CN213808609U - 一种大行程气控可调空气弹簧 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及减振器技术领域，特别是涉及一种大行程气控可调空气弹簧，现有车辆悬架***采用的减振器的行程不能满足特种车辆的性能需求，一种大行程气控可调空气弹簧，包括空气弹簧本体，所述空气弹簧本体包括连接座、上球碗、下球碗、下球碗座、球头销、二级缸筒组件、浮动活塞组件、一级缸筒组件、活塞杆组件、第一气室和第二气室，所述二级缸筒组件连接防尘套筒且上端盖安装连通第一气室的充气活门，所述防尘套筒端部加工有排气孔，所述活塞杆组件端部设有平衡孔，压缩空气作为弹性介质实现能量的转换，双气室结构设计既增加了空气弹簧的行程和刚度，又能够实现阶梯式减振，具备阶梯式承载能力，在减振器技术领域具有良好的发展前景。

Description

一种大行程气控可调空气弹簧

技术领域

本实用新型涉及减振器技术领域，特别是涉及一种大行程气控可调空气弹簧。

背景技术

空气弹簧通常指在可伸缩的密闭容器中充以压缩空气，利用空气弹性作用的弹簧，现有的空气弹簧存在以下特点：1.负载较小，负载通常在1000N以内；2.刚性不足，通常应用于运动件、车门开启后的支撑，作为悬架***的弹性单元使用；3.现有空气弹簧生产后，其压力不可调节，其位移和输出力值形成的特性曲线固定不变。

长久以来，特种车辆悬架***用减振器主流采用液压减振器和油气弹簧，相应结构成熟度较高，但始终存在阻尼系数固定，压缩、复原阻力受液体粘度影响较大，温衰明显，低温性能不佳等问题，且液压减振器和油气弹簧的行程往往受限于结构，行程与缸筒内径的比值较小。

特别是在车姿调节***中，通过油气弹簧中液压油体积的变化来调节车姿，但存在以下缺陷：车辆内空间布局有限，从而限制了油气弹簧的装载油量，在一定程度上限制了油气弹簧的行程；且液压***的工作介质为液压油，在车辆上的布局限制下，很难应用快速反应的车姿调节***，导致油气弹簧调节速度缓慢，达不到车姿调节***的调节时间要求。

针对上述提出的问题，根据空气弹簧原理进行设计，将其应用在悬架***中，来避免油气弹簧存在的调节缓慢，行程受限的问题，当前，大行程高负载减振器的需求越来越广泛，因而是业内减振器产品发展的一个方向。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供一种大行程气控可调空气弹簧，解决现有车辆悬架***所采用的减振器存在的阻尼系数固定和油气弹簧行程受限的问题。

其技术方案是，一种大行程气控可调空气弹簧，包括空气弹簧本体，所述空气弹簧本体包括连接座、上球碗、下球碗、下球碗座、球头销、二级缸筒组件、浮动活塞组件、一级缸筒组件和活塞杆组件；

所述二级缸筒组件包括上端盖与二级缸筒；

所述一级缸筒组件包括导向套组件、隔环、一级缸筒、气控单向阀、缸筒底座；

所述上端盖、二级缸筒、活塞杆组件和浮动活塞组件形成的密闭的第一气室；

所述隔环、一级缸筒、活塞杆组件与缸筒底座形成的密闭的第二气室，所述气控单向阀连通第二气室；

所述二级缸筒组件连接防尘套筒且上端盖安装充气活门，所述充气活门连通第一气室，用于向第一气室充气；

所述防尘套筒与二级缸筒组件连接的一端加工有螺纹且另一端加工有排气孔，所述排气孔用于连通大气，防止在防尘套筒与二级缸筒组件形成瞬间正压或负压；

所述浮动活塞组件和一级缸筒组件均装配在活塞杆组件上，并在外部设置二级缸筒组件，所述活塞杆组件一端加工有螺纹，用于球头销的定位安装，所述活塞杆组件另一端设有活塞，活塞上设有平衡孔，用于平衡活塞两边的压力。

更进一步，所述导向套组件一端加工有螺纹与一级缸筒连接，且另一端面上加工有环形凹槽，所述环形凹槽处安装缓冲垫，防止一级缸筒组件缩回过程中，导向套组件与浮动活塞组件间的撞击。

更进一步，所述一级缸筒一端加工有第一台阶和第一内螺纹且另一端加工有第二内螺纹和第二台阶，所述一级缸筒的第一台阶处安装隔环并通过第一内螺纹连接导向套组件，所述第二内螺纹与缸筒底座连接并通过第二台阶定位活塞杆组件，所述一级缸筒外部加工螺纹孔与第三台阶，用于气控单向阀的定位安装，通过螺纹孔连接气控单向阀，所述气控单向阀用于控制第二气室的充放气。

更进一步，所述充气活门与上端盖之间、所述上端盖与活塞杆组件之间、所述浮动活塞组件与活塞杆组件之间、浮动活塞组件与二级缸筒组件之间、隔环与活塞杆组件之间、隔环与一级缸筒之间，缸筒底座与一级缸筒之间均安装有密封圈，防止漏气。

更进一步，所述二级缸筒组件与防尘套筒连接的一端设置螺纹与防尘套筒螺纹连接并设置紧定螺钉锁紧防松。

更进一步，所述上端盖与二级缸筒焊接固定。

工作原理：从充气活门向第一气室预先充入气体，在气体压力的作用下，推动浮动活塞组件沿活塞杆组件延伸方向直线向外伸出，从而推动一级缸筒组件沿活塞杆组件延伸方向直线向外伸出，当浮动活塞组件运动到接触防尘套筒位置时，浮动活塞组件停止运动，且无法继续推动一级缸筒向外伸出，此时，通过气控单向阀向第二气室充气，在气体压力的作用下，一级缸筒组件继续沿活塞杆组件向外伸出，当一级缸筒组件中的隔环接触到活塞杆组件末端时，一级缸筒组件停止运动，此时一级缸筒组件运动到极限位置，产品位于最大行程位置；一级缸筒组件缩回时，第二气室中的气体通过气控单向阀向大气中排气，浮动活塞组件与导向套组件间的空气通过防尘套筒上的排气孔排向大气中，一级缸筒组件缩回，当一级缸筒组件接触到浮动活塞组件时，一级缸筒组件推动浮动活塞组件运动，从而压缩第一气室的气体，排气孔进气，一级缸筒组件顺利回缩。

本实用新型的技术效果是，采用压缩空气作为弹性介质实现阻尼力的非线性减振，具有结构简单、动作迅速、重量轻和无污染等优点，能够有效减低车姿调节时间；采用双气室结构，加长了空气弹簧的行程的同时，使得承载力在一级缸筒组件缩回一定距离后，能够台阶式增大；且单独一根产品即能承受负载3.5-4t，极限6t的冲击力；大行程气控可调空气弹簧在做阻尼运动时，为非线性阻尼特性运动，使得阻尼特性曲线更符合驾乘人员的身体需求，从而提高车辆行驶的稳定性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型最短行程结构示意图。

图2为本实用新型中间行程状态结构示意图。

图3为本实用新型最大行程状态结构示意图。

图4为本实用新型导向套结构示意图。

图5为本实用新型一级缸筒结构示意图。

图6为本实用新型防尘套筒结构示意图。

图7为本实用新型空气导向装置静特性曲线图。

图中：1、连接座；2、上球碗；3、下球碗；4、下球碗座；5、球头销；6、充气活门；7、二级缸筒组件；71、上端盖；72、二级缸筒；8、浮动活塞组件；9、一级缸筒组件；91、导向套组件；911、缓冲垫；92、隔环；93、一级缸筒；94、气控单向阀；95、缸筒底座；10、活塞杆组件；101、平衡孔；11、紧定螺钉；12、防尘套筒；121、排气孔；13、第一气室；14、第二气室。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：由图1至图7给出，一种大行程气控可调空气弹簧，包括空气弹簧本体，所述空气弹簧本体包括连接座1、上球碗2、下球碗3、下球碗座4、球头销5、二级缸筒组件7、浮动活塞组件8、一级缸筒组件9和活塞杆组件10，所述二级缸筒组件7包括固定焊接的上端盖71与二级缸筒72，所述一级缸筒组件9包括导向套组件91、隔环92、一级缸筒93、气控单向阀94、缸筒底座95，所述上端盖71、二级缸筒72、活塞杆组件10和浮动活塞组件8形成的密闭的第一气室13，所述隔环92、一级缸筒93、活塞杆组件10与缸筒底座95形成的密闭的第二气室14，所述气控单向阀94连通第二气室14，所述二级缸筒组件7连接防尘套筒12且上端盖71安装充气活门6，所述充气活门6连通第一气室13，用于向第一气室13充气，所述防尘套筒12与二级缸筒组件7连接的一端加工有螺纹且另一端加工有排气孔121，所述二级缸筒组件7与防尘套筒12连接的一端设置螺纹与防尘套筒12螺纹连接并设置紧定螺钉11锁紧防松，所述排气孔121用于在一级缸筒组件9缩回过程中，将浮动活塞组件8与导向套组件91之间的空间连通大气，确保一级缸筒组件9的顺利收回，所述浮动活塞组件8和一级缸筒组件9均装配在活塞杆组件10上，并在外部设置二级缸筒组件7，所述活塞杆组件10一端加工有螺纹，用于球头销5的定位安装，所述活塞杆组件10另一端有平衡孔101。

实施例二：在实施例一的基础上，所述导向套组件91一端加工有螺纹与一级缸筒93连接，且另一端面上加工有环形凹槽，所述环形凹槽处安装缓冲垫911，防止一级缸筒组件9缩回过程中，导向套组件91与浮动活塞组件8间的撞击，所述一级缸筒93一端加工有第一台阶和第一内螺纹且另一端加工有第二内螺纹和第二台阶，所述一级缸筒93的第一台阶处安装隔环92并通过第一内螺纹连接导向套组件91，所述第二内螺纹与缸筒底座95连接并通过第二台阶定位活塞杆组件10，所述一级缸筒93外部加工螺纹孔与第三台阶，用于气控单向阀94的定位安装，通过螺纹孔连接气控单向阀94，所述气控单向阀94用于控制第二气室14的充放气。

在上述实施例的基础上，所述充气活门6与上端盖71之间、所述上端盖71与活塞杆组件10之间、所述浮动活塞组件8与活塞杆组件10之间、浮动活塞组件8与二级缸筒组件7之间、隔环92与活塞杆组件10之间、隔环92与一级缸筒93之间，缸筒底座95与一级缸筒93之间均安装有密封圈，防止漏气。

工作原理：从充气活门6向第一气室13预先充入气体，在气体压力的作用下，推动浮动活塞组件8沿活塞杆组件10延伸方向直线向外伸出，从而推动一级缸筒组件9沿活塞杆组件10延伸方向直线向外伸出，当浮动活塞组件8运动到接触防尘套筒12位置时，浮动活塞组件8停止运动，且无法继续推动一级缸筒93向外伸出，此时，通过气控单向阀94向第二气室14充气，在气体压力的作用下，一级缸筒组件9继续沿活塞杆组件10向外伸出，当一级缸筒组件9中的隔环92接触到活塞杆组件10末端时，一级缸筒组件9停止运动，此时一级缸筒组件9运动到极限位置，产品位于最大行程位置；一级缸筒组件9缩回时，第二气室14中的气体通过气控单向阀94向大气中排气，浮动活塞组件8与导向套组件91间的空气通过防尘套筒12上的排气孔121排向大气中，此时，一级缸筒组件9顺利缩回，当一级缸筒组件9接触到浮动活塞组件8时，一级缸筒组件9推动浮动活塞组件8运动，从而压缩第一气室13的气体，一级缸筒组件9顺利回缩。

实施例三：通过气缸回缩距离测定相应的承载力，作出空气导向装置的静特性曲线，可得出，二级气室的存在，使得空气导向装置的静特性曲线到达1130L/mm-1110L/mm附近位置时，能够得到阶梯性的增长，曲线随着安装距的缩小形成更加强力的支撑，从而使空气导向装置的刚度更强。

本实用新型的技术效果是，采用压缩空气作为弹性介质实现能量的传递，具有结构简单、动作迅速、重量轻和无污染等优点，能够有效减低车姿调节时间；采用双气室串联结构，加长了空气弹簧的行程；且能承受负载高达3.5t，耐极限6t的冲击力；大行程气控可调空气弹簧在做阻尼运动时，为非线性阻尼特性运动，使得阻尼特性曲线更符合驾乘人员的身体需求，从而提高车辆行驶的稳定性和安全性。

以上通过具体实施方式和实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种大行程气控可调空气弹簧，包括空气弹簧本体，其特征在于，所述空气弹簧本体包括连接座（1）、上球碗（2）、下球碗（3）、下球碗座（4）、球头销（5）、二级缸筒组件（7）、浮动活塞组件（8）、一级缸筒组件（9）和活塞杆组件（10）；

所述二级缸筒组件（7）包括上端盖（71）与二级缸筒（72）；

所述一级缸筒组件（9）包括导向套组件（91）、隔环（92）、一级缸筒（93）、气控单向阀（94）、缸筒底座（95）；

所述上端盖（71）、二级缸筒（72）、活塞杆组件（10）和浮动活塞组件（8）形成的密闭的第一气室（13）；

所述隔环（92）、一级缸筒（93）、活塞杆组件（10）与缸筒底座（95）形成的密闭的第二气室（14），所述气控单向阀（94）连通第二气室（14）；

所述二级缸筒组件（7）连接防尘套筒（12）且上端盖（71）安装充气活门（6），所述充气活门（6）连通第一气室（13）；

所述防尘套筒（12）与二级缸筒组件（7）连接的一端加工有螺纹且另一端加工有排气孔（121）；

所述浮动活塞组件（8）和一级缸筒组件（9）装配在活塞杆组件（10）上，并在外部设置二级缸筒组件（7），所述活塞杆组件（10）一端加工有螺纹并与球头销（5）连接，所述活塞杆组件（10）另一端有平衡孔（101）。

2.根据权利要求1所述的一种大行程气控可调空气弹簧，其特征在于，所述导向套组件（91）一端加工有螺纹与一级缸筒（93）连接，且另一端面上加工有环形凹槽，所述环形凹槽处安装缓冲垫（911）。

3.根据权利要求1所述的一种大行程气控可调空气弹簧，其特征在于，所述一级缸筒（93）一端加工有第一台阶和第一内螺纹且另一端加工有第二内螺纹和第二台阶，所述一级缸筒（93）的第一台阶处安装隔环（92）并通过第一内螺纹连接导向套组件（91），所述第二内螺纹与缸筒底座（95）连接并通过第二台阶定位活塞杆组件（10），所述一级缸筒（93）外部加工螺纹孔与第三台阶并通过螺纹孔连接气控单向阀（94）。

4.根据权利要求1所述的一种大行程气控可调空气弹簧，其特征在于，所述充气活门（6）与上端盖（71）之间、所述上端盖（71）与活塞杆组件（10）之间、所述浮动活塞组件（8）与活塞杆组件（10）之间、浮动活塞组件（8）与二级缸筒组件（7）之间、隔环（92）与活塞杆组件（10）之间、隔环（92）与一级缸筒（93）之间，缸筒底座（95）与一级缸筒（93）之间均安装有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种大行程气控可调空气弹簧，其特征在于，所述二级缸筒组件（7）与防尘套筒（12）连接的一端设置螺纹与防尘套筒（12）螺纹连接并设置紧定螺钉（11）锁紧。

6.根据权利要求1所述的一种大行程气控可调空气弹簧，其特征在于，所述上端盖（71）与二级缸筒（72）焊接固定。

Images