[发明专利]一种气压自适应变化空气弹簧及其气压控制方法

权利要求书

1.一种气压自适应变化空气弹簧，其特征在于：包括气囊（1）、电容极板（4）、缸筒（8）、电磁阀、活塞（10）、推杆（11）、电机（12）和控制模块（13），所述气囊（1）上下两端通过盖板（2）密封，气囊（1）内置一圆筒（3），圆筒（3）内部贴有导电材料，并与气囊的下端盖板密封相连，所述电容极板（4）包括上极板和下极板，上极板可上下移动的设置在圆筒（3）内，下极板内嵌于下盖板中，上、下极板和圆筒（3）之间形成密封空间，所述缸筒（8）和气囊（1）之间通过进气管路和出气管路连通，且均由电磁阀控制联通，所述缸筒（8）内设有活塞（10），所述活塞（10）上端面和缸筒（8）内下端面上设有导电层，活塞（10）与推杆（11）连接，所述电容极板（4）、电磁阀和电机（12）均连接到控制模块，并通过控制模块（13）控制气囊内部的气压变化；

所述控制模块的控制电路包括电压转换电路、比较电路和开关控制电路：

电压转换电路连接在比较电路和电容极板之间，实现电容极板和比较电路之间的电容电压的转换；

比较电路,实现电压转换电路输入的电压和参考电压之间的比较，并将电压输出到开关控制电路；

开关控制电路，所述开关控制电路与比较电路的电压输出端连接，控制两个电磁阀和电机。

2.根据权利要求1所述的气压自适应变化空气弹簧，其特征在于：所述上、下极板均与车载电源（14）连接供电。

3.根据权利要求1所述的气压自适应变化空气弹簧，其特征在于：缸筒和气囊的进气管路、出气管路出口处通过气嘴（5）密封。

4.根据权利要求1所述的气压自适应变化空气弹簧，其特征在于：所述比较电路包括比较器U1A、比较器U1B、三极管Q1、三极管Q2和电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述比较器U1A和比较器U1B并联，所述比较器U1A的反相输入端与电压转换电路的电压输出端连接，同相输入端接参考电压Vc1,输出端经电阻R3接三极管Q1的基极，并将三极管Q1的发射极接地，集电极经电阻R4接恒压电源，比较器U1B的同相输入端与电压转换电路的电压输出端连接，反向输入端接参考电压Vc0，输出端经电阻R5接三极管Q2基极，三极管Q2的发射极接地，集电极经电阻R6接恒压电源，其中Vc0为空载电压，Vc1为低于满载电压的参考低电压。

5.根据权利要求1所述的气压自适应变化空气弹簧，其特征在于：所述开关控制电路包括三路独立的光电耦合控制开关电路，分别控制电磁阀的开关和电机的运动，所述三路光电耦合控制开关电路结构相同，包括光电耦合器U1、光电耦合器U2、光电耦合器U3、电阻R7、电阻R8、电阻R9和继电器K1，所述光电耦合器U1与光电耦合器U2串联，光电耦合器U2和光电耦合器U3并联，光电耦合器U2和光电耦合器U3之间连接继电器K1：

气囊排气电磁阀的光电耦合控制开关电路中，光电耦合器U1输入端连接比较器U1A的电压输出端，继电器K1输入端连接控制器U1B的电压输出端，光电耦合器U3输出端接气囊排气电磁阀；

气囊进气电磁阀的光电耦合控制开关电路中，光电耦合器U1输入端连接比较器U1B的电压输出端，继电器K1输入端接缸筒导电层，输出端接地，光电耦合器U3输出端接气囊排气电磁阀；

电机的光电耦合控制开关电路中，光电耦合器U1输入端接比较器U1A的电压输出端，继电器K1输入端接缸筒导电层，输出端接地，光电耦合器U3输出端接电机。

6.根据权利要求1中所述的气压自适应变化空气弹簧的气压控制方法，其特征在于：

在压缩行程中，空气弹簧受到压缩，气囊内部容积变小而气压增大，布置在气囊内的两极板与圆筒形成的封闭空间缩小，电容上极板向下移动，导致电容变大，经电容电压转换电路后输出电压V减小，当转换电压V小于参考电压Vc1时，经比较电路，输出控制电压接通电磁阀DC1，气囊开始排气，并保持电磁阀DC1处于打开状态；

在伸张行程中，气囊内部容积变大而气压减小，上极板上移，电容减小，经电容电压转换电路后输出电压增V大，当转换电压V大于参考电压Vc0，经比较电路，输出控制电压接通并保持电磁阀DC2和电机处于开启状态，同时关闭电磁阀DC1，此时，电机控制推杆驱动活塞将缸筒内气体压回气囊，当活塞到达缸筒底部，接通底部开关电路，从而断开电磁阀DC2并使电机停止；

在静平衡位置，气囊内气压保持稳定，电容极板位置保持不变，转换电压V维持在参考电压Vc1~Vc0之间，比较电路没有控制信号输出，电磁阀DC1和电磁阀DC2及电机保持原来状态。