專利名稱：一種靜剛度容積調節(jié)動剛度自適應調節(jié)的空氣彈簧的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車輛空氣懸架用空氣彈簧，這種靜剛度容積調節(jié)和動剛度自適應壓差和容積組合調節(jié)的空氣彈簧尤其適應于載客大巴，城市公交大巴，也適應于貨運大卡車和軌道交通車輛，及特種車輛和高級轎車。
一背景技術：
為了改善汽車的行駛平順性，提高乘坐的舒適性，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)展的空氣彈簧技術中，為了進一步改善空氣彈簧的剛度調節(jié)特性，以利其更適用于車輛載荷的變化，人們開展了深入的探索。在空氣彈簧的剛度調節(jié)中，人們忽視了由于可選標準系列氣囊剛度與具體車型要求剛度的差異而需要的靜態(tài)剛度調節(jié)。而往往是因為氣囊的靜態(tài)剛度不匹配造成了其動態(tài)剛度調節(jié)的困難。在被動式空氣懸架系統(tǒng)中則氣囊的靜態(tài)剛度不匹配是造成車輛運行中側擺嚴重的重要原因。在主動式空氣懸架系統(tǒng)中，目前比較成熟的技術是將空氣彈簧的氣室分為主、副氣室，通過控制主、副氣室間的連接通道上的節(jié)流閥的開度，來實現主副氣室間氣體流動時的壓差改變，達到改變空氣彈簧的剛度。這種剛度調節(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)行機構調節(jié)節(jié)流閥的開度，調節(jié)主副氣室間氣體流動時的壓差來調節(jié)空氣彈簧的剛度。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，只能應用在極少數豪華車輛上。其次，響應時滯大。在半主動懸架的空氣懸架系統(tǒng)中空氣彈簧的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。這種剛度的調節(jié)不是連續(xù)的。
二
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是要研發(fā)出一種低成本，簡單可靠、響應快捷的空氣彈簧靜剛度容積調節(jié)和動剛度自適應壓差和容積組合調節(jié)的空氣彈簧。本發(fā)明的解決方法是本空氣彈簧由氣囊1、上安裝板2、副氣室3、節(jié)流閥芯4、彈簧5、缸套6，活塞7，調節(jié)螺桿8，下安裝板9，螺堵10和鎖緊螺母11組合而成。副氣室3安裝固定在下安裝板9的內平面上，節(jié)流閥芯4裝在副氣室3的中間內孔里，其上端頂著副氣室3的中間內孔頂板，下端由彈簧5支撐定位，彈簧5的下部由螺堵10定位，螺堵10中間開有一個小孔與大氣連通；缸套6安裝固定在上安裝板2的內平面上，活塞7安裝在缸套6 里；調節(jié)螺桿8與缸套6同軸安裝在上安裝板2上，其下部頂著活塞7的上平面，上部伸出上安裝板2并留有調節(jié)行程；空氣彈簧的靜剛度調節(jié)松開鎖緊螺母11，擰動調節(jié)螺桿8， 使活塞7向下移動，就減小了氣囊1內的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，就減小了空氣彈簧的靜剛度；空氣彈簧的動剛度調節(jié)氣囊1內的空氣壓力直接作用于節(jié)流閥芯4的上端面，其下端由彈簧5軸向支撐，車輛處于空載和設定高度時，空氣彈簧氣囊1內空氣壓力乘以節(jié)流閥芯4的截面積所產生的推力與彈簧5的彈簧力平衡，節(jié)流閥芯4的節(jié)流口與副氣室3的兩個獨立氣室的節(jié)流孔連通并處于最大開口，空氣彈簧的動剛度為最??；當車輛的載荷和動載荷增加，氣囊1內空氣壓力上升，作用在節(jié)流閥芯4的上端面上所產生的推力增大，推動節(jié)流閥芯4克服彈簧5的彈簧力下移，達到新的平衡，節(jié)流閥芯4下移關小了氣囊1與副氣室3間的連接通道上的節(jié)流口，在該節(jié)流口的開閉行程區(qū)間內，通過提高氣囊1與副氣室3間的氣體流動壓差，實現了連續(xù)調節(jié)空氣彈簧的剛度；當氣囊1內的壓力繼續(xù)提高，推動節(jié)流閥芯4繼續(xù)下移，就會關閉副氣室3最上面的第一個分氣室，只留下了第二個分氣室與氣囊1相連，在空氣彈簧的連續(xù)剛度調整中從物理意義上的減小了空氣彈簧的容積，實現了壓差和容積組合型的空氣彈簧剛度組合調節(jié)，使空氣彈簧的剛度增大，適應相應的載荷。當車輛的載荷進一步增加，則自動對副氣室3的第二分氣室重復上述第一分氣室的調節(jié)過程。當車輛拐彎，由于慣性的作用，靠彎道外側的空氣彈簧的氣囊1內空氣壓力上升，同樣，會關小氣囊1與副氣室3間的連接通道上的節(jié)流口，使空氣彈簧的剛度增大，從而阻止了車身的進一步側傾；當車輛急速起步或急剎車時，若空氣彈簧的剛度不隨之增大，同樣由于慣性的作用，會使車身產生后仰和前傾現象，本發(fā)明同樣具有當車身產生后仰和前傾發(fā)生時，提高后、前空氣彈簧的動剛度的功能，有效地抑制這種現象的加劇。本發(fā)明的控制信號直接取自氣囊1內的壓力，將控制信號和調節(jié)指令合為一體， 作用迅速、可靠，無響應時滯，空氣彈簧的剛度調節(jié)能力大為提高；在保證了空氣彈簧的低振動頻率特性后，通過設置不同容積的分氣室和數目不等的分氣室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，無需ECU和控制軟件，成本大為下降；由于本發(fā)明的動剛度隨氣囊1內的壓力變化而自動調節(jié)，調節(jié)順暢連續(xù)。本發(fā)明還可將節(jié)流閥的一級節(jié)流口型式設計成一級固定節(jié)流和一級可變節(jié)流的兩級串連節(jié)流口型式即在節(jié)流閥芯4的外圓上設置一個軸向長度與分氣室3中間內孔壁上的節(jié)流孔直徑相等的環(huán)形槽，該環(huán)形槽由徑向小孔與節(jié)流閥芯4的內孔連通，通過減小節(jié)流閥芯4上的徑向節(jié)流孔的直徑，將它設計成一級固定節(jié)流口 ；而節(jié)流閥芯4外圓上的環(huán)形槽與分氣室3中間內孔壁上的節(jié)流孔組成的節(jié)流口就是原有的可變節(jié)流口 ；不同的只是該節(jié)流口的節(jié)流面積稍加大了一點。這種串連節(jié)流型式由二級節(jié)流口分擔了一級節(jié)流口的壓降，有利于降低節(jié)流口對壓力變化的敏感度，提高乘員得舒適性；有利于降低節(jié)流閥的加工和安裝精度，節(jié)省成本。
四

附圖1是本發(fā)明的結構原理圖。
五具體實施例方式本發(fā)明的具體實施方式
是空氣彈簧的靜剛度調節(jié)松開鎖緊螺母11，擰動調節(jié)螺桿8，使活塞7向下移動，就減小了氣囊1內的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度； 反之，就減小了空氣彈簧的靜剛度；空氣彈簧的動剛度調節(jié)氣囊1內的空氣壓力直接作用于節(jié)流閥芯4的上端面，其下端由彈簧5軸向支撐，車輛處于空載和設定高度時，氣囊1 內空氣壓力乘以節(jié)流閥芯4的截面積所產生的推力與彈簧5的彈簧力平衡，節(jié)流閥芯4的節(jié)流口與副氣室3的兩個獨立氣室的節(jié)流孔連通并處于最大開口，空氣彈簧的動剛度為最??；當車輛的載荷和動載荷增加，氣囊1內空氣壓力上升，作用在節(jié)流閥芯4的上端面上所產生的推力增大，推動節(jié)流閥芯4克服彈簧5的彈簧力下移，達到新的平衡，節(jié)流閥芯4下移關小了氣囊1與副氣室3間的連接通道上的節(jié)流口，在該節(jié)流口的開閉行程區(qū)間內，通過提高氣囊1與副氣室3間的氣體流動壓差，實現了連續(xù)調節(jié)空氣彈簧的剛度；當氣囊1內的壓力繼續(xù)提高，推動節(jié)流閥芯4繼續(xù)下移，就會關閉副氣室3最上面的第一個分氣室，只留下了第二個分氣室與氣囊1相連，在空氣彈簧的連續(xù)剛度調整中，從物理意義上的減小了空氣彈簧的容積，實現了壓差和容積組合型的空氣彈簧動剛度組合調節(jié)，使空氣彈簧的剛度增大，適應相應的載荷。當車輛的載荷進一步增加，則自動對副氣室3的第二分氣室重復上述第一分氣室的調節(jié)過程。當車輛拐彎，由于慣性的作用，靠彎道外側的空氣彈簧的氣囊 1內空氣壓力上升，同樣，會關小氣囊1與副氣室3間的連接通道上的節(jié)流口，使空氣彈簧的剛度增大，從而阻止了車身的進一步側傾；當車輛急速起步或急剎車時，若空氣彈簧的剛度不隨之增大，同樣由于慣性的作用，會使車身產生后仰和前傾現象，本發(fā)明同樣具有當車身產生后仰和前傾發(fā)生時，提高后、前空氣彈簧的剛度的功能，有效地抑制這種現象的加劇。
權利要求
1.一種靜剛度容積調節(jié)動剛度自適應調節(jié)的空氣彈簧，由氣囊(1)、上安裝板O)、副氣室(3)、節(jié)流閥芯、彈簧(5)、缸套(6)，活塞(7)，調節(jié)螺桿(8)，下安裝板(9)，螺堵 (10)和鎖緊螺母(11)組合而成；其特征在于副氣室(3)安裝固定在下安裝板(9)的內平面上，節(jié)流閥芯(4)裝在副氣室(3)的中間內孔里，其上端頂著副氣室(3)的中間內孔頂板，下端由彈簧( 支撐定位，彈簧( 的下部由螺堵(10)定位，螺堵(10)中間開有一個小孔與大氣連通；缸套(6)安裝固定在上安裝板( 的內平面上，活塞(7)安裝在缸套(6)里； 調節(jié)螺桿(8)與缸套(6)同軸安裝在上安裝板( 上；其下部頂著活塞(7)的上平面，上部伸出上安裝板O)并留有調節(jié)行程；鎖緊螺母(11)安裝在調節(jié)螺桿(8)上，并與上安裝板( 鎖緊調節(jié)螺桿(8)；空氣彈簧的靜剛度調節(jié)松開鎖緊螺母(11)，向左擰動調節(jié)螺桿 (8)，使活塞(7)向下移動，通過拓展活塞(7)的上平面與上安裝板( 的內平面間的容積， 減小了氣囊(1)內的氣體有效容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，就減小了空氣彈簧的靜剛度；空氣彈簧的動剛度調節(jié)氣囊(1)內的空氣壓力直接作用于節(jié)流閥芯的上端面上，其下端由彈簧( 軸向支撐，車輛處于空載和設定高度時，氣囊(1)內空氣壓力乘以節(jié)流閥芯的截面積所產生的推力與彈簧(5)的彈簧力平衡，節(jié)流閥芯的節(jié)流口與副氣室(3)的兩個獨立氣室的節(jié)流孔連通并處于最大開口，空氣彈簧的動剛度為最?。划斳囕v的載荷和動載荷增加，氣囊(1)內空氣壓力上升，作用在節(jié)流閥芯(4)的上端面上所產生的推力增大，推動節(jié)流閥芯(4)克服彈簧(5)的彈簧力下移，達到新的平衡，節(jié)流閥芯(4) 下移關小了氣囊⑴與副氣室⑶間的連接通道上的節(jié)流口，在該節(jié)流口的開閉行程區(qū)間內，通過提高氣囊(1)與副氣室(3)間的氣體流動壓差，實現了連續(xù)調節(jié)空氣彈簧的剛度； 當氣囊(1)內的壓力繼續(xù)提高，推動節(jié)流閥芯(4)繼續(xù)下移，就會關閉副氣室C3)最上面的第一個分氣室，只留下了第二個分氣室與氣囊(1)相連；當車輛的載荷進一步增加，則自動對副氣室(3)的第二分氣室重復上述第一分氣室的調節(jié)過程；當車輛拐彎，由于慣性的作用，靠彎道外側的空氣彈簧的氣囊(1)內空氣壓力上升，同樣，會關小氣囊(1)與副氣室(3) 間的連接通道上的節(jié)流口，使空氣彈簧的剛度增大，從而阻止了車身的進一步側傾；當車輛急速起步或急剎車時，同樣由于慣性的作用，會使車身產生后仰和前傾現象，本發(fā)明同樣具有當車身產生后仰和前傾發(fā)生時，提高后、前空氣彈簧的動剛度的功能。
2.根據權利要求1所述的一種靜剛度容積調節(jié)動剛度自適應調節(jié)的空氣彈簧，其特征在于副氣室(3)的獨立分氣室的容積和數目可根據不同車型對其空氣彈簧剛度變化曲線的不同需求改變。
3.根據權利要求1所述的一種靜剛度容積調節(jié)動剛度自適應調節(jié)的空氣彈簧，其特征在于調節(jié)螺桿(8)的螺紋旋向由右旋改為左旋。
全文摘要
一種靜剛度容積調節(jié)動剛度自適應調節(jié)的空氣彈簧，由氣囊1、上安裝板2、副氣室3、節(jié)流閥芯4、彈簧5、缸套6，活塞7，調節(jié)螺桿8，下安裝板9，螺堵10和鎖緊螺母11組合而成；其結構特征是副氣室3安裝固定在下安裝板9的內平面上，節(jié)流閥芯4裝在副氣室3的中間內孔里，其上端頂著副氣室3的中間內孔頂板，下端由彈簧5支撐定位，彈簧5的下部由螺堵10定位，螺堵10中間開有一個小孔與大氣連通；缸套6安裝固定在上安裝板2的內平面上，活塞7安裝在缸套6里；調節(jié)螺桿8與缸套6同軸安裝在上安裝板2上；其下部頂著活塞7的上平面。本發(fā)明靜動剛度可調，結構簡單，成本低廉，方便實用。
文檔編號F16F9/44GK102401070SQ20111016816
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權日2011年6月21日
發(fā)明者賀劼 申請人:賀劼