專利名稱：容積連續(xù)變化的恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛空氣懸架系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空氣彈簧附加氣室。
背景技術(shù)：
車輛空氣懸架系統(tǒng)中的空氣彈簧通過氣流管道連通附加空氣室，因此，通過控制附加氣室的氣體有效體積可以控制懸架的剛度，隨著附加氣室與空氣彈簧主氣室體積比的增大，懸架剛度下降，當(dāng)體積比增大到一定時，下降趨勢變得非常平緩。現(xiàn)有的附加氣室結(jié)構(gòu)一般為容積可變式的結(jié)構(gòu)，是在附加氣室缸體內(nèi)設(shè)置一活塞，活塞將附加氣室分成兩個腔室，其中的一個腔室連接空氣彈簧主氣室，為氣體有效腔室，為使活塞能在氣室缸體中左右運(yùn)動，在活塞上設(shè)計有可控開閉的孔，當(dāng)活塞移動時，孔口打開，以平衡兩端氣壓，使活塞順利移動?，F(xiàn)有的這種結(jié)構(gòu)通過活塞桿推動活塞移動以改變氣體有效體積，達(dá)到改變懸架剛度的目的；但這種結(jié)構(gòu)的缺陷是在活塞移動過程中， 由于孔口的打開，使附加氣室的兩個腔室的氣體相通，這樣，附加氣室的有效氣體在這段時間會到達(dá)整個缸體，也就是說，附加氣室氣體有效容積的變化，是從當(dāng)前體積變?yōu)楦郊託馐艺麄€體積，再變?yōu)樾枵{(diào)整至的體積，其結(jié)果是當(dāng)有效氣體體積需要減小時，附加氣室最先是有效氣體體積突然增大，在這最先時刻，懸架剛度反而減小了，導(dǎo)致空氣彈簧內(nèi)壓不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中附加氣室存在著有效氣體體積突變的不足，提出一種容積連續(xù)變化的恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室及附加氣室的工作方法，使彈簧系統(tǒng)剛度連續(xù)變化和彈簧系統(tǒng)內(nèi)壓保持恒壓，提高車輛的舒適性。本發(fā)明容積連續(xù)變化的恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室采用的技術(shù)方案是具有一個氣室缸體，氣室缸體一端通過接口連通空氣彈簧主氣室，氣室缸體的徑向設(shè)有將氣室缸體分隔成A、B、C三個腔室的第一、第二隔板，A腔室靠近接口，中間是B腔室，C腔室為輔助腔室；第一、第二隔板的軸向上固接一個雙次級直線電機(jī)，雙次級直線電機(jī)的第一、第二直線電機(jī)次級線圈分別連接第一隔板；第一、第二隔板開有的小孔位置處分別設(shè)有第一、第二電磁閥；第一、第二電磁閥和第一、第二直線電機(jī)次級線圈均連接放大電路輸出端，放大電路輸入端通過單片機(jī)連接傳感器。本發(fā)明容積連續(xù)變化的恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室的工作方法具有如下步驟1) 傳感器將接受的路面狀況信息輸入單片機(jī)，單片機(jī)控制打開第二電磁閥、控制第二直線電機(jī)次級線圈驅(qū)動第二隔板向右移動，使A腔室體積不變、B腔室體積增大、C腔室體積相應(yīng)減??；由單片機(jī)控制關(guān)閉第二電磁閥、打開第一電磁閥且控制第一直線電機(jī)次級線圈驅(qū)動第一隔板向右移動，使C腔室體積不變、A腔室體積變大且B腔室體積變?yōu)?，降低彈簧系統(tǒng)剛度；2)由單片機(jī)控制打開第一電磁閥、第一直線電機(jī)次級線圈驅(qū)動第一隔板向左移動彈簧系統(tǒng)剛度；3)由單片機(jī)控制打開第二電磁閥、第二直線電機(jī)次級線圈驅(qū)動第二隔板向右移動相同距離并關(guān)閉第二電磁閥，使A腔室體積不變、C腔室體積變大且B腔室體積變?yōu)?0，彈簧系統(tǒng)剛度不變。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了空氣彈簧附加氣室容積的快速連續(xù)改變，使空氣彈簧獲得了較大的剛度變化范圍，而且實(shí)現(xiàn)了附加氣室容積可變但內(nèi)壓保持恒定，使車輛通過改變附加氣室容積調(diào)節(jié)剛度時，車身高度保持不變，繼而提高車輛的行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性。此外，本發(fā)明還采用電子控制技術(shù)以及直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)了附加氣室容積的自動快速改變。


圖1是恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的控制原理圖3-5是恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室的運(yùn)動狀態(tài)圖中1.接口 ；2.氣室缸體；3.雙次級直線電機(jī)；4.第一直線電機(jī)次級線圈；5.第一電磁閥；6.第一隔板；7.第二隔板；8.第二電磁閥；9.第二直線電機(jī)次級線圈；10.放大電路；11.單片機(jī)；12傳感器。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明具有一個氣室缸體2，氣室缸體2的一端有接口 1，接口 1連接空氣彈簧主氣室，即空氣彈簧主氣室通過接口 1連通氣室缸體2。在氣室缸體2內(nèi)設(shè)置了兩個隔板6、7、一個雙次級直線電機(jī)3和兩個電磁閥5、8。在氣室缸體2的徑向設(shè)置了第一、第二隔板6、7，第一、第二隔板6、7與氣室缸體2內(nèi)壁之間為縫隙很小的間隙配合，使第一、第二隔板6、7可在氣室缸體2中沿氣室缸體2的軸向左右移動。第一、第二隔板6、7將氣室缸體2分隔成A、B、C三個腔室，其中A腔室靠近接口 1，為有效氣體腔室。B腔室在中間位置，B、C腔室為輔助腔室。第一、第二隔板6、7的軸向上固定連接雙次級直線電機(jī)3，使雙次級直線電機(jī)3的第一直線電機(jī)次級線圈4連接第一隔板6，第二直線電機(jī)次級線圈9連接第二隔板7。第一、 第二隔板6、7沿著雙次級直線電機(jī)3左右往復(fù)移動。第一隔板6上開有小孔，在第一隔板 6上的小孔位置處設(shè)置第一電磁閥5，第一電磁閥5控制著第一隔板6上相應(yīng)小孔的開合。 在第二隔板7上也開有另一個小孔，在第二隔板7的小孔位置處設(shè)置第二電磁閥8，第二電磁閥8控制著第二隔板7上相應(yīng)小孔的開合。參見圖2，將第一、第二電磁閥5、8以及第一、第二直線電機(jī)次級線圈4、9分別連接在放大電路10的輸出端，放大電路10的輸入端通過單片機(jī)11連接傳感器12，傳感器12用以接受路面的狀況信息，并將其信息輸入至單片機(jī)11，單片機(jī)11輸出需移動的體積信號， 自動將體積分為若干份小體積，再控制第一、第二電磁閥5、8和雙次級直線電機(jī)3動作，連續(xù)移動若干個小體積。本發(fā)明工作時，通過控制第一、第二隔板6、7的左右移動，使A、B、C三個腔室的體積發(fā)生變化，從而增大或降低彈簧系統(tǒng)剛度，參見圖3，圖3是初始狀態(tài)，B腔室的體積為0， 單片機(jī)11分別通過第一、第二電磁閥5、8控制第一、第二隔板6、7上小孔的開合，保證第一、第二隔板6、7移動時隔板兩側(cè)氣壓相等，從而方便其移動。當(dāng)彈簧系統(tǒng)剛度需要降低時，需要A腔室體積變大，先是打開由單片機(jī)11控制的第二電磁閥8，再由單片機(jī)11控制第二直線電機(jī)次級線圈9驅(qū)動第二隔板7向右移動，此時，A腔室體積不變，B腔室體積增大， C腔室體積相應(yīng)減小，其狀態(tài)參見圖4。因?yàn)锳腔室有效體積沒有發(fā)生改變，所以剛度不變。 然后由單片機(jī)11控制關(guān)閉第二電磁閥8，打開第一電磁閥5，再由單片機(jī)11控制第一直線電機(jī)次級線圈4驅(qū)動第一隔板6向右移動，此時，C腔室體積不變，A腔室體積變大而同時B 腔室體積變?yōu)?，達(dá)到A腔室體積變大目的，其狀態(tài)參見圖5。在上述過程中，由于第一隔板 6的阻隔作用，A腔室的有效體積剛開始時保持為原體積不變，直至第二隔板7移動到所需的位置后A腔室才逐漸變?yōu)樾碌恼{(diào)控體積，使體積單方向的變化。同樣，當(dāng)彈簧系統(tǒng)剛度需要提高時，減小A腔室體積，單片機(jī)11控制第一電磁閥5 打開，再控制第一直線電機(jī)次級線圈4驅(qū)動第一隔板6移動向左相應(yīng)位移，然后關(guān)閉第一電磁閥5，此時，C腔室體積不變，B腔室體積增大，A腔室體積相應(yīng)減小，因?yàn)锳腔室有效體積減小，達(dá)到彈簧系統(tǒng)剛度增大的目的。再由單片機(jī)11控制第二電磁閥8打開，再控制第二直線電機(jī)次級線圈9驅(qū)動第二隔板7向右移動相同距離，然后關(guān)閉第二電磁閥8，此時，A腔室體積不變，C腔室體積變大而同時B腔室體積變?yōu)?，因?yàn)锳腔室有效體積沒有發(fā)生改變， 彈簧系統(tǒng)剛度不變。本發(fā)明根據(jù)單片機(jī)11的控制，將在工況時需要變化的體積分為若干小體積，按小體積的變化連續(xù)重復(fù)移動第一、第二隔板6、7，直至完成信號給出需移動的體積，就可以實(shí)現(xiàn)體積的連續(xù)變化。
權(quán)利要求
1.一種容積連續(xù)變化的恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室，具有一個氣室缸體(2)，氣室缸體(2)—端通過接口(1)連通空氣彈簧主氣室，其特征是；氣室缸體(2)的徑向設(shè)有將氣室缸體(2)分隔成A、B、C三個腔室的第一、第二隔板(6、7)，A腔室靠近接口(1)，中間是B腔室，C腔室為輔助腔室；第一、第二隔板(6、7)的軸向上固接一個雙次級直線電機(jī)(3)，雙次級直線電機(jī)(3)的第一、第二直線電機(jī)次級線圈(4、9)分別連接第一、第二隔板(6、7);在第一、第二隔板(6、7)開有的小孔位置處分別設(shè)有第一、第二電磁閥(5、8)；第一、第二電磁閥 (5、8)和第一、第二直線電機(jī)次級線圈(4、9)均連接放大電路(10)輸出端，放大電路(10)輸入端通過單片機(jī)(11)連接傳感器(12)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的容積連續(xù)變化的恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室的工作方法， 其特征是具有如下步驟1)傳感器(12)將接受的路面狀況信息輸入單片機(jī)(11)，單片機(jī)(11)控制打開第二電磁閥(8)、控制第二直線電機(jī)次級線圈(9)驅(qū)動第二隔板(7)向右移動，使A腔室體積不變， B腔室體積增大，C腔室體積相應(yīng)減??；由單片機(jī)(11)控制關(guān)閉第二電磁閥(8)、打開第一電磁閥(5)且控制第一直線電機(jī)次級線圈(4)驅(qū)動第一隔板(6)向右移動，使C腔室體積不變、A腔室體積變大且B腔室體積變?yōu)?，降低彈簧系統(tǒng)剛度；2)由單片機(jī)(11)控制打開第一電磁閥(5)、第一直線電機(jī)次級線圈(4)驅(qū)動第一隔板(6)向左移動相應(yīng)位移并關(guān)閉第一電磁閥(5)，使C腔室體積不變、B腔室體積增大、A腔室體積相應(yīng)減小，增大彈簧系統(tǒng)剛度；3)由單片機(jī)(11)控制打開第二電磁閥(8)、第二直線電機(jī)次級線圈(9)驅(qū)動第二隔板(7)向右移動相同距離并關(guān)閉第二電磁閥(8)，使A腔室體積不變、C腔室體積變大且B腔室體積變?yōu)?，彈簧系統(tǒng)剛度不變。
全文摘要
本發(fā)明公開一種車輛空氣懸架系統(tǒng)的容積連續(xù)變化的恒定內(nèi)壓空氣彈簧附加氣室及工作方法，氣室缸體的徑向設(shè)有將氣室缸體分隔成A、B、C三個腔室的兩隔板，兩隔板軸向上固接一個雙次級直線電機(jī)，兩直線電機(jī)次級線圈分別連接兩隔板；在兩隔板開有的小孔位置處分設(shè)兩電磁閥，兩電磁閥、兩直線電機(jī)次級線圈均連接放大電路，放大電路通過單片機(jī)連接傳感器；通過控制兩隔板的左右移動，使三個腔室的體積發(fā)生變化，從而增大或降低彈簧系統(tǒng)剛度，不僅實(shí)現(xiàn)了空氣彈簧附加氣室容積的快速連續(xù)改變，使空氣彈簧獲得較大的剛度變化范圍，而且實(shí)現(xiàn)了附加氣室容積可變但內(nèi)壓保持恒定，提高車輛的行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性。
文檔編號F16F9/02GK102261417SQ201110107059
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者江洪, 琚龍玉, 肖衛(wèi)軍, 金志揚(yáng), 黃佳 申請人:江蘇大學(xué)