CN114562532A - 一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧 - Google Patents

一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，包括吊环套筒、气囊体和活塞缸，吊环套筒第一端密封安装有盖体上，气囊体第一端密封固定于盖体上，气囊体第二端固定于活塞缸顶部，吊环套筒伸缩安装有活塞杆，活塞缸底部外侧设有吊环座，活塞杆下端穿过活塞缸与吊环座固定连接；吊环套筒第二端固定有固定环，吊环套筒外部滑动套装有滑筒体，滑筒体中部具有弹簧座，弹簧座上部设有复位弹簧，复位弹簧顶端顶持盖体内侧，复位弹簧底端顶持弹簧座顶面；盖体上开有与气囊体内部相连通的进气嘴。本发明具有两个空气腔室，既能兼顾平稳舒适性，又能随外部振动情况增加抵抗振动的刚度，能够自适应地分阶段应对外部环境，提高了空气弹簧的使用寿命。

Description

一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧
技术领域
本发明涉及汽车空气弹簧领域，尤其涉及一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧。
背景技术
空气弹簧是在一个密封的容器中充入压缩空气，利用气体可压缩性实现其弹性作用，一般是安装于后悬架上；随着人们生活水平的提高，驾驶员对于车辆的乘坐舒适性提出更高的要求，在汽车上安装有空气弹簧，其更合人体工学，更能彰显舒适性。空气弹簧具有较理想的非线性弹性特性，加装高度调节装置后，车身高度不随载荷增减而变化，空气弹簧刚度可设计得较低，乘坐舒适性好，现有空气弹簧的刚度都是固定不变的，为了追求乘坐舒适性，其空气弹簧的刚度都较低，导致车辆在经过复杂路况时空气弹簧的动行程过大，经常出现超出有效行程范围的情况，严重时甚至会导致空气弹簧结构件出现失效。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，具有两个空气腔室，能够随着振动情况自适应地调节空气弹簧的刚度，既能兼顾平稳舒适性，又能随外部振动情况增加抵抗振动的刚度，能够自适应地分阶段应对外部环境，提高了空气弹簧的使用寿命。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，包括吊环套筒、气囊体和活塞缸，吊环套筒第一端密封安装有盖体，盖体与活塞缸上下对应，所述气囊体第一端密封固定于盖体上，气囊体第二端密封固定于活塞缸顶部，吊环套筒位于气囊体内部；所述吊环套筒伸缩安装有活塞杆，活塞缸底部外侧设有吊环座，活塞杆下端端部密封穿过活塞缸与吊环座固定连接；所述吊环套筒第二端固定有固定环，吊环套筒外部滑动套装有滑筒体，滑筒体中部具有弹簧座，弹簧座上部设有复位弹簧，复位弹簧顶端顶持盖体内侧，复位弹簧底端顶持弹簧座顶面；所述盖体上开有与气囊体内部相连通的进气嘴。
为了更好地实现本发明，所述滑筒体上部为上部滑筒，所述复位弹簧套装于上部滑筒外部；所述滑筒体下部为下部滑筒。
优选地，所述气囊体第一端通过第一扣环可拆卸式密封固定于盖体上，气囊体第二端通过第二扣环可拆卸式密封固定于活塞缸上。
优选地，所述吊环套筒底部固定有固定环。
优选地，所述活塞缸顶部设有与弹簧座相对应的支撑台面，支撑台面上开有环形凹槽，支撑台面的环形凹槽中配合安装有内密封圈。
优选地，所述盖体开有套筒孔，所述吊环套筒第一端配合安装于盖体的套筒孔中并通过上密封圈密封。
优选地，所述上部滑筒与吊环套筒之间设有V形密封环，所述下部滑筒吊环套筒之间设有V形密封环。
优选地，所述上部滑筒与吊环套筒之间还设有导向环，下部滑筒吊环套筒之间还设有导向环。
优选地，所述吊环套筒上固定有第一连接件，所述吊环座上固定有第二连接件。
优选地，所述活塞缸具有活塞杆腔，活塞杆伸缩运动安装于活塞缸的活塞杆腔中，活塞缸的活塞杆腔中配合安装有与活塞杆相配合的下密封圈。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明滑筒体具有弹簧座并在弹簧座上安装有复位弹簧，滑筒体可在吊环套筒上升降滑动，气囊体内部除开活塞缸区域为第一腔室，活塞缸内部为第二腔室，空气弹簧配合安装于汽车上，当汽车行驶在平稳道路时，第一腔室与第二腔室相互连通，活塞杆伸出吊环套筒，滑筒体在复位弹簧作用下顶持固定环，此时空气弹簧的刚度最小，减震、乘坐舒适性均较好；当汽车行驶在颠簸道路时，活塞杆收缩至吊环套筒，弹簧座与活塞缸顶部接触，第一腔室与第二腔室相对独立，此时第二腔室内部压力不变，第一腔室内部压力逐步变大，空气弹簧刚度变大，可以应对颠簸道路的频繁及高强度振动，空气弹簧也能得到更好地保护；同时随着活塞杆进一步收缩、空气弹簧的第一腔室进一步压缩，活塞缸、滑筒体均会向上运动，滑筒体就压缩复位弹簧，在复位弹簧、空气弹簧的第一腔室内压力等共同作用下刚度进一步提升，也增大了极限动行程；在重新回到平稳路面时，复位弹簧及空气弹簧内部能够恢复到初始状态。
(2)本发明提供了一种全新的空气弹簧结构，具有两个空气腔室，能够随着振动情况自适应地调节空气弹簧的刚度，既能兼顾平稳舒适性，又能随外部振动情况增加抵抗振动的刚度，能够自适应地分阶段应对外部环境，提高了空气弹簧的使用寿命。
附图说明
图1为图1为实施例中第一、二腔室相互连通工作状态的结构示意图；
图2为实施例中第一、二腔室相互独立工作状态的结构示意图；
图3为在图2工作状态空气弹簧进一步压缩时的结构示意图。
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1－吊环套筒，2－进气嘴，3－上密封圈，4－盖体，5－第一扣环，6－复位弹簧，7－滑筒体，71－上部滑筒，72－下部滑筒，73－弹簧座，8－气囊体，9－导向环，10－V形密封环，11－内密封圈，12－第二扣环，13－固定环，14－活塞缸，141－支撑台面，15－活塞杆，16－下密封圈，17－吊环座，18－第一腔室,19－第二腔室,20－第一连接件,21－第二连接件。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例
如图1～图3所示，一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，包括吊环套筒1、气囊体8和活塞缸14，吊环套筒1第一端密封安装有盖体4(优选地，盖体4开有套筒孔，吊环套筒1第一端配合安装于盖体4的套筒孔中并通过上密封圈3密封，吊环套筒1与盖体4相互密封连接固定，上密封圈3用于提高其密封性能)，盖体4与活塞缸14上下对应，气囊体8第一端密封固定于盖体4上，气囊体8第二端密封固定于活塞缸14顶部，吊环套筒1位于气囊体8内部。吊环套筒1伸缩安装有活塞杆15，活塞缸14底部外侧设有吊环座17，活塞杆15下端端部密封穿过活塞缸14与吊环座17固定连接。吊环套筒1第二端固定有固定环13，吊环套筒1外部滑动套装有滑筒体7，滑筒体7中部具有弹簧座73，弹簧座73上部设有复位弹簧6，复位弹簧6顶端顶持盖体4内侧，复位弹簧6底端顶持弹簧座73顶面。盖体4上开有与气囊体8内部相连通的进气嘴2，进气气嘴2用于向空气弹簧内部压入压缩气体，优选地，盖体4上开有进气口，进气嘴2密封安装于进气口上。
根据本发明的一个实施例，滑筒体7上部为上部滑筒71，复位弹簧6套装于上部滑筒71外部(滑筒体7滑动装配于吊环套筒1上，复位弹簧6起到弹簧复位作用)，滑筒体7下部为下部滑筒72。优选地，吊环套筒1底部固定有固定环13，固定环13安装在吊环套筒1上，用于滑筒体7工作状态的定位。
根据本发明的一个实施例，参见图1，气囊体8第一端通过第一扣环5可拆卸式密封固定于盖体4上(第一扣环5将气囊体8第一端压在盖体4上，保证气囊体8在工作过程不会漏气)，气囊体8第二端通过第二扣环12可拆卸式密封固定于活塞缸14上(第二扣环12将气囊体8第二端压在活塞缸14上，保证气囊体8在工作过程不会漏气)。
根据本发明的一个实施例，如图1、图2所示，活塞缸14顶部设有与弹簧座73相对应的支撑台面141，支撑台面141上开有环形凹槽，支撑台面141的环形凹槽中配合安装有内密封圈11，内密封圈11安装在活塞缸14顶部，当滑筒体7的弹簧座73压在活塞缸14顶部时，内密封圈11安起到密封作用，将空气弹簧内部分割为两个腔体(分别为第一腔室18和第二腔室19，参见图3)。
根据本发明的一个实施例，上部滑筒71与吊环套筒1之间设有V形密封环10，下部滑筒72吊环套筒1之间设有V形密封环10；上部滑筒71与吊环套筒1之间还设有导向环9，下部滑筒72吊环套筒1之间还设有导向环9。V形密封环10安装在吊环套筒1上，保证滑筒体7在运动过程中压缩空气不会从滑筒体7和吊环套筒1之间流动。
优选地，吊环套筒1上固定有第一连接件20，吊环座17上固定有第二连接件21。
根据本发明的一个实施例，活塞缸14具有活塞杆腔，活塞杆15伸缩运动安装于活塞缸14的活塞杆腔中，活塞缸14的活塞杆腔中配合安装有与活塞杆15相配合的下密封圈16。活塞杆15与活塞缸14活动配合装配，活塞杆15也能在吊环套筒1中伸缩运动，并通过下密封圈16保证密封；吊环座17与活塞杆15端部螺纹连接(吊环座17位于活塞缸14底部端侧)。
车辆行驶在复杂道路时，由于道路崎岖不平，普通空气弹簧自身刚度低，经常会出现实际运动行程超出设计行程的情况。在本发明中，空气弹簧工作时，压缩空气由进气气嘴2进入到空气弹簧内部，当车辆行驶在平直道路时，空气弹簧在设计行程范围内上下运动，由于受到复位弹簧6与固定环13上下作用，滑筒体7和吊环套筒1处于相对静止状态，滑筒体7不运动，空气弹簧的气囊体8内部就具有第一腔室18，活塞缸14内部就具有第二腔室19，此时第一腔室18与第二腔室19相互连通为一体，空气弹簧的整体刚度较低，隔振效果较好，车辆具有优秀的舒适性。当车辆行驶在崎岖道路时，如图2所示，空气弹簧运动行程增加，空气弹簧压缩时，滑筒体7的弹簧座73就会运动至与活塞缸14顶部相接触，复位弹簧6顶部与盖体4作用，复位弹簧6底部与弹簧座73作用，此时活塞缸14顶部的内密封圈11与弹簧座73密封作用，第一腔室18与第二腔室19就分割成两个独立腔室。如图3所示，当空气弹簧继续压缩时，气囊体8内部的第一腔室18内气压会因为空气弹簧压缩压力持续上升，活塞缸14的第二腔室19内气压因为自身腔体内体积不再变化，所以压力不变。气囊体8的第一腔室18内压力高于活塞缸14的第二腔室19内压力，在空气弹簧继续压缩过程中(此时活塞杆15进一步收缩至吊环套筒1,参见图3)，气囊体8因为内部腔体减小，空气弹簧刚度增加，并抵抗空气弹簧压缩力，控制并减小空气弹簧在坏路工况下的极限压缩行程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：包括吊环套筒（1）、气囊体（8）和活塞缸（14），吊环套筒（1）第一端密封安装有盖体（4），盖体（4）与活塞缸（14）上下对应，所述气囊体（8）第一端密封固定于盖体（4）上，气囊体（8）第二端密封固定于活塞缸（14）顶部，吊环套筒（1）位于气囊体（8）内部；所述吊环套筒（1）伸缩安装有活塞杆（15），活塞缸（14）底部外侧设有吊环座（17），活塞杆（15）下端端部密封穿过活塞缸（14）与吊环座（17）固定连接；所述吊环套筒（1）第二端固定有固定环（13），吊环套筒（1）外部滑动套装有滑筒体（7），滑筒体（7）中部具有弹簧座（73），弹簧座（73）上部设有复位弹簧（6），复位弹簧（6）顶端顶持盖体（4）内侧，复位弹簧（6）底端顶持弹簧座（73）顶面；所述盖体（4）上开有与气囊体（8）内部相连通的进气嘴（2）。
2.按照权利要求1所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述滑筒体（7）上部为上部滑筒（71），所述复位弹簧（6）套装于上部滑筒（71）外部；所述滑筒体（7）下部为下部滑筒（72）。
3.按照权利要求1所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述气囊体（8）第一端通过第一扣环（5）可拆卸式密封固定于盖体（4）上，气囊体（8）第二端通过第二扣环（12）可拆卸式密封固定于活塞缸（14）上。
4.按照权利要求1所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述吊环套筒（1）底部固定有固定环（13）。
5.按照权利要求1或2或3所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述活塞缸（14）顶部设有与弹簧座（73）相对应的支撑台面（141），支撑台面（141）上开有环形凹槽，支撑台面（141）的环形凹槽中配合安装有内密封圈（11）。
6.按照权利要求1所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述盖体（4）开有套筒孔，所述吊环套筒（1）第一端配合安装于盖体（4）的套筒孔中并通过上密封圈（3）密封。
7.按照权利要求2所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述上部滑筒（71）与吊环套筒（1）之间设有V形密封环（10），所述下部滑筒（72）吊环套筒（1）之间设有V形密封环（10）。
8.按照权利要求2或7所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述上部滑筒（71）与吊环套筒（1）之间还设有导向环（9），下部滑筒（72）吊环套筒（1）之间还设有导向环（9）。
9.按照权利要求1所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述吊环套筒（1）上固定有第一连接件（20），所述吊环座（17）上固定有第二连接件（21）。
10.按照权利要求1所述的一种自适应调节刚度双腔室空气弹簧，其特征在于：所述活塞缸（14）具有活塞杆腔，活塞杆（15）伸缩运动安装于活塞缸（14）的活塞杆腔中，活塞缸（14）的活塞杆腔中配合安装有与活塞杆（15）相配合的下密封圈（16）。
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