專利名稱：一種容積占有和壓差分級(jí)調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度的空氣彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輛空氣懸架用的容積占有調(diào)節(jié)靜剛度和壓差調(diào)節(jié)動(dòng)剛度的空氣彈簧。這種空氣彈簧尤其適應(yīng)于載客大巴、城市公交大巴、貨運(yùn)車輛，也適應(yīng)于軌道交通車輛、特種車輛和高級(jí)轎車。
二、背景技術(shù)為了改善汽車的行駛平順性，提高乘坐的舒適性和操縱穩(wěn)定性，減輕車輛對道路和貨物的損壞，發(fā)達(dá)國家在其運(yùn)載車輛的懸架系統(tǒng)中廣泛地采用了空氣彈簧。我國近年來也在大力推廣和強(qiáng)制性采用空氣彈簧。在不斷發(fā)展的空 氣彈簧技術(shù)中，為了進(jìn)一步改善空氣彈簧的剛度調(diào)節(jié)特性，以利其更適用于人們對車輛性能不斷提高的要求，人們開發(fā)出了半主動(dòng)和主動(dòng)式空氣懸架。在主動(dòng)式空氣懸架系統(tǒng)中對于空氣彈簧的剛度調(diào)節(jié)，目前比較成熟的技術(shù)是將空氣彈簧的氣室分為主、副氣室，通過控制主、副氣室間連接通道上的節(jié)流閥的開度來實(shí)現(xiàn)主副氣室間氣體流動(dòng)時(shí)的壓差改變，達(dá)到改變空氣彈簧的動(dòng)剛度。這種動(dòng)剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制信號(hào)由多路傳感器采集，送交微處理機(jī)處理后發(fā)出控制指令，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，來調(diào)節(jié)空氣彈簧的動(dòng)剛度。它的主要不足首先在于系統(tǒng)的信號(hào)從采集處理到執(zhí)行較為繁雜，其成本太高，只能應(yīng)用在極少數(shù)豪華車輛上。其次，響應(yīng)時(shí)滯大，易導(dǎo)致系統(tǒng)控制失效并出現(xiàn)相反的效果。在半主動(dòng)懸架的空氣懸架系統(tǒng)中空氣彈簧的剛度的控制一般采用剛度分段式控制，將空氣彈簧的剛度分為軟、硬兩擋或軟、中、硬三擋。這種剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣彈簧剛度控制是通過駕駛員操作電磁閥進(jìn)行選擇控制，分別對應(yīng)連通主副氣室間節(jié)流口開度的大、中、小。這種剛度的調(diào)節(jié)不是連續(xù)的?？諝鈴椈傻膭偠仁侨藶楦鶕?jù)路況選擇的。在工程實(shí)際中，人們并不是以需要值來制作氣囊，而是以需要值為參照，在已有的氣囊產(chǎn)品中選擇理論剛度接近的氣囊產(chǎn)品應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中。這里就出現(xiàn)了一個(gè)空氣彈簧的靜剛度誤差問題，當(dāng)然，理論計(jì)算也是有誤差的，它們都需要有一種調(diào)節(jié)方式能在實(shí)際使用中對空氣彈簧的靜剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足實(shí)際需求。
三、發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要研發(fā)出一種低成本，簡單可靠、響應(yīng)快捷、方便調(diào)節(jié)靜剛度和動(dòng)剛度自適應(yīng)壓差調(diào)節(jié)的空氣彈簧。本實(shí)用新型的解決方法是本容積占有和壓差分級(jí)調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度的空氣彈簧，由氣囊I、上安裝板2、上限位膠塊3、螺栓4、節(jié)流調(diào)節(jié)板5、下安裝座6、下限位支座7、活塞8、螺栓9和螺母10組合而成；下限位支座7與下安裝座6同軸安裝固定在下安裝座6的底板上，且底面保持密封，下限位支座7的中下部精加工成與活塞8配合的缸筒，下限位支座7比下安裝座6要高出幾毫米；節(jié)流調(diào)節(jié)板5由彈性較好的橡膠材料制成，或由彈性較好的塑膠材料和金屬材料制成；通過螺栓4安裝在下限位支座7的中心位置；節(jié)流調(diào)節(jié)板5的端面上，在與下安裝座6上部內(nèi)孔和下限位支座7外圓之間的環(huán)形流通槽中心線相等的圓周上均布了數(shù)個(gè)直通小孔；活塞8安裝在下限位支座7下部的內(nèi)孔里；螺栓9安裝在下安裝座6上，其頂平面頂著活塞8的下平面，下部伸出下安裝座6的下平面，并留有螺母10的安裝厚度和活塞8的調(diào)節(jié)行程；螺母10安裝在螺栓9上與下安裝座6的底平面鎖緊，以防螺栓9松動(dòng)。由節(jié)流調(diào)節(jié)板5將空氣彈簧分隔成了以氣囊I為主氣室，下安裝座6為副氣室的復(fù)合空氣彈簧；并由節(jié)流調(diào)節(jié)板5上的數(shù)個(gè)小孔組成了不變節(jié)流口，節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側(cè)面環(huán)形通道組成了可變節(jié)流口的復(fù)合節(jié)流閥；節(jié)流調(diào)節(jié)板5可由多塊組成。它的靜剛度調(diào)節(jié)方法是松開螺母10，擰動(dòng)螺栓9使活塞8在下限位支座7內(nèi)向上移動(dòng)，活塞向上移動(dòng)的體積占據(jù)了相同體積的壓縮空氣的容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，反向擰動(dòng)螺栓9，活塞8會(huì)在氣壓的作用下隨之下移，增加了相同體積的壓縮空氣的容積，就相對降低了空氣彈簧的靜剛度。它的動(dòng)剛度的調(diào)節(jié)過程是當(dāng)車輛靜止和在較平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，節(jié)流調(diào)節(jié)板5上下表面 無壓差或壓差不大，由其材料的彈性平衡，節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側(cè)面環(huán)形通道組成的可變節(jié)流口無變化，氣囊I與下安裝座6間氣流通暢，空氣彈簧的動(dòng)剛度由氣囊I內(nèi)容積加下安裝座6的內(nèi)部容積和氣壓決定；當(dāng)由車輛車體和運(yùn)載質(zhì)量引起的動(dòng)載增加，就會(huì)在氣囊I和下安裝座6的容積內(nèi)自上而下的產(chǎn)生一個(gè)壓力遞降的壓力場，由于節(jié)流調(diào)節(jié)板5上下平面上增大的壓差作用，使得節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面向下貼近下安裝座6的上部頂平面，逐步關(guān)小和關(guān)閉節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側(cè)面環(huán)形通道的可變節(jié)流口，完成了較低級(jí)別的動(dòng)載作用下的空氣彈簧的動(dòng)剛度調(diào)節(jié)；只留下設(shè)置在節(jié)流調(diào)節(jié)板5上的數(shù)個(gè)小孔連通氣囊I與下安裝座6，氣流的流通面積大為減少，它會(huì)自動(dòng)根據(jù)繼續(xù)增大的動(dòng)載和上安裝板2向下運(yùn)動(dòng)的速度調(diào)節(jié)氣囊I與下安裝座6間的氣體流動(dòng)壓差，進(jìn)一步自動(dòng)調(diào)高空氣彈簧的動(dòng)剛度，平衡由車輛車體和運(yùn)載質(zhì)量引起的動(dòng)載，減少車身的側(cè)傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性；當(dāng)車輛在運(yùn)行中碰到路面凸塊時(shí)，此時(shí)會(huì)在下安裝座6與氣囊I內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由下至上的遞減的階躍壓力沖擊波，該階躍壓力波的沖擊使得節(jié)流調(diào)節(jié)板5從外圓底平面向上翻翹，迅速加大了節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部的側(cè)面環(huán)形通道，消除了節(jié)流調(diào)節(jié)板5上下的壓差，使空氣彈簧的動(dòng)剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性。本實(shí)用新型是針對現(xiàn)有的空氣彈簧的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，它無需對現(xiàn)有的空氣彈簧的結(jié)構(gòu)作任何改動(dòng)，只需根據(jù)原空氣彈簧的性能參數(shù)設(shè)計(jì)制作出一個(gè)節(jié)流調(diào)節(jié)板5，并在下安裝座6上和下限位支座7內(nèi)安裝固定活塞8、螺栓9和螺母10，即可將原來的被動(dòng)式空氣彈簧升級(jí)成為靜剛度可調(diào)，動(dòng)剛度自適應(yīng)調(diào)節(jié)的可變剛度空氣彈簧。有利于減少車身的側(cè)傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性；有利于降低成本和空氣懸架的推廣使用。本實(shí)用新型的控制信號(hào)直接取自空氣彈簧內(nèi)的壓力，將控制信號(hào)和調(diào)節(jié)指令合為一體，作用迅速、可靠，無響應(yīng)時(shí)滯，空氣彈簧的動(dòng)剛度調(diào)節(jié)能力大為提高；在保證了空氣彈簧的低振動(dòng)頻率特性后，通過設(shè)置不同的主副氣室的容積和節(jié)流調(diào)節(jié)板5上數(shù)目不等的節(jié)流孔、以及增設(shè)不同的直徑和片數(shù)的輔助墊片可以有效地改善空氣彈簧的剛度特性曲線。由于將控制信號(hào)和調(diào)節(jié)指令合為一體，無需再有信號(hào)的采集處理系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，無需ECU和控制軟件，成本大為下降；由于本實(shí)用新型的控制指令為主副氣室的壓差，空氣彈簧的剛度隨主副氣室的壓力變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)順暢連續(xù)?？諝鈴椈傻恼{(diào)節(jié)剛度特性曲線更為合理和可控。

附圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
是靜剛度調(diào)節(jié)松開螺母10，擰動(dòng)螺栓9使活塞8在下限位支座7內(nèi)向上移動(dòng)，活塞向上移動(dòng)的體積占據(jù)了相同體積的壓縮空氣的容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，反向擰動(dòng)螺栓9，活塞8會(huì)在氣壓的作用下隨之下移，增加了相同體積的壓縮空氣的容積，就相對降低了空氣彈簧的靜剛度。動(dòng)剛度調(diào)節(jié)當(dāng)車輛靜止和在較平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，盡管由節(jié)流調(diào)節(jié)板5將氣囊I和下安裝座6的內(nèi)部空間分隔成了主副氣室，但由于節(jié)流調(diào)節(jié)板5上的節(jié)流孔的過流面積，加上節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面間的側(cè)面環(huán)形通道連通的過流面積會(huì)大于或等于下安裝座6上部的內(nèi)孔與下限位支座7外圓的環(huán)形槽的過流面積，下安裝座6的內(nèi)部與氣囊I內(nèi)保持了良好的流通和無壓差狀態(tài)，空氣彈簧的剛度由空氣彈簧內(nèi)空氣壓力和氣囊I的容積加上下安裝座6的容積決定?？諝鈴椈傻膭?dòng)剛度為最小；當(dāng)由車輛車體和運(yùn)載質(zhì)量引起的動(dòng)載增加，該動(dòng)載 作用在上安裝板2上，從上至下地壓縮空氣彈簧內(nèi)的壓縮空氣，壓縮氣囊1，此時(shí)在空氣彈簧內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自上而下的壓力遞降的壓力場，節(jié)流調(diào)節(jié)板5在上下壓差的作用下克服材料彈性，使節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面向下貼緊下安裝座6上平面，逐步關(guān)小和關(guān)閉節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上平面的側(cè)面環(huán)形通道，只留下了節(jié)流調(diào)節(jié)板5上，與下安裝座6上部的環(huán)形流通槽垂直相通的數(shù)個(gè)小孔連通，本空氣彈簧完成其第一個(gè)動(dòng)剛度連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié)的過程，繼而由節(jié)流調(diào)節(jié)板5上的數(shù)個(gè)小孔擔(dān)當(dāng)節(jié)流作用，自動(dòng)根據(jù)動(dòng)載的大小和上安裝板2向下運(yùn)動(dòng)的速度調(diào)節(jié)氣囊I與下安裝座6間的氣體流動(dòng)壓差，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣彈簧的動(dòng)剛度，平衡由車輛車體和運(yùn)載質(zhì)量引起的動(dòng)載，減少車身的側(cè)傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。當(dāng)車輛在運(yùn)行中碰到路面凸塊時(shí)，車輪推動(dòng)車橋由下向上地推動(dòng)下安裝座6向上壓縮空氣彈簧向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)會(huì)在下安裝座6的內(nèi)部空間與氣囊I內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由下至上的遞降的階躍壓力沖擊波，該階躍壓力波的沖擊使得節(jié)流調(diào)節(jié)板5從外圓下平面向上翻翹，迅速加大了節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底部與下安裝座6上部的側(cè)面環(huán)形通道，進(jìn)一步減低或消除了節(jié)流調(diào)節(jié)板5上下的壓差，使空氣彈簧的動(dòng)剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。
權(quán)利要求1.一種容積占有和壓差分級(jí)調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度的空氣彈簧，由氣囊(I)、上安裝板(2)、上限位膠塊(3)、螺栓(4)、節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)、下安裝座(6)、下限位支座(7)、活塞(8)、螺栓(9)和螺母(10)組合而成；其特征在于下限位支座(7)與下安裝座(6)同軸安裝固定在下安裝座(6)的底板上，且底面保持密封，下限位支座(7)的中下部精加工成與活塞(8)配合的缸筒，活塞(8)安裝在下限位支座(7)的內(nèi)孔里；下限位支座(7)比下安裝座(6)高出幾毫米；節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)由橡膠材料或塑膠材料或金屬材料制成，通過螺栓(4)安裝在下限位支座(7)的中心位置；節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)的端面上，在與下安裝座(6)上部內(nèi)孔和下限位支座(7)外圓之間的環(huán)形流通槽中心線相等的圓周上均布了數(shù)個(gè)直通小孔；由節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)將空 氣彈簧分隔成了以氣囊(I)為主氣室，下安裝座(6)為副氣室的復(fù)合空氣彈簧；并由節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)上的數(shù)個(gè)小孔組成了不變節(jié)流口，節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)外圓底平面與下安裝座(6)上部頂平面的側(cè)面環(huán)形通道組成了可變節(jié)流口的復(fù)合節(jié)流閥；螺栓(9)安裝在下安裝座(6)上，其頂平面頂著活塞(8)的下平面，下部伸出下安裝座(6)的下平面，并留有螺母(10)的安裝厚度和活塞(8)的調(diào)節(jié)行程。
專利摘要一種容積占有和壓差分級(jí)調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度的空氣彈簧，由氣囊1、上安裝板2、上限位膠塊3、螺栓4、節(jié)流調(diào)節(jié)板5、下安裝座6、下限位支座7、活塞8、螺栓9和螺母10組成；下限位支座7固定在下安裝座6的底板上，且底面保持密封，下限位支座7的中下部精加工成與活塞8配合的缸筒，活塞8安裝在下限位支座7的內(nèi)孔里；下限位支座7比下安裝座6高出幾毫米；節(jié)流調(diào)節(jié)板5由橡膠材料制成，通過螺栓4安裝在下限位支座7的中心位置；節(jié)流調(diào)節(jié)板5的端面上均布了數(shù)個(gè)直通小孔；由節(jié)流調(diào)節(jié)板5將空氣彈簧分隔成了以氣囊1為主氣室，下安裝座6為副氣室的復(fù)合空氣彈簧；螺栓9頂著活塞8的下平面，下部伸出下安裝座6的下平面，可調(diào)節(jié)活塞8的行程。
文檔編號(hào)B60G17/052GK202641299SQ201120395459
公開日2013年1月2日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者楊潔 申請人:楊潔