[发明专利]一种容积占有和压差调节静动刚度的空气弹簧

摘要

现代汽车悬架系统中的空气弹簧对于提高车辆的平顺性、操纵稳定性和保护道路及货物起到了重要的作用。人们为了有效地调节空气弹簧的动刚度，采用了主、副气室相连，通过其通道上的节流阀的改变来实现。这种刚度调节的控制信号由多路传感器采集，送交电脑处理后发出动作指令，再对空气弹簧的刚度进行调整。但这种控制方式的响应时滞稍大，成本高。本发明就是针对这一难题研发的新型自适应压差调节动刚度空气弹簧。它直接利用气囊内的压力信号来控制主、副气室通道上的节流口开度，达到刚度连续调整的目的。并利用主、副气室的反向冲击压差控制节流阀，以达到削弱凸块对车身的冲击。本发明结构简单，响应迅速可靠，成本低廉，还能方便地调节静刚度。

主权项

一种容积占有和压差调节静动刚度的空气弹簧，由气囊(1)、上安装板(2)、上限位胶块(3)、螺栓(4)、节流调节板(5)、下安装座(6)、下限位支座(7)、活塞(8)、螺杆(9)和螺母(10)组合而成；其特征在于：下限位支座(7)与下安装座(6)同轴安装固定在下安装座(6)的底板上，且底面保持密封，下限位支座(7)的中下部精加工成与活塞(8)配合的缸筒；下限位支座(7)与下安装座(6)的高度一致；节流调节板(5)由弹性较好的橡胶材料制成，通过螺栓(4)安装在下限位支座(7)上，与下限位支座(7)并保持同轴；节流调节板(5)的端面上，在与下安装座(6)上部内孔和下限位支座(7)外圆之间的环形流通槽中心线相等的圆周上均布了数个直通小孔；活塞(8)安装在下限位支座(7)下部的内孔里；螺杆(9)安装在下安装座(6)上，其顶平面顶着活塞(8)的下平面，下部伸出下安装座(6)的下平面，并留有螺母(10)的安装厚度和活塞(8)的调节行程；螺母(10)安装在螺杆(9)上，与下安装座(6)的底平面锁紧，以防螺杆(9)松动；由节流调节板(5)将空气弹簧分隔成了以气囊(1)为主气室，下安装座(6)为副气室的复合空气弹簧；并由节流调节板(5)上的数个小孔组成了不变节流口；静刚度调节：松开螺母(10)，拧动螺杆(9)使活塞(8)在下限位支座(7)内向上移动，活塞(8)向上移动的体积占据了相同体积的压缩空气的容积，提高了空气弹簧的静刚度；反之，反向拧动螺杆(9)，活塞(8)会在气压的作用下随之下移，增加了相同体积的压缩空气的容积，就相对降低了空气弹簧的静刚度；它的动刚度的调节过程是：当车辆静止和在较平稳的运行状态时，车身的上下运动很小，气囊(1)与下安装座(6)间气流较少，节流调节板(5)上下表面无压差或压差不大，空气弹簧的动刚度由气囊(1)内容积加下安装座(6)的内部容积和气体的压力决定；当由车辆车体和运载质量引起的动载增加，就会在气囊(1)和下安装座(6)的容积内自上而下的产生一个压力递降的压力场，该压力场使得气囊(1)与下安装座(6)间的气流增大，节流调节板(5)上的节流小孔就会自动根据增大的动载和上安装板(2)向下运动的速度调节气囊(1)与下安装座(6)间的气体流动压差，自动调高空气弹簧的动刚度，平衡由车辆车体和运载质量引起的动载，减少车身的侧倾，提高车辆的平顺性和操纵稳定性；当车辆在运行中碰到路面凸块时，此时会在下安装座(6)与气囊(1)内产生一个由下至上的递减的阶跃压力冲击波，该阶跃压力波的冲击使得节流调节板(5)从外圆底平面向上翻翘，迅速添加了节流调节板(5)外圆底平面与下安装座(6)上部的侧面环形通道，消除了节流调节板(5)上下的压差，使空气弹簧的动刚度为最低，以利于空气弹簧的迅速被压缩，减少路面凸块对车身的冲击，提高车辆的平顺性。