專利名稱：一種充液調(diào)靜剛度和壓差調(diào)動剛度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的充液調(diào)節(jié)靜剛度和壓差調(diào)節(jié)動剛度的空氣彈簧。這種空氣彈簧尤其適應于載客大巴、城市公交大巴、貨運車輛，也適應于軌道交通車輛、 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，提高乘坐的舒適性和操縱穩(wěn)定性，節(jié)能環(huán)保，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，以利其更適用于人們對車輛性能不斷提高的要求，人們開發(fā)出了半主動和主動式空氣懸架。在主動式空氣懸架系統(tǒng)中對于空氣彈簧的剛度調(diào)節(jié)， 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、副氣室間連接通道上的節(jié)流閥的開度來調(diào)節(jié)主副氣室間氣體流動時的壓差，來改變空氣彈簧的動剛度。這種動剛度調(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，來調(diào)節(jié)空氣彈簧的動剛度。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，只能應用在極少數(shù)豪華車輛上。其次，響應時滯大，易導致系統(tǒng)控制失效并出現(xiàn)相反的效果。在半主動空氣懸架系統(tǒng)中空氣彈簧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根據(jù)路況選擇的。在工程實際中，人們并不是以需要值來制作氣囊，而是以需要值為參照，在已有的氣囊產(chǎn)品中選擇理論剛度接近的氣囊產(chǎn)品應用到生產(chǎn)實際中。這里就出現(xiàn)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(diào)節(jié)方式能在實際使用中對空氣彈簧的靜剛度進行調(diào)節(jié)，以滿足實際需求。

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、響應快捷、方便調(diào)節(jié)靜剛度和動剛度自適應壓差調(diào)節(jié)的空氣彈簧。本發(fā)明的解決方法是本充液調(diào)靜剛度和壓差調(diào)節(jié)動剛度的空氣彈簧，由氣囊1、 上安裝板2、上限位膠塊3、螺栓4、節(jié)流調(diào)節(jié)板5、下安裝座6、下限位支座7、閘閥8和單向閥9組合而成；下限位支座7安裝固定在下安裝座6的中心位置，下限位支座7與下安裝座 6高度一致；節(jié)流調(diào)節(jié)板5由彈性較好的橡膠材料制成，或由彈性較好的塑膠材料和金屬材料制成；通過螺栓4安裝在下限位支座7的中心位置；節(jié)流調(diào)節(jié)板5的端面上，在與下安裝座6上部內(nèi)孔和下限位支座7外圓之間的環(huán)形流通槽中心線相等的圓周上均布了數(shù)個直通小孔；閘閥8和單向閥9安裝在下安裝座6上；由節(jié)流調(diào)節(jié)板5將空氣彈簧分隔成了以氣囊1為主氣室，下安裝座6為副氣室的復合空氣彈簧；并由節(jié)流調(diào)節(jié)板5上的數(shù)個小孔組成了固定節(jié)流口的節(jié)流閥；節(jié)流調(diào)節(jié)板5可由多塊組成。它的靜剛度調(diào)節(jié)方法是由單向閥9充入經(jīng)計算或試驗確定體積的防銹、防腐和耐高溫的化合液，充入的化合液占據(jù)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，由閘閥8排出部分已充入的化合液，增加了相同體積的壓縮空氣的容積，相對就降低了空氣彈簧的靜剛度。它的動剛度的調(diào)節(jié)過程是當車輛靜止和在較平穩(wěn)的運行狀態(tài)時，車身的上下運動很小，流過節(jié)流調(diào)節(jié)板 5上的節(jié)流口的氣流也較小，其上下表面無壓差或壓差不大，氣囊1與下安裝座6內(nèi)的氣壓相同，空氣彈簧的動剛度由氣囊1內(nèi)容積加下安裝座6的內(nèi)部容積和氣體的壓力決定；當由車輛車體和運載質(zhì)量引起的動載增加，就會在氣囊1和下安裝座6的容積內(nèi)自上而下的產(chǎn)生一個壓力遞降的壓力場，氣體加速由氣囊1流向下安裝座6，，節(jié)流調(diào)節(jié)板5上的數(shù)個小孔連會自動根據(jù)增大的動載和上安裝板2向下運動的速度調(diào)節(jié)氣囊1與下安裝座6間的氣體流動壓差，自動調(diào)高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質(zhì)量引起的動載，減少車身的側(cè)傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性；當車輛在運行中碰到路面凸塊時，就會在下安裝座6與氣囊1內(nèi)產(chǎn)生一個由下至上的遞減的階躍壓力沖擊波，該階躍壓力波的沖擊使得節(jié)流調(diào)節(jié)板5從外圓底平面向上翻翹，迅速添加了節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部的側(cè)面環(huán)形通道，消除了節(jié)流調(diào)節(jié)板5上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性。本發(fā)明是針對現(xiàn)有的空氣彈簧的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計的，它無需對現(xiàn)有的空氣彈簧的結(jié)構(gòu)作任何改動，只需根據(jù)空氣彈簧的性能參數(shù)設(shè)計制作出一個節(jié)流調(diào)節(jié)板5，安裝在下限位支座7上。若下限位支座7稍高于下安裝座6，可以在節(jié)流調(diào)節(jié)板5的外園底平面上安裝一塊高度稍大于下限位支座7和下安裝座6的高度差的輕質(zhì)環(huán)形密封墊即可。并在下安裝座 6上安裝固定閘閥8和單向閥9，即可將原來的被動式空氣彈簧升級成為靜剛度可調(diào)，動剛度自適應調(diào)節(jié)的可變剛度空氣彈簧。有利于減少車身的側(cè)傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性；有利于降低成本和空氣懸架的推廣使用。本發(fā)明的控制信號直接取自空氣彈簧內(nèi)的壓力，將控制信號和調(diào)節(jié)指令合為一體，作用迅速、可靠，無響應時滯，空氣彈簧的動剛度調(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)置不同的主副氣室的容積和節(jié)流調(diào)節(jié)板5上數(shù)目不等的節(jié)流孔、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；由于空氣彈簧的剛度隨主副氣室的壓力變化而自動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)順暢連續(xù)。
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
是靜剛度調(diào)節(jié)由單向閥9充入經(jīng)計算或試驗確定體積的防銹、防腐和耐高溫的化合液體，由于充入的液體占據(jù)了空氣彈簧的內(nèi)部容積，減少了其內(nèi)部壓縮氣體的容積，就提高了空氣彈簧的靜剛度。反之由閘閥8排出部分已充入的液體， 就相對降低了空氣彈簧的靜剛度。動剛度調(diào)節(jié)當車輛靜止和在較平穩(wěn)的運行狀態(tài)時，車身的上下運動很小，流過節(jié)流調(diào)節(jié)板5上的節(jié)流口的氣流也較小，其上下表面無壓差或壓差不大，氣囊1與下安裝座6內(nèi)的氣壓相同，空氣彈簧的動剛度由氣囊1內(nèi)容積加下安裝座6 的內(nèi)部容積和氣體的壓力決定；空氣彈簧的動剛度為最??；當由車輛車體和運載質(zhì)量引起的動載增加，就會在氣囊1和下安裝座6的容積內(nèi)自上而下的產(chǎn)生一個壓力遞降的壓力場， 氣體加速由氣囊1流向下安裝座6，節(jié)流調(diào)節(jié)板5上的數(shù)個小孔連會自動根據(jù)增大的動載和上安裝板2向下運動的速度調(diào)節(jié)氣囊1與下安裝座6間的氣體流動壓差，自動調(diào)高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質(zhì)量引起的動載，減少車身的側(cè)傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。當車輛在運行中碰到路面凸塊時，會在下安裝座6的內(nèi)部空間與氣囊1 內(nèi)產(chǎn)生一個由下至上的遞降的階躍壓力沖擊波，該階躍壓力波的沖擊使得節(jié)流調(diào)節(jié)板5從外圓底平面向上翻翹，迅速添加了節(jié)流調(diào)節(jié)板5外圓底部與下安裝座6上部的側(cè)面環(huán)形通道，消除了節(jié)流調(diào)節(jié)板5上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種充液調(diào)靜剛度和壓差調(diào)動剛度的空氣彈簧，由氣囊(1)、上安裝板O)、上限位膠塊(3)、螺栓(4)、節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)、下安裝座(6)、下限位支座(7)、閘閥(8)和單向閥(9) 組合而成；其特征在于下限位支座(7)安裝固定在下安裝座(6)的中心位置，下限位支座(7)與下安裝座(6)的高度一致；節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)由彈性較好的橡膠材料制成，通過螺栓 (4)安裝在下限位支座(7)上，與下限位支座(7)并保持同軸；節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)的端面上， 在與下安裝座(6)上部內(nèi)孔和下限位支座(7)外圓之間的環(huán)形流通槽中心線相等的圓周上均布了數(shù)個直通小孔；由節(jié)流調(diào)節(jié)板( 將空氣彈簧分隔成了以氣囊(1)為主氣室，下安裝座(6)為副氣室的復合空氣彈簧；并由節(jié)流調(diào)節(jié)板( 上的數(shù)個小孔組成了不變節(jié)流口 ； 閘閥(8)和單向閥(9)安裝固定在下安裝座(6)的底平面上；靜剛度調(diào)節(jié)由單向閥(9)充入經(jīng)計算或試驗確定體積的防銹、防腐和耐高溫的化合液體，由于充入的液體占據(jù)了空氣彈簧的內(nèi)部容積，減少了其內(nèi)部壓縮氣體的容積，提高了空氣彈簧的靜剛度，反之，由閘閥(8)排出部分已充入的液體，就相對降低了空氣彈簧的靜剛度；它的動剛度的調(diào)節(jié)過程是 當車輛靜止和在較平穩(wěn)的運行狀態(tài)時，車身的上下運動很小，氣囊(1)與下安裝座(6)間氣流較少，節(jié)流調(diào)節(jié)板( 上下表面無壓差或壓差不大，空氣彈簧的動剛度由氣囊(1)內(nèi)容積加下安裝座(6)的內(nèi)部容積和氣體的壓力決定；當由車輛車體和運載質(zhì)量引起的動載增加，就會在氣囊(1)和下安裝座(6)的容積內(nèi)自上而下的產(chǎn)生一個壓力遞降的壓力場，該壓力場使得氣囊(1)與下安裝座(6)間的氣流增大，節(jié)流調(diào)節(jié)板( 上的節(jié)流小孔就會自動根據(jù)增大的動載和上安裝板O)向下運動的速度調(diào)節(jié)氣囊(1)與下安裝座(6)間的氣體流動壓差，自動調(diào)高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質(zhì)量引起的動載，減少車身的側(cè)傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性；當車輛在運行中碰到路面凸塊時，此時會在下安裝座(6)與氣囊(1)內(nèi)產(chǎn)生一個由下至上的遞減的階躍壓力沖擊波，該階躍壓力波的沖擊使得節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)從外圓底平面向上翻翹，迅速添加了節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)外圓底平面與下安裝座(6)上部的側(cè)面環(huán)形通道，消除了節(jié)流調(diào)節(jié)板( 上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液調(diào)靜剛度和壓差調(diào)動剛度的空氣彈簧，其特征在于節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)由彈性較好的塑膠材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液調(diào)靜剛度和壓差調(diào)動剛度的空氣彈簧，其特征在于節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)由彈性較好的金屬材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液調(diào)靜剛度和壓差調(diào)動剛度的空氣彈簧，其特征在于節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)由一片組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液調(diào)靜剛度和壓差調(diào)動剛度的空氣彈簧，其特征在于節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)由多片組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充液調(diào)靜剛度和壓差調(diào)動剛度的空氣彈簧，其特征在于下限位支座(7)稍高于下安裝座(6)，其高度差由安裝在節(jié)流調(diào)節(jié)板(5)外圓底平面上，厚度與高度差相等的輕質(zhì)環(huán)形密封墊補償。
全文摘要
現(xiàn)代汽車懸架系統(tǒng)中的空氣彈簧對于提高車輛的平順性、操縱穩(wěn)定性和保護道路及貨物起到了重要的作用。人們?yōu)榱擞行У卣{(diào)節(jié)空氣彈簧的動剛度，采用了主、副氣室相連，通過其通道上的節(jié)流閥的改變來實現(xiàn)。這種剛度調(diào)節(jié)的控制信號由多路傳感器采集，送交電腦處理后發(fā)出動作指令，再對空氣彈簧的剛度進行調(diào)整。但這種控制方式的響應時滯稍大，成本高。本發(fā)明就是針對這一難題研發(fā)的新型自適應壓差調(diào)節(jié)動剛度空氣彈簧。它直接利用氣囊內(nèi)的壓力信號來控制主、副氣室通道上的節(jié)流壓差，達到剛度連續(xù)調(diào)整的目的。并利用主、副氣室的反向沖擊壓差控制節(jié)流閥，以達到削弱凸塊對車身的沖擊。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，響應迅速可靠，成本低廉，還能方便地調(diào)節(jié)靜剛度。
文檔編號B60G17/052GK102431412SQ20111031769
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者楊潔 申請人:楊潔