專(zhuān)利名稱(chēng)：一種車(chē)用空氣彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)造車(chē)輛空氣懸架零部件，具體地說(shuō)涉及一種車(chē) 用空氣彈簧。
背景技術(shù)：
空氣懸架系統(tǒng)包括空氣彈簧、減振器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、壓縮空氣系統(tǒng)和車(chē) 身高度控制系統(tǒng)。車(chē)輛采用空氣懸架后，提高了行駛平順性(乘坐舒適性)、 降低行駛系統(tǒng)零部件與路面所受沖擊載荷、且具有能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)車(chē) 身離地高度的能力。目前，空氣懸架主要可分為兩種結(jié)構(gòu)型式， 一種是機(jī) 械式，另一種是電子控制式，由于電子控制空氣懸架能實(shí)現(xiàn)的功能更多、 使用更方便靈活，因此，^^來(lái)越多的大型高檔車(chē)輛采用。
空氣彈簧是一種在柔性密閉容器中加入壓縮空氣、利用空氣的體積壓 力進(jìn)行工作的非線(xiàn)性彈性元件，具有緩沖、隔振和作動(dòng)等功能。空氣彈簧 主要由橡膠氣嚢，上蓋板和下蓋板組成，上下蓋板與橡膠氣嚢之間保持氣 密。
空氣彈簧是空氣懸架的關(guān)鍵部件，空氣彈簧的主要工作參數(shù)是氣壓和 彈簧高度，但是，受技術(shù)、結(jié)構(gòu)和成本等因素的影響，現(xiàn)有空氣懸架車(chē)輛 都只能監(jiān)測(cè)車(chē)輛儲(chǔ)氣罐的供氣壓力，而不是監(jiān)測(cè)每個(gè)空氣彈簧內(nèi)的氣壓， 因此，不能即時(shí)發(fā)現(xiàn)單個(gè)空氣彈簧的密封、載荷等工作參數(shù)是否出現(xiàn)異常。
3由于懸架彈簧受力直接反映了車(chē)輛載荷的大小，空氣彈簧內(nèi)的氣壓與其承 受的載荷幾乎成正比關(guān)系，如果知道空氣懸架中每個(gè)空氣彈簧的氣壓，也 就對(duì)車(chē)輛的載荷有了基本的了解，電子控制系統(tǒng)或駕駛?cè)藛T就能夠根據(jù)此 信息更好的調(diào)節(jié)和操控車(chē)輛。所以，提供監(jiān)測(cè)每個(gè)空氣彈簧工作氣壓的方 法對(duì)提高空氣懸架系統(tǒng)的性能以及行車(chē)安全都有重要意義。
另 一方面，空氣懸架系統(tǒng)中測(cè)量車(chē)身與車(chē)軸間距離的高度傳感器是電 子控制空氣懸架的基本元件，在現(xiàn)有電子控制空氣懸架車(chē)輛系統(tǒng)中都采取 分立元件的結(jié)構(gòu)方式?？諝鈴椈蓛H起垂直支撐和變剛度的功能，車(chē)身高度 用機(jī)械接觸式位移傳感器>^測(cè)，這種形式零件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、存在機(jī)械磨
損、安裝調(diào)試?yán)щy。在專(zhuān)利01800589.6說(shuō)明書(shū)中提出了將二者連接在一起 的方法，這對(duì)懸架組裝工作有改善，對(duì)其它問(wèn)題影響不大，因?yàn)樗皇抢?用空氣彈簧的上下連接件將高度傳感器預(yù)先安裝在空氣彈簧之外，然后再 組裝到懸架上。有一定結(jié)構(gòu)尺寸的高度傳感器同樣占用空間，并且使空氣 彈簧外形變得復(fù)雜化，不利于運(yùn)輸和存儲(chǔ)。在專(zhuān)利^L明書(shū)DE 19648112 Cl
中采用外置的超聲波距離傳感器也存在同樣問(wèn)題。為節(jié)省懸架安裝空間， 簡(jiǎn)化零部件結(jié)構(gòu)，將高度傳感器置于空氣彈簧內(nèi)腔是合理的選擇，不過(guò)機(jī) 械接觸式位移傳感器不適合這樣做，應(yīng)該采用非接觸距離測(cè)量裝置。在專(zhuān) 利說(shuō)明書(shū)DE 3620957 Al中空氣彈簧內(nèi)置超聲波距離傳感器，但是，超聲 波測(cè)量受氣壓和氣溫的影響較大，為校正傳感器輸出信號(hào)，需要配置額外 的硬軟件結(jié)構(gòu)。在美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)United States Patent 4817922中僅提 出了在空氣彈簧內(nèi)安裝紅外發(fā)射和光電接受裝置用于距離測(cè)量，但不能同 時(shí)檢測(cè)空氣彈簧的氣壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述車(chē)輛空氣懸架結(jié)構(gòu)中現(xiàn)有空氣彈簧的缺 點(diǎn)，提供一種能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)空氣彈簧工作氣壓和工作高度的空氣彈 簧。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是 一種車(chē)用空氣彈簧，包括橡膠氣嚢、 上蓋板和下蓋板，上下蓋板將橡膠氣嚢密閉，在所述橡膠氣嚢內(nèi)上蓋板或 下蓋板的內(nèi)表面安裝有壓電薄膜(PVDF)傳感器和紅外光電距離傳感器， 在所述橡膠氣嚢內(nèi)下蓋板或上蓋板的內(nèi)表面與所述紅外光電距離傳感器 正對(duì)的位置上設(shè)有反光面；壓電薄膜和紅外光電距離傳感器的輸入/輸出 信號(hào)線(xiàn)密封引出到橡膠氣嚢外。
本發(fā)明中，空氣彈簧由上下蓋板板(固定板)和它們之間的氣嚢構(gòu)成， 三者組成氣密結(jié)構(gòu)。在空氣彈簧內(nèi)部，壓電薄膜粘貼于平整的剛性元件的 表面上，例如上下蓋板上。紅外光電距離傳感器可以安裝于上蓋板上， 也可以安裝于下蓋板上，但以上方安裝為佳。蓋板上安裝紅外光電距離傳 感器后，傳感器部位與周邊相比應(yīng)當(dāng)成凹進(jìn)狀，以防止上下蓋板直接接觸 時(shí)損壞傳感器。采取氣密措施，將壓電薄膜和紅外光電距離傳感器的輸入 /輸出信號(hào)線(xiàn)引出到空氣彈簧外。紅外光電距離傳感器工作所需的反光面 應(yīng)當(dāng)平整，盡量與傳感器的安裝面平行，在不影響空氣彈簧工作的條件下， 面積越大越好。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在上蓋板或下蓋板的內(nèi)表面設(shè)有紅外距離 傳感器安裝保護(hù)框，使壓電薄膜和紅外距離傳感器安裝更牢固。
本發(fā)明通過(guò)在現(xiàn)有的車(chē)用空氣彈簧內(nèi)安裝壓電薄膜(PVDF )傳感器和紅外光電距離傳感器，能同時(shí)檢測(cè)空氣彈簧內(nèi)氣體壓力和上、下蓋板間的 距離，也就是能檢測(cè)出空氣彈簧的工作壓力和長(zhǎng)度。
本發(fā)明的有益效果如下
① 空氣彈簧集成壓電薄膜壓力和紅外高度信號(hào)檢測(cè)裝置后，不僅空氣懸架 系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)將得到簡(jiǎn)化，更重要的是駕駛?cè)藛T對(duì)車(chē)輛空氣懸架的控制 和調(diào)節(jié)可以做到更主動(dòng)、自動(dòng)和準(zhǔn)確。
② PVDF壓電薄膜具有壓電系數(shù)大、成本低、體積小、功耗低、易制做等優(yōu) 點(diǎn)，用它與計(jì)算機(jī)構(gòu)成的測(cè)量系統(tǒng)也簡(jiǎn)單，能夠檢測(cè)動(dòng)態(tài)的壓力變化，粘 貼于空氣彈簧內(nèi)不影響空氣彈簧的工作、性能和外形。
③ 由于空氣彈簧內(nèi)氣體壓力的檢測(cè)不涉及空氣懸架氣壓回路的變更，無(wú)增 加泄漏點(diǎn)之憂(yōu)，所以，壓力檢測(cè)容易在每個(gè)彈簧上實(shí)施。
④ 紅外光電距離傳感器釆用非接觸測(cè)量原理，體積小、功耗也很低，置于
空氣彈簧內(nèi)后不改變空氣彈簧的內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)尺寸?？諝鈴椈刹怀錃?時(shí)，可以像通常一樣進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)處置。
⑤ 由于距離傳感器置于空氣彈簧內(nèi)部，車(chē)輛懸架枳4成結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，不需 要在車(chē)架和車(chē)橋之間安裝、調(diào)試獨(dú)立的位移傳感器。
⑥ 由于紅外光電距離傳感器置于空氣彈簧內(nèi)部，空氣彈簧為傳感器提供了 良好的工作環(huán)境，測(cè)量信號(hào)不受摩擦、雨水、灰塵、溫度、氣體壓力等的 干擾，更能保證工作可靠性。
⑦ 在空氣彈簧內(nèi)部，制作適當(dāng)大小的紅外光電距離傳感器所需的反光平面 不困難。該面積盡量大一些，則空氣彈簧上下蓋板間距離保持不變時(shí)，即 使兩蓋板產(chǎn)生較大的相互平行的運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)改變傳感器的輸出。在車(chē)輛應(yīng)用中這種情況隨時(shí)都在發(fā)生，只是平行運(yùn)動(dòng)位移較小。
⑧紅外光電距離傳感器測(cè)試量程大、精度高、校準(zhǔn)調(diào)試通過(guò)軟件進(jìn)行，與
計(jì)算機(jī)組成的測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單，基本無(wú)機(jī)械調(diào)整操作的要求。


圖l為本發(fā)明實(shí)施例l的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中
l一上蓋板2 —?dú)鈮汉透叨葌鞲衅饕鲂盘?hào)線(xiàn)3—紅外光電距離傳感器 4一反光面5 —下蓋板6—橡膠氣嚢7—紅外光i 各8—壓電薄膜傳感器9 一壓電薄膜和紅外距離傳感器安裝保護(hù)框
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明 實(shí)施例l
如圖l所示， 一種車(chē)用空氣彈簧IO,包括橡膠氣嚢6，上蓋板l和下 蓋板5，上蓋板l、下蓋板2將橡膠氣嚢6密閉，在橡膠氣嚢內(nèi)上蓋板l內(nèi)表 面安裝有壓電薄膜(PVDF)傳感器8和紅外光電距離傳感器3，在橡膠氣嚢 內(nèi)下蓋板5的內(nèi)表面與紅外光電距離傳感器3正對(duì)的位置上設(shè)有反光面4, 反射形成紅外光路7。壓電薄膜和紅外光電距離傳感器的輸入/輸出信號(hào)線(xiàn) 2穿過(guò)上蓋板1，對(duì)導(dǎo)線(xiàn)引出口進(jìn)行可靠的密封，輸入/輸出信號(hào)線(xiàn)2引出到 橡膠氣嚢6外。下蓋板5的內(nèi)測(cè)與紅外光電距離傳感器正對(duì)的部位4應(yīng)該是 具有足夠面積且光滑平整的表面用于反射紅外線(xiàn)。 實(shí)施例2如圖2所示，本例與上例的不同之處在于，在上蓋板l上設(shè)有壓電薄 膜和紅外距離傳感器安裝保護(hù)框9。
權(quán)利要求
1、一種車(chē)用空氣彈簧，包括橡膠氣囊、上蓋板和下蓋板，上下蓋板將橡膠氣囊密閉，其特征是，在所述橡膠氣囊內(nèi)上蓋板或下蓋板的內(nèi)表面安裝有壓電薄膜傳感器和紅外光電距離傳感器，在所述橡膠氣囊內(nèi)下蓋板或上蓋板的內(nèi)表面與所述紅外光電距離傳感器正對(duì)的位置上設(shè)有反光面；壓電薄膜和紅外光電距離傳感器的輸入/輸出信號(hào)線(xiàn)密封引出到橡膠氣囊外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣彈簧，其特征是，所述壓電薄膜傳感器安 裝在上蓋4反內(nèi)表面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣彈簧，其特征是，所述紅外光電距離傳感器 設(shè)在上蓋板內(nèi)表面，所述反光面設(shè)在下蓋板的內(nèi)表面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣彈簧，其特征是，所述紅外光電距離傳感器 安裝部位與周邊相比呈凹進(jìn)狀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣彈簧，其特征是，所述上蓋板內(nèi)表面設(shè)有壓 電薄膜和紅外距離傳感器安裝保護(hù)框。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車(chē)用空氣彈簧，目的在于提供一種能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)空氣彈簧工作氣壓和工作高度的空氣彈簧。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種車(chē)用空氣彈簧，包括橡膠氣囊、上蓋板和下蓋板，上下蓋板將橡膠氣囊密閉，在所述橡膠氣囊內(nèi)上蓋板或下蓋板的內(nèi)表面安裝有壓電薄膜(PVDF)傳感器和紅外光電距離傳感器，在所述橡膠氣囊內(nèi)下蓋板或上蓋板的內(nèi)表面與所述紅外光電距離傳感器正對(duì)的位置上設(shè)有反光面；壓電薄膜和紅外光電距離傳感器的輸入/輸出信號(hào)線(xiàn)密封引出到橡膠氣囊外。
文檔編號(hào)F16F9/02GK101469753SQ20081002247
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者力 全, 岑慎洪, 李仲興, 熊新漢, 燎 陳, 陳昆山, 陳照章 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué);浙江穩(wěn)達(dá)減振器有限公司