專利名稱：一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛空氣懸架用空氣彈簧，它的靜剛度填充調(diào)節(jié)動剛度隨位移調(diào)節(jié)，在行車時碰到路面凸塊時還能自動減小其剛度，以減少凸塊對車身的沖擊。這種組合空氣彈簧尤其適應(yīng)于載客大巴，城市公交大巴，也適應(yīng)于貨運大卡車和軌道交通車輛，及特種車輛和高級轎車。
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，減輕車輛對道路和貨物的損壞， 發(fā)達國家在其運載車輛的懸架系統(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，為了進一步改善空氣彈簧的剛度調(diào)節(jié)特性，以利其更適用于車輛載荷的變化，人們開展了深入的探索。在空氣彈簧的剛度調(diào)節(jié)中，人們忽視了由于可選標(biāo)準(zhǔn)系列氣囊剛度與具體車型要求剛度的差異而需要的靜態(tài)剛度調(diào)節(jié)。而往往是因為氣囊的靜態(tài)剛度不匹配造成了其動態(tài)剛度調(diào)節(jié)的困難。在被動式空氣懸架系統(tǒng)中則氣囊的靜態(tài)剛度不匹配是造成車輛運行中側(cè)擺嚴(yán)重的重要原因。在主動式空氣懸架系統(tǒng)中，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、副氣室間的連接通道上的節(jié)流閥的開度來實現(xiàn)主副氣室間氣體流動時的壓差改變，達到改變空氣彈簧的剛度。這種剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制信號由多路傳感器采集，送交微處理機處理后發(fā)出控制指令，由執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，調(diào)節(jié)主副氣室間氣體流動時的壓差來調(diào)節(jié)空氣彈簧的剛度。它的主要不足首先在于系統(tǒng)的信號從采集處理到執(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)時滯大。在半主動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檫x擇的。
一
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要研發(fā)出一種低成本，簡單可靠、響應(yīng)快捷，方便實用的靜剛度填充調(diào)節(jié)和動剛度隨位移調(diào)節(jié)及限壓減沖的組合空氣彈簧。本發(fā)明的解決方法是空氣彈簧由氣囊1，上安裝板2，副氣室3，可移動罩4，彈簧5，推桿6，下安裝板7，填充物8和單向閥9組合而成；在上安裝板2的內(nèi)平面中心位置安裝固定推桿6，以下安裝板7的內(nèi)平面中心定位，安裝固定一個分隔成數(shù)個分氣室的副氣室3，副氣室3的外部套裝了一個內(nèi)徑與副氣室3外徑動配合的可移動罩4，可移動罩4的上部有小孔與氣囊1連通，副氣室3的頂部與可移動罩4的上蓋內(nèi)腔裝有彈簧5，在彈簧5的作用下，可移動罩4始終與推桿6接觸并隨其上下移動。單向閥9裝在副氣室3的最下部的獨立分氣室的外側(cè)壁上，并由其側(cè)壁上的徑向小孔與單向閥9的彈簧腔連通；還可在每個分氣室的隔板上安裝數(shù)目相等的單向閥 9，并由其隔板上的小孔與單向閥9的彈簧腔連通；空氣彈簧的靜剛度調(diào)節(jié)在空氣彈簧裝配時，上安裝板2組裝前，向氣囊1內(nèi)填入經(jīng)由計算確定體積的填充物8，填充物8可是散裝顆粒物或尺寸較大的固體或防銹防腐類可流動物質(zhì)；填入的填充物8占據(jù)了氣囊1內(nèi)的容積，減小了氣囊1內(nèi)的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，由上安裝板2取出已填入的部分填充物8，就減小了空氣彈簧的靜剛度；空氣彈簧的動剛度調(diào)節(jié)在車輛處于設(shè)定高度時，可移動罩4與副氣室3的軸向套裝長度最小，副氣室3的各個分氣室的徑向節(jié)流孔均與氣囊1相通，空氣彈簧的剛度由氣囊1內(nèi)根據(jù)負(fù)載要求的充氣壓力和氣囊1內(nèi)的空氣有效容積決定；當(dāng)車輛在運動中的動載增加，氣囊1的上安裝板2在動載的作用下向下移動，推桿6會隨之向下移動，推動可移動罩4下移，依次關(guān)小副氣室3的各個分氣室的節(jié)流口和關(guān)閉副氣室3的各個分氣室，通過提高氣囊1與副氣室3間氣體流動時的壓差和減小氣囊1內(nèi)的有效容積，提高空氣彈簧的動剛度，平衡車身的動載，阻止車身的側(cè)傾和前傾及后仰。當(dāng)車輪碰到路面凸塊，給車輪一個階躍沖擊，必然會引發(fā)氣囊1內(nèi)的氣壓產(chǎn)生階躍。 該階躍壓力與副氣室3最下面的分氣室內(nèi)氣壓形成的壓差會打開單向閥9，迅速連通氣囊1 和副氣室3最下面的分氣室，增大了氣囊1內(nèi)的有效氣體容積，降低空氣彈簧的剛度，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高乘員的舒適性和車輛的平順性。本發(fā)明的控制信號直接取自氣囊1的壓縮位移，將控制信號和調(diào)節(jié)指令合為一體，作用迅速、可靠，無響應(yīng)時滯，空氣彈簧的剛度調(diào)節(jié)能力大為提高；在保證了空氣彈簧的低振動頻率特性后，通過設(shè)置不同容積的分氣室和數(shù)目不等的分氣室可以有效地改善空氣彈簧的剛度特性曲線。由于將控制信號和調(diào)節(jié)指令合為一體，無需再有信號的采集處理系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)，無需ECU和控制軟件，成本大為下降。為方便本發(fā)明在使用中的精確調(diào)校，推桿6可設(shè)計成能調(diào)節(jié)上下高度的結(jié)構(gòu)形式，以便于調(diào)整副氣室3與可移動罩4的相對軸向位置。還可將彈簧5設(shè)計成拉簧，安裝固定在可移動罩4的上蓋平面和上安裝板2的內(nèi)平面上。還可將單向閥9由直通結(jié)構(gòu)改為側(cè)通結(jié)構(gòu)，裝在副氣室3最下面的分氣室的內(nèi)側(cè)壁上，增設(shè)帶密封件的可調(diào)節(jié)彈簧座，該彈簧座裝在下安裝板7上。這樣就可根據(jù)實際需要隨時調(diào)節(jié)單向閥9的緩沖開啟壓力。
四

附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
五具體實施例方式本發(fā)明的具體實施方式
是空氣彈簧的靜剛度調(diào)節(jié)在空氣彈簧裝配時，上安裝板2組裝前，向氣囊1內(nèi)填入經(jīng)由計算確定體積的填充物8，填入的填充物8占據(jù)了氣囊1 內(nèi)的容積，減小了氣囊1內(nèi)的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，由上安裝板2 取出已填入的部分填充物8，就減小了空氣彈簧的靜剛度；空氣彈簧的動剛度調(diào)節(jié)在車輛處于設(shè)定高度時，可移動罩4與副氣室3的軸向套裝長度最小，副氣室3的各個分氣室的徑向節(jié)流孔均與氣囊1相通，空氣彈簧的剛度由氣囊1內(nèi)根據(jù)負(fù)載要求的充氣壓力和氣囊1 內(nèi)的空氣有效容積決定；當(dāng)車輛在運動中的動載增加，上安裝板2在動載的作用下，向下移動，推桿6會隨之向下移動，推動可移動罩4下移，依次關(guān)小副氣室3的各個分氣室的節(jié)流口和依次關(guān)閉副氣室3的各個分氣室，通過提高氣囊1與副氣室3間氣體流動時的壓差和減小氣囊1內(nèi)的有效容積提高空氣彈簧的動剛度，平衡車身的動載，阻止車身的側(cè)傾和前傾及后仰。車輛運行中，當(dāng)車輪碰到路面凸塊，給車輪一個階躍沖擊，必然會引發(fā)氣囊1內(nèi)的氣壓產(chǎn)生階躍。該階躍壓力與副氣室3最下面的分氣室內(nèi)氣壓形成的壓差會打開單向閥 9，迅速連通氣囊1和副氣室3最下面的分氣室，增大了氣囊1內(nèi)的有效氣體容積，降低空氣彈簧的剛度，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高乘員的舒適性和車輛的平順性。
權(quán)利要求
1.一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，由氣囊(1)、上安裝板O)、 副氣室(3)、可移動罩(4)、彈簧(5)、推桿(6)、下安裝板(7)、填充物(8)、單向閥(9)組合而成；其特征在于在上安裝板O)內(nèi)平面的中心位置上固定推桿(6)，在下安裝板(7)內(nèi)平面的中心位置安裝固定副氣室(3)，副氣室C3)的外部套裝了一個內(nèi)徑與副氣室C3)外徑動配合的可移動罩G)，副氣室(3)的頂部與可移動罩的上蓋內(nèi)腔裝有彈簧(5)，在彈簧(5)的作用下，可移動罩(4)始終與推桿(6)接觸并隨其上下移動；單向閥(9)裝在副氣室(3)的最下部的獨立分氣室的外側(cè)壁上，并由其側(cè)壁上的徑向小孔與單向閥(9)的彈簧腔連通；空氣彈簧的靜剛度調(diào)節(jié)在空氣彈簧裝配時，上安裝板(2)組裝前，向氣囊(1)內(nèi)填入經(jīng)由計算確定體積的填充物(8)，填充物(8)是散裝顆粒物料；填入的填充物(8)占據(jù)了氣囊(1)內(nèi)的容積，減小了氣囊(1)內(nèi)的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之， 由上安裝板(2)的安裝口取出已填入的部分填充物(8)，就減小了空氣彈簧的靜剛度；空氣彈簧的動剛度調(diào)節(jié)在車輛處于設(shè)定高度時，可移動罩(4)與副氣室C3)的軸向套裝長度最小，副氣室(3)的各個分氣室的徑向節(jié)流孔均與氣囊(1)相通，空氣彈簧的剛度由氣囊(1) 內(nèi)根據(jù)負(fù)載要求的氣體壓力和氣囊(1)內(nèi)的空氣有效容積決定；當(dāng)車輛在運動中的動載增加，上安裝板( 在動載的作用下，向下移動，推桿(6)隨之向下移動，推動可移動罩(4)下移，依次關(guān)小副氣室C3)的各個分氣室的節(jié)流口和關(guān)閉副氣室( 的各個分氣室，通過提高氣囊(1)與副氣室(3)間氣體流動時的壓差和減小氣囊(1)內(nèi)的有效容積，提高空氣彈簧的剛度，平衡車身的動載，阻止車身的側(cè)傾；行車時，當(dāng)車輪碰到路面凸塊，給車輪一個階躍沖擊，必然會引發(fā)氣囊(1)內(nèi)的氣壓產(chǎn)生階躍。該階躍壓力與副氣室C3)最下面的分氣室內(nèi)氣壓形成的壓差會打開單向閥(9)，迅速連通氣囊(1)和副氣室C3)最下面的分氣室，增大了氣囊(1)內(nèi)的有效氣體容積，降低空氣彈簧的剛度，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高乘員的舒適性和車輛的平順性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于副氣室(3)的獨立分氣室的容積和數(shù)目可根據(jù)不同車型對其空氣彈簧剛度變化曲線的不同需求改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于推桿(6)與上安裝板(2)制作成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于彈簧(5)制作成拉簧，兩端固定于上安裝板(2)的內(nèi)平面和可移動罩(4)的頂部平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于推桿(6)設(shè)計成能調(diào)節(jié)上下高度的結(jié)構(gòu)形式，以便于調(diào)整副氣室(3)與可移動罩 (4)的相對軸向位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于將單向閥(9)由直通結(jié)構(gòu)改為側(cè)通結(jié)構(gòu)，裝在副氣室(3)最下面的分氣室的內(nèi)側(cè)壁上，增設(shè)帶密封件的可調(diào)節(jié)彈簧座，該彈簧座裝在下安裝板(7)上，可根據(jù)實際需要隨時調(diào)節(jié)單向閥(9)的減沖開啟壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于在副氣室(3)的每個分氣室的隔板上安裝數(shù)目相等的單向閥(9)，并由其隔板上的小孔與單向閥(9)的彈簧腔連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于填充物(8)是塊狀固體物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于填充物(8)是粘度較大的可流動物質(zhì)。
全文摘要
汽車懸架系統(tǒng)中的空氣彈簧對于提高車輛的平順性、舒適性和保護道路及貨物，限制超載至關(guān)重要。人們?yōu)榱烁纳瓶諝鈴椈傻膭偠忍匦裕捎昧酥?、副氣室相連，通過調(diào)節(jié)其通道上的節(jié)流口來改變主副氣室間氣體流動時的壓差的方式來實現(xiàn)。由于空氣彈簧的剛度非線性變化，這種剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中并沒有改變氣室的容積，使得其剛度調(diào)節(jié)的線性度難度較大。本發(fā)明就是針對這一問題研發(fā)的新型復(fù)合空氣彈簧。它暨能調(diào)節(jié)空氣彈簧的靜剛度，又將副氣室分為幾個獨立的分氣室，直接用氣囊的位移信號來控制主、副氣室通道上的節(jié)流口開度和與分氣室連通的個數(shù)，來調(diào)節(jié)空氣彈簧的動剛度。還能在車輛碰到凸塊時自動降低動剛度，減少凸塊對車身的沖擊。
文檔編號F16F9/44GK102330788SQ201110194688
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者楊潔 申請人:楊潔