CN102330787A - 一种填充和位移静动态刚度组合调节的空气弹簧 - Google Patents

Abstract

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，限制超载至关重要。人们为了改善空气弹簧的刚度特性，采用了主、副气室相连，通过调节其通道上的节流口来改变主副气室间气体流动时的压差的方式来实现。这种刚度调节***在调节过程中并没有改变气室的容积，使得其刚度调节的难度较大。在空气弹簧的刚度调节中，人们忽视了由于可选标准系列气囊刚度与具体车型要求刚度的差异而需要的静态刚度调节。而往往是因为气囊的静态刚度不匹配造成了其动态刚度调节的困难。在被动式空气悬架***中则气囊的静态刚度不匹配是造成车辆运行中侧摆严重的重要原因。本发明就是针对这一问题研发的填充和位移静动态刚度组合调节的空气弹簧。

Description

一种填充和位移静动态刚度组合调节的空气弹簧

一、技术领域：

本发明涉及一种车辆空气悬架用空气弹簧的容积和位移静动态刚度组合调节***。这种静动态刚度组合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，及特种车辆和高级轿车。 

二、背景技术：

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，发达国家在其运载车辆的悬架***中广泛地采用了空气弹簧。我国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，为了进一步改善空气弹簧的刚度调节特性，以利其更适用于车辆载荷的变化，人们开展了深入的探索。在主动式空气悬架***中，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节流阀的开度来实现主副气室间气体流动时的压差改变，达到改变空气弹簧在平衡位置附近的动态刚度。这种动态刚度调节***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，由执行机构调节节流阀的开度，调节主副气室间气体流动时的压差来调节空气弹簧的动态刚度。它的主要不足首先在于：***的信号从采集处理到执行较为繁杂，其成本太高，只能应用在极少数豪华车辆上。其次，响应时滞大。在半主动悬架的空气悬架***中空气弹簧的动态刚度的控制一般采用刚度分段式控制，将空气弹簧的动态刚度分为软、硬两挡或软、中、硬三挡。这种动态刚度调节***的空气弹簧动态刚度控制是通过驾驶员操作电磁阀进行选择控制，分别对应连通主副气室间节流口开度的大、中、小。这种动态刚度的调节不是连续的。空气弹簧的动态刚度是人为选择的。在空气弹簧的刚度调节中，人们忽视了由于可选标准系列气囊刚度与具体车型要求刚度的差异而需要的静态刚度调节。而往往是因为气囊的静态刚度不匹配造成了其动态刚度调节的困难。在被动式空气悬架***中则气囊的静态刚度不匹配是造成车辆运行中侧摆严重的重要原因。 

三、发明内容：

本发明的目的就是要研发出一种低成本，简单可靠、响应快捷的空气弹簧的静动态刚度组合调节***。 

本发明的解决方法是：本填充和位移静动态刚度组合调节的空气弹簧由气囊1、上安装板2、副气室3、可移动罩4、弹簧5、推杆6、下安装板7、填充物8组合而成；在上安装板2的内平面的中心位置安装固定推杆6，在下安装板7的上平面的中心位置上，固定一个分隔成数个分气室的副气室3，副气室3的外部套装了一个内径与副气室3外径动配合的可移动罩4，副气室3的顶部与可移动罩4的上盖内腔装有弹簧5，在弹簧5的作用下，可移动罩4始终与推杆6接触并随其上下移动。 

本空气弹簧的静态刚度调节方法是：空气弹簧装配时，在最后安装上安装板2前，由经气囊1的上安装口填充经事先计算确定体积的填充物8，填充物8占据了气囊1的最下部的容积，相当减小了气囊内容纳压缩空气的相同容积，空气弹簧的静态刚度增高；相反，由气囊1的上安装口取出已填入的部分填充物8，，则空气弹簧的静态刚度降低。在车辆处于静态设定高度时，可移动罩4与副气室3的套装轴向长度最小，副气室3的各个分气室的径向节流孔均与气囊1相通，空气弹簧的刚度由主气室内根据负载要求的充气压力和主气室1内的空气有效容积决定。本空气弹簧的动态刚度调节：当车辆在运动中的动载增加，上安装板2在动载的作用下向下移动，推杆6会随之向下移动，推动可移动罩4下移，依次关小副气室3的各个分气室的节流口和关闭副气室3的各个分气室，通过提高主副气室间气体流动时的压差和减小气囊1内的有效容积，提高空气弹簧的刚度，平衡车身的动载，阻止车身的侧倾和前倾及后仰。 

本发明将控制信号和调节指令合为一体，作用迅速、可靠，无响应时滞，空气弹簧的刚度调节能力大为提高；通过填充物的增减，可方便调节空气弹簧的静态刚度，通过设置不同容积的分气室和数目不等的分气室可以有效地改善空气弹簧的刚度特性曲线。由于本发明的控制指令为上安装板2的位移，无需再有信号的采集处理***和执行机构，无需ECU和控制软件，成本大为下降，空气弹簧的动态刚度随上安装板2的位移变化而自动调节，调节顺畅连续。 

将本发明的推杆6设计成可上下调节高度的组合结构形式，则对其动态刚度的平衡位置设有调整环节，有利于车辆底盘性能的精准调校。 

四、附图说明：

附图1是本发明的***结构原理图。 

五、具体实施方式：

本发明的具体实施方式是：本空气弹簧的静态刚度调节：空气弹簧装配时，在最后安装上安装板2前，由经气囊1的上安装口填充经事先计算确定体积的填充物8，填充物8占据了气囊1的最下部的容积，相当减小了气囊1内容纳压缩空气的相同容积，空气弹簧的静态刚度增高；相反，由由经气囊1的上安装口取出已填入的部分填充物8，，则空气弹簧的静态刚度降低。在车辆处于静态设定高度时，可移动罩4与副气室3的套装轴向长度最小，副气室3的各个分气室的径向节流孔均与气囊1相通，空气弹簧的刚度由气囊1内根据负载要求的充气压力和气囊1内的空气有效容积决定。本空气弹簧的动态刚度调节：当车辆在运动中的动载增加，上安装板2在动载的作用下向下移动，推杆6会随之向下移动，推动可移动罩4下移，依次关小副气室3的各个分气室的节流口和关闭副气室3的各个分气室，通过提高气囊1与副气室3间气体流动时的压差和减小气囊1内的有效容积，提高空气弹簧的刚度，平衡车身的动载，阻止车身的侧倾和前倾及后仰。 

Claims (3)

1.一种填充和位移静动态刚度组合调节的空气弹簧，由气囊(1)、上安装板(2)、副气室(3)、可移动罩(4)、弹簧(5)、推杆(6)、下安装板(7)、填充物(8)组合而成；其特征在于：在上安装板(2)的内平面的中心位置安装固定推杆(6)，在下安装板(7)的上平面的中心位置上，固定一个分隔成数个分气室的副气室(3)，副气室(3)的外部套装了一个内径与副气室(3)外径动配合的可移动罩(4)，副气室(3)的顶部与可移动罩(4)的上盖内腔装有弹簧(5)，在弹簧(5)的作用下，可移动罩(4)始终与推杆(6)接触并随其上下移动；本空气弹簧的静态刚度调节：组装空气弹簧装配时，在最后安装上安装板(2)前，由气囊(1)的上安装口填入经计算确定体积的填充物(8)，由于填充物(8)占据了气囊(1)的最下部的容积，相当减小了气囊(1)内容纳压缩空气的相同容积，空气弹簧的静态刚度增高；相反，由气囊(1)的上安装口取出部分已填入的填充物(8)，则空气弹簧的静态刚度降低；在车辆处于静态设定高度时，可移动罩(4)与副气室(3)的轴向套装长度最小，副气室(3)的各个分气室的径向节流孔均与气囊(1)相通，空气弹簧的刚度由气囊(1)内根据负载要求的充气压力和气囊(1)内的空气有效容积决定；本空气弹簧的动态刚度调节：当车辆在运动中的动载增加，气囊(1)的上安装板(2)在动载的作用下向下移动，推杆(6)会随之向下移动，推动可移动罩(4)下移，依次关小副气室(3)的各个分气室的节流口和关闭副气室(3)的各个分气室，通过提高气囊(1)与副气室(3)各个分气室间气体流动时的压差和减小气囊(1)内的有效容积，提高空气弹簧的动刚度，平衡车身的动载，阻止车身的侧倾和前倾及后仰。

2.根据权利要求1所述的一种填充和位移静动态刚度组合调节的空气弹簧，其特征在于：副气室(3)的独立分气室的容积和数目可根据不同车型对其空气弹簧刚度变化曲线的不同需求改变。

3.根据权利要求1所述的一种填充和位移静动态刚度组合调节的空气弹簧，其特征在于：去掉推杆(6)，而由固定在上安装板(2)上的限位橡胶块代替其作用，顶在可移动罩(4)的上平面上，与弹簧(5)一起对可移动罩(4)轴向定位。

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