CN101623994A - 一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节*** - Google Patents
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Abstract
现代汽车悬架***中的空气弹簧对于提高车辆的平顺性、舒适性和保护道路及货物起到了重要的作用。人们为了扩大空气弹簧调节刚度范围，采用了主、副气室相连，通过其通道上的电磁阀来改变压缩气体容积的方式来实现。这种刚度调节的控制信号由多路传感器采集，送交电脑处理后发出动作指令，将空气弹簧的刚度分段调整为软、硬几挡。但这种控制方式的响应时滞稍大。本发明就是针对这一问题研发的新型刚度调节***。它直接利用气囊内的压力信号来控制主、副气室通道上的节流口开度，达到刚度连续调整的目的。并利用主、副气室的压差控制其通道上的另一节流阀以达到削弱凸块对车身的冲击。本发明结构简单，响应迅速可靠，成本低廉，大步跨越了现有技术。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种车辆空气悬架用空气弹簧的刚度连续调节***和方法。这种自适应刚度调节的空气弹簧尤其适应于载客大巴，城市公交大巴，也适应于货运大卡车和轨道交通车辆及其它车辆和机械设备。
二、技术现状：
为了改善汽车的行驶平顺性，提高乘坐的舒适性，减轻车辆对道路和货物的损坏，发达国家在其载客大巴，城市公交大巴，货运大卡车和轨道交通车辆及其它车辆的悬架***中广泛地采用了空气弹簧。我国为了赶超这一发展方向，近年来也在大力推广和强制性采用空气弹簧。在不断发展的空气弹簧技术中，为了进一步扩大空气弹簧的可变刚度的范围，以利其更适用于车辆载荷的变化，人们开展了深入的探索。目前比较成熟的技术是将空气弹簧的气室分为主、副气室，通过控制主、副气室间的连接通道上的电磁阀来实现弹性气体容积的改变而达到改变空气弹簧的刚度。在非主动悬架的空气悬架***中空气弹簧的刚度的控制一般采用刚度分段式控制，将空气弹簧的刚度分为软、硬两挡或软、中、硬三挡。这种刚度调节***的控制信号由多路传感器采集，送交微处理机处理后发出控制指令，由执行机构调节空气弹簧的刚度。它的主要不足在于***的响应时滞稍大；其次，由于***的信号的采集处理到执行较为繁杂，其成本远高于普通的空气悬架；再者，空气弹簧的刚度不能连续调节。
三、发明目的和解决方案：
本发明的目的就是要研发出一种低成本的，能自动根据车辆的载荷和行驶及道路的状况自适应调节刚度的空气弹簧、一种简单可靠、响应快捷的弹簧刚度自适应连续调节***。
本发明的解决方法是：将现有技术中的控制信号由ECU发出的电信号改变为空气弹簧气囊内的空气压力信号，由该压力信号直接作用于一气动滑阀阀芯的一端，而另一端由弹簧力作用。车辆空载时，空气弹簧气囊内空气压力乘以滑阀阀芯的截面积所产生的推力与弹簧力平衡，该节流阀的节流口处于最大开口，空气弹簧的刚度为最小；当车辆的载荷增加，气囊内空气压力上升，作用在滑阀阀芯的截面积所产生的推力增大，推动滑阀阀芯克服弹簧力下移，达到新的平衡，滑阀阀芯下移即关小了主、副气室间的连接通道上的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，适应相应的载荷。当车辆拐弯，由于惯性的作用，靠弯道外侧的空气弹簧的气囊内空气压力上升，与此同时，同样关小了主、副气室间的连接通道上的节流口，使空气弹簧的刚度增大，从而阻止了车身的进一步倾斜；当车辆急速起步或急刹停车时，若空气弹簧的刚度不随之增大，同样由于惯性的作用，会使车身产生后仰和前倾现象，本发明同样具有当车身产生后仰和前倾发生时，提高后、前空气弹簧的刚度的功能，有效地抑制这种现象的加剧。
为了削弱车辆在行驶过程中道路上的凸块对车身的冲击，本发明在主、副气室的通道上并联了另一由主、副气室的压差控制的节流阀。当车轮碰到凸块，主气室的压力迅速增长，该增长的压力导致了主、副气室的压差迅速增长，当该将压差作用于阀芯的截面积所产生的推力大于弹簧力，该阀迅速打开，加大了主、副气室间的连接通道上的节流口面积，迅速地降低了空气弹簧的刚度，减轻了道路上的凸块对车身的冲击。而当车轮越过了凸块，即压力脉冲消失，主、副气室的压差下降，该阀由弹簧力推动迅速关闭，气囊内空气压力恢复正常，空气弹簧的刚度也随之复原。
本发明的控制信号直接取自主气室的压力，无需采集与转换，也无需由ECU处理后再发出调节指令，执行机构再执行之。将控制信号和调节指令合为一体，作用迅速、可靠，其响应时滞可以忽略，空气弹簧的刚度调节灵敏度大为提高；由于将控制信号和调节指令合为一体，无需再有信号的采集处理***，成本大为下降；由于本发明的控制指令为主、副气室的压力，空气弹簧的刚度随主气室的压力变化而调节，调节顺畅连续。
四、附图说明：
附图1是本发明的***原理图。
五、实施方式：
本发明的具体实施方式是：当车辆静止、空载时，空气弹簧主气室1内空气压力乘以节流阀3的阀芯的截面积所产生的推力与弹簧5的弹簧力平衡，节流阀3的节流口处于最大开口，空气弹簧的刚度为最小，当车辆的载荷增加，主气室1内空气压力上升，作用在节流阀3的阀芯的端面上所产生的推力增大，推动节流阀3的阀芯克服弹簧5的弹簧力下移，达到新的平衡，节流阀3的阀芯下移即关小了主气室1与副气室2间的连接通道上的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，适应相应的载荷。当车辆拐弯，由于惯性的作用，靠弯道外侧的空气弹簧的主气室1内的空气压力上升，同时关小了节流阀3的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，保持车身的平稳。当车辆急刹停车时，同样由于惯性的作用，会使前悬挂上的的空气弹簧的主气室1内的空气压力上升，同时关小了节流阀3的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，阻止了车身的前倾；反之，当车辆急速起步，本发明同样具有提高后空气弹簧的刚度的功能，有效地抑制了后仰现象的加剧。当车轮碰到凸块，在主气室1内产生了一个压力脉冲，该压力脉冲在关小节流阀3的节流口的同时，导致了主气室1与副气室2的压差迅速增长并同时打开了节流口面积梯度大于节流阀3的节流阀4，加大了主气室1和副气室2间的连接通道上的节流口面积，迅速地降低了空气弹簧的刚度，减轻了道路上的凸块对车身的冲击。而当车轮越过了凸块，即压力脉冲消失，主、副气室的压差下降，节流阀4迅速关闭，主气室1内空气压力恢复正常，空气弹簧的刚度也随之复原。
Claims (7)
1.一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节***，由主气室1、副气室2、节流阀3、节流阀4、弹簧5和6等组合构成，其特征是：当车辆静止、空载时，空气弹簧主气室1内空气压力乘以节流阀3的阀芯的截面积所产生的推力与弹簧5的弹簧力平衡，节流阀3的节流口处于最大开口，空气弹簧的刚度为最小；当车辆的载荷增加，主气室1内空气压力上升，作用在节流阀3的阀芯的端面上所产生的推力增大，推动节流阀3的阀芯克服弹簧5的弹簧力下移，达到新的平衡，节流阀3的阀芯下移即关小了主气室1与副气室2间的连接通道上的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，适应相应的载荷；当车辆拐弯，由于惯性的作用，靠弯道外侧的空气弹簧的主气室1内的空气压力上升，同时关小了节流阀3的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，保持车身的平稳；当车辆急刹停车时，同样由于惯性的作用，会使前悬挂上的的空气弹簧的主气室1内的空气压力上升，同时关小了节流阀3的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，阻止了车身的前倾；反之，当车辆急速起步，本发明同样具有提高后空气弹簧的刚度的功能，有效地抑制了后仰现象的加剧；当车轮碰到凸块，在主气室1内产生了一个压力脉冲，该压力脉冲在关小节流阀3的节流口的同时，导致了主气室1与副气室2的压差迅速增长并同时打开了节流口面积梯度大于节流阀3的节流阀4，加大了主气室1和副气室2间的连接通道上的节流口面积，迅速地降低了空气弹簧的刚度，减轻了道路上的凸块对车身的冲击；而当车轮越过了凸块，即压力脉冲消失，主、副气室的压差下降，节流阀4迅速关闭，主气室1内空气压力恢复正常，空气弹簧的刚度也随之复原。
2.根据权利要求1所述的一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节***，其特征在于：节流阀3，节流阀4，可以组合集成装于空气弹簧主气室1内部，也可以分立元件置于的空气弹簧主气室1外部。
3.根据权利要求1所述的一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节***，其特征在于：主气室1和副气室2可以是囊式、膜式、复合式等多种型式。
4.根据权利要求1所述的一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节***，其特征在于：节流阀3，节流阀4可以滑阀、转阀、碟阀等多种型式，其节流口可以是轴向槽型，也可是径向小孔型等多种型式。
5.根据权利要求1所述的一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节***，其特征在于：节流阀3和节流阀4的回位弹簧可以是可调的，也可以是不可调的等多种结构型式。
6.根据权利要求1所述的一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节***，其特征在于：可以在节流阀3的上部设置机械定位装置，以便在特定情况下，人为地对***设置刚度软、硬挡位。
7.根据权利要求1所述的一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节***，其特征在于：本空气弹簧刚度自适应连续调节***可以应用在可变阻尼减震器上，构成一种可变阻尼调节***。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HU NAN YITONG LIANHUA AUTOMOTIVE SUSPENSION CO., L Free format text: FORMER OWNER: HE HE Effective date: 20110426 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 410076 NO. 45, CHILING ROAD, CHANGSHA CITY, HU NAN PROVINCE TO: 410000 NO. MO, TORCH CITY, HIGH-TECH. INDUSTRIAL DEVELOPMENT ZONE, CHANGSHA CITY, HU NAN PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20110426 Address after: 410000 torch city MO, hi tech Industrial Development Zone, Hunan, Changsha Applicant after: Hunan YT Lotus Vehicle Suspension Tech. Co., Ltd. Address before: 410076 No. 45, Chek Lap Road, Changsha, Hunan Applicant before: He Qing |
|
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20100113 |
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| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |