容積連續變化的恆定內壓空氣彈簧附加氣室及工作方法

2023-05-29 17:32:16

專利名稱：容積連續變化的恆定內壓空氣彈簧附加氣室及工作方法
技術領域：
本發明屬於車輛空氣懸架系統技術領域，具體涉及一種空氣彈簧附加氣室。
背景技術：
車輛空氣懸架系統中的空氣彈簧通過氣流管道連通附加空氣室，因此，通過控制附加氣室的氣體有效體積可以控制懸架的剛度，隨著附加氣室與空氣彈簧主氣室體積比的增大，懸架剛度下降，當體積比增大到一定時，下降趨勢變得非常平緩。現有的附加氣室結構一般為容積可變式的結構，是在附加氣室缸體內設置一活塞，活塞將附加氣室分成兩個腔室，其中的一個腔室連接空氣彈簧主氣室，為氣體有效腔室，為使活塞能在氣室缸體中左右運動，在活塞上設計有可控開閉的孔，當活塞移動時，孔口打開，以平衡兩端氣壓，使活塞順利移動。現有的這種結構通過活塞杆推動活塞移動以改變氣體有效體積，達到改變懸架剛度的目的；但這種結構的缺陷是在活塞移動過程中， 由於孔口的打開，使附加氣室的兩個腔室的氣體相通，這樣，附加氣室的有效氣體在這段時間會到達整個缸體，也就是說，附加氣室氣體有效容積的變化，是從當前體積變為附加氣室整個體積，再變為需調整至的體積，其結果是當有效氣體體積需要減小時，附加氣室最先是有效氣體體積突然增大，在這最先時刻，懸架剛度反而減小了，導致空氣彈簧內壓不穩定。

發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術中附加氣室存在著有效氣體體積突變的不足，提出一種容積連續變化的恆定內壓空氣彈簧附加氣室及附加氣室的工作方法，使彈簧系統剛度連續變化和彈簧系統內壓保持恆壓，提高車輛的舒適性。本發明容積連續變化的恆定內壓空氣彈簧附加氣室採用的技術方案是具有一個氣室缸體，氣室缸體一端通過接口連通空氣彈簧主氣室，氣室缸體的徑向設有將氣室缸體分隔成A、B、C三個腔室的第一、第二隔板，A腔室靠近接口，中間是B腔室，C腔室為輔助腔室；第一、第二隔板的軸向上固接一個雙次級直線電機，雙次級直線電機的第一、第二直線電機次級線圈分別連接第一隔板；第一、第二隔板開有的小孔位置處分別設有第一、第二電磁閥；第一、第二電磁閥和第一、第二直線電機次級線圈均連接放大電路輸出端，放大電路輸入端通過單片機連接傳感器。本發明容積連續變化的恆定內壓空氣彈簧附加氣室的工作方法具有如下步驟1) 傳感器將接受的路面狀況信息輸入單片機，單片機控制打開第二電磁閥、控制第二直線電機次級線圈驅動第二隔板向右移動，使A腔室體積不變、B腔室體積增大、C腔室體積相應減小；由單片機控制關閉第二電磁閥、打開第一電磁閥且控制第一直線電機次級線圈驅動第一隔板向右移動，使C腔室體積不變、A腔室體積變大且B腔室體積變為0，降低彈簧系統剛度；2)由單片機控制打開第一電磁閥、第一直線電機次級線圈驅動第一隔板向左移動彈簧系統剛度；3)由單片機控制打開第二電磁閥、第二直線電機次級線圈驅動第二隔板向右移動相同距離並關閉第二電磁閥，使A腔室體積不變、C腔室體積變大且B腔室體積變為 0，彈簧系統剛度不變。本發明的有益效果是本發明不僅實現了空氣彈簧附加氣室容積的快速連續改變，使空氣彈簧獲得了較大的剛度變化範圍，而且實現了附加氣室容積可變但內壓保持恆定，使車輛通過改變附加氣室容積調節剛度時，車身高度保持不變，繼而提高車輛的行駛穩定性和乘坐舒適性。此外，本發明還採用電子控制技術以及直線電機實現了附加氣室容積的自動快速改變。


圖1是恆定內壓空氣彈簧附加氣室的結構示意圖； 圖2是圖1的控制原理圖3-5是恆定內壓空氣彈簧附加氣室的運動狀態圖中1.接口 ；2.氣室缸體；3.雙次級直線電機；4.第一直線電機次級線圈；5.第一電磁閥；6.第一隔板；7.第二隔板；8.第二電磁閥；9.第二直線電機次級線圈；10.放大電路；11.單片機；12傳感器。
具體實施例方式參見圖1，本發明具有一個氣室缸體2，氣室缸體2的一端有接口 1，接口 1連接空氣彈簧主氣室，即空氣彈簧主氣室通過接口 1連通氣室缸體2。在氣室缸體2內設置了兩個隔板6、7、一個雙次級直線電機3和兩個電磁閥5、8。在氣室缸體2的徑向設置了第一、第二隔板6、7，第一、第二隔板6、7與氣室缸體2內壁之間為縫隙很小的間隙配合，使第一、第二隔板6、7可在氣室缸體2中沿氣室缸體2的軸向左右移動。第一、第二隔板6、7將氣室缸體2分隔成A、B、C三個腔室，其中A腔室靠近接口 1，為有效氣體腔室。B腔室在中間位置，B、C腔室為輔助腔室。第一、第二隔板6、7的軸向上固定連接雙次級直線電機3，使雙次級直線電機3的第一直線電機次級線圈4連接第一隔板6，第二直線電機次級線圈9連接第二隔板7。第一、 第二隔板6、7沿著雙次級直線電機3左右往復移動。第一隔板6上開有小孔，在第一隔板 6上的小孔位置處設置第一電磁閥5，第一電磁閥5控制著第一隔板6上相應小孔的開合。 在第二隔板7上也開有另一個小孔，在第二隔板7的小孔位置處設置第二電磁閥8，第二電磁閥8控制著第二隔板7上相應小孔的開合。參見圖2，將第一、第二電磁閥5、8以及第一、第二直線電機次級線圈4、9分別連接在放大電路10的輸出端，放大電路10的輸入端通過單片機11連接傳感器12，傳感器12用以接受路面的狀況信息，並將其信息輸入至單片機11，單片機11輸出需移動的體積信號， 自動將體積分為若干份小體積，再控制第一、第二電磁閥5、8和雙次級直線電機3動作，連續移動若干個小體積。本發明工作時，通過控制第一、第二隔板6、7的左右移動，使A、B、C三個腔室的體積發生變化，從而增大或降低彈簧系統剛度，參見圖3，圖3是初始狀態，B腔室的體積為0， 單片機11分別通過第一、第二電磁閥5、8控制第一、第二隔板6、7上小孔的開合，保證第一、第二隔板6、7移動時隔板兩側氣壓相等，從而方便其移動。當彈簧系統剛度需要降低時，需要A腔室體積變大，先是打開由單片機11控制的第二電磁閥8，再由單片機11控制第二直線電機次級線圈9驅動第二隔板7向右移動，此時，A腔室體積不變，B腔室體積增大， C腔室體積相應減小，其狀態參見圖4。因為A腔室有效體積沒有發生改變，所以剛度不變。 然後由單片機11控制關閉第二電磁閥8，打開第一電磁閥5，再由單片機11控制第一直線電機次級線圈4驅動第一隔板6向右移動，此時，C腔室體積不變，A腔室體積變大而同時B 腔室體積變為0，達到A腔室體積變大目的，其狀態參見圖5。在上述過程中，由於第一隔板 6的阻隔作用，A腔室的有效體積剛開始時保持為原體積不變，直至第二隔板7移動到所需的位置後A腔室才逐漸變為新的調控體積，使體積單方向的變化。同樣，當彈簧系統剛度需要提高時，減小A腔室體積，單片機11控制第一電磁閥5 打開，再控制第一直線電機次級線圈4驅動第一隔板6移動向左相應位移，然後關閉第一電磁閥5，此時，C腔室體積不變，B腔室體積增大，A腔室體積相應減小，因為A腔室有效體積減小，達到彈簧系統剛度增大的目的。再由單片機11控制第二電磁閥8打開，再控制第二直線電機次級線圈9驅動第二隔板7向右移動相同距離，然後關閉第二電磁閥8，此時，A腔室體積不變，C腔室體積變大而同時B腔室體積變為0，因為A腔室有效體積沒有發生改變， 彈簧系統剛度不變。本發明根據單片機11的控制，將在工況時需要變化的體積分為若干小體積，按小體積的變化連續重複移動第一、第二隔板6、7，直至完成信號給出需移動的體積，就可以實現體積的連續變化。
權利要求
1.一種容積連續變化的恆定內壓空氣彈簧附加氣室，具有一個氣室缸體(2)，氣室缸體(2)—端通過接口(1)連通空氣彈簧主氣室，其特徵是；氣室缸體(2)的徑向設有將氣室缸體(2)分隔成A、B、C三個腔室的第一、第二隔板(6、7)，A腔室靠近接口(1)，中間是B腔室，C腔室為輔助腔室；第一、第二隔板(6、7)的軸向上固接一個雙次級直線電機(3)，雙次級直線電機(3)的第一、第二直線電機次級線圈(4、9)分別連接第一、第二隔板(6、7);在第一、第二隔板(6、7)開有的小孔位置處分別設有第一、第二電磁閥(5、8)；第一、第二電磁閥 (5、8)和第一、第二直線電機次級線圈(4、9)均連接放大電路(10)輸出端，放大電路(10)輸入端通過單片機(11)連接傳感器(12)。
2.一種如權利要求1所述的容積連續變化的恆定內壓空氣彈簧附加氣室的工作方法， 其特徵是具有如下步驟1)傳感器(12)將接受的路面狀況信息輸入單片機(11)，單片機(11)控制打開第二電磁閥(8)、控制第二直線電機次級線圈(9)驅動第二隔板(7)向右移動，使A腔室體積不變， B腔室體積增大，C腔室體積相應減小；由單片機(11)控制關閉第二電磁閥(8)、打開第一電磁閥(5)且控制第一直線電機次級線圈(4)驅動第一隔板(6)向右移動，使C腔室體積不變、A腔室體積變大且B腔室體積變為0，降低彈簧系統剛度；2)由單片機(11)控制打開第一電磁閥(5)、第一直線電機次級線圈(4)驅動第一隔板(6)向左移動相應位移並關閉第一電磁閥(5)，使C腔室體積不變、B腔室體積增大、A腔室體積相應減小，增大彈簧系統剛度；3)由單片機(11)控制打開第二電磁閥(8)、第二直線電機次級線圈(9)驅動第二隔板(7)向右移動相同距離並關閉第二電磁閥(8)，使A腔室體積不變、C腔室體積變大且B腔室體積變為0，彈簧系統剛度不變。
全文摘要
本發明公開一種車輛空氣懸架系統的容積連續變化的恆定內壓空氣彈簧附加氣室及工作方法，氣室缸體的徑向設有將氣室缸體分隔成A、B、C三個腔室的兩隔板，兩隔板軸向上固接一個雙次級直線電機，兩直線電機次級線圈分別連接兩隔板；在兩隔板開有的小孔位置處分設兩電磁閥，兩電磁閥、兩直線電機次級線圈均連接放大電路，放大電路通過單片機連接傳感器；通過控制兩隔板的左右移動，使三個腔室的體積發生變化，從而增大或降低彈簧系統剛度，不僅實現了空氣彈簧附加氣室容積的快速連續改變，使空氣彈簧獲得較大的剛度變化範圍，而且實現了附加氣室容積可變但內壓保持恆定，提高車輛的行駛穩定性和乘坐舒適性。
文檔編號F16F9/02GK102261417SQ201110107059
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者江洪, 琚龍玉, 肖衛軍, 金志揚, 黃佳 申請人:江蘇大學