專利名稱：高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)自增壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)，尤其是涉及一種帶自增壓機(jī)構(gòu)的閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的日益提高，一方面要求汽車要有更好的行駛平順性、乘坐舒適性和操作穩(wěn)定性，另一方面，由于自然資源日趨匱乏，汽車行業(yè)未來的發(fā)展也必須考慮節(jié)能因素，最大限度的節(jié)能必然成為今后汽車生產(chǎn)追求的目標(biāo)。根據(jù)空氣彈簧內(nèi)壓縮空氣的循環(huán)方式不同，空氣懸架系統(tǒng)可分為開環(huán)氣路系統(tǒng)和閉環(huán)氣路系統(tǒng)。開環(huán)氣路系統(tǒng)是指將環(huán)境中的空氣經(jīng)壓縮后泵入到高壓腔儲氣罐中的，由高壓腔儲氣罐給空氣彈簧充氣，當(dāng)空氣彈簧所需壓力減少時，多余的高壓氣體經(jīng)由排氣閥直接排放到大氣中，這部分高壓氣體將系統(tǒng)的部分能量帶走，造成能量的損失。為了節(jié)約能源，在原來的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一個低壓腔儲氣罐，用來儲存空氣彈簧排放出來的高壓氣體，當(dāng)系統(tǒng)檢測到高壓腔儲氣罐壓力不足時，這時啟動空氣泵，將低壓腔儲氣罐中的氣體泵入到高壓腔儲氣罐中，這種結(jié)構(gòu)叫閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外學(xué)者的主要研究集中在開環(huán)空氣懸架系統(tǒng)。隨著國際能源的日益短缺，汽車節(jié)能已經(jīng)成 為大家關(guān)注的重要課題，國際上少數(shù)學(xué)者提出了這種閉環(huán)氣路系統(tǒng)。例如，日本Shuuici Buma等學(xué)者的專利號為US4826141的美國專利“ELECTRONIC CONTROLLEDAIR SUSPENSION SYSTEM”的主要內(nèi)容是提出了一個高、低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并通過電子控制實(shí)現(xiàn)充放氣功能，將空氣彈簧排出的氣體用另外一個儲氣罐收集以達(dá)到節(jié)能的目的。德國學(xué)者Christof Behmenburg等的專利號為US6685174B2的美國專利“CLOSED LEVEL CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE”提出了高、低壓腔共用一個腔體的理念。通過啟動空氣泵實(shí)現(xiàn)從儲氣罐對空氣彈簧充氣、從空氣彈簧對儲氣罐放氣的兩個功能，它是將空氣彈簧排出的氣體重新排放到儲氣罐，達(dá)到節(jié)能的目的。該方案提出的高、低壓腔共用一個腔體的閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)，需要頻繁啟動空氣泵實(shí)現(xiàn)充放氣。上面提到的方案都需要頻繁啟動空氣泵，必然會消耗一定的電能，造成能量的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述背景技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種不需要頻繁啟動空氣泵，利用懸架的振動將空氣彈簧放出的氣體經(jīng)一套自增壓機(jī)構(gòu)充入高壓腔，從而形成閉環(huán)氣路的空氣懸架系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案:包括電磁閥a、單向閥b、單向閥a、活塞、活塞桿、單向閥C、單向閥d、空氣泵、二位三通電磁閥、高壓腔和低壓腔；所述低壓腔為圓筒形，低壓腔內(nèi)設(shè)有活塞，活塞的中心連接活塞桿的一端，活塞桿的另一端穿過低壓腔上端面連接外部激勵懸架連接；活塞將低壓腔分為工作上腔與工作下腔，所述工作上腔設(shè)有進(jìn)氣口 a和出氣口 c，所述工作下腔設(shè)有進(jìn)氣口 b和出氣口 d ;所述出氣口 c和出氣口 d分別通過單向閥C和單向閥d并聯(lián)連接到高壓腔的一端；高壓腔的另一端通過二位三通電磁閥分別與空氣泵的出氣端和空氣彈簧的一端連接，空氣泵的進(jìn)氣端連通著大氣；空氣彈簧另一端通過電磁閥a并聯(lián)連接單向閥b的進(jìn)氣端和單向閥a進(jìn)氣端,單向閥b出氣端和單向閥a出氣端分別連接進(jìn)氣口 b和進(jìn)氣口 a。所述高壓腔也可以通過電磁閥b和電磁閥c分別與空氣泵的出氣端和空氣彈簧的一端連接。所述空氣泵的進(jìn)氣端設(shè)置電磁閥d。所述空氣彈簧通過電磁閥、單向閥分別與低壓腔兩個上下工作腔體的進(jìn)氣口連接，實(shí)現(xiàn)放氣的功能。低壓腔上下兩個工作腔體的出氣口分別通過單向閥并聯(lián)連接高壓腔的一端；高壓腔的另一端通過組合電磁閥分別與空氣泵、空氣彈簧連接，高壓腔與空氣泵連接實(shí)現(xiàn)空氣泵從大氣中給高壓腔補(bǔ)充氣體的目的，高壓腔與空氣彈簧連接實(shí)現(xiàn)充氣的目的。外在激勵為懸架上下振動，通過懸架上下振動的能量傳遞給活塞桿，活塞桿推動活塞做上下往復(fù)運(yùn)動。某時刻，由于活塞從平衡位置向某一方向運(yùn)動時，低壓腔其中一個工作腔體的壓力會隨著容積的變小而變大，當(dāng)工作腔體的壓力大于高壓腔中的壓力，這時打開單向閥，實(shí)現(xiàn)低壓腔中的氣體升壓到高壓腔中的目的。本發(fā)明的有益效果是:
1、活塞將低壓腔分為兩個上下等壓力工作腔體，由于上下工作腔體等壓力，減少了上下工作腔體對活塞阻尼作用，也就是對懸架的性能影響進(jìn)一步減少。2、活塞將低壓腔分為兩個上下工作腔體，其中任何一個工作腔體被壓縮壓力增大時，另外一個工作腔體壓力必定減小，這為空氣彈簧能夠達(dá)到迅速放氣的目的，不影響放氣的性能。

3、活塞在低壓腔的動態(tài)平衡位置處，低壓腔中的兩個工作腔體交替地將各自的氣體壓縮到高壓腔中去，這樣壓縮效率也提高了。4、結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)。活塞將低壓腔分為兩個上下工作腔體，將懸架上下振動的能量轉(zhuǎn)化為動力，將低壓腔中的氣體升壓到高壓腔中去，代替了傳統(tǒng)方法一空氣泵增壓，避免使用了電能，也就避免使用了自然資源。5、該裝置中的主要零部件比較容易加工，且相對其他增壓方法的成本也較低，有利于推廣使用。6、本發(fā)明機(jī)構(gòu)將懸架振動能量直接轉(zhuǎn)化為高壓氣體壓力能，高壓氣體壓力能直接用于對空氣彈簧充氣，這樣避免了增加中間裝置的能量損失。


圖1是高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)增壓裝置示意圖。圖2是高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)增壓裝置另一具體實(shí)現(xiàn)方式示意圖。圖中，1.空氣彈簧；2.電磁閥a;3.單向閥b;4.單向閥a;5.活塞；6.活塞桿；
7.單向閥c;8.單向閥d; 9.空氣泵；10.二位三通電磁閥；11.高壓腔；12.低壓腔；13.工作上腔；14.工作下腔；15.電磁閥b ；16.電磁閥c ；17.電磁閥d。
具體實(shí)施方式
如圖所示高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)增壓裝置包括一個圓筒形的低壓腔12，低壓腔12內(nèi)裝有活塞5和活塞桿6，活塞5和活塞桿6 —端固定連接，活塞桿6另一端與外在激勵懸架連接；活塞5將低壓腔12分為工作上腔13與工作下腔14 ;工作上腔13出氣口c和工作下腔14出氣口 d分別通過單向閥c7和單向閥d8并聯(lián)連接到高壓腔11的一端；高壓腔11另一端通過二位三通電磁閥10分別連接于空氣泵9與空氣彈簧I ;空氣泵9另一端連通著大氣，以補(bǔ)充系統(tǒng)泄漏氣體并且維持高壓腔11內(nèi)儲有一定壓力；空氣彈簧I另一端通過電磁閥a2并聯(lián)連接單向閥b3 —端、單向閥a4 —端,單向閥b3另一端與單向閥a4另一端分別連接于工作下腔14的進(jìn)氣口 b與工作上腔13的進(jìn)氣口 a。具體工作過程:起始階段，啟動空氣泵9，通過二位三通電磁閥10給高壓腔11儲存有一定的壓力，當(dāng)達(dá)到一定使用壓力時，關(guān)掉空氣泵9。充氣階段，給二位三通電磁閥10通電，這時高壓腔通過二位三通電磁閥10給空氣彈簧I充氣，實(shí)現(xiàn)充氣的功能。放氣階段，給電磁閥a2通電，空氣彈簧I通過電磁閥a2，經(jīng)過單向閥b3和單向閥a 4優(yōu)先流入工作下腔14與工作上腔13內(nèi)壓力較小的一個腔體，實(shí)現(xiàn)放氣的功能。升壓階段，在活塞桿6承受外部激勵時，活塞5處于低壓腔12動態(tài)平衡狀態(tài)；由于工作上腔13與工作下腔14壓力相等，則工作上腔13與工作下腔14對活塞5的阻尼作用比較小，可以忽略不計(jì)，不影響懸架性能；當(dāng)空氣彈簧I給工作下腔14反復(fù)放氣達(dá)到一定壓力時，這時活塞5承受外部激勵將從平衡位置向下運(yùn)動時，工作下腔14容積會迅速變小，壓力將瞬間變大；當(dāng)工作下腔14中的壓力大于高壓腔11中的壓力，這時推開單向閥d8，工作下腔14中的氣體將向高壓腔11中流動，實(shí)現(xiàn)升壓的目的；這時如果空氣彈簧要進(jìn)行放氣，由于活塞是向下運(yùn)動的，那么工作上腔13容積變大而引起壓力變小，這為空氣彈簧能夠?qū)崿F(xiàn)迅速放氣的目的。由于活塞5在動態(tài)平衡位置，活塞5向下壓縮完，會迅速向上運(yùn)動，其工作原理與向下運(yùn)動情況一樣 ，在此不再敘述。
權(quán)利要求
1.高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)自增壓裝置，其特征在于，包括電磁閥a(2)、單向閥b (3)、單向閥a (4)、活塞(5)、活塞桿(6)、單向閥c (7)、單向閥d (8)、空氣泵(9)、高壓腔(11)和低壓腔(12);所述低壓腔(12)為圓筒形，低壓腔(12)內(nèi)設(shè)有活塞(5)，活塞(5)的中心連接活塞桿(6)的一端，活塞桿(6)的另一端穿過低壓腔(12)上壁面連接外部激勵懸架連接；活塞(5)將低壓腔(12)分為工作上腔(13)與工作下腔(14)，所述工作上腔(13)設(shè)有進(jìn)氣口 a和出氣口 C，所述工作下腔(14)設(shè)有進(jìn)氣口 b和出氣口 d ;所述出氣口 c和出氣口 d分別通過單向閥c (7)和單向閥d (8)并聯(lián)連接到高壓腔(11)的一端；高壓腔(11)的另一端通過電磁閥分別與空氣泵(9)的出氣端和空氣彈簧(I)的一端連接，空氣泵(9)的進(jìn)氣端連通著大氣；空氣彈簧(I)另一端通過電磁閥a (2)并聯(lián)連接單向閥b (3)的進(jìn)氣端和單向閥a (4)進(jìn)氣端，單向閥b (3)出氣端和單向閥a (4)出氣端分別連接進(jìn)氣口 b和進(jìn)氣口 a。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)自增壓裝置，其特征在于，高壓腔(11)通過二位三通電磁閥(10)分別與空氣泵(9)的出氣端和空氣彈簧(I)的一端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)自增壓裝置，其特征在于，高壓腔(11)通過電磁閥b (15)和電磁閥C (16)分別與空氣泵(9)的出氣端和空氣彈簧(O的一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)自增壓裝置，其特征在于，所述空氣泵(9)的進(jìn)氣端設(shè)置電`磁閥d (17)。
全文摘要
本發(fā)明公開了高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)自增壓裝置，涉及一種帶自增壓機(jī)構(gòu)的閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)，包括電磁閥a、單向閥a、單向閥b、活塞、活塞桿、單向閥c、單向閥d、空氣泵、二位三通電磁閥、高壓腔和低壓腔。低壓腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個圓筒形的腔體，低壓腔兩端面各開進(jìn)出氣口且在腔體內(nèi)中間處設(shè)置一個活塞，活塞將低壓腔分為兩個上下工作腔體。空氣彈簧根據(jù)需要接收來自高壓腔的氣體實(shí)現(xiàn)充氣，需要放氣時，則通過單向閥向低壓腔放氣，低壓腔在懸架的外在激勵上下振動行程中，將空氣彈簧放出的氣體增壓后充入高壓腔，形成閉環(huán)氣路，本發(fā)明可將空氣彈簧排出的氣體能有效回收，并循環(huán)利用，達(dá)到空氣懸架系統(tǒng)節(jié)能目的。
文檔編號B60G17/052GK103241097SQ20131019398
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月23日
發(fā)明者江洪, 邱亞東, 孫麗琴, 琚龍玉, 徐興 申請人:江蘇大學(xué)