專利名稱：一種容積可變的空氣彈簧附加氣室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車用空氣彈簧的附加氣室技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種容積可變的空氣彈簧附加氣室。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)車輛乘坐舒適性要求的提高，對(duì)懸架技術(shù)的發(fā)展提出了更高的要求， 空氣懸架系統(tǒng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于車輛懸架系統(tǒng)?？諝鈶壹芟到y(tǒng)以空氣彈簧為彈性元件， 結(jié)合減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，車輛安裝空氣懸架系統(tǒng)后，提高了車輛的行駛平順性和乘坐舒適性。空氣彈簧利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)其彈性作用，具有緩沖、隔振的功能?？諝鈴椈傻娜莘e對(duì)其剛度特性影響顯著，國(guó)內(nèi)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的王家勝利用試驗(yàn)驗(yàn)證了空氣彈簧附加氣室對(duì)空氣彈簧剛度的影響。在其所著的論文《帶附加氣室空氣彈簧力學(xué)特性參數(shù)試驗(yàn)》中提到，隨空氣彈簧附加氣室容積的增大，空氣彈簧剛度變小，當(dāng)附加氣室容積從O變化到3倍空氣彈簧主氣室容積的過(guò)程中，某款空氣彈簧的剛度能從200kN/ m降低到50kN/m，變化顯著。為了使空氣懸架系統(tǒng)適應(yīng)車輛行駛的各種復(fù)雜工況，通過(guò)改變空氣彈簧的容積來(lái)改變彈簧的剛度特性，使空氣彈簧的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮，適用性更加廣泛。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者為此做了大量的研究，但是所研究的帶附加氣室的空氣彈簧的附加氣室容積大都不變(申請(qǐng)?zhí)?3243150. 3)，或者改變附加氣室容積時(shí)會(huì)對(duì)空氣彈簧的高度產(chǎn)生影響，并且所需的改變附加氣室的驅(qū)動(dòng)力較大(Patent Number :5169129),限制了帶附加氣室空氣彈簧優(yōu)越性的發(fā)揮。本發(fā)明針對(duì)已有空氣彈簧附加氣室容積不能改變，或者改變過(guò)程中影響空氣彈簧的高度和實(shí)現(xiàn)附加氣室變化的驅(qū)動(dòng)力較大的現(xiàn)狀，提供一種能克服上述缺點(diǎn)的容積可以調(diào)節(jié)的空氣彈簧附加氣室，通過(guò)改變彈簧容積，提高彈簧系統(tǒng)的性能，使空氣彈簧的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是改變空氣彈簧的附加氣室的有效容積，且改變附加氣室有效容積的過(guò)程中，保證彈簧內(nèi)部氣體壓力的穩(wěn)定，避免因?yàn)楦郊託馐胰莘e改變而對(duì)懸架系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是，本發(fā)明包括連接管路、附加氣室腔體、活塞、控制閥、活塞桿、布線通道、布線小孔、限位塊、大孔通道、小孔通道、活塞桿密封裝置、蓋板、細(xì)長(zhǎng)管路、活塞密封裝置、固定連接裝置、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接裝置、附加氣室備用容積腔和附加氣室有效容積腔。所述附加氣室腔體封閉端通過(guò)連接管路與空氣彈簧連接。所述附加氣室腔體內(nèi)部裝有可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，活塞中心處裝配活塞桿，活塞與附加氣室腔體相接觸的表面上裝有密封裝置，確?；钊麅蓚?cè)氣體互不相通。所述附加氣室腔體敞開(kāi)端通過(guò)蓋板密封，蓋板中心位置處開(kāi)有與活塞桿配合的孔，活塞桿從該孔中穿過(guò)，并安裝密封元件來(lái)密封，保證所述附加氣室腔體整體的氣密性。本發(fā)明中，通過(guò)活塞的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)附加氣室容積的變化?；钊祥_(kāi)有大孔通道和小孔通道，分別用來(lái)安裝控制閥和細(xì)長(zhǎng)管路?；钊麠U為管狀且兩端密封，活塞桿側(cè)面開(kāi)有小孔，用于布置控制閥的信號(hào)線，并且保證不影響活塞桿的運(yùn)動(dòng)，信號(hào)線路布置好后將小孔密封?；钊麠U由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)來(lái)推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？刂崎y為常閉閥，接收到開(kāi)啟信號(hào)即打開(kāi)。所述細(xì)長(zhǎng)管路長(zhǎng)度與活塞的直徑之比為1 :1、長(zhǎng)徑比為150 :1 200 :1，細(xì)長(zhǎng)管路繞成 “蛇”形固定在活塞表面，“蛇”形每折的長(zhǎng)度為30mm 80mm，細(xì)長(zhǎng)管路通過(guò)所述小孔通道連通活塞兩側(cè)腔體。本發(fā)明的有益效果是
A、活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，給控制閥發(fā)送開(kāi)啟信號(hào)，控制閥打開(kāi)，活塞兩側(cè)氣體壓力相同，降低活塞桿驅(qū)動(dòng)裝置的工作負(fù)載，且保證附加氣室有效容積腔體積變化時(shí)無(wú)壓力沖擊，保證空氣彈簧高度的穩(wěn)定。B、活塞在某一位置處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制閥關(guān)閉，在車輛運(yùn)行時(shí)，空氣彈簧內(nèi)部氣體壓力在外界沖擊作用下產(chǎn)生震蕩，震蕩的氣體在彎曲的、大長(zhǎng)徑比的細(xì)長(zhǎng)管路內(nèi)形成雍塞、紊流現(xiàn)象，對(duì)動(dòng)態(tài)氣體產(chǎn)生阻尼作用，阻止活塞兩側(cè)氣體的流動(dòng)，空氣彈簧的有效容積保持不變。C、活塞在某一位置相對(duì)靜止且車輛也相對(duì)靜止時(shí)，控制閥關(guān)閉，彈簧內(nèi)部氣體可通過(guò)細(xì)長(zhǎng)管路流動(dòng)，活塞兩側(cè)氣體相通，保證控制閥突然打開(kāi)時(shí)不會(huì)對(duì)空氣彈簧產(chǎn)生沖擊。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝要求低，維護(hù)方便并且有效可靠的實(shí)現(xiàn)了附加氣室的容積可變及其轉(zhuǎn)變過(guò)程中的穩(wěn)定，為附加氣室容積可變空氣彈簧系統(tǒng)在車輛上的應(yīng)用提供方便。本發(fā)明不僅僅局限于應(yīng)用在車輛懸架系統(tǒng)上，對(duì)于機(jī)械設(shè)備、軌道車輛中安裝使用的空氣彈簧均適用。


為了更全面的理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明。圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是用于說(shuō)明活塞上的閥門和管路的安裝布置示意圖。圖中1 一連接管路；2—附加氣室腔體；3—活塞；4一控制閥；5—活塞桿；6—布線通道；7—布線小孔；8—限位塊；9一大孔通道；10—小孔通道；11 一活塞桿密封裝置； 12—蓋板；13—細(xì)長(zhǎng)管路；14一活塞密封裝置；15 —固定連接裝置；16—驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接裝置；17—附加氣室備用容積腔；18—附加氣室有效容積腔。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。如圖1所示是一種客車用容積可變的空氣彈簧附加氣室，包括附加氣室腔體2和連接管路1，附加氣室腔體2封閉端通過(guò)管路1和空氣彈簧本體連接，敞開(kāi)端通過(guò)蓋板12密封。附加氣室腔體2內(nèi)部裝有活塞3，活塞3與附加氣室腔體2相接觸的表面裝有活塞密封裝置14，活塞3靠近蓋板12 —側(cè)的表面裝有細(xì)長(zhǎng)管路13和控制閥4，細(xì)長(zhǎng)管路13繞成“蛇” 形固定在活塞3表面，控制閥4為常閉閥。如圖2所示，細(xì)長(zhǎng)管路13長(zhǎng)度為350mm，內(nèi)徑為 2mm，彎曲7折，每折的長(zhǎng)度從左到右依次為40mm、50mm、70mm、70mm、50mm、40mm和30mm?；钊?中心處通過(guò)螺母固定裝配活塞桿5，活塞3下方與活塞桿5連接處安裝限位塊8，防止活塞運(yùn)動(dòng)至最下端時(shí)損壞控制閥4和細(xì)長(zhǎng)管路13，而活塞3上方固定用的螺母同時(shí)起限位作用，防止活塞運(yùn)動(dòng)至最上端時(shí)活塞表面與腔體2的內(nèi)表面貼合?；钊麠U5為管狀且兩端密封，內(nèi)部空腔部分為布線通道6，控制閥4的信號(hào)線路布置其中，在活塞桿5下端和靠近活塞位置開(kāi)有小孔7，用來(lái)引出6中的信號(hào)線，待線路布置好后，將小孔7密封，限位裝置8在小孔7處開(kāi)“U”形槽，引出6中的信號(hào)線。蓋板12中心開(kāi)孔，活塞桿5從蓋板12的孔中穿過(guò)后通過(guò)活塞桿密封裝置11將孔密封，保證附加氣室整體的密封性。活塞桿5由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接裝置16驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)形式可以為液壓、電動(dòng)、曲柄連桿及其他驅(qū)動(dòng)方式?；钊鄬?duì)靜止時(shí)，活塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接裝置16確?；钊?停留在某一位置，控制閥 4保持常閉。彈簧處于靜態(tài)時(shí)，活塞3將附加氣室腔體2分為有效容積腔18和備用容積腔 17。細(xì)長(zhǎng)管路13通過(guò)小孔通道10連通活塞3兩側(cè)腔體，有效容積腔18和備用容積腔17 氣壓相同，減小驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接裝置16的壓力，并保證控制閥4突然打開(kāi)時(shí)，不會(huì)對(duì)彈簧產(chǎn)生沖擊。當(dāng)空氣彈簧受到外部激勵(lì)時(shí)，有效容積腔18內(nèi)的氣體產(chǎn)生震蕩，震蕩的氣體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)管路13時(shí)會(huì)形成雍塞、紊流現(xiàn)象，產(chǎn)生氣阻作用，隔離活塞兩側(cè)腔體，只有有效容積腔18 參與工作，保證了彈簧的有效容積的穩(wěn)定?；钊?運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，控制閥4接收到開(kāi)啟信號(hào)后打開(kāi)，活塞3兩側(cè)氣體壓力相同， 有效容積腔18變化過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生壓力沖擊，保證了空氣彈簧高度的穩(wěn)定。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接裝置16驅(qū)動(dòng)活塞的過(guò)程中，不會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置造成額外的工作載荷。以上過(guò)程中，控制閥4和細(xì)長(zhǎng)管路13的結(jié)構(gòu)，控制器的形式，信號(hào)產(chǎn)生與傳遞，布線方式，活塞定位裝置，密封環(huán)及密封套的結(jié)構(gòu)均有多種設(shè)計(jì)方式，并不一一列舉。信號(hào)傳遞也可采用無(wú)線傳感器裝置。以上本發(fā)明具體實(shí)施方法描述的目的是為了舉例和說(shuō)明。顯然，根據(jù)上面的示例， 可能有許多變形和變化。以上選擇和描述的實(shí)施例是為了最佳地解釋發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能更好地使用本發(fā)明和各種預(yù)定特殊用途的各種變形的不同實(shí)施例。本發(fā)明并不局限于上述具體實(shí)施方法，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及相似變化， 均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種容積可變的空氣彈簧附加氣室，其特征在于，包括連接管路(1)、附加氣室腔體 (2)、活塞(3)、控制閥(4)、活塞桿(5)、布線通道(6)、布線小孔(7)、限位塊(8)、大孔通道 (9)、小孔通道(10)、活塞桿密封裝置(11)、蓋板(12)、細(xì)長(zhǎng)管路(13)、活塞密封裝置(14)、 固定連接裝置(15)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接裝置(16)、附加氣室備用容積腔(17)和附加氣室有效容積腔(18)；所述附加氣室腔體(2) —端封閉一端敞開(kāi)，敞開(kāi)端通過(guò)蓋板(12)密封，所述附加氣室腔體(2)內(nèi)裝有活塞(3)及與活塞(3)相連的活塞桿(5)，所述活塞桿(5)穿過(guò)蓋板(12)由連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的(16)驅(qū)動(dòng)，活塞(3)靠近蓋板(12)—側(cè)的表面裝有細(xì)長(zhǎng)管路(13) 和控制閥(4)，在活塞(3)上開(kāi)設(shè)小孔通道(10)和大孔通道(9)，小孔通道(10)與細(xì)長(zhǎng)管路(13)相連，大孔通道(9)與控制閥(4)相連；所述細(xì)長(zhǎng)管路(13)通過(guò)小孔通道(10)連通活塞(3)兩側(cè)；所述附加氣室腔體(2)封閉端通過(guò)連接管路(1)與空氣彈簧連接；所述活塞桿 (5)為管狀且兩端密封，內(nèi)腔為布線通道(6)，布線通道(6)布置控制閥(4)的信號(hào)線，在活塞桿(5)的側(cè)面開(kāi)設(shè)布線小孔(7)，引出布線通道(6)中的控制線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容積可變的空氣彈簧附加氣室，其特征在于，所述控制閥(4) 為常閉閥，當(dāng)活塞(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制閥(4)接收到開(kāi)啟信號(hào)即打開(kāi)，活塞(3)相對(duì)靜止時(shí)控制閥(4)保持閉合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容積可變的空氣彈簧附加氣室，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)管路 (13)長(zhǎng)徑比為150 :1 200 :1，且繞成“蛇”形固定在活塞(3)的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容積可變的空氣彈簧附加氣室，其特征在于，所述活塞(3)下方與活塞桿(5)連接處安裝限位塊(8)，保護(hù)控制閥(4)和細(xì)長(zhǎng)管路(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容積可變的空氣彈簧附加氣室，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)管路 (13)長(zhǎng)度與活塞(3)直徑之比為1 :1，細(xì)長(zhǎng)管路繞成的“蛇”形每折的長(zhǎng)度為30mnT80mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種容積可變的空氣彈簧附加氣室，涉及車用空氣彈簧的附加氣室技術(shù)領(lǐng)域。包括附加氣室腔體，連接主氣室的連接管路，活塞，活塞桿，控制閥，蓋板，細(xì)長(zhǎng)管路及連接線路，該附加氣室可以通過(guò)控制活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)容積的改變，使得空氣彈簧參與工作的有效容積改變，從而改變空氣彈簧系統(tǒng)的剛度，以適應(yīng)車輛的各種行駛工況，達(dá)到改善懸架系統(tǒng)綜合性能的目的；活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)所需驅(qū)動(dòng)力小，控制閥適時(shí)開(kāi)閉過(guò)程中能夠保證彈簧內(nèi)部氣體壓力的穩(wěn)定，減小了彈簧工作過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊，為附加氣室容積可變空氣彈簧在車輛上的使用提供方便。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝要求低，維護(hù)方便，制造成本低。
文檔編號(hào)F16F9/50GK102207161SQ201110082859
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者吳越, 姜偉娟, 孫麗琴, 徐興, 朱晶晶, 李仲興, 李美, 江洪, 沈旭峰, 郭繼偉, 金志揚(yáng) 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)