專利名稱：一種充液和位移調(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，這種靜剛度充液調(diào)節(jié)，動剛度隨位移調(diào)節(jié)，在行車時(shí)碰到路面凸塊時(shí)還能自動減小其剛度，以減少凸塊對車身的沖擊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(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(yùn)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(shí)現(xiàn)主副氣室間氣體流動時(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。空氣彈簧的剛度是人為選擇的。

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，簡單可靠、響應(yīng)快捷，方便實(shí)用的靜剛度充液調(diào)節(jié)和動剛度隨位移調(diào)節(jié)加凸塊緩沖的組合空氣彈簧。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，閘閥8，充液單向閥9和緩沖單向閥10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與推桿6接觸并隨其上下移動。閘閥8和充液單向閥9分別安裝在下安裝板7上。緩沖單向閥10裝在副氣室3的最下部的獨(dú)立分氣室的側(cè)壁上，并由其側(cè)壁上的徑向小孔與緩沖單向閥10的彈簧腔連通；也可緩沖單向閥10的數(shù)目與副氣室3的獨(dú)立分氣室數(shù)目相等，緩沖單向閥10分別設(shè)置在副氣室3的各個(gè)獨(dú)立分氣室的內(nèi)側(cè)壁上，并由其側(cè)壁上的徑向小孔與氣囊1連通，緩沖單向閥10的彈簧腔與副氣室3的各個(gè)獨(dú)立分氣室連通；還可緩沖單向閥10的數(shù)目與副氣室3的獨(dú)立分氣室數(shù)目相等，其中一個(gè)緩沖單向閥10設(shè)置在副氣室3的最下面的獨(dú)立分氣室的側(cè)壁上，其余的設(shè)置在副氣室3的各個(gè)獨(dú)立分氣室的隔板上。空氣彈簧的靜剛度調(diào)節(jié)經(jīng)由充液單向閥9向氣囊1內(nèi)充入化合液體，充入的化合液體占據(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，由閘閥8排出已充入的部分化合液體，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(shí)，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(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(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(gè)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緩沖單向閥10，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(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(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與可移動罩4的相對軸向位置。還可將彈簧5設(shè)計(jì)成拉簧，安裝固定在可移動罩4的上蓋平面和上安裝板2的內(nèi)平面上。還可將緩沖單向閥10由直通結(jié)構(gòu)改為側(cè)通結(jié)構(gòu)，裝在副氣室3的最下面分氣室的內(nèi)側(cè)壁上，增設(shè)帶密封件的可調(diào)節(jié)彈簧座， 該可調(diào)彈簧座上部頂著緩沖單向閥10的彈簧下平面并與緩沖單向閥10同軸裝在下安裝板 7上。這樣就可通過可調(diào)節(jié)彈簧座調(diào)節(jié)緩沖單向閥10的彈簧的壓縮量，根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)調(diào)節(jié)緩沖單向閥10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(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)經(jīng)由充液單向閥9向氣囊1 內(nèi)充入化合液體，充入的化合液體占據(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，由閘閥8排出已充入的部分化合液體，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(shí)，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(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(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緩沖單向閥10，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，車輛的平順性。
權(quán)利要求
1.一種充液和位移調(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)、 分氣室(3)、可移動罩(4)、彈簧(5)、推桿(6)、下安裝板(7)、閘閥(8)、充液單向閥(9)和緩沖單向閥(10)組合而成；其特征在于在上安裝板( 的內(nèi)平面中心固定推桿(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C3)外徑動配合的可移動罩G)，可移動罩的上部有小孔與氣囊(1)連通，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；閘閥(8)和充液單向閥(9) 分別安裝在下安裝板(7)上；緩沖單向閥(10)裝在副氣室(3)的最下部的獨(dú)立分氣室的側(cè)壁上，并由其側(cè)壁上的徑向小孔與緩沖單向閥(10)的彈簧腔連通；空氣彈簧的靜剛度調(diào)節(jié)經(jīng)由充液單向閥(9)向氣囊(1)內(nèi)充入化合液體，充入的化合液體占據(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，由閘閥(8)排出已充入的部分化合液體，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(shí)，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(gè)分氣室的徑向節(jié)流孔均與氣囊(1)相通，并處于最大開口，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C3)的各個(gè)分氣室的節(jié)流口和關(guān)閉副氣室C3)的各個(gè)分氣室，通過提高氣囊(1)與副氣室(3)間氣體流動時(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(gè)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緩沖單向閥(10)，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所述的一種充液和位移調(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(dú)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所述的一種充液和位移調(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所述的一種充液和位移調(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)平面上和可移動罩 (4)的頂平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液和位移調(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(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)與可移動罩的相對軸向位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于將緩沖單向閥(10)由直通結(jié)構(gòu)改為側(cè)通結(jié)構(gòu)，裝在副氣室(3)的最下面分氣室的內(nèi)側(cè)壁上，增設(shè)帶密封件的可調(diào)彈簧座，該可調(diào)彈簧座上部頂著緩沖單向閥(10)的彈簧下平面，并與緩沖單向閥(10)同軸裝在下安裝板(7)上；這樣就可通過可調(diào)彈簧座調(diào)節(jié)緩沖單向閥(10)的彈簧的壓縮量，根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)調(diào)節(jié)緩沖單向閥(10)的緩沖開啟壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于緩沖單向閥(10)的數(shù)目與副氣室(3)的獨(dú)立分氣室數(shù)目相等，各個(gè)緩沖單向閥 (10)分別設(shè)置在副氣室(3)的各個(gè)獨(dú)立分氣室的內(nèi)側(cè)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液和位移調(diào)節(jié)靜動剛度加限壓減沖的空氣彈簧，其特征在于緩沖單向閥(10)的數(shù)目與副氣室(3)的獨(dú)立分氣室數(shù)目相等，其中一個(gè)緩沖單向閥(10)設(shè)置在副氣室C3)的最下面的獨(dú)立分氣室的側(cè)壁上，其余的設(shè)置在副氣室C3)的各個(gè)獨(dú)立分氣室的隔板上。
全文摘要
空氣彈簧對于提高車輛的平順性、舒適性和保護(hù)道路及貨物，限制超載至關(guān)重要。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(yùn)行中側(cè)擺嚴(yán)重的重要原因?，F(xiàn)有的動剛度調(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)明就是針對這些問題研發(fā)的新型空氣彈簧。本發(fā)明靜動剛度可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，方便實(shí)用。
文檔編號F16F9/512GK102330784SQ20111019475
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