磁悬浮列车技术的研究,不仅要追求更高的速度,还要追求更好的运行品质。空气弹簧悬挂系统的采用不仅能够解决机械解耦问题,同时也满足了运行品质的要求。空气弹簧能随着载荷的变化而充气或排气。既能使车体始终保持在一定的高度,又能在任何载荷下保持自振频率几乎不变,使悬挂装置具有非常平稳的性能。但由于自由膜式空气弹簧的侧向稳定性较差,必须添加侧向限位装置来保证侧向稳定性,这就造成悬架系的垂向性能的改变,以致影响悬浮控制系统,这是磁浮列车二次悬架急需解决的问题。本文以中低速磁悬浮列车上的空气弹簧悬架系统为目标,进行了深入的研究和分析,在此基础上针对目前磁浮列车常用的空气悬挂系统结构的一些问题,提出了改进方案。具体内容如下:1、研究和探讨了自由膜式空气弹簧的结构特点和应用优势。并在分析和比较了各种悬架机构的结构和特点后,提出了一种新的空气悬架侧向稳定的结构方式。该方法采用了空气弹簧侧向有限约束的方式,由空气弹簧与安装槽侧壁的接触压力来承受磁悬浮列车施加的侧向载荷,达到了既保证空气悬架能承受磁浮列车较大侧向力的目的,又减轻了空气弹簧侧向限位机构对垂向特性的影响,简化了转向架的结构。2、针对磁悬浮列车上的自由膜式空气弹簧悬架的结构特点,综合大量资料和文献中空气弹簧理论分析的方法,修正并推导了自由膜式空气弹簧的垂向刚度和横向刚度公式,建立了有限侧向约束膜式空气弹簧刚度分析的数学模型。3、用有限元分析软件ANSYS建立了自由膜式空气弹簧悬架的有限元模型,对自由膜式空气弹簧和有限侧壁约束空气弹簧的充气压力及载荷对形状和刚度的影响做了有限元分析,比较了有限侧壁约束结构对空气弹簧刚度和变形的影响。4、综合理论分析的结论和有限元仿真的数据结果,设计计算了空簧与约束侧壁的间隙和空气弹簧上盖板与侧壁的高度差,验证了有限侧向约束结构的可行性。