CN102305261A - 一种容积可变的空气弹簧附加气室结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种容积可变的车用空气弹簧附加气室结构，包括一个两端开口的圆筒形附加气室腔体，附加气室腔体的内腔中轴处设置一根上端连接外部驱动装置的丝杠；在附加气室腔体内的丝杠上以丝杠副套接一个活塞，活塞外壁与附加气室腔体内壁紧密配合，将附加气室腔体分为有效容积腔和备用容积腔；在附加气室腔体的整个内壁上沿轴向设置一个活塞限转槽，在活塞的边缘处设置一个卡于活塞限转槽中的突出部分，在附加气室腔体的内壁上沿轴向间隔设三个通气槽，每两个通气槽之间的间隙与活塞的厚度相等；结构简单，体积较小，且有效可靠的实现了附加气室容积的可变。

Description

一种容积可变的空气弹簧附加气室结构

技术领域

本发明涉及车用空气弹簧的附加气室，特别涉及容积可变的空气弹簧附加气室。

背景技术

空气弹簧利用气体的可压缩性实现其弹性作用，具有缓冲、隔振的功能，空气弹簧刚度是影响汽车舒适性的关键部件之一。为了使汽车空气悬架适应车辆行驶的各种复杂工况，通过改变空气弹簧附加气室的容积来改变弹簧的刚度特性，附加气室的容积对刚度特性影响显著，附加气室容积变大，空气弹簧刚度变小。

专利申请号为201010549005.1、名称是“一种容积可变的恒定内压空气弹簧附加气室”，以及专利申请号为201010549434.9、名称是“一种容积可变的空气弹簧附加气室”，均将附加气室分为八个腔室，其缺陷是：改变容积结构较为复杂，密闭性也难以得到保证。 

发明内容

本发明针对现有空气弹簧附加气室容积在改变过程中改变方式复杂的现状，提供一种结构简单的容积可变的空气弹簧附加气室。

本发明采用的技术方案是：包括一个两端开口的圆筒形附加气室腔体，其上、下端口分别密封连接上、下密封盖板，附加气室腔体的内腔中轴处设置一根穿过上密封盖板且上端连接外部驱动装置的丝杠，丝杠的下端固定连接下密封盖板；在附加气室腔体内的丝杠上以丝杠副套接一个活塞，活塞外壁与附加气室腔体内壁紧密配合，将附加气室腔体分为有效容积腔和备用容积腔；在附加气室腔体的整个内壁上沿轴向设置一个活塞限转槽，在活塞的边缘处设置一个突出部分，突出部分卡于所述活塞限转槽中；在附加气室腔体的内壁上沿轴向间隔设三个通气槽，每两个通气槽之间的间隙与活塞的厚度相等。

进一步地，三个通气槽中的第一通气槽靠近下密封盖板且两者之间的距离是a，第二通气槽位于中间且与第一通气槽之间的间隙是b，第三通气槽靠近上密封盖板且两者之间的距离是d，在下密封盖板上设有凸台，凸台的厚度是e，在活塞的中间位置设有上、下凸台，所述上、下凸台的厚度分别是f、g，且a=e+f+b，d=b+g。 

本发明的有益效果是：1、在改变附加气室容积的过程中，保证了空气弹簧内压力的稳定，避免因附加气室容积的改变引起悬架***高度的改变，可进一步扩大空气弹簧刚度的变化范围，而且无需复杂的控制装置来完成容积改变的过程；此外，与现有的调节附加气室容积装置相比，装置所占空间大大减小。2、结构简单，体积较小，生产工艺要求低，维护方便并且有效可靠的实现了附加气室容积的可变，在车辆行驶时的不同工况下，提高车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。3、本发明不仅局限于应用在车辆悬架***上，对于在机械设备、轨道车辆中安装使用的空气弹簧均适用。

附图说明

为了更全面地理解本发明的结构和工作原理，以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 

图1是本发明的外形图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是图2中附加气室腔体1和活塞2结构的旋转剖视放大图。

图中：1—附加气室腔体；2—活塞；3—三个通气槽；4—连接管路；5—下密封盖板；6—丝杠；7—活塞限转槽；8—密封装置；9—上密封盖板；10—丝杠与驱动装置连接处；11—有效容积腔；12—备用容积腔；13—突出部分。

具体实施方式

参见图1-2，本发明包括一个圆筒形的附加气室腔体1，附加气室腔体1的两端开口，下口密封连接下密封盖板5，上口密封连接上密封盖板9，保证附加气室腔体1的密闭性。下密封盖板5连接连接管路4的一端，使连接管路4一端与附加气室腔体1相通，连接管路4的另一端连通空气弹簧本体。

在附加气室腔体1的内腔中轴处设置一根丝杠6，丝杠6的下端固定连接在下密封盖板5上，丝杠6的上端穿过密封盖板9上的孔，伸出在附加气室腔体1外，通过驱动装置连接处10与安装在附加气室腔体1外部的驱动装置连接，驱动装置驱动丝杠6旋转，其驱动形式可以是液压、电动、曲柄连杆或其他驱动方式。在密封盖板9上的孔处以密封装置8密封，保证附加气室腔体1无漏气。 

在附加气室腔体1内的丝杠6上套接一个活塞2，活塞2套在丝杠6上，活塞2与丝杠6之间通过丝杠副连接，当丝杠6旋转时，活塞2在丝杠6的带动下沿丝杠6作轴向来回运动，将驱动装置的转动转化为活塞2在附加气室腔体1内的直线运动。活塞2外壁与附加气室腔体1内壁紧密配合，从而使活塞2将附加气室腔体1分为有效容积腔11和备用容积腔12这两个腔室。有效容积腔11是实际参与工作的附加气室容积，备用容积腔12是当有效容积腔11不够大时，可向备用容积腔12的方向移动活塞2，使备用容积腔12的容积也参与工作。连接管路4与有效容积腔11连通，使附加气室腔体1通过连接管路4和空气弹簧本体连接，用于保证附加气室腔体1和主气室之间的空气流通。

在附加气室腔体1整个内壁上沿轴向设置一个活塞限转槽7，活塞限转槽7的深度小于附加气室腔体1的壁厚度。在活塞2的边缘处设置一个突出部分13，该活塞限转槽7与活塞2的边缘上的突出部分13相配合，使突出部分13卡在活塞限转槽7中，用于限制活塞2的转动，保证活塞2在运动过程中不随丝杠6转动。

参见图2-3，在附加气室腔体1内壁上沿轴向间隔设三个通气槽3,用于活塞2移动时保证有效容积腔11和备用容积腔12之间的空气交换，使两腔室的空气压力平衡。这三个通气槽3分别是第一通气槽3-1、第二通气槽3-2和第三通气槽3-3。参见图5，第一通气槽3-1靠近下密封盖板5，第一通气槽3-1距下密封盖板5的距离是a。第二通气槽3-2位于中间，第二通气槽3-2与第一通气槽3-1之间的间隙是b。第三通气槽3-3靠近上密封盖板9，第三通气槽3-3与第二通气槽3-2之间的间隙是c，第三通气槽3-3与上密封盖板9之间的距离是d。在下密封盖板5上设有凸台，该凸台的厚度是e。活塞2中间位置设有上、下凸台，上、下凸台的厚度分别是f和g。其中，间隙b和间隙c相等，且等于活塞2的厚度，即每两个通气槽之间的间隙与活塞2的厚度相等；距离a=e+f+b，距离d=b+g。三个通气槽3的长度决定附加气室有效容积的变化尺度，可以根据需求灵活选择。

本发明工作时，由丝杠驱动装置带动丝杠6旋转，由于设有活塞限转槽7，故丝杠6转动只是带动活塞2作上下移动而非转动。驱动装置可以确保活塞2从通气槽3的一个间隙运动到另一个间隙，然后静止。通气槽3用于有效容积腔11和备用容积腔12之间气体交换，确保两侧气压相等。当活塞2处于静止状态时，丝杠驱动装置使活塞2停留在三个通气槽3的间隙处，使附加气室腔体1内无空气交换，气路被封闭。例如：当活塞2处于第一通气槽3-1和第二通气槽3-2的间隙处时，由于间隙b与活塞2厚度相等，此时，活塞2与附加气室腔体1内壁紧密贴合，活塞2阻隔了有效容积腔11和备用容积腔12之间的空气交换，故此时附加气室腔体1内无空气交换，保证附加气室与主气室内气压的恒定；当有效容积腔11由小变大时，空气弹簧刚度变小。

Claims (2)

1.一种容积可变的空气弹簧附加气室结构，包括一个两端开口的圆筒形附加气室腔体（1），其上、下端口分别密封连接上、下密封盖板（9、5），其特征是：附加气室腔体（1）的内腔中轴处设置一根穿过上密封盖板（9）且上端连接外部驱动装置的丝杠（6），丝杠（6）的下端固定连接下密封盖板（5）；在附加气室腔体（1）内的丝杠（6）上以丝杠副套接一个活塞（2），活塞（2）外壁与附加气室腔体（1）内壁紧密配合，将附加气室腔体（1）分为有效容积腔（11）和备用容积腔（12）；在附加气室腔体（1）的整个内壁上沿轴向设置一个活塞限转槽（7），在活塞（2）的边缘处设置一个突出部分（13），所述突出部分（13）卡于所述活塞限转槽（7）中；在附加气室腔体（1）的内壁上沿轴向间隔设三个通气槽（3），每两个通气槽之间的间隙与活塞（2）的厚度相等。

2.根据权利要求1所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室结构，其特征是：三个通气槽（3）中的第一通气槽（3-1）靠近下密封盖板（5）且两者之间的距离是a，第二通气槽（3-2）位于中间且与第一通气槽（3-1）之间的间隙是b，第三通气槽（3-3）靠近上密封盖板（9）且两者之间的距离是d，在下密封盖板（5）上设有凸台，凸台的厚度是e，在活塞（2）的中间位置设有上、下凸台，所述上、下凸台的厚度分别是f、g，且a=e+f+b，d=b+g。

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