[發明專利]一種容積和壓力調剛度加階躍壓力緩沖的空氣彈簧

無效

• 申請號: 201110199627.0
• 申請日: 2011-07-17
• 公開（公告）號: CN102330776A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 賀劼
• 申請（專利權）人: 賀劼
• 主分類號: F16F9/04
• 分類號: F16F9/04;F16F9/44;F16F9/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一.技術領域：

本發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和動剛度自適應壓力調節加階躍壓力緩沖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，發達國家在其運載車輛的懸架系統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剛度調節。而往往是因為氣囊的靜態剛度不匹配造成了其動態剛度調節的困難。在被動式空氣懸架系統中則氣囊的靜態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。這種剛度調節系統的控制信號由多路傳感器采集，送交微處理機處理后發出控制指令，由執行機構調節節流閥的開度，調節主副氣室間氣體流動時的壓差來調節空氣彈簧的剛度。它的主要不足首先在于：系統的信號從采集處理到執行較為繁雜，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。這種剛度調節系統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流口開度的大、中、小。這種剛度的調節不是連續的。

二、發明內容：

本發明的目的就是要研發出一種低成本，簡單可靠、響應快捷的靜剛度容積調節和動剛度自適應壓力調節加階躍壓力緩沖的空氣彈簧。

本發明的解決方法是：本空氣彈簧由氣囊1、上安裝板2、副氣室3、節流閥芯4、彈簧5、缸套6，活塞7，調節螺桿8，下安裝板9，螺堵10、鎖緊螺母11和兩個單向閥12組合而成。副氣室3安裝固定在下安裝板9的內平面上，節流閥芯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并留有調節行程；鎖緊螺母11安裝在調節螺桿8的上端；兩個單向閥12分別安裝在副氣室3的兩個分氣室的外側壁上，并由其側壁上的小孔與單向閥12的彈簧腔連通；空氣彈簧的靜剛度調節：松開鎖緊螺母11，擰動調節螺桿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：氣囊1內的空氣壓力直接作用于節流閥芯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，節流閥芯4的節流口與副氣室3的兩個獨立氣室的節流孔連通并處于最大開口，空氣彈簧的動剛度為最小；當車輛的載荷和動載荷增加，氣囊1內空氣壓力上升，作用在節流閥芯4的上端面上所產生的推力增大，推動節流閥芯4克服彈簧5的彈簧力下移，達到新的平衡，節流閥芯4下移關小了氣囊1與副氣室3間的連接通道上的節流口，在該節流口的開閉行程區間內，通過提高氣囊1與副氣室3間的氣體流動壓差，實現了連續調節空氣彈簧的剛度；當氣囊1內的壓力繼續提高，推動節流閥芯4繼續下移，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，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，本發明同樣具有當車身產生后仰和前傾發生時，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。當車輪碰到路面凸塊，給車輪一個階躍沖擊，必然會引發氣囊1內的氣壓產生階躍。該階躍壓力與副氣室3的各個分氣室內氣壓形成的壓差會打開單向閥12，迅速連通氣囊1和副氣室3的各個分氣室，增大了氣囊1內的有效氣體容積，降低空氣彈簧的動剛度，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高乘員的舒適性和車輛的平順性。