專利名稱：用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及用于重載車(chē)輛的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于重載車(chē)輛的空氣懸掛式車(chē)橋/懸架系統(tǒng)，其采用空氣彈簧以緩沖車(chē)輛的行駛。更具體地，本發(fā)明涉及重載車(chē)輛的空氣懸掛式車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧，其中空氣彈簧被優(yōu)化，以便根據(jù)空氣彈簧的波紋管腔室的體積、空氣彈簧的活塞腔室的體積以及一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口的尺寸，使得空氣彈簧具有阻尼特性，繼而使得車(chē)橋/懸架系統(tǒng)具有阻尼特性，該一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口在波紋管腔室和活塞腔室之間形成在空氣彈簧中并且與波紋管腔室和活塞腔室連通。更具體地，活塞腔室和波紋管腔室之間的空氣流通過(guò)位于空氣彈簧的活塞腔室和波紋管腔室之間的開(kāi)口為空氣彈簧提供粘性阻尼。
背景技術(shù)：
使用空氣懸掛式尾隨和引導(dǎo)臂剛性梁型車(chē)橋/懸架系統(tǒng)多年來(lái)在重載卡車(chē)和牽引車(chē)-拖車(chē)工業(yè)中倍受歡迎。盡管這樣的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)可能在結(jié)構(gòu)形式上廣為變化，但是通常他們的結(jié)構(gòu)的類似之處在于，每個(gè)系統(tǒng)通常都包括一對(duì)懸架組件。在某些重載車(chē)輛中，懸架組件直接連接到車(chē)輛的初級(jí)框架。在其它重載車(chē)輛中，車(chē)輛的初級(jí)框架支撐子框架，并且懸架組件直接連接到子框架。對(duì)于支撐子框架的那些重載車(chē)輛，子框架可以是不可動(dòng)的或者可以是可動(dòng)的，可動(dòng)的子框架常常被稱為滑動(dòng)器箱、滑動(dòng)器子框架、滑動(dòng)器底架或次級(jí)滑動(dòng)器框架。為了方便和清楚的目的，本文將以主構(gòu)件為基準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)理解，這樣的基準(zhǔn)是以舉例的方式，并且本發(fā)明應(yīng)用于從主構(gòu)件懸掛的重載車(chē)輛的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)初級(jí)框架、可動(dòng)子框架和不可動(dòng)子框架。具體地，車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的每個(gè)懸架組件都包括縱向延伸的長(zhǎng)形梁。每個(gè)梁通常都定位成與形成車(chē)輛的框架的一對(duì)間隔開(kāi)的縱向延伸的主構(gòu)件和一個(gè)或多個(gè)橫向構(gòu)件中的相應(yīng)一個(gè)相鄰并且處于該相應(yīng)一個(gè)的下方。更具體地，每個(gè)梁都在其一個(gè)端部處樞轉(zhuǎn)地連接到吊架，繼而附接到車(chē)輛的主構(gòu)件中的相應(yīng)一個(gè)且從該相應(yīng)一個(gè)懸掛。軸在一對(duì)懸架組件的梁之間橫向地延伸，并且通常通過(guò)某些手段在從每個(gè)梁的大致中點(diǎn)到梁的與其樞轉(zhuǎn)連接端部相對(duì)的端部所選擇的位置處連接到該對(duì)懸架組件的梁。與樞轉(zhuǎn)連接端部相對(duì)的梁端部也連接到空氣彈簧，或其等同形式，繼而連接到主構(gòu)件中相應(yīng)的一個(gè)。高度控制閥安裝在主構(gòu)件或其它支撐結(jié)構(gòu)上，并且操作地連接到梁和空氣彈簧，以便維持車(chē)輛的行駛高度。制動(dòng)系統(tǒng)和用于為車(chē)輛的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)提供阻尼的一個(gè)或多個(gè)吸震器也安裝在車(chē)橋/懸架系統(tǒng)上。梁可以相對(duì)于車(chē)輛的前方從樞轉(zhuǎn)連接部向后或向前延伸，從而限定通常被分別稱為尾隨臂或引導(dǎo)臂車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。然而，為了本文中所含的說(shuō)明的目的，應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)“尾隨臂”將涵蓋相對(duì)于車(chē)輛的前端向后或向前延伸的梁。
重載車(chē)輛的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)用來(lái)緩沖行駛、衰減振動(dòng)、以及穩(wěn)定車(chē)輛。更具體地，當(dāng)車(chē)輛在道路上行進(jìn)時(shí)，其車(chē)輪所遇到的道路條件向安裝車(chē)輪的相應(yīng)軸施加各種力、載荷和/或應(yīng)力(在本文中統(tǒng)稱為力)，繼而向與軸連接且支撐軸的懸架組件施加各種力、載荷和/或應(yīng)力。為了最小化這些力在車(chē)輛操作時(shí)對(duì)車(chē)輪的不利影響，車(chē)橋/懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)成反應(yīng)和/或吸收這些力中的至少一些。這些力包括豎向力，其在車(chē)輪遇到某些道路條件時(shí)由車(chē)輪的豎向運(yùn)動(dòng)引起；縱向力，其由車(chē)輛的加速和減速引起；以及側(cè)向載荷和扭轉(zhuǎn)力，其與車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)相關(guān)，例如車(chē)輛的轉(zhuǎn)動(dòng)和變道操縱。為了應(yīng)對(duì)這樣完全不同的力，車(chē)橋/懸架系統(tǒng)具有不同的結(jié)構(gòu)需求。更具體地，期望車(chē)橋/懸架系統(tǒng)相當(dāng)剛性，以最小化車(chē)輛所經(jīng)歷的搖擺量，從而提供本領(lǐng)域中所謂的側(cè)傾穩(wěn)定性。然而，還期望的是，車(chē)橋/懸架系統(tǒng)相對(duì)柔性，以幫助緩沖車(chē)輛以使其免于豎向沖擊，并且提供柔性而使得車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的各部件抵抗失效，從而增加車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的耐久性。還期望衰減由這些力導(dǎo)致的振動(dòng)或震蕩。緩沖車(chē)輛的行駛以使其免于豎向沖擊的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是空氣彈簧，同時(shí)吸震器通常為車(chē)橋/懸架系統(tǒng)提供阻尼特性。用于重載空氣懸掛式車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的典型空氣彈簧包括三個(gè)主部件柔性波紋管、活塞和波紋管頂部板。波紋管通常由橡膠或其它柔性材料形成，并且操作地安裝在活塞的頂部上。活塞通常由鋼、鋁、纖維強(qiáng)化塑料或其它剛性材料形成，并且通過(guò)緊固件安裝在懸架組件的梁的頂部板的后端部上。容納在空氣彈簧中的增壓空氣的體積或“空氣體積”是確定空氣彈簧的彈簧剛度的主要因素。更具體地，該空氣體積容納在波紋管內(nèi)，并且在某些情況下容納在空氣彈簧的活塞中?？諝鈴椈傻目諝怏w積越大，則空氣彈簧的彈簧剛度越低。在重載車(chē)輛工業(yè)中，較低的彈簧剛度通常是更加期望的，原因是其為車(chē)輛在操作期間提供較軟的行駛。通常，活塞包含中空腔體，該中空腔體與波紋管連通，并且通過(guò)允許活塞和波紋管體積之間的不受限制的空氣連通而增加空氣彈簧的空氣體積，或者活塞具有大致中空的圓柱形形狀且不與波紋管體積連通，從而活塞無(wú)助于空氣彈簧的空氣體積。空氣彈簧的空氣體積與空氣源(例如空氣供應(yīng)罐)流體連通，并且還與車(chē)輛的高度控制閥流體連通。通過(guò)將空氣流引入和引出車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧，高度控制閥幫助維持車(chē)輛的期望行駛高度?，F(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧(例如上述空氣彈簧)在車(chē)輛操作期間為車(chē)輛貨物和乘客提供緩沖的同時(shí)為車(chē)橋/懸架系統(tǒng)提供很少(如果有的話)的阻尼特性。相反，這樣的阻尼特性通常由一對(duì)液壓吸震器提供，但是單個(gè)吸震器也已經(jīng)得到使用并且是本領(lǐng)域中眾所周知的。吸震器中的每一個(gè)都安裝在車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的懸架組件中相應(yīng)一個(gè)的梁與車(chē)輛的主構(gòu)件中相應(yīng)一個(gè)上并且在車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的懸架組件中相應(yīng)一個(gè)的梁與車(chē)輛的主構(gòu)件中相應(yīng)一個(gè)之間延伸。這些吸震器增加了車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的復(fù)雜度和重量。此外，因?yàn)槲鹌鳛檐?chē)橋/懸架系統(tǒng)的保養(yǎng)項(xiàng)目，其需要不時(shí)進(jìn)行維護(hù)和/或更換，所以它們也增加了車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的額外維護(hù)和/或更換成本。車(chē)輛可以承載的貨物的量受地方、州和/或國(guó)家道路和橋梁法律的監(jiān)管。大多數(shù)道路和橋梁法律之后的基本原則是限制車(chē)輛能夠承載的最大載荷，并且限制各個(gè)軸能夠支撐的最大載荷。因?yàn)槲鹌鬏^重，所以這些部件增加了車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的不期望的重量，并且因此降低了重載車(chē)輛能夠承載的貨物的量。根據(jù)所采用的吸震器，它們還增加了車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的變化復(fù)雜程度，這也是不期望的。某些現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧已經(jīng)嘗試通過(guò)在空氣彈簧的波紋管和活塞腔室之間設(shè)置閥來(lái)為空氣彈簧提供阻尼特性。其它現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧已經(jīng)嘗試通過(guò)在空氣彈簧的波紋管和活塞腔室之間形成開(kāi)口來(lái)為空氣彈簧提供阻尼特性，該開(kāi)口被與該開(kāi)口相鄰地安裝的橡膠舌片部分地覆蓋，以便為空氣彈簧提供阻尼特性。其它現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧已經(jīng)包括波紋管和活塞之間的大開(kāi)口，以允許兩個(gè)體積之間的完全的不受限制的空氣連通，從而增大空氣體積，并且因此減小空氣彈簧的彈簧剛度，在操作期間為車(chē)輛提供較軟的行駛。然而，包括閥的現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧是復(fù)雜的，并且需要可能隨時(shí)間而損壞的閥部件，這需要進(jìn)行更換的費(fèi)用和時(shí)間。包括具有橡膠舌片的開(kāi)口的現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧通常限制某些空氣沿一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，但是允許空氣沿相反方向自由流動(dòng)。此外，這些橡膠舌片與閥一樣，是空氣彈簧內(nèi)的額外部件，可能會(huì)磨損，從而需要昂貴的修復(fù)和/或維護(hù)。此外，這些在波紋管和活塞之間包括開(kāi)口的現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧沒(méi)有考慮波紋管腔室的體積、活塞腔室的體積或者在波紋管腔室和活塞腔室之間形成的與波紋管腔室和活塞腔室連通的開(kāi)口的尺寸和/或數(shù)量，來(lái)為空氣彈簧提供改進(jìn)的阻尼特性。通過(guò)提供波紋管腔室、活塞腔室以及在波紋管腔室和活塞腔室之間形成的與波紋管腔室和活塞腔室連通的開(kāi)口之間的某些結(jié)構(gòu)關(guān)系，本發(fā)明的用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧克服了與現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧相關(guān)的問(wèn)題，優(yōu)化了空氣彈簧的阻尼特性，同時(shí)比采用閥、橡膠舌片和類似物的現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧整體上使用較少的部件。用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧包括調(diào)諧空氣彈簧的某些結(jié)構(gòu)部件，以便對(duì)于指定的應(yīng)用，根據(jù)活塞腔室體積、波紋管腔室體積以及在空氣彈簧的波紋管腔室和活塞腔室之間形成的與波紋管腔室和活塞腔室連通的開(kāi)口的尺寸、形狀、長(zhǎng)度和/或數(shù)量，優(yōu)化或找到空氣彈簧的阻尼特性的“最有效點(diǎn)”。通過(guò)提供具有優(yōu)化阻尼特性的用于重載車(chē)輛的空氣彈簧，可以消除車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的吸震器，或者其尺寸可以減小，降低復(fù)雜度、節(jié)省重量和成本，并且允許重載車(chē)輛拖運(yùn)更多的貨物。此外，吸震器、閥和/或橡膠舌片的消除可能消除與這些較為復(fù)雜的系統(tǒng)相關(guān)的昂貴的修復(fù)和/或維護(hù)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的包括提供一種空氣彈簧，其具有優(yōu)化的阻尼特性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是消除吸震器或減小吸震器的尺寸，從而降低復(fù)雜度，節(jié)省重量和成本，并且允許重載車(chē)輛拖運(yùn)更多的貨物。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有優(yōu)化的阻尼特性的空氣彈簧，其較為簡(jiǎn)單，并且消除或降低了昂貴的修復(fù)和/或維護(hù)成本。這些目的和優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)本發(fā)明的空氣彈簧獲得，該空氣彈簧包括操作地連接到活塞腔室的波紋管腔室。波紋管腔室和活塞腔室之間設(shè)置有至少一個(gè)開(kāi)口。該至少一個(gè)開(kāi)口允許流體在波紋管腔室和活塞腔室之間連通，從而以平方英寸表示的至少一個(gè)開(kāi)口的橫截面面積與以立方英寸表示的活塞腔室的體積、與以立方英寸表示的波紋管腔室的體積的比為從大約 1:600:1200 至大約 1:14100:23500。


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，申請(qǐng)人已經(jīng)想到的應(yīng)用該原理的最佳模式的展示，在以下的說(shuō)明書(shū)中陳述，在附圖中示出，并且在所附權(quán)利要求中具體地且清楚地指出和陳述。圖1為結(jié)合有一對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的俯視后部透視圖，并且示出了一對(duì)吸震器，該對(duì)吸震器中每一個(gè)都安裝在車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的懸架組件中相應(yīng)一個(gè)上；圖2為本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧的剖視透視圖，示出了在活塞頂部板中形成的開(kāi)口，這些開(kāi)口處于活塞腔室和波紋管腔室之間且與活塞腔室和波紋管腔室連通，并且還示出了附接到活塞的頂部板上的緩沖器；圖3為本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧的剖視透視圖，示出了在緩沖器安裝板和活塞頂部板中形成的開(kāi)口以及相鄰的活門(mén)，這些開(kāi)口處于活塞腔室和波紋管腔室之間且與活塞腔室和波紋管腔室連通，并且還示出了附接到活塞的頂部板的頂部表面上的緩沖器；圖4為本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧的多倍放大局部剖視透視圖，示出了設(shè)置在活塞頂部板和緩沖器安裝板之間的活門(mén)，并且示出了當(dāng)空氣從活塞腔室流入波紋管腔室時(shí)靠著緩沖器安裝板被向上推壓的活門(mén)；圖5為與圖4類似的視圖，但是示出了當(dāng)空氣從波紋管腔室流入活塞腔室時(shí)靠著活塞頂部板被向下推壓的活門(mén)；以及圖6為曲線圖，其大致示出了在頻率范圍內(nèi)當(dāng)以恒定振幅循環(huán)測(cè)試空氣彈簧時(shí)本發(fā)明的空氣彈簧的不同變型所能夠獲得的相對(duì)阻尼水平。在整個(gè)附圖中，類似的附圖標(biāo)號(hào)涉及類似的部分。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解采用本發(fā)明的用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧的環(huán)境，圖1中示出了結(jié)合有現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧24的尾隨臂懸吊梁型空氣懸掛式車(chē)橋/懸架系統(tǒng)，其整體上用10表示，并且將在以下詳細(xì)描述。應(yīng)該指出的是，車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10通常安裝在重載車(chē)輛的一對(duì)縱向延伸的間隔開(kāi)的主構(gòu)件(未示出)上，該主構(gòu)件通常代表用于重載車(chē)輛的各種類型的框架，包括不支撐子框架的初級(jí)框架以及支撐子框架的初級(jí)框架和/或地板結(jié)構(gòu)。對(duì)于支撐子框架的初級(jí)框架和/或地板結(jié)構(gòu)，子框架可以是不可動(dòng)的或者可以是可動(dòng)的，可動(dòng)的子框架常常被稱為滑動(dòng)器箱。因?yàn)檐?chē)橋/懸架系統(tǒng)10總體上包括相同的一對(duì)懸架組件14，所以為了清楚起見(jiàn)，以下將僅僅描述一個(gè)懸架組件。懸架組件14經(jīng)由尾隨臂懸吊梁18樞轉(zhuǎn)地連接到吊架16。更具體地，梁18形成為大致顛倒的一體形成的U形，具有頂部板65和一對(duì)側(cè)壁66，其中梁的敞開(kāi)部分大致面向下。底部板63在側(cè)壁66的最下側(cè)端部之間延伸，并且通過(guò)任何合適的手段(例如焊接)附接到側(cè)壁66的最下側(cè)端部，以完成梁18的結(jié)構(gòu)。尾隨臂懸吊梁18包括前端部20，該前端部20具有襯套組件22，該襯套組件22包括本領(lǐng)域中眾所周知的襯套、樞轉(zhuǎn)螺栓和墊圈，以方便梁到吊架16的樞轉(zhuǎn)連接。梁18還包括后端部26，該后端部26焊接到或以其它方式剛性附接到橫向延伸的軸32。懸架組件14還包括空氣彈簧24，空氣彈簧24安裝在梁后端部26和主構(gòu)件(未示出)上，并且在梁后端部26和主構(gòu)件之間延伸。空氣彈簧24包括波紋管41和活塞42。波紋管41的頂部部分與波紋管頂部板43密封地接合?？諝鈴椈砂惭b板44通過(guò)緊固件45安裝在頂部板43上，該緊固件45也用來(lái)將空氣彈簧24的頂部部分安裝到車(chē)輛主構(gòu)件(未示出)?；钊?2通常為圓柱形，并且具有大致平的底部板和頂部板(未示出)。波紋管41的底部部分與活塞頂部板(未示出)密封地接合?；钊撞堪逶诹汉蠖瞬?6處靠在梁頂部板65上，并且以本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的方式(例如通過(guò)緊固件或螺栓(未示出))附接到梁頂部板65。活塞頂部板形成為不具有開(kāi)口，從而活塞42和波紋管41之間沒(méi)有流體連通。因此，活塞42通常不向空氣彈簧24提供任何可測(cè)量的體積。吸震器40的頂端部經(jīng)由安裝托架19和緊固件15以本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的方式安裝在吊架16的向內(nèi)延伸的翼部17上。吸震器40的底端部以本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的方式安裝到梁18 (該安裝未示出)。為了相對(duì)完整起見(jiàn)，包括制動(dòng)腔室30的制動(dòng)系統(tǒng)28示出為安裝在現(xiàn)有技術(shù)的懸架組件14上。如上所述，車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10設(shè)計(jì)成在車(chē)輛操作時(shí)吸收作用在車(chē)輛上的力。更具體地，期望車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10是剛性的或剛硬的，以便抵抗側(cè)傾力，從而為車(chē)輛提供側(cè)傾穩(wěn)定性。這通常是通過(guò)利用梁18而實(shí)現(xiàn)的，梁18是剛性的，并且還剛性地附接到軸32。然而，還期望的是，車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10是柔性的，以幫助緩沖車(chē)輛(未示出)而使車(chē)輛免于豎向沖擊，并且提供柔性而使得車(chē)橋/懸架系統(tǒng)抵抗失效。這樣的柔性通常是通過(guò)利用襯套組件22將梁18樞轉(zhuǎn)地連接到吊架16而實(shí)現(xiàn)的?？諝鈴椈?4和吸震器40還幫助對(duì)于貨物和乘客緩沖行駛。上述現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧24具有非常有限的阻尼能力或者不具有阻尼能力，原因是如上所述其結(jié)構(gòu)不提供阻尼能力。相反，現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧24依靠吸震器40來(lái)為車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10提供阻尼。因?yàn)槲鹌?0較重，所以這增加了車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的重量，并且因此降低了重載車(chē)輛能夠承載的貨物的量。吸震器40還增加了車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的復(fù)雜度。此外，因?yàn)槲鹌?0為車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的保養(yǎng)項(xiàng)目，其需要不時(shí)進(jìn)行維護(hù)和/或更換，所以它們也增加了車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的額外維護(hù)和/或更換成本。本發(fā)明的用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧克服了與現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧相關(guān)的問(wèn)題，包括那些具有開(kāi)口、閥、舌片和類似物的空氣彈簧，以及缺乏上述這些額外部件的典型現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧，以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的空氣彈簧。本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧在圖2中整體上示出為124，與軸額定最大重量(GAWR)為大約20，000磅的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的軸結(jié)合使用，并且將在以下詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，以下的說(shuō)明是以舉例的方式而不是限制性的，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124可以根據(jù)使用該空氣彈簧的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的軸的GAWR進(jìn)行放大或縮小，而不改變本發(fā)明的整體概念或操作。類似于現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧24，本發(fā)明的空氣彈簧124結(jié)合到車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10中，或者結(jié)合到其它類似的空氣懸掛式車(chē)橋/懸架系統(tǒng)中。空氣彈簧124包括波紋管141和活塞142。波紋管141的頂端部以本領(lǐng)域眾所周知的方式與波紋管頂部板143密封地接合?？諝鈴椈砂惭b板(未示出)通過(guò)緊固件(未示出)安裝在頂部板143的頂部表面上，該緊固件還用來(lái)將空氣彈簧124的頂部部分安裝到車(chē)輛的主構(gòu)件(未示出)中相應(yīng)的一個(gè)上?；蛘?，波紋管頂部板143也可以直接安裝在車(chē)輛的主構(gòu)件(未示出)中相應(yīng)的一個(gè)上?；钊?42為大致圓柱形，并且包括連續(xù)的大致臺(tái)階形的側(cè)壁144，該側(cè)壁144附接到大致平的底部板150且一體地形成有頂部板182。底部板150形成有向上延伸的中心轂152。中心轂152包括底部板154，該底部板154形成有中心開(kāi)口 153。緊固件151穿過(guò)開(kāi)口 153設(shè)置，以便將活塞142在梁后端部26處附接到梁頂部板65 (圖1)?；钊?42的頂部板182、側(cè)壁144和底部板150限定了具有內(nèi)部體積V1的活塞腔室199?；钊?42的頂部板182形成有向上延伸的圓形凸起183，該凸起183具有圍繞其周邊的唇緣180。唇緣180與波紋管141的最下側(cè)端部配合，以在波紋管和唇緣之間形成氣密密封，如本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的。波紋管141、頂部板143和活塞頂部板182限定了波紋管腔室198，該波紋管腔室198在標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)行駛高度下具有內(nèi)部體積V2。緩沖器181借助本領(lǐng)域中眾所周知的方式剛性地附接到緩沖器安裝板186。緩沖器安裝板186繼而通過(guò)緊固件184安裝在活塞頂部板182上。緩沖器181從緩沖器安裝板186的頂部表面向上延伸。緩沖器181用作活塞頂部板182和波紋管頂部板143之間的緩沖墊，以便在車(chē)輛操作期間保持這些板彼此不接觸，這種接觸可能引起板的損壞。根據(jù)本發(fā)明的主要特征之一，活塞頂部板182形成有一對(duì)開(kāi)口 185，該一對(duì)開(kāi)口允許活塞腔室199的體積V1與波紋管腔室198的體積V2彼此連通。更具體地，在車(chē)輛操作期間，開(kāi)口 185允許流體或空氣在活塞腔室199和波紋管腔室198之間通過(guò)。開(kāi)口 185是圓形的，但是在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，開(kāi)口可以采用其它形狀、尺寸、長(zhǎng)
度和數(shù)量。可以想到，以平方英寸測(cè)量的開(kāi)口 185的橫截面面積與以立方英寸測(cè)量的活塞腔室199的體積、與以立方英寸測(cè)量的波紋管腔室198的體積的比在從大約1:600:1200到大約1:14100:23500的比值范圍內(nèi)。以舉例的方式，用于軸的GAWR為大約20，000磅的重載拖車(chē)的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的空氣彈簧124采用體積V2等于大約485立方英寸的波紋管腔室198、體積V1為大約240立方英寸的活塞腔室199以及組合橫截面面積為大約O. 06平方英寸的開(kāi)口 185。如上所述，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的包括上述比值范圍的空氣彈簧124可以根據(jù)采用該空氣彈簧的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的軸32的GAWR進(jìn)行放大或縮小?，F(xiàn)在已經(jīng)描述了本發(fā)明的第一實(shí)施例的空氣彈簧124的結(jié)構(gòu)，以下將詳細(xì)描述空氣彈簧的阻尼特性的操作。當(dāng)車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的軸32經(jīng)歷顛簸情況時(shí)，例如當(dāng)車(chē)輛的車(chē)輪遇到道路上的路緣或隆起塊時(shí)，軸朝向車(chē)輛的底盤(pán)向上豎直地運(yùn)動(dòng)。在這樣的顛簸情況中，當(dāng)車(chē)輛在道路上的路緣或隆起塊上行進(jìn)時(shí)，波紋管腔室198通過(guò)車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10壓縮?？諝鈴椈刹y管腔室198的壓縮使得波紋管腔室的內(nèi)部壓力增大。因此，在波紋管腔室198和活塞腔室199之間形成壓差。該壓差使得空氣從波紋管腔室198通過(guò)活塞頂部板開(kāi)口 185流入活塞腔室199?？諝鈴牟y管腔室198通過(guò)活塞頂部板開(kāi)口 185進(jìn)入活塞腔室199的受限流動(dòng)引發(fā)粘性阻尼。空氣流過(guò)開(kāi)口 185的另一結(jié)果是，波紋管腔室198和活塞腔室199之間的壓差減小?？諝饫^續(xù)流過(guò)活塞頂部板開(kāi)口 185，直到活塞腔室199和波紋管腔室198的壓力均衡。反之，當(dāng)車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的軸32經(jīng)歷回彈情況時(shí)，例如當(dāng)車(chē)輛的車(chē)輪遇到道路上的大洞或凹陷時(shí)，軸離開(kāi)車(chē)輛的底盤(pán)向下豎直地運(yùn)動(dòng)。在這樣的回彈情況中，當(dāng)車(chē)輛行進(jìn)到道路上的大洞或凹陷中時(shí)，波紋管腔室198通過(guò)車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10膨脹。空氣彈簧波紋管腔室198的膨脹使得波紋管腔室的內(nèi)部壓力減小。因此，在波紋管腔室198和活塞腔室199之間形成壓差。該壓差使得空氣從活塞腔室199通過(guò)活塞頂部板開(kāi)口 185流入波紋管腔室198?？諝馔ㄟ^(guò)活塞頂部板開(kāi)口 185的受限流動(dòng)引發(fā)粘性阻尼。空氣流過(guò)開(kāi)口 185的另一結(jié)果是，波紋管腔室198和活塞腔室199之間的壓差減小?？諝鈱⒗^續(xù)流過(guò)活塞頂部板開(kāi)口 185，直到活塞腔室199和波紋管腔室198的壓力均衡。當(dāng)在若干秒的一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有或幾乎沒(méi)有發(fā)生懸浮運(yùn)動(dòng)時(shí)，波紋管腔室198和活塞腔室199的壓力可以認(rèn)為是相等的。額外參考圖6，通過(guò)調(diào)節(jié)活塞腔室199的體積V1、波紋管腔室198的體積V2和/或活塞頂部板開(kāi)口 185的相對(duì)尺寸，能夠調(diào)諧所獲得的粘性阻尼水平以及粘性阻尼的最高水平出現(xiàn)時(shí)的頻率。通過(guò)在一次循環(huán)或震蕩內(nèi)粘性阻尼所損失的能量來(lái)測(cè)量所獲得的阻尼水平。例如，相對(duì)較小的波紋管腔室體積V2將產(chǎn)生較高水平的阻尼，原因是對(duì)于指定的情況波紋管腔室198內(nèi)的壓力變化將會(huì)較高，即較高的壓差意味著更多地流過(guò)活塞頂部板開(kāi)口185，從而導(dǎo)致較大的粘性阻尼。通過(guò)另一個(gè)例子，相對(duì)較大的活塞腔室體積V1也將大致產(chǎn)生較高的阻尼水平(圖6)，原因是活塞腔室199和波紋管腔室198之間的壓差通常將持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行均衡，即更多的空氣將需要流過(guò)活塞頂部板開(kāi)口 185，從而在活塞腔室和波紋管腔室之間導(dǎo)致更大的粘性阻尼。通過(guò)另一個(gè)例子，改變活塞頂部板開(kāi)口 185的相對(duì)橫截面尺寸、形狀、數(shù)量或者甚至長(zhǎng)度繼而將影響活塞腔室199和波紋管腔室198中的壓力均衡所要花費(fèi)的時(shí)間。因此，活塞頂部板開(kāi)口 185的橫截面尺寸可以改變，以改變粘性阻尼的水平和出現(xiàn)最高阻尼水平時(shí)的頻率，大致如圖6所示。如上所述，活塞腔室199的體積V1、波紋管腔室198的體積V2以及開(kāi)口 185的橫截面面積全部彼此相關(guān)，在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，在車(chē)輛操作期間為空氣彈簧124提供特定應(yīng)用的阻尼特性。更具體地，可以修改活塞腔室199和波紋管腔室198的結(jié)構(gòu)尺寸，以分別增大或減小活塞腔室和波紋管腔室的體積V1和V2,從而針對(duì)某些應(yīng)用調(diào)諧空氣彈簧124的阻尼特性。更具體地，當(dāng)活塞腔室199的體積V1增大時(shí)，空氣彈簧124的阻尼能力也大致增大。當(dāng)波紋管腔室198的體積V2減小時(shí)，空氣彈簧124的阻尼能力大致增大。此外，開(kāi)口 185的相對(duì)尺寸確定了改進(jìn)的阻尼將出現(xiàn)的頻率，其中增大的開(kāi)口尺寸提高了最高阻尼水平出現(xiàn)時(shí)的頻率，減小的開(kāi)口尺寸降低了最高阻尼水平出現(xiàn)時(shí)的頻率，大致如圖6所示。本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧在圖3中整體上示出為224，并且將在以下詳細(xì)描述。類似于現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧24，本發(fā)明的空氣彈簧224結(jié)合到車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10中，或者結(jié)合到其它類似的空氣懸掛式車(chē)橋/懸架系統(tǒng)中?？諝鈴椈?24包括波紋管241和活塞242。波紋管241的頂端部以本領(lǐng)域眾所周知的方式與波紋管頂部板243密封地接合。空氣彈簧安裝板(未示出)通過(guò)緊固件(未示出)安裝在頂部板243的頂部表面上，該緊固件還用來(lái)將空氣彈簧224的頂部部分安裝到車(chē)輛的主構(gòu)件(未示出)中相應(yīng)的一個(gè)上。活塞242為大致圓柱形，并且包括連續(xù)的大致臺(tái)階形的側(cè)壁244，該側(cè)壁244附接到大致平的底部板250且一體地形成有頂部板282。底部板250形成有向上延伸的中心轂252。中心轂252包括底部板254，該底部板254形成有中心開(kāi)口 253。緊固件251穿過(guò)開(kāi)口 253設(shè)置，以便將活塞242在梁后端部26處附接到梁頂部板65 (圖1)?；钊?42的頂部板282、側(cè)壁244和底部板250限定了具有內(nèi)部體積V1的活塞腔室299。活塞242的頂部板282形成有向上延伸的圓形凸起283，該凸起283具有圍繞其周邊的唇緣280。唇緣280與波紋管241的最下側(cè)端部配合，以在波紋管和唇緣之間形成氣密密封，如本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的。波紋管241、頂部板243和活塞頂部板282限定了波紋管腔室298，該波紋管腔室298在標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)行駛高度下具有內(nèi)部體積V2。緩沖器281通過(guò)粘合劑或其它類似的安裝手段安裝在緩沖器安裝板286上。緩沖器安裝板286通過(guò)緊固件284安裝在活塞頂部板282上。緩沖器281從緩沖器安裝板286的頂部表面向上延伸。緩沖器281用作活塞頂部板282和波紋管頂部板243之間的緩沖墊，以便在車(chē)輛操作期間保持這些板彼此不接觸，這種接觸可能引起板的損壞。根據(jù)本發(fā)明的主要特征之一，緩沖器安裝板286形成有一對(duì)開(kāi)口 285，該一對(duì)開(kāi)口285與在活塞頂部板282中形成的一對(duì)開(kāi)口 287連通。由金屬形成的活門(mén)288設(shè)置在緩沖器安裝板286和活塞頂部板282之間?；铋T(mén)288也形成有孔口 297?；铋T(mén)288允許空氣相對(duì)自由地從波紋管腔室298流入到活塞腔室299中，但是限制從活塞腔室通過(guò)活門(mén)孔口 297到波紋管腔室中的空氣流動(dòng)。根據(jù)空氣流動(dòng)方向(進(jìn)入活塞腔室或離開(kāi)活塞腔室)，活門(mén)288用來(lái)改變活塞腔室299和波紋管腔室298之間的空氣流動(dòng)。例如，通過(guò)活門(mén)孔口 297限制從活塞腔室299到波紋管腔室298中的空氣流動(dòng)。更具體地，當(dāng)空氣從活塞腔室299流入到波紋管腔室298中，活門(mén)288靠著緩沖器安裝板286和緩沖器安裝板開(kāi)口 285被向上推壓(圖4)。因?yàn)榛铋T(mén)孔口 297大致小于緩沖器安裝板開(kāi)口 285和活塞頂部板開(kāi)口 287，所以通過(guò)活門(mén)孔口限制空氣流動(dòng)。通過(guò)另一個(gè)例子，通過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口 285限制沿相反方向從波紋管腔室298到活塞腔室299中的空氣流動(dòng)。更具體地，當(dāng)空氣從波紋管腔室298流入到活塞腔室299中時(shí)，活門(mén)288被向下推壓，并且靠在活塞頂部板282上(圖5)。這有效地打開(kāi)緩沖器安裝板開(kāi)口 285和活塞頂部板開(kāi)口 287之間的連通。因?yàn)榫彌_器安裝板開(kāi)口285大致小于活塞頂部板開(kāi)口 287，所以通過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口限制空氣流動(dòng)。與沒(méi)有活門(mén)的空氣彈簧相比，活門(mén)288大致能夠增大較高頻率下的空氣彈簧的相對(duì)阻尼水平(圖6)。緩沖器安裝板開(kāi)口 285是圓形的，但是在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，開(kāi)口可以采用其它形狀、尺寸、長(zhǎng)度和數(shù)量?？梢韵氲?，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，活門(mén)288可以由具有其它形狀和尺寸的不同材料形成。活門(mén)孔口 297是圓形的，但是在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，開(kāi)口可以采用其它形狀、尺寸、長(zhǎng)度和數(shù)量?？梢韵氲剑彌_器安裝板開(kāi)口 285應(yīng)當(dāng)至少與活門(mén)孔口 297 —樣大。還可以想到，以平方英寸測(cè)量的活門(mén)孔口 297的橫截面面積與以立方英寸測(cè)量的活塞腔室299的體積、與以立方英寸測(cè)量的波紋管腔室298的體積的比在從大約1:600:1200到大約1:14100:23500的比值范圍內(nèi)。以舉例的方式，用于軸的GAWR為大約20，000磅的重載拖車(chē)的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的空氣彈簧224采用體積V2等于大約485立方英寸的波紋管腔室298、體積V1為大約240立方英寸的活塞腔室299、組合橫截面面積為大約O. 3平方英寸的開(kāi)口 285以及組合橫截面面積為大約O. 06平方英寸的活門(mén)孔口 297。如上所述，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的包括上述比值范圍的空氣彈簧224可以根據(jù)采用該空氣彈簧的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的軸32的GAWR進(jìn)行放大或縮小?，F(xiàn)在已經(jīng)描述了本發(fā)明的第二實(shí)施例的空氣彈簧224的結(jié)構(gòu)，以下將詳細(xì)描述空氣彈簧的阻尼特性的操作。當(dāng)車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的軸32經(jīng)歷顛簸情況時(shí)，例如當(dāng)車(chē)輛的車(chē)輪遇到道路上的路緣或隆起塊時(shí)，軸朝向車(chē)輛的底盤(pán)向上豎直地運(yùn)動(dòng)。在這樣的顛簸情況中，當(dāng)車(chē)輛在道路上的路緣或隆起塊上行進(jìn)時(shí)，波紋管腔室298通過(guò)車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10壓縮?？諝鈴椈刹y管腔室298的壓縮使得波紋管腔室的內(nèi)部壓力增大。因此，在波紋管腔室298和活塞腔室299之間形成壓差。該壓差使得空氣從波紋管腔室298流過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口 285，使得活門(mén)288被迫向下(如上詳細(xì)所述且如圖5所示)，從而允許空氣通過(guò)頂部板開(kāi)口 287流入到活塞腔室299中。通過(guò)改變特性，例如活門(mén)288和/或活門(mén)孔口 297的剛度、形狀、尺寸、長(zhǎng)度和數(shù)量以及緩沖器安裝板開(kāi)口 285的形狀、尺寸、數(shù)量、長(zhǎng)度，能夠改變由活門(mén)和緩沖器安裝板開(kāi)口的組合引起的空氣流動(dòng)的限制。從波紋管腔室298通過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口 285和越過(guò)活門(mén)288到活塞腔室299中的受限的空氣流動(dòng)引發(fā)粘性阻尼。流過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口 285和越過(guò)活門(mén)288的另一結(jié)果是，波紋管腔室298和活塞腔室299之間的壓差減小?？諝鈱⒗^續(xù)流過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口 285，越過(guò)活門(mén)288而流入到活塞腔室299中，直到活塞腔室和波紋管腔室298的壓力均衡。反之，當(dāng)車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10的軸32經(jīng)歷回彈情況時(shí)，例如當(dāng)車(chē)輛的車(chē)輪遇到道路上的大洞或凹陷時(shí)，軸離開(kāi)車(chē)輛的底盤(pán)向下豎直地運(yùn)動(dòng)。在這樣的回彈情況中，當(dāng)車(chē)輛行進(jìn)到道路上的大洞或凹陷中時(shí)，波紋管腔室298通過(guò)車(chē)橋/懸架系統(tǒng)10膨脹?？諝鈴椈刹y管腔室298的膨脹使得波紋管腔室的內(nèi)部壓力減小。因此，在波紋管腔室298和活塞腔室299之間形成壓差。該壓差使得空氣從活塞腔室299流過(guò)活門(mén)孔口 297，流過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口 285，流過(guò)頂部板開(kāi)口 287而流入到波紋管腔室298中，如上詳細(xì)所述且如圖4所示?？諝馔ㄟ^(guò)活門(mén)孔口 297的受限流動(dòng)引發(fā)粘性阻尼?？諝饬鬟^(guò)活門(mén)孔口 297的另一結(jié)果是，波紋管腔室298和活塞腔室299之間的壓差減小?？諝鈱⒗^續(xù)流過(guò)活門(mén)孔口 297并且流過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口 285，直到活塞腔室299和波紋管腔室298的壓力均衡。當(dāng)在若干秒的一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有或幾乎沒(méi)有發(fā)生懸浮運(yùn)動(dòng)時(shí)，波紋管腔室298和活塞腔室299的壓力可以認(rèn)為是相等的。通過(guò)調(diào)節(jié)活塞腔室299的體積V1、波紋管腔室298的體積V2、活門(mén)孔口 297和/或緩沖器安裝板開(kāi)口 285的相對(duì)尺寸，能夠調(diào)諧所獲得的粘性阻尼水平以及粘性阻尼的最高水平出現(xiàn)時(shí)的頻率。例如，相對(duì)較小的波紋管腔室體積V2將產(chǎn)生較高水平的阻尼，原因是對(duì)于指定的情況波紋管腔室298內(nèi)的壓力變化將會(huì)較高，即較高的壓差意味著更多地流過(guò)緩沖器安裝板開(kāi)口 285和越過(guò)或流過(guò)活門(mén)288，從而導(dǎo)致較大的粘性阻尼。通過(guò)另一個(gè)例子，相對(duì)較大的活塞腔室體積V1將產(chǎn)生較高水平的阻尼，原因是活塞腔室299和波紋管腔室298之間的壓差將大致花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行均衡，即更多的空氣將需要流過(guò)或越過(guò)活門(mén)288和緩沖器安裝板開(kāi)口 285，導(dǎo)致活塞腔室和波紋管腔室之間更大的粘性阻尼。通過(guò)另一個(gè)例子，改變活門(mén)288和活門(mén)孔口 297的特性，例如尺寸、形狀、長(zhǎng)度、數(shù)量和剛度，繼而將影響活塞腔室299和波紋管腔室298中的壓力均衡所要花費(fèi)的時(shí)間。因此，活門(mén)孔口 297和緩沖器安裝板開(kāi)口 285的橫截面尺寸可以改變，以改變粘性阻尼的定向水平和出現(xiàn)最高阻尼水平時(shí)的頻率(圖6)。如上所述，活塞腔室299的體積V1、波紋管腔室298的體積V2以及緩沖器安裝板開(kāi)口 285和孔口 297的橫截面面積相對(duì)于彼此在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下在車(chē)輛操作期間為空氣彈簧224提供特定應(yīng)用的阻尼特性。更具體地，可以修改活塞腔室299和波紋管腔室298的結(jié)構(gòu)尺寸，以分別增大或減小活塞腔室和波紋管腔室的體積V1和V2,從而針對(duì)某些應(yīng)用調(diào)諧空氣彈簧224的阻尼特性。更具體地，當(dāng)活塞腔室299的體積V1增大時(shí)，空氣彈簧224的阻尼能力也大致增大。當(dāng)波紋管腔室298的體積V2減小時(shí)，空氣彈簧224的阻尼能力大致增大。此外，孔口 297和緩沖器安裝板開(kāi)口 285的相對(duì)尺寸還確定了改進(jìn)的阻尼將出現(xiàn)的頻率，其中增大的開(kāi)口尺寸提高了改進(jìn)的阻尼出現(xiàn)時(shí)的頻率，減小的開(kāi)口尺寸降低了改進(jìn)的阻尼出現(xiàn)時(shí)的頻率，如圖6所示。當(dāng)然，用于不同應(yīng)用且具有不同空氣彈簧、幾何結(jié)構(gòu)和物理特性的其它類型的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)將被不同地調(diào)諧，以優(yōu)化用于特定應(yīng)用的阻尼特性，但是本文所述的基本原理將會(huì)是適用的。通過(guò)調(diào)節(jié)上文中所述的變量，可以看到，在車(chē)輛操作期間空氣彈簧經(jīng)歷的各種振幅和頻率下能夠調(diào)節(jié)或調(diào)諧在指定車(chē)橋/懸架系統(tǒng)中獲得的阻尼水平。通過(guò)提供一種空氣彈簧，其具有針對(duì)指定應(yīng)用的優(yōu)化的阻尼能力，與具有阻尼能力的現(xiàn)有技術(shù)空氣彈簧相比還使用大致較少的部件，本發(fā)明的用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧克服了與現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧相關(guān)的問(wèn)題。用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧提供一種用于調(diào)諧空氣彈簧的部件的方法，其基于活塞腔室空間、波紋管腔室體積以及在空氣彈簧的波紋管腔室和活塞腔室之間形成的開(kāi)口的尺寸、形狀和/或數(shù)量，以優(yōu)化空氣彈簧的阻尼特性。通過(guò)提供用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧，可以消除車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的吸震器，或者其尺寸可以減小，從而降低復(fù)雜度、節(jié)省重量和成本，并且允許重載車(chē)輛承載更多的貨物?？梢韵氲?，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以用在具有一個(gè)或不止一個(gè)軸的牽引車(chē)-拖車(chē)或重載車(chē)輛上。還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以用在具有可動(dòng)或不可動(dòng)的框架或子框架的車(chē)輛上。甚至還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以用在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有類型的空氣懸掛式引導(dǎo)和/或尾隨臂梁型車(chē)橋/懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。例如，本發(fā)明能夠應(yīng)用于由不同于鋼的材料制成的梁或臂，例如鋁、其它金屬、金屬合金、復(fù)合物、和/或它們的組合。還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以用在具有懸吊/頂部安裝構(gòu)造或懸掛/底部安裝構(gòu)造的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)上。本發(fā)明還能夠應(yīng)用于具有與以上所述不同的設(shè)計(jì)和/或構(gòu)造的梁或臂，例如實(shí)心梁、外殼型梁、桁架結(jié)構(gòu)、交叉板、彈簧梁和平行板。本發(fā)明還能夠應(yīng)用于中間結(jié)構(gòu)，例如彈簧座。還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以與其它類型的空氣懸掛式剛性梁型車(chē)橋/懸架系統(tǒng)結(jié)合使用，例如使用U形螺栓、U形螺栓托架/軸座和類似物的系統(tǒng)。還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以由各種材料形成，包括但不限于復(fù)合物、金屬和類似物。甚至還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以采用少于兩個(gè)或多于兩個(gè)的開(kāi)口 185、285、287，例如三個(gè)、四個(gè)或者甚至五個(gè)或更多個(gè)開(kāi)口。還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以采用任何粘性流體，例如空氣或液壓流體。還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224可以與現(xiàn)有技術(shù)的吸震器和其它類似裝置等組合使用。甚至還可以想到，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224的波紋管腔室198、298的體積和/或活塞腔室199、299的體積、以及/或者緩沖器板開(kāi)口 185、285和/或活門(mén)孔口 297的橫截面面積可以根據(jù)安裝有該空氣彈簧的車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的軸的GAWR而放大或縮小。還可以想到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124、224的波紋管腔室198、298的體積和/或活塞腔室199、299的體積、以及/或者緩沖器板開(kāi)口 185、285和/或活門(mén)孔口 297的橫截面面積在車(chē)輛操作期間可以動(dòng)態(tài)地改變。更具體地，在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下，波紋管腔室體積和/或活塞腔室體積、以及/或者緩沖器板開(kāi)口和/或活門(mén)孔口的橫截面面積在車(chē)輛操作期間可以基于車(chē)輛承載的載荷重量進(jìn)行變化，以便根據(jù)特定貨物或載荷大小優(yōu)化阻尼特性。例如，在車(chē)輛操作期間，響應(yīng)于車(chē)輛承載的載荷，通過(guò)改變開(kāi)口 185的尺寸，也就是使得開(kāi)口較小或較大，第一優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧124的緩沖器板開(kāi)口 185的橫截面面積可以動(dòng)態(tài)地改變。本發(fā)明的目的通過(guò)用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明的用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧被簡(jiǎn)化，提供了有效的、安全的、廉價(jià)的且高效的結(jié)構(gòu)和方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)所有列舉的目標(biāo)，以消除現(xiàn)有技術(shù)的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧所遇到的困難，并且解決本領(lǐng)域中的問(wèn)題且獲得新的結(jié)
果O在前述說(shuō)明中，某些術(shù)語(yǔ)已經(jīng)簡(jiǎn)潔、清楚和可理解地使用；但是對(duì)其沒(méi)有施加超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的要求的非必要限制，原因是這些術(shù)語(yǔ)用于說(shuō)明性的目的并且具有寬泛的意義。此外，發(fā)明的說(shuō)明和圖示是借助于實(shí)例，本發(fā)明的范圍并不限于所示和所述的確切細(xì)節(jié)。現(xiàn)在已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的特征、公開(kāi)和原理，使用和安裝用于重載車(chē)輛的具有阻尼特征結(jié)構(gòu)的空氣彈簧的方式，構(gòu)造、布置和方法步驟的特性，以及所獲得的優(yōu)點(diǎn)、新的和有用的結(jié)果；所附的權(quán)利要求中描述了新的和有用的結(jié)構(gòu)、裝置、元件、布置、方法、部件和組合。
權(quán)利要求
1.一種空氣彈簧，其包括: 波紋管腔室，所述波紋管腔室操作地連接到活塞腔室，所述波紋管腔室和所述活塞腔室之間設(shè)置有至少一個(gè)開(kāi)口，以用于所述波紋管腔室和所述活塞腔室之間的流體連通，從而以平方英寸表示的所述至少一個(gè)開(kāi)口的橫截面面積與以立方英寸表示的所述活塞腔室的體積、與以立方英寸表示的所述波紋管腔室的體積的比為從大約1:600:1200至大約1:14100:23500。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述至少一個(gè)開(kāi)口的橫截面面積為從大約0.039平方英寸到大約0.13平方英寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述至少一個(gè)開(kāi)口的橫截面面積為大約0.06平方英寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述活塞腔室的體積為從大約150立方英寸到大約550立方英寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述活塞腔室的體積為大約240立方英寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述波紋管腔室的體積為從大約305立方英寸到大約915立方英寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述波紋管腔室的體積為大約485立方英寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述活塞腔室還包括活塞頂部板，所述至少一個(gè)開(kāi)口形成在所述活塞頂部板中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其還包括活門(mén)，所述活門(mén)操作地連接到所述至少一個(gè)開(kāi)口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空氣彈簧，其中所述活門(mén)形成有活門(mén)孔口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空氣彈簧，其中所述活門(mén)孔口的橫截面面積為從大約0.039平方英寸到大約0.13平方英寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空氣彈簧，其中所述活門(mén)孔口的橫截面面積為大約0.06平方英寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述空氣彈簧安裝在重載車(chē)橋/懸架系統(tǒng)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述至少一個(gè)開(kāi)口具有大致圓形的形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空氣彈簧，其中所述活門(mén)由金屬形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空氣彈簧，其中所述活門(mén)孔口具有大致圓形的形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于重載車(chē)輛車(chē)橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧，其包括操作地連接到活塞腔室的波紋管腔室。在波紋管腔室和活塞腔室之間設(shè)置有開(kāi)口，以便允許流體在波紋管腔室和活塞腔室之間連通。開(kāi)口的橫截面面積以及波紋管腔室和活塞腔室的體積被調(diào)諧，以優(yōu)化空氣彈簧的阻尼特性。
文檔編號(hào)F16F9/05GK103080595SQ201180043221
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者A·維斯特內(nèi)奇, M·J·基勒 申請(qǐng)人:亨德里克森美國(guó)有限責(zé)任公司