[发明专利]一种填充物静刚度调节和节流动刚度调节的空气弹簧

说明书

一.技术领域：

本发明涉及一种车辆空气悬架用空气弹簧。这种由填充物静刚度调节和节流动刚度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，及特种车辆的被动式空气悬架系统。

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系统中广泛地采用了空气悬架。我国近年来也在大力推广和强制性采用空气悬架。在不断发展的空气悬架技术中，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，发展了多种半主动和主动式空气悬架系统。主要由于成本上的原因，半主动和主动式空气悬架系统目前还只能应用在少数高级豪华车辆上。目前普遍使用的是被动式空气悬架系统，由于被动式空气悬架的空气弹簧刚度特性自身的缺陷，加上标准系列的气囊刚度与整车参数的匹配不尽合理，又不能进行个性化调节；更为重要的是：在车辆运行中由于上车质量惯性动载引发的侧摆，得不到空气弹簧的动态刚度补偿的有效制约，导致了采用被动式空气悬架的车辆在运行中侧摆现象比较严重，常使乘员和驾驶员产生晕眩和不适，严重地影响乘员的舒适性和驾驶员的安全驾驶。这已成为严重地影响被动式空气悬架在各类车辆上推广应用的主要原因。

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、暨能针对车型的要求进行静刚度的个性化调节，又能在车辆的运行中根据动载适时有效地提高空气弹簧的动刚度的复合空气弹簧，这种复合空气弹簧还能在车辆的运行中碰到路面凸块时降低其动刚度，减少凸块对车身的冲击，提高车辆量的平顺性，减少车辆的侧摆。

本发明的解决方法是：这种填充物静刚度调节和节流动刚度调节的空气弹簧，由气囊1、上安装板2、节流塞3、副气室4、单向阀5、下安装板6、调节螺栓7和填充物8组合而成。节流塞3和副气室4的中心线与上安装板2和下安装板6的中心的连线重合，并分别固定其上。节流塞3由橡胶类材料或工程塑胶类材料或金属材料制成，中心为空腔或实心。单向阀5附着在副气室4的内壁上，并通过副气室4侧壁上的小孔与气囊1连通，由调节螺栓7来调节单向阀5的开启压力。填充物8为散装颗粒物或尺寸较大的固体或粘度较大的可流动材料。空气弹簧的静刚度调节：在空气弹簧组装时，最后安装上安装板2前，向气囊1内填入经由计算确定体积的填充物8，填入的填充物8占据了气囊1内的容积，减小了气囊1内的气体有效容积，提高了空气弹簧的静刚度；反之，由上安装板2取出已填入的部分填充物8，就减小了空气弹簧的静刚度；空气弹簧的动刚度调节：节流塞3和副气室4在气囊1内的高度位置依据车身的设定高度确定，并根据气囊1的压缩量设置节流行程和节流口。它们的工作初始位置与气囊1的静平衡位置一致，这样气囊1就相当主气室，节流塞3相当于节流阀芯，副气室4上部的圆孔相当于节流阀座，只要车辆开始运行，节流塞3就会随车身的上下移动而移动，自动跟综车身的运动调节空气弹簧的动刚度，保持车身的平衡，减少车身的侧摆。当车轮碰到路面凸块，给车轮一个阶跃冲击，必然会引发气囊1内的气压产生阶跃。该阶跃压力与副气室4内气压形成的压差会打开单向阀5，使气囊1与副气室4迅速连通，增大气囊1内的有效容积，降低空气弹簧的刚度，减少路面凸块对车身的冲击，提高乘员的舒适性，和车辆的平顺性。单向阀5的开启压力可由调节螺栓7在空气弹簧的体外根据实际需求调整。节流塞3可设计成能在上安装板2的上平面上调节其上下高度的结构形式，以利于对其初始位置进行精准调整。

本发明结构简单，成本低廉，安装方便，性能可靠，暨能针对车型的要求进行静刚度的个性化调节，又能在车辆的运行中根据动载适时有效地提高空气弹簧的动刚度，还能在车辆碰到路面凸块时，降低空气弹簧的动刚度，减少路面凸块对车辆的冲击，提高车辆行驶的平顺性。

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：

空气弹簧的静刚度调节：在空气弹簧组装时，最后安装上安装板2前，向气囊1内填入经由计算确定体积的填充物8，填入的填充物8占据了气囊1内的容积，减小了气囊1内的气体有效容积，提高了空气弹簧的静刚度；反之，由上安装板2取出已填入的部分填充物8，就减小了空气弹簧的静刚度；空气弹簧的动刚度调节：当车辆运动时，在上车质量的惯性动载作用下，引发车身的上下运动和左右侧摆，此时节流塞3会跟踪车身的运动在副气室4的上部圆孔里上下移动，自动跟踪车身的运动调节空气弹簧的动刚度，以平衡车身的动载，减少侧摆；当车轮碰到路面凸块，给车轮一个阶跃冲击，必然会引发气囊1内的气压产生阶跃。该阶跃压力与副气室4内气压形成的阶跃压差会打开单向阀5，使气囊1与副气室4迅速连通，增大气囊1内的有效容积，降低空气弹簧的刚度，减少路面凸块对车辆的冲击，提高乘员的舒适性和车辆的平顺性。单向阀5的开启压力可由调节螺栓7在空气弹簧的体外根据实际需求调整。