空气弹簧疲劳试验机 

一、设备定义与核心用途

空气弹簧疲劳试验机（空气弹簧耐久试验台）是专用伺服动态力学测试设备，模拟汽车、高铁、客车、工程机械空气弹簧（橡胶气囊、空气悬架、气胎）真实服役振动工况，反复循环加载，考核产品疲劳寿命、气囊开裂、气密衰减、刚度衰减等耐久性能，同时可同步测试动静刚度、阻尼、气密性、扭摆 / 横向力学特性。

适用测试对象

乘用车 / 商用车：客车、货车、挂车空气悬架气囊、膜式 / 囊式空气弹簧

轨道交通：高铁、动车、地铁二系悬挂空气弹簧（国标 TB/T 2841）

工业减振：机床、设备隔振气囊、船舶、农机空气弹性元件

应用单位

空气弹簧生产厂、整车主机厂、第三方质检院、高校材料实验室、轨道交通研究院。

二、工作原理

气压预置：独立精密气路给空气弹簧充至标准工作气压（0~1.05MPa，稳压闭环），实时监测漏气；

伺服动态加载

单轴机型：电液伺服 / 伺服电机驱动作动器，垂直往复正弦循环，模拟路面颠簸；

多轴六自由度机型：垂向 + 横向 + 纵向 + 扭转同步加载，还原车辆过弯、曲线轨道复合受力；

闭环测控：力传感器、位移传感器实时采集，计算机按位移 / 载荷双闭环控制振幅、频率；

寿命判定：累计循环至设定次数（如 300 万次）自动停机；中途气囊漏气、撕裂、力突变立即报警停机，记录失效循环次数、力 - 位移曲线、刚度衰减数据。

三、设备分类（三大主流类型）

1. 伺服电动式（小型、乘用车 / 产线检测）

驱动：伺服直线电机，无液压油、低噪音、免维护、节能

试验力：3~30kN，振幅 ±50~±200mm，频率 0.01~10Hz

优势：响应快、精度高、占地小，适合产线批量抽检、小型空簧研发

代表机型：CTS-F25（25kN 电动空簧疲劳台）

2. 电液伺服式（主流、商用车 / 多工位）

驱动：伺服阀 + 液压油缸，大推力，20~100kN，最高可达 300kN

频率：0~50Hz，多工位（2/4 工位同步测试），可连续 7×24h 耐久

适用：大巴、重卡、轨道交通标准疲劳试验（300 万次长时耐久）

代表：PQH-80kN 多工位空气弹簧疲劳试验机

3. 六自由度多轴试验台（高端轨交研发）

六向独立作动：垂向、横向、纵向、侧倾、横摆、扭转同步加载

垂向载荷最高 200~300kN，横向 / 扭转复合工况，完全模拟动车转向架真实受力

配套 NVH 噪声、高低温环境舱，用于高铁空气弹簧型式认证、新材料研发，价格昂贵，多用于主机 / 研究院

四、整机标准结构组成

主机机架：厚重焊接龙门框架，防振动变形，安全防护网罩

伺服加载系统：伺服电机 / 液压站、伺服作动缸、高精度力传感器（0.5 级精度）

专用气控单元：稳压充气、压力实时采集、漏气自动检测、保压回路

工装夹具：快速换型上下压盘，适配不同直径 / 高度空簧

测控系统：工业计算机 + 专用测试软件

实时显示：循环次数、载荷、位移、气压、动 / 静刚度、阻尼损耗因子

波形输出：正弦、三角、方波、随机路谱波形

自动存储曲线、导出 Excel 检测报告，对接工厂 MES 系统

选配模块

高低温环境箱（-50℃~+150℃，高低温疲劳）

横向 / 扭摆辅作动器（复合工况）

多工位独立监控（每个工位单独计数、失效单独停机）

五、核心通用技术参数（单轴标准机型）

表格

参数项 常规电液机型 伺服电动机型 六自由度轨交机型

最大试验力 20~100kN 3~25kN 垂向 200~300kN

振幅范围 0~±160mm 0~±200mm 垂向 ±175mm

试验频率 0.01~30Hz 0.01~10Hz 0.01~20Hz

测力精度 ±0.5%FS ±0.2%FS ±0.5%FS

充气压力 0~1.05MPa（稳压） 0~1.05MPa 0~1.0MPa

循环计数上限 9×10⁹次 9×10⁹次 9×10⁹次

工位配置 1/2/4 工位可选 单工位为主 单工位大型台架

六、执行国家标准（强制 / 推荐）

汽车空气弹簧

GB/T 13061-2017《商用车空气悬架用空气弹簧技术规范》（行业核心标准，规定 300 万次垂向疲劳试验）

JT/T 1359-2020《客车空气悬架技术要求》

轨道交通空气弹簧

TB/T 2841-2010《铁道车辆空气弹簧》

TB/T 2843《机车车辆橡胶弹性元件通用条件》

HG/T 3749《铁道车辆空气弹簧橡胶囊》

国际标准

EN 13597（欧洲铁路）、UIC 515、JIS E 4710（日本铁路）

七、核心功能特点

双闭环控制：力控 / 位移控自由切换，满足刚度测试与耐久两种试验模式；

气密在线监测：疲劳全程实时监测气囊内压，漏气立刻停机报警；

失效自动保护：气囊撕裂、载荷骤变、油压 / 气压异常、超行程自动停机；

多波形模拟：正弦波（标准疲劳）、随机波（真实路面路谱仿真）；

高低温耐久选配：模拟高寒、高温地区车辆服役环境；

批量高效：四工位机型可同时 4 个样品同步试验，互不干扰、独立计数；

数据完整追溯：全程记录力 - 位移曲线、刚度变化、压力曲线，自动生成型式检验报告。

八、常规标准疲劳试验流程（GB/T 13061）

样品安装，充至额定工作气压，静置稳压；

预加载静载（模拟整车满载重量）；

设置试验参数：频率 3Hz、振幅为额定行程 1/2；

启动循环，累计 300 万次不间断连续试验；

试验结束后检测：气囊外观有无裂纹、气压泄漏量、动静刚度变化率；

判定：无开裂、漏气、刚度衰减在允许范围即为疲劳合格。

九、电动式 vs 电液式 选型对比

伺服电动（推荐研发 / 小型空簧 / 产线）

✅ 无液压油污染、噪音低、维护简单、能耗低、控制精度更高

❌ 推力上限低，不适合 80kN 以上重载轨交、重卡空簧

电液伺服（推荐车企 / 轨道交通质检、大载荷耐久）

✅ 推力大、长时连续耐久稳定、多工位成熟方案

❌ 需要液压站，存在漏油维护、噪音偏大、能耗更高