一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧的製作方法

2023-09-13 01:57:10

專利名稱：一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛空氣懸架用的容積佔有調靜剛度和浮動節流板調節動剛度的空氣彈簧。這種空氣彈簧尤其適應於載客大巴、城市公交大巴、貨運車輛，也適應於軌道交通車輛、特種車輛和高級轎車。
背景技術：
為了改善汽車的行駛平順性，提高乘坐的舒適性和操縱穩定性，減輕車輛對道路和貨物的損壞，發達國家在其運載車輛的懸架系統中廣泛地採用了空氣彈簧。我國近年來也在大力推廣和強制性採用空氣彈簧。在不斷發展的空氣彈簧技術中，為了進一步改善空氣彈簧的剛度調節特性，以利其更適用於人們對車輛性能不斷提高的要求，人們開發出了半主動和主動式空氣懸架。在主動式空氣懸架系統中對於空氣彈簧的剛度調節，目前比較成熟的技術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流閥的開度來實現主副氣室間氣體流動時的壓差改變，達到改變空氣彈簧的動剛度。這種動剛度調節系統的控制信號由多路傳感器採集，送交微處理機處理後發出控制指令，由執行機構調節節流閥的開度，來調節空氣彈簧的動剛度。它的主要不足首先在於系統的信號從採集處理到執行較為繁雜，其成本太高，只能應用在極少數豪華車輛上。其次，響應時滯大， 常導致系統控制失效並出現相反的效果。在半主動懸架的空氣懸架系統中空氣彈簧的剛度的控制一般採用剛度分段式控制，將空氣彈簧的剛度分為軟、硬兩擋或軟、中、硬三擋。這種剛度調節系統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，分別對應連通主副氣室間節流口開度的大、中、小。這種剛度的調節不是連續的。空氣彈簧的剛度是人為根據路況選擇的。在工程實際中，人們並不是以需要值來製作氣囊，而是以需要值為參照， 在已有的氣囊產品中選擇理論剛度接近的氣囊產品應用到生產實際中。這裡就出現了一個空氣彈簧的靜剛度誤差問題，當然，理論計算也是有誤差的，它們都需要有一種調節方式能在實際使用中對空氣彈簧的靜剛度進行調節，以滿足實際需求。

發明內容
本發明的目的就是要研發出一種低成本，簡單可靠、響應快捷和方便實用的靜剛度調節和動剛度自適應調節的空氣彈簧。本發明的解決方法是一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧，由氣囊1、上安裝板2、上限位膠塊3、節流調節板4、下安裝座5、下限位支座6、活塞7、螺栓8 和鎖緊螺母9組合而成；下限位支座6與下安裝座5保持同軸安裝固定，下限位支座6與下安裝座5高度一致，也可稍高一點；下限位支座6的中下部內徑精加工成缸套，安裝固定在下安裝座5的底板上，其底面與下安裝座5的底板保持密封；活塞7裝在下限位支座6裡； 螺栓8與活塞7同軸安裝在下安裝座5的底板上，上端頂著活塞7的下平面，下端伸出下安裝座5的底板並留有鎖緊螺母9的厚度和調節活塞7向上的行程；鎖緊螺母9安裝在螺栓 8上，並與下安裝座5的底板外平面鎖緊，以防螺栓8鬆動；節流調節板4由彈性較好的橡膠材料製成，或由彈性較好的塑膠材料和金屬材料製成；節流調節板4的外徑比氣囊1在下安裝座5同等高度部位的內徑稍小一點，節流調節板4直接放置在下限位支座6的頂平面上；節流調節板4的端面上，在與下安裝座5上部內孔和下限位支座6外圓之間的環形流通槽中心線相等的圓周上均布了數個直通小孔；在靠近節流調節板4的外圓，與外圓同心、直徑稍小於外圓直徑減去一個直通孔直徑的圓周上又均布了一些直通小孔；由節流調節板4 將空氣彈簧分隔成了以氣囊1為主氣室，下安裝座5為副氣室的複合空氣彈簧；並由節流調節板4上靠中心圓周上的直通小孔組成了承擔車身和運載質量引發的動載所需調節空氣彈簧動剛度的節流閥的節流口 ；節流調節板4上所有的直通孔組成了應對路面階躍載荷引發的動載所需調節空氣彈簧動剛度的節流閥的節流口。它的靜剛度調節方法是鬆開鎖緊螺母9，擰動螺栓8使活塞7向上移動；活塞7在下限位支座6內的向上移動佔有了下安裝座5的內部空間，拓展了下限位支座6內活塞7的底平面與下安裝座5底板間的，通過螺栓 8的縫隙與大氣相連的空間容積，佔據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，反向擰動螺栓8，下限位支座6內的活塞7會在壓縮空氣的壓力作用下隨之下移，增加了相同體積的壓縮空氣的容積，就降低了空氣彈簧的靜剛度。它的動剛度調節過程是當車輛靜止和在較平穩的運行狀態時，車身上下運動不大，流經節流調節板4上內圈節流孔的氣流不多，其上下表面無壓差或壓差不大，節流調節板4在自重和其上下表面上的小量壓差作用下貼緊下安裝座5和下限位支座6的上部平面，由其靠中心圓周上的數個小孔連通氣囊1與下安裝座5，靠外圓周上均布的直通孔則被壓緊貼在附著在下安裝座5上部壁體的氣囊壁上，不與下安裝座5的內部容腔相通；空氣彈簧的動剛度由氣囊1內容積加下安裝座5的內部容積和氣體的壓力決定；當由車輛車體和運載質量引起的動載增加， 就會在氣囊1和下安裝座5的容腔內自上而下的產生一個壓力遞降的壓力場，氣體加速流經節流調節板4上內圈節流孔從氣囊1流向下安裝座5，節流調節板4上內圈的節流孔會自動根據增大的動載和上安裝板2向下運動的速度調節氣囊1與下安裝座5間的氣體流動壓差，自動調高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質量引起的動載，減少車身的側擺，提高車輛的平順性和操縱穩定性；當車輛在運行中碰到路面凸塊時，此時會在下安裝座 5與氣囊1內產生一個由下至上的遞減的階躍壓力衝擊波，該階躍壓力波的衝擊使得節流調節板4從附著在下安裝座5上部壁體的氣囊壁上和下限位支座6的上表面離開，其上的直通小孔全部被打開，迅速加大了節流調節板4上的氣流通道，消除了節流調節板4上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利於空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的衝擊，提高車輛的平順性。當車輛越過路面凸塊，階躍壓力波消失，節流調節板4迅速回落到附著在下安裝座5上部壁體的氣囊壁上和下限位支座6的上表面上，空氣彈簧的動剛度恢復到原來的狀態。本發明是針對現有的空氣彈簧的典型結構設計的，它無需對現有的空氣彈簧的結構作任何改動，只需根據原空氣彈簧的性能參數設計製作出一塊節流調節板4，也可是多塊組合；再設計製作一下限位支座6與活塞7，並將其安裝在下安裝座5內，即可將原來的被動式空氣彈簧升級成為靜剛度可調、動剛度自適應調節的可變剛度空氣彈簧。有利於減少車身的側傾，提高車輛的平順性和操縱穩定性；有利於降低成本和空氣懸架的推廣使用。本發明的控制信號直接取自空氣彈簧內的壓力，將控制信號和調節指令合為一體，作用迅速、可靠，無響應時滯，空氣彈簧的動剛度調節能力大為提高；在保證了空氣彈簧的低振動頻率特性後，通過設置不同的主副氣室的容積和節流調節板4上數目不等的節流孔，可以有效地改善空氣彈簧的剛度特性曲線。由於將控制信號和調節指令合為一體，無需再有信號的採集處理系統和執行機構，無需ECU和控制軟體，成本大為下降；由於本發明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調節，調節順暢連續。空氣彈簧的調節剛度特性曲線更為合理和可控。 四

附圖1是本發明的結構原理圖。具體實施例方式本發明的具體實施方式
是它的靜剛度調節方法是鬆開鎖緊螺母9，擰動螺栓8 使活塞7向上移動；活塞7的向上移動佔有了下安裝座5的內部空間，拓展了下限位支座6 內活塞7的底平面與下安裝座5底板間的，通過螺栓8的縫隙與大氣相連的空間容積，減少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，反向擰動螺栓8，活塞7會在壓縮空氣的壓力作用下隨之下移，增加了相同體積的壓縮空氣的容積，就降低了空氣彈簧的靜剛度。它的動剛度調節過程是當車輛靜止和在較平穩的運行狀態時，車身上下運動不大，流經節流調節板4上內圈節流孔的氣流不多，其上下表面無壓差或壓差不大，節流調節板4在自重和其上下表面上的小量壓差作用下貼緊附著在下安裝座5上部壁體的氣囊壁上和下限位支座6的上部平面上，由其靠中心的數個小孔連通氣囊1與下安裝座5，靠外圓周上均布的直通孔則被壓緊貼在附著在下安裝座5上部壁體的氣囊壁上，不與下安裝座5 的內部容腔相通；空氣彈簧的動剛度由氣囊1內容積加下安裝座5的內部容積和氣體的壓力決定；當由車輛車體和運載質量引起的動載增加，就會在氣囊1和下安裝座5的容腔內自上而下的產生一個壓力遞降的壓力場，氣體加速由節流調節板4上內圈節流孔從氣囊1流向下安裝座5，節流調節板4上內圈節流孔會自動根據增大的動載和上安裝板2向下運動的速度調節氣囊1與下安裝座5間的氣體流動壓差，自動調高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質量引起的動載，減少車身的側擺，提高車輛的平順性和操縱穩定性；當車輛在運行中碰到路面凸塊時，此時會在下安裝座5與氣囊1的容腔內產生一個由下至上的遞減的階躍壓力衝擊波，該階躍壓力波的衝擊使得節流調節板4從附著在下安裝座5上部壁體的氣囊壁上和下限位支座6的上表面離開，其上的直通小孔全部被打開，迅速加大了節流調節板4上的氣流通道，消除了節流調節板4上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利於空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的衝擊，提高車輛的平順性。當車輛越過路面凸塊，階躍壓力波消失，節流調節板4迅速回落到附著在下安裝座5上部壁體的氣囊壁上和下限位支座6的上表面上，空氣彈簧的動剛度恢復到原來的狀態。
權利要求
1. 一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧，由氣囊(1)、上安裝板O)、 上限位膠塊( 、節流調節板(4)、下安裝座( 、下限位支座(6)、活塞(7)、螺栓(8)和鎖緊螺母(9)組合而成；其特徵在於下限位支座(6)與下安裝座(5)同軸安裝固定；下限位支座(6)與下安裝座(5)高度一致；下限位支座(6)的中下部內徑精加工成缸套並安裝固定在下安裝座( 的底板上，其底面與下安裝座( 的底板保持密封；活塞(7)裝在下限位支座(6)裡；螺栓(8)與活塞(7)同軸安裝在下安裝座(5)的底板上，上端頂著活塞(7)的下平面，下端伸出下安裝座(5)的底板並留有鎖緊螺母(9)的厚度和調節活塞(7)向上的行程；鎖緊螺母(9)安裝在螺栓(8)上，並與下安裝座(5)的底板外平面鎖緊，以防螺栓(8) 鬆動；節流調節板(4)由彈性較好的橡膠材料製成；節流調節板(4)的外徑比氣囊(1)在下安裝座( 同等高度部位的內徑稍小一點，直接放置在下限位支座(6)的頂部平面上；節流調節板的端面上，在與下安裝座( 上部內孔和下限位支座(6)外圓之間的環形流通槽中心線相等的圓周上均布了數個直通小孔；在靠近節流調節板的外圓，與外圓同心， 直徑稍小於外圓直徑減去一個直通孔直徑的圓周上又均布了一些直通小孔；由節流調節板 (4)將空氣彈簧分隔成了以氣囊(1)為主氣室，下安裝座(5)為副氣室的複合空氣彈簧；並由節流調節板(4)上靠中心圓周的直通小孔組成了承擔車身和運載質量引發的動載所需調節空氣彈簧的動剛度的節流閥的節流口 ；節流調節板(4)上所有的直通孔組成了應對路面階躍載荷引發的動載所需調節空氣彈簧的動剛度節流閥的節流口 ；它的靜剛度調節方法是鬆開鎖緊螺母(9)，擰動螺栓(8)使活塞(7)向上移動；活塞(7)在下限位支座(6)內的向上移動佔有了下安裝座(5)的內部空間，佔據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，反向擰動螺栓(8)，下限位支座(6)內的活塞(7)會在壓縮空氣的壓力作用下隨之下移，增加了相同體積的壓縮空氣的容積，就降低了空氣彈簧的靜剛度； 它的動剛度調節過程是當車輛靜止和在較平穩的運行狀態時，車身上下運動不大，流經節流調節板(4)上內圈節流孔的氣流不多，其上下表面無壓差或壓差不大，節流調節板(4)在自重和其上下表面上的小量壓差作用下貼緊附著在下安裝座( 上部壁體的氣囊壁上和下限位支座(6)的上部平面上，由其靠中心的數個小孔連通氣囊(1)與下安裝座(5)，靠外圓周上均布的直通孔則被壓緊貼在附著在下安裝座( 上部壁體的氣囊壁上，不與下安裝座(5)的內部容腔相通；空氣彈簧的動剛度由氣囊(1)內容積加下安裝座(5)的內部容積和氣體的壓力決定；當由車輛車體和運載質量引起的動載增加，就會在氣囊(1)和下安裝座(5)的容積內自上而下的產生一個壓力遞降的壓力場，氣體加速流經節流調節板(4)上內圈節流孔從氣囊(1)流向下安裝座(5)，節流調節板(4)上內圈節流孔會自動根據增大的動載和上安裝板O)向下運動的速度調節氣囊(1)與下安裝座(5)間的氣體流動壓差，自動調高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質量引起的動載，減少車身的側擺，提高車輛的平順性和操縱穩定性；當車輛在運行中碰到路面凸塊時，此時會在下安裝座(5)與氣囊(1)內產生一個由下至上的遞減的階躍壓力衝擊波，該階躍壓力波的衝擊使得節流調節板(4)從附著在下安裝座( 上部壁體的氣囊壁上和下限位支座(6)的上表面離開，設置在其端面上的直通小孔全部被打開，迅速加大了節流調節板(4)上的氣流通道，消除了節流調節板(4)上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利於空氣彈簧的迅速被壓縮， 減少路面凸塊對車身的衝擊，提高車輛的平順性；當車輛越過路面凸塊，階躍壓力波消失， 節流調節板(4)迅速回落到附著在下安裝座( 上部壁體的氣囊壁上和下限位支座(6)的上表面上，空氣彈簧的動剛度恢復到原來的狀態。
2.根據權利要求1所述的一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧，其特徵在於節流調節板由彈性較好的塑膠材料製成。
3.根據權利要求1所述的一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧，其特徵在於節流調節板由彈性較好的金屬材料製成。
4.根據權利要求1所述的一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧，其特徵在於節流調節板由一片組成。
5.根據權利要求1所述的一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧，其特徵在於節流調節板由多片組成。
6.根據權利要求1所述的一種容積佔有和浮動節流板調節靜動剛度的空氣彈簧，其特徵在於下限位支座(6)比下安裝座(5)稍高一點。
全文摘要
現代汽車懸架系統中的空氣彈簧對於提高車輛的平順性、操縱穩定性和保護道路及貨物起到了重要的作用。人們為了有效地調節空氣彈簧的動剛度，採用了主、副氣室相連，通過其通道上的節流閥的改變來實現。這種剛度調節的控制信號由多路傳感器採集，送交電腦處理後發出動作指令，再對空氣彈簧的剛度進行調整。但這種控制方式的響應時滯稍大，成本高。本發明就是針對這一難題研發的新型自適應壓差調節動剛度空氣彈簧。它直接利用氣囊內的壓力信號來控制主、副氣室通道上的節流壓差，達到剛度連續調整的目的。並利用主、副氣室的反向衝擊壓差控制節流閥，以達到削弱凸塊對車身的衝擊。本發明結構簡單，響應迅速可靠，成本低廉，還可方便地調節靜剛度。
文檔編號F16F9/50GK102401064SQ201110315079
公開日2012年4月4日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者楊潔 申請人:楊潔