本實用新型屬于車輛底盤領(lǐng)域，尤其涉及一種橡膠空氣彈簧的主動剛度控制裝置。

背景技術(shù)：

橡膠空氣彈簧是一種由橡膠、網(wǎng)線貼合成的曲形膠囊，俗稱氣胎、波紋氣胎、氣囊、皮老虎等。膠囊兩端部需用兩塊鋼板相連接，形成一個壓縮空氣室。橡膠與網(wǎng)線本身不提供對負(fù)荷的承載力，而是由充入膠囊內(nèi)的壓縮空氣來完成。其曲囊數(shù)通常為1~3 曲囊，但根據(jù)需要也可以設(shè)計制造成4 曲或5 曲以上，還可以在一定條件下將兩個空氣彈簧疊加使用。

以橡膠空氣彈簧為彈性元件的懸架方式叫做空氣懸架系統(tǒng)。目前國外高檔客車、轎車及牽引車上幾乎都裝有空氣懸架系統(tǒng)，國內(nèi)中高檔客車也使用了空氣懸架系統(tǒng)。當(dāng)車輛采用空氣懸架系統(tǒng)后，可以實現(xiàn)車身高度的自動調(diào)節(jié)，使車身高度保持不變，橡膠空氣彈簧的自然頻率低，減振和隔音效果好，可以大大提高車輛行駛的平順行，乘座的柔軟性和舒適性，同時可有效保護車上自身的和運輸?shù)木軆x器和電器設(shè)備，減少維修次數(shù)和降低維修費用，延長車輛使用壽命，并大大降低車輛對路面的沖擊，延長路面的使用壽命。隨著國內(nèi)空氣懸架系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的成熟，以及國家對客車質(zhì)量等級評審新規(guī)定的執(zhí)行，空氣彈簧在車輛上的應(yīng)用前景將越來越普遍和廣闊。

中國專利公告號為CN204127188U的現(xiàn)有技術(shù)在2015年1月28日公開了一種適用于高速客車隔振隔音的橡膠空氣彈簧，其技術(shù)方案包括一個橡膠氣囊，橡膠氣囊的上端連接有蓋板，下端連接有底座，所述橡膠氣囊的截面直徑為筒狀、其兩端直徑向內(nèi)逐漸呈弧狀縮小并在其兩端部形成直徑小于其中間部位直徑的兩個安裝孔，所述橡膠氣囊的上下兩端分別通過安裝孔與蓋板和底座密封連接，所述橡膠氣囊可進(jìn)行軸向伸縮。該專利采用上述方案，在使用狀態(tài)中，產(chǎn)品設(shè)計最高高度和最低高度，橡膠氣囊在行程范圍內(nèi)伸縮，當(dāng)車輛在運輸過程中，遇到硬物碰撞和路面不平，起到減震消音的作用，利用氣體的可塑性，剛度低，頻率低，提高了車輛在行駛中的平順性和舒適感。但在實際使用過程中，該專利不能在汽車行駛過程中根據(jù)需要主動提高橡膠空氣彈簧的剛度，即不能在舒適性和操控性之間尋求平衡。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種橡膠空氣彈簧的主動剛度控制裝置，本實用新型既能將橡膠空氣彈簧的基本剛度設(shè)計的較低以獲得合適且舒適的偏頻，又能在汽車行駛過程中根據(jù)需要主動提高橡膠空氣彈簧的剛度，同時因橡膠空氣彈簧壓縮增加的氣體內(nèi)能能在橡膠空氣彈簧伸長時緩慢釋放對橡膠空氣彈簧伸長產(chǎn)生阻尼效果，可減輕減震器的能量消耗和熱量的產(chǎn)生，從而獲得最佳舒適性和操控性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種橡膠空氣彈簧的主動剛度控制裝置，其特征在于：包括活塞外殼、密封體、閥體、閥芯和電磁鐵，所述閥體固定在活塞外殼內(nèi)，所述閥體與活塞外殼之間形成氣室；所述活塞外殼上設(shè)置有連通氣囊與閥體的氣口一，所述閥體上設(shè)置有連通閥體與氣室的氣口二，所述電磁鐵固定在閥體下部，所述密封體設(shè)置在閥體內(nèi)，所述閥芯穿過電磁鐵后伸入閥體內(nèi)與密封體固定連接，電磁鐵與閥芯配合控制密封體開閉氣口一。

所述閥體上還設(shè)置有連通閥體與氣室的氣口三，所述氣口三上設(shè)置有單向閥；且所述氣口二的通徑小于氣口一的通徑，所述氣口一的通徑小于氣口三的通徑。

所述氣口二的數(shù)量為一個或多個，為多個時，多個氣口二在閥體上繞軸心布置。

所述活塞外殼上固定設(shè)置有引線端子，所述電磁鐵通過線纜與引線端子連接。

采用本實用新型的優(yōu)點在于：

一、本實用新型中，閥體通過氣口一與氣囊連通，閥體又通過氣口二與氣室連通，密封體可以在閥芯的驅(qū)動下打開和關(guān)閉氣口一。在該結(jié)構(gòu)下，當(dāng)電磁鐵不通電時，閥芯在電磁鐵復(fù)位力的作用下帶著密封體向下運動，密封體與氣口一分離，氣口一被打開，氣室經(jīng)氣口一和氣口二與氣囊連通，參與氣囊壓縮和伸長的氣體總?cè)莘e為氣室和氣囊的容積之和，因容積較大，橡膠空氣彈簧的剛度就比較小。當(dāng)電磁鐵通電時，閥芯在電磁鐵的作用下帶著密封體快速向上運動密封氣口一，氣室與氣囊的連接斷開，此時氣囊單獨參與壓縮和伸長，而氣室不參與工作，氣囊的壓縮和伸長剛度大幅增加，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型能依賴電磁鐵對氣口一的開閉來切換橡膠空氣彈簧的有效壓縮容積，從而獲得不同行駛路況需要的不同剛度，既能將橡膠空氣彈簧的基本剛度設(shè)計的較低以獲得合適偏頻，提高乘坐舒適性，又能在汽車行駛過程中根據(jù)車輛及轉(zhuǎn)彎急剎車等需要主動提高橡膠空氣彈簧的剛度，提高車輛操作穩(wěn)定性。另外，由于電磁鐵動作速度快與車載ECU之間直接連接，因此采用電磁鐵的電磁力通過閥芯和密封體去開閉氣口一，能確保橡膠空氣彈簧的剛度快速變化，從而實現(xiàn)橡膠空氣彈簧剛度的主動控制。

二、本實用新型中，當(dāng)氣囊內(nèi)的氣壓與氣室內(nèi)的氣壓的壓差稍大時，由于氣口二的通徑小于氣口一的通徑，而氣口一的通徑又小于氣口三的通徑，因此，氣口二不足以快速地將氣囊內(nèi)的氣體排出至氣室內(nèi)，此時氣口三上的單向閥被打開，氣囊內(nèi)的氣體同時通過氣口二和氣口三進(jìn)入氣室，這樣，就能將氣囊壓縮時增加的部分氣體能量儲存在氣室內(nèi)。氣囊被壓縮后伸長時，氣囊內(nèi)的氣壓小于氣室內(nèi)的氣壓，單向閥將氣口三關(guān)閉，氣室內(nèi)的氣體只能依次通過氣口二和氣口一進(jìn)入氣囊，由于氣口二的通徑較小，因此對通過的氣體產(chǎn)生阻尼，能夠降低氣體從氣室進(jìn)入氣囊的速度，也就阻止了氣囊被壓縮后的快速反彈。

三、本實用新型中，氣口二的數(shù)量為多個時，多個氣口二在閥體上繞軸心布置，該結(jié)構(gòu)有利于氣囊與氣室之間氣壓的平穩(wěn)變化。

四、本實用新型中，電磁鐵通過線纜與固定在活塞外殼上的引線端子連接，對電磁鐵的控制更加靈活、方便和準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中的標(biāo)記為：1、密封體，2、閥體，3、閥芯，4、電磁鐵，5、活塞外殼，6、引線端子，7、氣囊，8、單向閥，9、氣口一，10、氣室，11、氣口二，12、氣口三。

具體實施方式

一種橡膠空氣彈簧的主動剛度控制裝置，包括活塞外殼5、密封體1、閥體2、閥芯3和電磁鐵4，所述閥體2固定在活塞外殼5內(nèi)，所述閥體2與活塞外殼5之間形成氣室10；所述活塞外殼5上設(shè)置有連通氣囊7與閥體2的氣口一9，所述閥體2上設(shè)置有連通閥體2與氣室10的氣口二11，所述電磁鐵4固定在閥體2下部，所述密封體1設(shè)置在閥體2內(nèi)，所述閥芯3穿過電磁鐵4后伸入閥體2內(nèi)與密封體1固定連接，密封體1由閥芯3控制上下移動，工作時，電磁鐵4與閥芯3配合控制密封體1打開或關(guān)閉氣口一9。

本實用新型中，所述閥體2上還設(shè)置有連通閥體2與氣室10的氣口三12，所述氣口三12上設(shè)置有單向閥8；且所述氣口二11的通徑遠(yuǎn)小于氣口一9的通徑，所述氣口一9的通徑小于氣口三12的通徑。進(jìn)一步的，所述氣口二11的數(shù)量為一個或多個，為多個時，多個氣口二11在閥體2上繞軸心布置。

本實用新型中，所述氣口二11優(yōu)選為圓孔，所述氣口一9和氣口三12可以為圓孔，也可以為方孔或其它形狀孔。

本實用新型中，在車輛處于靜態(tài)時，優(yōu)選氣室10的容積大于氣囊7的容積。

本實用新型中，所述活塞外殼5上固定設(shè)置有用于控制電磁鐵4工作的引線端子6，所述電磁鐵4通過線纜與引線端子6連接。

本實用新型中，在確保氣囊7的有效性行程滿足需要的條件下，盡可能縮短橡膠空氣彈簧的軸向長度以減小氣囊7的容積，同時改變活塞外殼5的形狀和長度增加活塞外殼5的容積，在加上合理設(shè)計氣口一9、氣口二11和氣口三12的通徑比，可以得到電磁鐵4不通電的情況下，氣囊7壓縮時有較低的剛度，伸長時有較大的阻尼，在電磁鐵4通電的時候，氣囊7又具有較大的剛度，以得到車輛行駛有更好的舒適性的同時，在急轉(zhuǎn)彎時能更好的抗側(cè)傾以及急制動時能抗點頭。

本實用新型的實施原理為：

1、當(dāng)電磁鐵4不通電時，閥芯3在電磁鐵4復(fù)位力的作用下帶著密封體1向下運動，氣口一9被打開，其中：

氣囊7壓縮時，當(dāng)氣囊7內(nèi)的氣壓與氣室10內(nèi)的氣壓的壓差很小未能打開單向閥8，氣囊7內(nèi)的氣體通過氣口一9和氣口二11進(jìn)入氣室10，當(dāng)氣囊7內(nèi)的氣壓與氣室10內(nèi)的氣壓的壓差稍大時，氣口三12上的單向閥8被打開，氣囊7內(nèi)的氣體同時通過氣口一9、氣口二11和氣口三12進(jìn)入氣室10，將氣囊7壓縮時增加的部分氣體能量儲存在氣室10內(nèi)。

氣囊7伸長時，單向閥8關(guān)閉，氣室10的氣體只能通過氣口二11、氣口一9進(jìn)入氣囊7，由于氣口二11的通徑比氣口一9小的多，對通過氣口二11的氣體產(chǎn)生較大阻尼，氣囊7壓縮時存儲在氣室10的能量不會快速回到氣囊7，抑制了氣囊7的快速伸長。

2、當(dāng)電磁鐵4通電時，閥芯3在電磁鐵4的作用下帶著密封體1快速向上運動密封氣口一9，氣囊7與氣室10之間被斷開，此時氣囊7單獨參與壓縮和伸長，而氣室10不參與工作，氣囊7的壓縮和伸長剛度大幅增加。