專利名稱：一種自適應壓差分級調節(jié)動剛度的空氣彈簧的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車輛空氣懸架用的自適應壓差調節(jié)動剛度的空氣彈簧。這種自適應壓差動剛度調節(jié)的空氣彈簧尤其適應于載客大巴、城市公交大巴、貨運車輛,也適應于軌道交通車輛、特種車輛和高級轎車。
二、背景技術為了改善汽車的行駛平順性，提高乘坐的舒適性和操縱穩(wěn)定性，減輕車輛對道路和貨物的損壞，發(fā)達國家在其運載車輛的懸架系統(tǒng)中廣泛地采用了空氣彈簧。我國近年來也在大力推廣和強制性采用空氣彈簧。在不斷發(fā)展的空氣彈簧技術中，為了進一步改善空氣彈簧的剛度調節(jié)特性，人們開發(fā)出了半主動空氣懸架和主動式空氣懸架。在主動式空氣懸架系統(tǒng)中，目前比較成熟的技術是將空氣彈簧的氣室分為主、副氣室，通過控制主、副氣室間連接通道上的節(jié)流閥的開度來實現(xiàn)主副氣室間氣體流動時的壓差改變，達到改變空氣彈簧的動剛度。這種動剛度調節(jié)系統(tǒng)的控制信號由多路傳感器采集，送交微處理機處理后發(fā)出控制指令，由執(zhí)行機構調節(jié)節(jié)流閥的開度，來調節(jié)空氣彈簧的動剛度。它的主要不足首先在于系統(tǒng)的信號從采集處理到執(zhí)行較為繁雜，其成本太高，只能應用在極少數(shù)豪華車輛上。其次，響應時滯大，易導致系統(tǒng)控制失效并出現(xiàn)相反的效果。在半主動懸架的空氣懸架系統(tǒng)中空氣彈簧的剛度的控制一般采用剛度分段式控制，將空氣彈簧的剛度分為軟、硬兩擋或軟、中、硬三擋。這種剛度調節(jié)系統(tǒng)的空氣彈簧剛度控制是通過駕駛員操作電磁閥進行選擇控制，分別對應連通主副氣室間節(jié)流口開度的大、中、小。這種剛度的調節(jié)不是連續(xù)的。 空氣彈簧的剛度是人為根據(jù)路況選擇的。
三、發(fā)明內容本實用新型的目的就是要研發(fā)出一種低成本，簡單可靠、響應快捷的動剛度自適應壓差調節(jié)的空氣彈簧。本實用新型的解決方法是本自適應壓差分級調節(jié)動剛度的空氣彈簧，由氣囊1、 上安裝板2、上限位膠塊3、螺栓4、節(jié)流調節(jié)板5、下安裝座6和下限位支座7組合而成；下限位支座7安裝固定在下安裝座6的中心位置，下限位支座7比下安裝座6要高出一部分； 節(jié)流調節(jié)板5由彈性較好的橡膠材料制成，或由彈性較好的塑膠材料和金屬材料制成，可由多塊組成，通過螺栓4安裝在下限位支座7的中心位置；節(jié)流調節(jié)板5的端面上，在與下安裝座6上部內孔和下限位支座7外圓之間的環(huán)形流通槽中心圓線相等的圓周上均布了數(shù)個直通小孔；由節(jié)流調節(jié)板5將空氣彈簧分隔成了以氣囊I為主氣室，下安裝座6為副氣室的復合空氣彈簧；并由節(jié)流調節(jié)板5上的數(shù)個小孔組成了不變節(jié)流口，節(jié)流調節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側面環(huán)形通道組成了可變節(jié)流口的復合節(jié)流閥；它的動剛度的調節(jié)過程是當車輛靜止和在較平穩(wěn)的運行狀態(tài)時，車身的上下運動很小，節(jié)流調節(jié)板 5上下的氣體流動不大，其表面無壓差或壓差不大，節(jié)流調節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6 上部頂平面的側面環(huán)形通道的可變節(jié)流口無變化，氣囊I與下安裝座6間氣流通暢，空氣彈簧的動剛度由氣囊I內容積加下安裝座6的內部容積和氣壓決定；當由車輛車體和運載質量引起的動載增加，就會在氣囊I和下安裝座6的容積內自上而下的產生一個壓力遞降的壓力場，由于節(jié)流調節(jié)板5上下平面上增大的壓差作用，使得節(jié)流調節(jié)板5外圓底平面向下貼近下安裝座6的上部頂平面，逐步關小和關閉節(jié)流調節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側面環(huán)形通道的可變節(jié)流口，完成了較低級別的動載作用下的空氣彈簧的動剛度調節(jié)；只留下設置在節(jié)流調節(jié)板5上的數(shù)個小孔連通氣囊I與下安裝座6，氣流的流通面積大為減少，它會自動根據(jù)繼續(xù)增大的動載和上安裝板2向下運動的速度調節(jié)氣囊I與下安裝座6間的氣體流動壓差，進一步自動調高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質量引起的動載，減少車身的側傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性；當車輛在運行中碰到路面凸塊時，此時會在下安裝座6與氣囊I內產生一個由下至上的遞減的階躍壓力沖擊波， 該階躍壓力波的沖擊使得節(jié)流調節(jié)板5從外圓底平面向上翻翹，迅速加大了節(jié)流調節(jié)板5 外圓底平面與下安裝座6上部的側面環(huán)形通道，消除了節(jié)流調節(jié)板5上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性。本實用新型是針對現(xiàn)有的空氣彈簧的典型結構設計的，它無需對現(xiàn)有的空氣彈簧的結構作任何改動，只需根據(jù)原空氣彈簧的性能參數(shù)設計制作出一個節(jié)流調節(jié)板5，即可將原來的被動式空氣彈簧升級成為動剛度自適應調節(jié)的可變剛度空氣彈簧。有利于減少車身的側傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性；有利于降低成本和空氣懸架的推廣使用。本實用新型的控制信號直接取自空氣彈簧內的壓力，將控制信號和調節(jié)指令合為一體，作用迅速、可靠，無響應時滯，空氣彈簧的動剛度調節(jié)能力大為提高；在保證了空氣彈簧的低振動頻率特性后，通過設置不同的主副氣室的容積和節(jié)流調節(jié)板5上數(shù)目不等的節(jié)流孔、以及增設不同的直徑和片數(shù)的輔助墊片可以有效地改善空氣彈簧的剛度特性曲線。 由于將控制信號和調節(jié)指令合為一體，無需再有信號的采集處理系統(tǒng)和執(zhí)行機構，無需ECU 和控制軟件，成本大為下降；由于本實用新型的控制指令為主副氣室的壓差，空氣彈簧的剛度隨主副氣室的壓力變化而自動調節(jié)，調節(jié)順暢連續(xù)。空氣彈簧的調節(jié)剛度特性曲線更為合理和可控。
附圖I是本實用新型的結構原理圖。
五具體實施方式
本實用新型的具體實施方式
是當車輛靜止和在較平穩(wěn)的運行狀態(tài)時，盡管由節(jié)流調節(jié)板5將氣囊I和下安裝座6的內部空間分隔成了主副氣室，但由于節(jié)流調節(jié)板5上的節(jié)流孔的過流面積，加上節(jié)流調節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面間的側面環(huán)形通道連通的過流面積會大于或等于下安裝座6上部的內孔和下限位支座7外圓的環(huán)形槽的過流面積，下安裝座6的內部與氣囊I內保持了良好的流通和無壓差狀態(tài)，空氣彈簧的剛度由空氣彈簧內空氣壓力和氣囊I的容積加上下安裝座6的容積決定。空氣彈簧的動剛度為最??；當由車輛車體和運載質量引起的動載增加，該動載作用在上安裝板2上，從上至下地壓縮空氣彈簧內的壓縮空氣，此時由于空氣彈簧內自上而下的存在著一個壓力遞降的壓力場，節(jié)流調節(jié)板5由于上下壓差的作用，使得節(jié)流調節(jié)板5外圓底平面向下貼緊下安裝座6 上平面，逐步關小和關閉節(jié)流調節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上平面的側面環(huán)形通道，只留下了節(jié)流調節(jié)板5上，與下安裝座6上部的環(huán)形流通槽垂直相通的數(shù)個小孔連通，本空氣彈簧完成其第一個動剛度連續(xù)自動調節(jié)的過程，繼而由節(jié)流調節(jié)板5上的數(shù)個小孔擔當節(jié)流作用，自動根據(jù)動載的大小和上安裝板2向下運動的速度調節(jié)氣囊I與下安裝座6間的氣體流動壓差，從而自動調節(jié)空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質量引起的動載， 減少車身的側傾，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。當車輛在運行中碰到路面凸塊時，會在下安裝座6的內部空間與氣囊I內產生一個由下至上的遞降的階躍壓力沖擊波，該階躍壓力波的沖擊使得節(jié)流調節(jié)板5從外圓底平面向上翻翹，迅速加大了節(jié)流調節(jié)板5外圓底部與下安裝座6上部的側面環(huán)形通道，進一步減低或消除了節(jié)流調節(jié)板5上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。
權利要求1.一種自適應壓差分級調節(jié)動剛度的空氣彈簧，由氣囊(I)、上安裝板(2)、上限位膠塊(3)、螺栓(4)、節(jié)流調節(jié)板(5)、下安裝座(6)和下限位支座(7)組合而成；其特征在于 下限位支座(7)安裝固定在下安裝座(6)的中心位置，下限位支座(7)比下安裝座(6)高出一部分；節(jié)流調節(jié)板(5)由彈性較好的橡膠材料制成，通過螺栓(4)安裝在下限位支座(7)的中心位置；節(jié)流調節(jié)板(5)的端面上，在與下安裝座(6)上部內孔和下限位支座(7) 外圓之間的環(huán)形流通槽中心線相等的圓周上均布了數(shù)個直通小孔；由節(jié)流調節(jié)板(5)將空氣彈簧分隔成了以氣囊(I)為主氣室，下安裝座(6)為副氣室的復合空氣彈簧；并由節(jié)流調節(jié)板(5)上的數(shù)個直通小孔組成了不變節(jié)流口，節(jié)流調節(jié)板(5)外圓底平面與下安裝座(6) 上部頂平面的側面環(huán)形通道組成了可變節(jié)流口的復合節(jié)流閥。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種自適應壓差分級調節(jié)動剛度的空氣彈簧，其特征在于 節(jié)流調節(jié)板(5)由多片組成。
專利摘要一種自適應壓差分級調節(jié)動剛度的空氣彈簧，由氣囊1、上安裝板2、上限位膠塊3、螺栓4、節(jié)流調節(jié)板5、下安裝座6和下限位支座7組成；下限位支座7安裝固定在下安裝座6的中心位置，下限位支座7比下安裝座6高一點；節(jié)流調節(jié)板5通過螺栓4安裝在下限位支座7上；節(jié)流調節(jié)板5的端面上，在與下安裝座6上部內孔和下限位支座7外圓之間的環(huán)形流通槽中心線相等的圓周上均布了數(shù)個直通小孔；由節(jié)流調節(jié)板5將空氣彈簧分隔成了以氣囊1為主氣室，下安裝座6為副氣室的復合空氣彈簧；并由節(jié)流調節(jié)板5上的數(shù)個直通小孔組成了不變節(jié)流口，節(jié)流調節(jié)板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側面環(huán)形通道組成了可變節(jié)流口的復合節(jié)流閥。
文檔編號F16F9/04GK202349077SQ201120397998
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權日2011年10月18日
發(fā)明者楊潔 申請人:楊潔