專利名稱：一種容積和位移調(diào)節(jié)靜動(dòng)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，這種靜剛度容積調(diào)節(jié)動(dòng)剛度隨位移調(diào)節(jié)加限壓減沖的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(yùn)大卡車和軌道交通車輛，及特種車輛和高級(jí)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(duì)道路和貨物的損壞， 發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)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?yàn)闅饽业撵o態(tài)剛度不匹配造成了其動(dòng)態(tài)剛度調(diào)節(jié)的困難。在被動(dòng)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(yùn)行中側(cè)擺嚴(yán)重的重要原因。在主動(dòng)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(shí)現(xiàn)主副氣室間氣體流動(dòng)時(shí)的壓差改變，達(dá)到改變空氣彈簧的剛度。這種剛度調(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，調(diào)節(jié)主副氣室間氣體流動(dòng)時(shí)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(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。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(duì)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。

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(jiǎn)單可靠、響應(yīng)快捷的既能調(diào)節(jié)靜剛度， 又能自動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)剛度，還能在車輛的運(yùn)行中車輪碰到凸塊時(shí)自動(dòng)降低剛度，減少路面凸塊對(duì)車身的沖擊的組合空氣彈簧。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(dòng)罩4，彈簧 5，推桿6，下安裝板7，活塞8，調(diào)節(jié)螺桿9，鎖緊螺母10和單向閥11組合而成；在上安裝板 2的內(nèi)平面中心位置固定推桿6，以下安裝板7的內(nèi)平面中心定位，固定一個(gè)分隔成數(shù)個(gè)分氣室的副氣室3，副氣室3的外部套裝了一個(gè)內(nèi)徑與副氣室3外徑動(dòng)配合的可移動(dòng)罩4，可移動(dòng)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(dòng)罩4的上蓋內(nèi)腔裝有彈簧 5，在彈簧5的作用下，可移動(dòng)罩4始終與推桿6接觸并隨其上下移動(dòng)。副氣室3最下部的容腔內(nèi)裝有活塞8，調(diào)節(jié)螺桿9裝在下安裝板7上，其上部頂在活塞8的底平面上，下部伸出下安裝板7的下平面，并留有調(diào)節(jié)行程的長(zhǎng)度；鎖緊螺母10裝在調(diào)節(jié)螺桿9的下部。單向閥11安裝在副氣室3的最底層的分氣室側(cè)壁上，并由其側(cè)壁上的小孔與單向閥11的彈簧腔連通；還可在每個(gè)分氣室的隔板上安裝數(shù)目相等的單向閥11，并由其隔板上的小孔與單向閥11的彈簧腔連通；空氣彈簧的靜剛度調(diào)節(jié)松開鎖緊螺母10，擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿9，使活塞 8向上移動(dòng)，就減小了氣囊1內(nèi)的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，就減小了空氣彈簧的靜剛度；調(diào)整結(jié)束后擰緊鎖緊螺母10 ；空氣彈簧的動(dòng)剛度調(diào)節(jié)在車輛處于設(shè)定高度時(shí)，可移動(dòng)罩4與副氣室3的軸向套裝長(zhǎng)度最小，副氣室3的各個(gè)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(yùn)動(dòng)中的動(dòng)載增加，上安裝板2在動(dòng)載的作用下向下移動(dòng)，推桿 6會(huì)隨之向下移動(dòng)，推動(dòng)可移動(dòng)罩4下移，依次關(guān)小副氣室3的各個(gè)分氣室的節(jié)流口和關(guān)閉副氣室3的各個(gè)分氣室，通過提高氣囊1與副氣室3間氣體流動(dòng)時(shí)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(dòng)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(gè)階躍沖擊，必然會(huì)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最下面的兩個(gè)分氣室內(nèi)氣壓形成的壓差會(huì)打開單向閥11，迅速連通氣囊1和副氣室3最下面的兩個(gè)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(duì)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(hào)直接取自氣囊1的壓縮位移和階躍壓力，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(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。為方便本發(fā)明在使用中的精確調(diào)校，推桿6可設(shè)計(jì)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(dòng)罩4的相對(duì)軸向位置。還可將彈簧5設(shè)計(jì)成拉簧，安裝固定在可移動(dòng)罩4的上蓋平面和上安裝板2的內(nèi)平面上。
四

附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
五具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是空氣彈簧的靜剛度調(diào)節(jié)松開鎖緊螺母10，擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿9，使活塞8向上移動(dòng)，就減小了氣囊1內(nèi)的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度； 反之，就減小了空氣彈簧的靜剛度；調(diào)整結(jié)束后擰緊鎖緊螺母10 ；空氣彈簧的動(dòng)剛度調(diào)節(jié) 在車輛處于設(shè)定高度時(shí)，可移動(dòng)罩4與副氣室3的軸向套裝長(zhǎng)度最小，副氣室3的各個(gè)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(yùn)動(dòng)中的動(dòng)載增加，氣囊1的上安裝板2在動(dòng)載的作用下，向下移動(dòng)，推桿6會(huì)隨之向下移動(dòng)，推動(dòng)可移動(dòng)罩4下移，依次關(guān)小副氣室3的各個(gè)分氣室的節(jié)流口和依次關(guān)閉副氣室3的各個(gè)分氣室，通過提高氣囊1與副氣室3間氣體流動(dòng)時(shí)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(dòng)載，阻止車身的側(cè)傾和前傾及后仰。當(dāng)車輛在運(yùn)行中車輪碰到路面凸塊，給車輪一個(gè)階躍沖擊，必然會(huì)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最下面的兩個(gè)分氣室內(nèi)氣壓形成的壓差會(huì)打開單向閥11，迅速連通氣囊1和副氣室3最下面的兩個(gè)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(duì)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
1.一種容積和位移調(diào)節(jié)靜動(dòng)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(dòng)罩(4)、彈簧(5)、推桿(6)、下安裝板(7)、活塞(8)，調(diào)節(jié)螺桿(9)，鎖緊螺母(10)和單向閥(11)組合而成；其特征在于在上安裝板O)的內(nèi)平面的中心位置固定推桿(6)，在下安裝板(7)的上平面的中心位置固定副氣室(3)，副氣室(3)的外部套裝了一個(gè)內(nèi)徑與副氣室(3)外徑動(dòng)配合的可移動(dòng)罩G)，副氣室(3)的頂部與可移動(dòng)罩(4) 的上蓋內(nèi)腔裝有彈簧(5)，在彈簧(5)的作用下，可移動(dòng)罩(4)始終與推桿(6)接觸并隨其上下移動(dòng)；在副氣室(3)的最下層容腔內(nèi)裝有活塞(8)，調(diào)節(jié)螺桿(9)裝在下安裝板(7)的中心位置上，其上端頂著活塞(8)的底平面，下端伸出下安裝板(7)的下平面，并留有調(diào)節(jié)長(zhǎng)度；鎖緊螺母(10)裝在調(diào)節(jié)螺桿(9)的下部，與下安裝板(7)的下平面鎖緊，防止調(diào)節(jié)螺桿(9)松動(dòng)；單向閥(11)安裝在副氣室(3)的最底層的分氣室側(cè)壁上，并由其側(cè)壁上的小孔與單向閥(11)的彈簧腔連通；空氣彈簧的靜剛度調(diào)節(jié)松開鎖緊螺母(10)，擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿(9)，使活塞(8)向上移動(dòng)，就減小了氣囊(1)內(nèi)的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，就減小了空氣彈簧的靜剛度；空氣彈簧的動(dòng)剛度調(diào)節(jié)在車輛處于設(shè)定高度時(shí)，空氣彈簧的剛度由氣囊⑴內(nèi)根據(jù)負(fù)載要求的氣體壓力和氣囊⑴內(nèi)的空氣有效容積決定；當(dāng)車輛在運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)載增加，氣囊(1)的上安裝板(2)在動(dòng)載的作用下向下移動(dòng)，推桿(6)隨之向下移動(dòng)，推動(dòng)可移動(dòng)罩(4)下移，依次關(guān)小副氣室C3)的各個(gè)分氣室的節(jié)流口和關(guān)閉副氣室(3)的各個(gè)分氣室，提高空氣彈簧的動(dòng)態(tài)剛度，平衡車身的動(dòng)載，阻止車身的側(cè)傾；當(dāng)車輛在運(yùn)行中車輪碰到路面凸塊，給車輪一個(gè)階躍沖擊，必然會(huì)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)最下面的兩個(gè)分氣室內(nèi)氣壓形成的壓差會(huì)打開單向閥(11)，迅速連通氣囊(1)和副氣室C3)最下面的兩個(gè)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(duì)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所述的一種容積和位移調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于副氣室(3)的獨(dú)立分氣室的容積和數(shù)目可根據(jù)不同車型對(duì)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所述的一種容積和位移調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于將推桿(6)和上安裝板(2)制作成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容積和位移調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于將彈簧( 設(shè)計(jì)為拉簧，其兩端分別固定在上安裝板O)的內(nèi)平面上和可移動(dòng)罩 (4)的頂平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容積和位移調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于推桿(6)設(shè)計(jì)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(dòng)罩 (4)的相對(duì)軸向位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容積和位移調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于在每個(gè)分氣室的隔板上安裝數(shù)目相等的單向閥11，并由其隔板上的小孔與單向閥 11的彈簧腔連通。
全文摘要
一種容積和位移調(diào)節(jié)靜動(dòng)剛度加限壓減沖的空氣彈簧是為提高車輛的平順性、舒適性和保護(hù)道路及貨物而設(shè)計(jì)的。在空氣彈簧靜剛度特性的配型上，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?yàn)闅饽业撵o態(tài)剛度不匹配造成了其動(dòng)態(tài)剛度調(diào)節(jié)的困難。在被動(dòng)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(yùn)行中側(cè)擺嚴(yán)重的重要原因?，F(xiàn)有的動(dòng)剛度調(diào)節(jié)采用了主、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(dòng)時(shí)的壓差的方式來實(shí)現(xiàn)。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)的難度較大。本發(fā)明就是針對(duì)這些問題研發(fā)的新型空氣彈簧。本發(fā)明靜動(dòng)剛度可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，方便實(shí)用。
文檔編號(hào)F16F9/34GK102392867SQ201110192140
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)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(qǐng)人:楊潔