[发明专利]车辆悬架气体弹簧

说明书

本发明公开了一种车辆悬架气体弹簧，包括缸筒、活塞杆、胶囊、阻尼阀组件和下连接件，所述活塞杆设置在缸筒内，所述活塞杆与缸筒之间从上到下依次设置有第一油室、第二油室和第三油室，所述阻尼阀组件固定设置在第二油室和第三油室之间；所述活塞杆为中空结构，所述胶囊和下连接件分别固定在活塞杆的两端，且胶囊的内部与第一油室相通，胶囊与下连接件之间形成气室，所述连接件上设置有与气室相通的加气口。本发明能够在车辆静载荷大范围甚至是2倍以上的变化时维持车身离地高度不变和弹簧偏频不变，且无论空载和重载车辆都能保持一致的平顺性和操控性。

技术领域

本发明涉及汽车悬架系统领域，尤其涉及一种车辆悬架气体弹簧。

背景技术

汽车悬架系统是指车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统，而这个结构系统包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。当汽车行驶在路面上时因地面的变化而受到震动及冲击，这些冲击的力量其中一部份会由轮胎吸收，但绝大部分是依靠轮胎与车身间的悬架装置来吸收的。

在汽车悬架系统中，油气弹簧是一种性能优良的悬架弹性阻尼元件，是油气悬架的核心部分，兼有阻尼特性和非线性刚度特性，是以惰性的氮气作为弹性元件，利用油液的流动阻力实现减振，同时利用油液的不可压缩性实现较为准确的运动和力的传递。油气弹簧具有变刚度特性，使安装油气悬架的车辆可得到较低的固有振动频率，从而改善驾驶员的劳动条件和提高平均车速，而且油气弹簧还可实现车身高度的调节。

中国专利公告号为CN104047987A的现有技术在2014年9月17日公开了一种新型油气弹簧，上吊环固定装置的内腔中有一个上半球室，工作缸筒的上口处有橡胶油气隔膜，上半球室和橡胶油气隔膜形成一个密封的内充高压气的高压气室，橡胶油气隔膜、工作缸筒内壁及位于橡胶油气隔膜下方的活塞之间围成封闭的无杆腔，活塞、活塞杆外壁、工作缸筒内壁和下壁之间围成环形腔，活塞杆的内腔中有气囊和阻尼阀组件；阻尼阀组件的侧壁上开有四个沿径向均布的第二梯形通孔，活塞杆的侧壁上开有四个沿径向均布的与四个第二梯形通孔在同一径向位置的第一梯形通孔。该专利的工作原理为：在车辆静载荷发生变化时，通过向油室充放油液来改变活塞杆向外推力，从而达到维持底盘高度不变的目的。但由于油液在油管中流动阻力大，受阀门通径限制，导致车辆底盘升降速度慢。另外，由于油气弹簧是充入油液挤压气室缩小气室体积，以增加气压和油压来提高油气弹簧的承载能力的。因此，当油气弹簧用于大载荷的商用货车悬架时，在车辆载荷变化值达到车身质量的2倍以上的状况下，油气弹簧的偏频会大幅上升，车身承受路障的冲击甚至会超过钢板弹簧。

另外，现有商用客车悬架还常常使用橡胶空气弹簧，但橡胶空气弹簧的工作压力较低，一般在0.6MPa左右，受皮囊径向尺寸限制，其能承受车辆载荷的吨位一般不超过3.5吨，存在着适用范围窄的缺陷。相应地，在车辆载荷发生大幅度变化时，气囊内气压变化，气囊外径变化，活塞承压面积会跟随变化，所以虽然载荷变化时可以通过充放气调节气囊内的气压来维持底盘高度不变，但因为刚度变化与载荷质量不成线性关系，载荷越小偏频越大，载荷越大偏频越小，仍然存在着悬架偏频不稳定的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种车辆悬架气体弹簧，本发明能够在车辆静载荷大范围甚至是2倍以上的变化时维持车身离地高度不变和弹簧偏频不变，且无论空载和重载车辆都能保持一致的平顺性和操控性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种车辆悬架气体弹簧，包括缸筒、活塞杆、胶囊、阻尼阀组件和下连接件，所述活塞杆设置在缸筒内，所述活塞杆与缸筒之间从上到下依次设置有第一油室、第二油室和第三油室，所述阻尼阀组件固定设置在第二油室和第三油室之间；所述活塞杆为中空结构，所述胶囊和下连接件分别固定在活塞杆的两端，且胶囊的内部与第一油室相通，胶囊与下连接件之间形成气室，所述连接件上设置有与气室相通的加气口。

所述胶囊与活塞杆的轴心线均在同一直线上。