![第二节 缓冲器的组成与作用原理[23页]](/ms/static/picture/5c660af7b37f7.jpg)
将弹性胶泥材料装进一个可承受很多压力的缓冲器活塞缸体内,结合实际应 用的需要增加一定的预压缩力,当弹性胶泥缓冲器活塞柱受到一定的压力(静压 力或冲击力)时,活塞利用活塞缸内节流孔或节流间隙以及弹性胶泥材料本身体 积被压缩后反作用力产生一定的阻抗力。当弹性胶泥材料受到的预压缩力越 大和活塞的运动速度越快,则产生的阻抗力也越大,这有利于提高缓冲器在大冲 击下的容量。
车钩缓冲装置受拉或受压时,缓冲橡胶就发生剪切变形。在变形的过程中,缓 冲橡胶将系统的机械能转换为热能消花掉,以此达到吸收冲击能量的目的。
国外还有采用液体来吸收冲击能量的液压式缓冲器，大多数都用在客车或装运易 碎货物的专用货车。液压缓冲器的工作原理如图所示，在外力作用下，活塞 向右移动，压缩弹簧，并将活塞右侧空腔的液体经溢流孔压入活塞的左侧空 腔。控制溢流孔、截面的大小，即可保证缓冲器达到所要求的特性曲线。
液压缓冲器在受冲击时，阻抗力的大小决定于活塞运动的速度、溢流孔的截 面尺寸和所采用的液体的粘度，当冲击速度越大，缓冲器的阻抗力也随之增 大，容量也就越大。所以，其挠力特性曲线形状较为合理，这是液压缓冲器 的一大优点。但是，当缓冲器受到缓慢的压缩时，即相当于列车平缓地起动 或爬坡时，缓冲器就没有受到液体阻力而被压缩，阻抗力显得太小。当液 压缓冲器中的圆弹簧刚度较小时，在接连不断地受到冲击时，缓冲器几乎不 起缓冲作用，这是该型液压缓冲器的一个主要缺点。
由于橡胶具备比较好的弹性，因此在很多需要缓冲减振的场合都能够正常的看到 它的身影。橡胶缓冲器根据其作用原理不同又分为平面拉压型缓冲器和 剪切型缓冲器。平面拉压型缓冲器由多片橡胶板和金属基板粘接而成， 金属基板可提供安装基础及在缓冲过程中起散热作用。该种缓冲器的缓 冲作用主要是通过压缩或拉伸橡胶板，让橡胶板内的橡胶分子互相摩擦 生热而消耗能量。
这种缓冲器的力—位移特性曲线呈凸形，弹性胶泥缓冲器同普通缓冲器性能 比较而言,有如下主要优点:容量大、阻抗力小、体积小、质量轻、检修周期长, 它兼有液压和橡胶缓冲器两者的优点,同时克服了液压缓冲器制造很复杂、 密封困难和橡胶缓冲器吸收率低等缺点。这种缓冲器由于具有其他传统缓冲 器不可比拟的高技术性能,所以迅速得到了推广,在世界上已经有十几个国家得 到应用,现在依然保持着良好的发展势头,UIC标准已做出规定,参加国际联运的 欧洲国家的客车需要装用弹性胶泥缓冲器。
当缓冲器的活塞被压缩后,缓冲器体内的弹性胶泥处于压缩状态,当作用在活塞 柱上外力撤消后,弹性胶泥的体积则会自行产生膨胀,将活塞推回到原始位置, 在这样的一个过程中弹性胶泥材料以较慢的速度通过节流孔或节流间隙流回原位,这 样就实现了缓冲器的回程运作。弹性胶泥缓冲器的工作原理为，在充满弹性 胶泥材料的缓冲器体内，设有带环形间隙（或节流孔）的活塞。当活塞杆受 到冲击力时，弹性胶泥材料受压缩产生阻抗力，并通过环形间隙（或节流孔） 的节流作用和胶泥材料的压缩变形吸收冲击能量。由于胶泥材料的特性，冲 击力越大，缓冲器的容量也随之增大。当活塞杆上的压力撤除后，弹性胶泥 体积膨胀或利用加设的复原弹簧使活塞回到原位，这时胶泥材料通过环形间 隙流回原位。
弹性胶泥缓冲器是近年来欧洲新开发的一种新型缓冲器，在法国、德国、波 兰的高速列车、客车和货车上应用获得成功，现已被纳入UIC标准（UIC5261； UIC526-3）。这种缓冲器取用一种未经硫化的有机硅化合物，称弹性胶 泥作为介质，它具有弹性、可压缩性和可流动性，其物理化学性能在50~250℃范围内具有较高的稳定性，抗老化、无臭、无毒，对环境无污染。 它具有固体和液体两种属性的特征，其动粘度比普通液压油大几十至几百倍， 且可据需要改变配方予以调节，因此在液压缓冲器中十分困难的密封问题在 这里变得极为简单。
橡胶以压缩或拉伸方式施力时，其变形量不大，而以剪切方式施力时， 则变形量较纯压缩或拉伸时为大。这样就有了剪切型橡胶缓冲器。这种 橡胶缓冲器的作用原理不同于传统的橡胶缓冲器,不是依靠橡胶片之间 的挤压过程吸收能量,而是依靠壳体内部的几块橡胶的剪切变形过程吸 收能量。橡胶的可压缩性较小,但是其剪切位移却能做到相对较大。 同时,橡胶块的剪切变形是双向的,因此新型缓冲器也是一种复式(双作用 式)缓冲器。理论上新型缓冲器初压力为0,这样就可以很好地吸收车辆 之间数量较多且作用时间短暂的纵向冲动,大幅度的提升乘坐的舒适性。
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