專利名稱：一種容積可變的空氣彈簧附加氣室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造車輛空氣懸架的零部件，具體涉及一種車用空氣彈簧。
技術(shù)背景
空氣懸架系統(tǒng)越來越多被大型高檔車輛采用，它包括空氣彈簧、減振器、導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)、壓縮空氣系統(tǒng)和車身高度控制系統(tǒng)。車輛采用空氣懸架后，提高了車輛行駛平順性及乘 坐舒適性、降低了行駛系統(tǒng)零部件對(duì)路面的沖擊載荷、且具有能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)車身離 地面高度的能力?？諝鈴椈墒且环N在可伸縮密閉容器中充入壓縮空氣，利用空氣彈性作用 的彈簧進(jìn)行工作的非線性彈性元件，具有緩沖、隔振等功能。帶附加氣室的空氣彈簧是空氣 懸架的關(guān)鍵部件，通過改進(jìn)附加氣室可以改善空氣彈簧的性質(zhì)，使空氣彈簧更好應(yīng)用于車 輛系統(tǒng)。
目前，一般通過向附加氣室注入液壓油來改變附加氣室的容積，以提高空氣彈簧 的性能。其缺陷是其一，附加氣室容積變化響應(yīng)遲緩，在變化過程中會(huì)改變主附氣室空氣 氣壓，造成彈簧剛度的改變，影響車輛平穩(wěn)性。其二，還需要在傳統(tǒng)的附加氣室上增加供油 設(shè)備，不僅增加了制作成本，而且在實(shí)際安裝過程中占用了一定的空間，不利于空氣懸架的 合理布置；附加氣室內(nèi)液壓油也易泄露，造成污染；液壓油中產(chǎn)生的氣穴除了產(chǎn)生振動(dòng)和 噪聲外，還會(huì)損壞零件，造成壓力和流量波動(dòng)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種無需供油設(shè)備、結(jié)構(gòu)簡 單、容積可變、但壓力不變的空氣彈簧附加氣室。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是其外部是一個(gè)圓柱形的儲(chǔ)氣筒，儲(chǔ)氣筒內(nèi)腔是以相同 的隔板周向分隔有八個(gè)均等的扇形柱體單元格，每個(gè)隔板一側(cè)固定于儲(chǔ)氣筒內(nèi)壁，隔板另 一側(cè)伸向儲(chǔ)氣筒中心且組成一個(gè)與活塞緊密配合的密閉的圓柱形空腔；活塞頂端伸出儲(chǔ)氣 筒外且通過絲杠連接步進(jìn)電機(jī)；活塞頂端面上固定設(shè)置高度傳感器；儲(chǔ)氣筒下部是下密封 蓋板，由儲(chǔ)氣筒、活塞和下蓋密封蓋板構(gòu)成儲(chǔ)氣筒的下部密閉空腔；在下密封蓋板中間設(shè)置 連通主氣室的連接孔；在所述圓柱形空腔的側(cè)壁面上設(shè)有順次連通八個(gè)扇形柱體單元格的 八個(gè)小孔，八個(gè)小孔沿所述圓柱形空腔的軸向從下到上以等高度差分布。
本發(fā)明的有益效果如下1、本發(fā)明附加氣室容積的改變只與活塞高度相關(guān)，無機(jī)械調(diào)整操作的要求，能快速改 變附加氣室容積，減小了改變附加氣室容積時(shí)對(duì)氣體壓力的影響，使主附氣室的氣壓穩(wěn)定。
2、高度傳感器測(cè)試量程大，步進(jìn)電機(jī)控制靈敏，可與計(jì)算機(jī)組成高精度的測(cè)量電 力控制系統(tǒng)，消除了供油設(shè)備，避免液力控制式附加氣室設(shè)備漏油的隱患，整體結(jié)構(gòu)更加簡 單，完全滿足空氣彈簧適應(yīng)車輛運(yùn)行要求，具有更好的實(shí)用性能。

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，下密封蓋板8為拆分結(jié)構(gòu)； 圖2是一個(gè)小孔10連通下部密閉空腔的工作狀態(tài)示意圖； 圖3是三個(gè)小孔10連通下部密閉空腔的工作狀態(tài)示意圖；圖中1 一儲(chǔ)氣筒；2—附加氣室分隔板；3—活塞；4一高度傳感器；5—上蓋板；6—步 進(jìn)電機(jī)；7—絲杠；8—下密封蓋板；9一連接孔；10—小孔；11一扇形柱體單元格。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本發(fā)明的外部是一個(gè)圓柱形的儲(chǔ)氣筒1，用相同的隔板2在儲(chǔ)氣筒1內(nèi) 腔的圓周方向上將儲(chǔ)氣筒1內(nèi)腔均勻分隔成八個(gè)均等的扇形柱體單元格11。每個(gè)隔板2的 一側(cè)固定在儲(chǔ)氣筒1內(nèi)壁上，隔板2的另一側(cè)伸向儲(chǔ)氣筒1中心，并且，隔板2的另一側(cè)在 儲(chǔ)氣筒1中心拼成一個(gè)密閉的圓柱形空腔，即該圓柱形空腔的側(cè)壁面是由所有的隔板2的 另一側(cè)組成。該密閉的圓柱形空腔用以安裝活塞3，并與活塞3緊密配合，活塞3可以在該 圓柱形空腔中沿中心線作上下移動(dòng)?；钊?的頂端伸出儲(chǔ)氣筒1外，在活塞3頂端上固定 安裝高度傳感器4。活塞3頂端中間開有螺紋孔，該螺紋孔固定連接絲杠7下端，絲杠7上 端通過聯(lián)軸器固定連接步進(jìn)電機(jī)6。在儲(chǔ)氣筒1上部安裝上蓋板5，可避免灰塵雜質(zhì)掉入儲(chǔ) 氣筒1內(nèi)腔中。在儲(chǔ)氣筒1下部是下密封蓋板8。將步進(jìn)電機(jī)6放置在上蓋板5上。這樣， 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)6旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲杠7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)活塞3在圓柱形空腔中上下移動(dòng)。由于儲(chǔ) 氣筒1，活塞3和下蓋密封蓋板8構(gòu)成了儲(chǔ)氣筒1的下部密閉空腔，活塞3在圓柱形空腔中 上下移動(dòng)時(shí)不會(huì)使空氣泄漏。
參見圖2，在下密封蓋板8的中間位置開一個(gè)連接孔9，該連接孔9通過管路連通 主氣室，使下部密閉空腔與主氣室直接連通。在圓柱形空腔的側(cè)壁面上開有八個(gè)小孔10，這 八個(gè)小孔10順次連通八個(gè)扇形柱體單元格11，且這八個(gè)小孔10沿圓柱形空腔的軸向從下 到上以等高度差分布。這八個(gè)小孔10使得儲(chǔ)氣筒1、活塞3和下蓋密封蓋板8構(gòu)成的下部 密閉空腔與儲(chǔ)氣筒1的各個(gè)扇形柱體單元格11能夠相通。
對(duì)活塞3長度的要求是當(dāng)活塞3被置于圓柱形空腔最底部時(shí)，其上端面在最高位 置的小孔10之上，可使活塞3密封住最高位置的小孔10，也即八個(gè)小孔10全部被活塞3密 封，沒有小孔10與下部密閉空腔連通。由于下部密閉空腔與主氣室直接連通，而每一個(gè)小 孔10與下密閉空腔相連通，所以當(dāng)活塞3被置于圓柱形空腔最底部位置時(shí)，主氣室不與扇 形柱體單元格11相通。而當(dāng)活塞3被置于圓柱形空腔最高處，最高位置的小孔10與下部 密閉空腔連通，也即八個(gè)小孔10全部連通下部密閉空腔。活塞3頂端面的高度傳感器4不 會(huì)碰到上蓋板5，高度傳感器4與上蓋板5不會(huì)發(fā)生干涉。此位置，主氣室與八個(gè)扇形柱體 單元格11都相通。
本發(fā)明工作時(shí)，當(dāng)充氣系統(tǒng)對(duì)空氣彈簧充氣時(shí)，主、附氣室之間的閥門打開，活塞3 被置于最高處，使得主、附氣室同時(shí)充滿空氣并且氣壓相同。當(dāng)空氣彈簧需要小剛度時(shí)，控 制系統(tǒng)對(duì)連接其上的步進(jìn)電機(jī)6發(fā)出指令，使步進(jìn)電機(jī)6帶動(dòng)絲杠7轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就會(huì)帶動(dòng)活 塞3運(yùn)動(dòng)，在活塞3的運(yùn)動(dòng)過程中，高度傳感器4會(huì)及時(shí)測(cè)量活塞3與上蓋板5之間的距離， 由于上蓋板5和下密封蓋板8的高度是定值，從而就得出活塞3下端面和下密封蓋板5上 端面的距離，以此為依據(jù)得出有幾個(gè)小孔10被打開，即有幾個(gè)扇形柱體單元格11與主氣室相接通，并且高度傳感器4將產(chǎn)生的信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)以此為依據(jù)適時(shí)地停 止步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2是活塞3向上運(yùn)動(dòng)后，一個(gè)小孔10被與活塞3和下密封蓋板 8之間的下部密閉空腔接通，也就是附加氣室的一個(gè)扇形柱體單元格11與主氣室相連通， 圖3是活塞3再向上運(yùn)動(dòng)后，三個(gè)小孔10與下部密閉空腔連通，即三個(gè)扇形柱體單元格11 和主氣室連通。當(dāng)空氣彈簧的剛度需要變化時(shí)，空氣彈簧控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令給步進(jìn)電機(jī) 3，通過步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)改變與主氣室連通的附加氣室的容積，在此過程中，控制系統(tǒng)會(huì)進(jìn) 行信息采集，更好地實(shí)現(xiàn)壓力保持不變時(shí)主、附氣室容積的改變。
權(quán)利要求
1.一種容積可變的空氣彈簧附加氣室，其外部是一個(gè)圓柱形的儲(chǔ)氣筒(1)，其特征是； 儲(chǔ)氣筒(1)內(nèi)腔是用相同的隔板(2)周向分隔有八個(gè)均等的扇形柱體單元格(11)，每個(gè)所 述隔板(2)—側(cè)固定于儲(chǔ)氣筒(1)內(nèi)壁，隔板(2)另一側(cè)伸向儲(chǔ)氣筒(1)中心且組成一個(gè)與 活塞(3)緊密配合的密閉的圓柱形空腔；活塞(3)頂端伸出儲(chǔ)氣筒(1)外且通過絲杠(7)連 接步進(jìn)電機(jī)(6)；活塞(3)頂端面上固定設(shè)置高度傳感器(4)；儲(chǔ)氣筒(1)下部是下密封蓋 板(8)，由儲(chǔ)氣筒(1)、活塞(3)和下蓋密封蓋板(8)構(gòu)成儲(chǔ)氣筒(1)的下部密閉空腔；在下 密封蓋板(8)中間設(shè)置連通主氣室的連接孔(9);在所述圓柱形空腔的側(cè)壁面上設(shè)有順次連 通八個(gè)扇形柱體單元格(11)的八個(gè)小孔(10)，八個(gè)小孔(10)沿所述圓柱形空腔的軸向從 下到上以等高度差分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容積可變的空氣彈簧附加氣室，其特征是；活塞(3)位 于所述圓柱形空腔最底部處，密封有八個(gè)小孔(10);活塞(3)位于所述圓柱形空腔最高位置 處，八個(gè)小孔(10)均連通所述下部密閉空腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容積可變的空氣彈簧附加氣室，其特征是；儲(chǔ)氣筒(1)上 部具有上蓋板(5)，步進(jìn)電機(jī)(6)設(shè)置在蓋板(5)上；上蓋板(5)與高度傳感器(4)不干涉。
全文摘要
本發(fā)明公開一種容積可變的空氣彈簧附加氣室，外部是一個(gè)圓柱形的儲(chǔ)氣筒，儲(chǔ)氣筒內(nèi)腔是以相同的隔板周向分隔有八個(gè)均等的扇形柱體單元格，每個(gè)隔板一側(cè)固定于儲(chǔ)氣筒內(nèi)壁，隔板另一側(cè)伸向儲(chǔ)氣筒中心且組成一個(gè)與活塞緊密配合的密閉的圓柱形空腔；活塞頂端伸出儲(chǔ)氣筒外且通過絲杠連接步進(jìn)電機(jī)；活塞頂端面上固定設(shè)置高度傳感器；儲(chǔ)氣筒下部是下密封蓋板，由儲(chǔ)氣筒、活塞和下蓋密封蓋板構(gòu)成儲(chǔ)氣筒的下部密閉空腔；在下密封蓋板中間設(shè)置連通主氣室的連接孔；在圓柱形空腔的側(cè)壁面上設(shè)有順次連通八個(gè)扇形柱體單元格的八個(gè)小孔，八個(gè)小孔沿圓柱形空腔的軸向從下到上以等高度差分布；能快速改變附加氣室容積，使主附氣室的氣壓穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F16F9/32GK102032309SQ20101054943
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者李超, 江洪, 王申旭, 高明宏, 黃定師 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)