的基本假设，胶囊不能传递弯矩和侧向力进口空气弹簧，因此只能在胶囊切点处传递AA平面内的力。根据力的平衡条件：

F =(P-Pa) A=(P-Pa)πR2

F——空气弹簧承重，N；

P——空气弹簧的内压，N/cm2

Pa——大气压，通常为10N/cm2

A——空气弹簧的有效面积，也称承载面积，cm2

R——空气弹簧有效半径，cm；

如果使用了多个空气弹簧：

F=i(P-Pa) A=i(P-Pa)πR2

i——空气弹簧的个数。