[發明專利]一種可變剛度的空氣彈簧

有效

• 申請號: 201410271380.2
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104047986A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 李仲興;馬孜立;江洪;李萌
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16F9/04
• 分類號: F16F9/04;F16F9/50
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于車輛懸架系統的技術領域，具體是用于車輛懸架系統的空氣彈簧。?

背景技術

傳統的車輛懸架系統的空氣彈簧的剛度一經確定就不可改變，因而不能適應復雜多變的行駛工況，無法滿足汽車乘坐舒適性及操作穩定性的要求。空氣彈簧利用氣體的可壓縮性實現其彈性作用，具有緩沖、隔振的功能。安裝空氣彈簧的懸架系統有比一般懸架更好的行駛平順性及乘坐舒適性。在駕駛過程中如果對空氣彈簧剛度進行合理調節，可以使懸架系統與整車性能得到合理的匹配。?

空氣彈簧按結構型式可以分為囊式、膜式兩種。囊式空氣彈簧的剛度較大，可以采用增加輔助氣室的方法減小空氣彈簧的剛度，膜式空氣彈簧同樣也可以通過增加附加氣室得到較小的剛度。根據空氣彈簧剛度公式可以發現膜式空氣彈簧剛度除了與容積大小有關外，還與有效面積變化率有關，而有效面積變化率又與有效直徑變化率有著密切的關系，查閱相關文獻可知有效直徑變化率取決于活塞形狀。由于膜式空氣彈簧結構的特殊性，可以通過改變底座形狀的方法改變彈簧的剛度。?

現有技術大多數是通過增加附加氣室并改變附加氣室的大小來改變空氣彈簧的剛度，這種通過增加附加氣室的方法往往是有級可調的，一般都是采用剛度分段式控制，即把彈簧的剛度分為軟、中、硬三檔，這種剛度調節不是連續的，而對于實際的路面更希望剛度是無級可調才能更好的適應路面的狀況的變化。而且附加氣室的體積往往很大，甚至有三至四倍于空氣彈簧大小，給安裝帶來不便，且浪費本就有限的整車空間。?

發明內容

本發明的目的是提供一種可變剛度的空氣彈簧，無需附加氣室，通過自舉升機構壓縮或釋放氣囊，從而改變空氣彈簧有效面積，獲得較為理想的剛度特性，實現空氣彈簧剛度的無級可調。?

本發明采用的技術方案：本發明包括一個氣囊，氣囊底部中間固定連接氣囊底座，氣囊底表面與氣囊襯托上表面接觸在一起，氣囊底座固定連接螺桿的上端，螺桿的下端固定連接車架，沿螺桿的軸向上同軸套有套筒及直齒輪，套筒的下端與直齒輪的上端同軸固接在一起，套筒空套在螺桿外，套筒的外圈表面上固定裝有滾柱軸向布置的第一滾柱軸承；直齒輪通過中心螺紋孔與螺桿連接，直齒輪的外徑大于套筒的外徑，在直齒輪的上表面上裝有滾柱徑向布置的第二滾柱軸承；氣囊襯托的中心接觸套在第一滾柱軸承外，氣囊襯托的底面置放在第二滾柱軸承上；直齒輪的邊緣處連接自由轉動的導向圓環托架，導向圓環托架的一側固定連接導向輪，導向輪可在槽型導軌中上下移動，槽型導軌固定連接車架；導向圓環托架固定連接電動機的殼體，電動機的輸出軸上有主動齒輪，主動齒輪與直齒輪嚙合。?

?本發明的有益效果是：?

1、本發明通過對電動機通斷時長的控制實現空氣彈簧剛度的無級可調，且只需切換電動機正反轉即可增加或減小剛度。

?2、本發明中的自舉升機構直接安裝在氣囊底部，與螺桿成為一個可相對移動的整體，因此不會像附加氣室那樣占用很大的空間，節約了有限的整車空間?

3、本發明結構簡單，生產成本低，性能可靠。

附圖說明

為了更全面地理解本發明的結構和工作原理，結合以下附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。?

圖1是本發明一種可變剛度的空氣彈簧壓縮前（下止點位置）的結構示意圖；?

圖2是圖1中自舉升機構示意圖；

圖3是圖2中去掉了氣囊襯托3、車架7和槽型導軌10之后的結構放大示意圖；

圖4是本發明一種可變剛度的空氣彈簧壓縮后（上止點位置）的結構示意圖；

圖5是本發明在使用時的整車控制示意圖。

圖中：1.氣囊頂蓋；2.氣囊；3.氣囊襯托；4.導向圓環托架；5.1.套筒；5.2.套筒上的滾柱軸承；5.3.直齒輪上的滾柱軸承；5.4.直齒輪；6.螺桿；6a.螺桿下止點；6b.螺桿上止點；7.車架；8.電動機；9.導向輪；10.槽型導軌；11.氣囊底座；12.控制器；13.車速傳感器；14.壓力傳感器。?

具體實施方式

?圖1為本發明壓縮前的結構，具體指空氣彈簧處于螺桿6的螺桿下止點6a時的結構，此時，氣囊2是未壓縮時，空氣彈簧剛度最小。再參見圖2，本發明包括一個氣囊2，氣囊2的頂部是氣囊頂蓋1，氣囊2的底部中間固定連接氣囊底座11，氣囊2的底表面與氣囊襯托3的上表面接觸在一起。?