[发明专利]一种等温空气弹簧

说明书

本发明提供了一种等温空气弹簧，包括主气室、副气室和连通所述主气室和副气室的阻尼孔；所述主气室内填充有导热体，所述导热体为等温材料。本发明的空气弹簧基于等温容腔原理，在现有空气弹簧主气室中加入等温材料，确保了主气室在充放气时保持恒温，为实现隔振力学模型的准确建立、隔振系统的精确控制创造有利条件。

技术领域

本发明涉及气动技术领域，具体涉及一种等温空气弹簧。

背景技术

带附加气室的空气弹簧作为空气弹簧的类型之一，其以在设备隔振中的优越性受到国内外学者的广泛关注与研究，其结构由空气弹簧(主气室)、附加气室(副气室)和阻尼孔组成，橡胶气囊是空气弹簧主要部件。空气弹簧工作时，橡胶气囊的形变会使主副气室间产生压差而产生气体的交换，通过阻尼孔的限制气体流动的速度从而起到衰减振动的作用。在空气弹簧工作中主气室的充气与放气过程中的压力响应、温度变化是评估空气弹簧性能的关键要素。

空气弹簧性能的评估通常通过建立空气弹簧隔振力学模型实现，但建立有关压力、温度两个因素的隔振力学模型比较复杂，因此很多学者为简化模型通常忽略空气弹簧主气室在充气和放气过程中气体温度变化，只考虑压力响应；另外现有空气弹簧系统的设计未考虑等温充放气的技术设计，因此造成理论模型的建立与实际工况不相符，从而造成空气弹簧隔振力学模型构建不准确、隔振系统的控制效果不佳等问题。

因此，如何提供一种能够实现等温充放气的等温空气弹簧是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种等温空气弹簧，在现有空气弹簧主气室中加入等温材料(铜丝/多孔质)，确保了主气室在充放气时保持恒温。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种等温空气弹簧，包括主气室、副气室和连通所述主气室和副气室的阻尼孔；所述主气室内填充有导热体，所述导热体为等温材料。

本发明的空气弹簧基于等温容腔原理，即在主气室中加入等温材料，使主气室充放气过程中容腔内部温度基本保持不变，为实现隔振力学模型的准确建立、隔振系统的精确控制创造有利条件。

优选的，所述等温材料均匀填充在所述主气室内，所述等温材料的填充密度为0.1-0.5kg/L。

优选的，所述等温材料为铜丝。

优选的，所述等温材料为与所述主气室内部相同结构，且与所述主气室过盈配合。

优选的，所述等温材料为多孔质材料，孔径为40-90μm。

优选的，所述多孔质材料由不锈钢粉末烧结而成。

本发明还提出了一种等温材料的参数优化方法，包括如下步骤：

步骤一，确定等温材料参数，根据等温材料参数构建主气室横截面导热模型；

步骤二，确定优化目标函数及约束条件，优化目标函数为在给定的主气室容积及阻尼孔直径条件下，当主气室横截面积中心的温度为最高时的等温材料参数值；约束条件为主气室在充放气过程中壁面温度大于预设值；

步骤三，根据等温材料参数、优化目标函数和约束条件，利用非支配排序遗传算法对主气室横截面积中心温度进行迭代计算，产生符合目标函数值的等温材料参数的解集。

本发明使用非支配排序遗传算法对等温材料参数进行优化确定，进一步提高了主气室充放气的等温性能。

优选的，所述步骤一中，所述等温材料参数为铜丝参数，包括：铜丝直径、填充密度和填充质量；或，所述等温材料参数为多孔质材料参数，包括：横截面积、体积和孔径。

优选的，所述步骤二中，约束条件为主气室在充放气过程中壁面温度大于0℃。

优选的，所述步骤三具体包括：