現代汽車懸架系統中的空氣彈簧對于提高車輛的平順性、操縱穩定性和保護道路及貨物起到了重要的作用。人們為了擴大空氣彈簧調節剛度范圍，采用了主、副氣室相連，通過其通道上的節流閥的改變來實現。這種剛度調節的控制信號由多路傳感器采集，送交電腦處理后發出動作指令，再對空氣彈簧的剛度進行調整。但這種控制方式的響應時滯稍大，成本高。本發明專利技術就是針對這一難題研發的新型自適應壓差調節動剛度空氣彈簧。它直接利用氣囊內的壓力信號來控制主、副氣室通道上的節流口開度，達到剛度連續調整的目的。并利用主、副氣室的反向沖擊壓差控制節流閥，以達到削弱凸塊對車身的沖擊。本發明專利技術結構簡單，響應迅速可靠，成本低廉，還能便捷地調節靜剛度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種車輛空氣懸架用的填充物調節靜剛度和自適應壓差調節動剛度的空氣彈簧。這種空氣彈簧尤其適應于載客大巴、城市公交大巴、貨運車輛，也適應于軌道交通車輛、特種車輛和高級轎車。
技術介紹
為了改善汽車的行駛平順性，提高乘坐的舒適性和操縱穩定性，減輕車輛對道路和貨物的損壞，發達國家在其運載車輛的懸架系統中廣泛地采用了空氣彈簧。我國近年來也在大力推廣和強制性采用空氣彈簧。在不斷發展的空氣彈簧技術中，為了進一步改善空氣彈簧的剛度調節特性，人們開發出了半主動和主動式空氣懸架系統。在主動式空氣懸架系統中，目前比較成熟的技術是將空氣彈簧的氣室分為主、副氣室，通過控制主、副氣室間連接通道上的節流閥的開度來實現主副氣室間氣體流動時的壓差改變，達到改變空氣彈簧的動剛度。這種動剛度調節系統的控制信號由多路傳感器采集，送交微處理機處理后發出控制指令，由執行機構調節節流閥的開度，來調節空氣彈簧的動剛度。它的主要不足首先在于系統的信號從采集處理到執行較為繁雜，其成本太高，只能應用在極少數豪華車輛上。 其次，響應時滯大，易導致系統控制失效并出現相反的效果。在半主動懸架的空氣懸架系統中空氣彈簧的剛度的控制一般采用剛度分段式控制，將空氣彈簧的剛度分為軟、硬兩擋或軟、中、硬三擋。這種剛度調節系統的空氣彈簧剛度控制是通過駕駛員操作電磁閥進行選擇控制，分別對應連通主副氣室間節流口開度的大、中、小。這種剛度的調節不是連續的。空氣彈簧的剛度是人為根據路況選擇的。在工程實際中，人們并不是根據空氣彈簧的設計值來制作氣囊，而是在現有的氣囊的系列產品中依據設計值選取參數接近的氣囊。這里就有兩個不足會導致空氣彈簧的靜剛度值不能滿足人們的預期，一是設計誤差；二是所選用產品的性能參數與設計值之間的誤差。它需要一種有效的調節手段和方法在實際應用中對空氣彈簧的靜剛度進行調節，使之達到較為合理的使用范疇。
技術實現思路
本專利技術的目的就是要研發出一種低成本，簡單可靠、響應快捷、方便實用的靜剛度調節和動剛度自適應壓差調節的空氣彈簧。本專利技術的解決方法是本填充物調靜剛度和壓差分級調節動剛度的空氣彈簧，由氣囊1、上安裝板2、上限位膠塊3、螺栓4、節流調節板5、下安裝座6、下限位支座7和填充物8組合而成；下限位支座7安裝固定在下安裝座6的中心位置，下限位支座7比下安裝座6要高出一部分；節流調節板5由彈性較好的橡膠材料制成，或由彈性較好的塑膠材料和金屬材料制成，通過螺栓4安裝在下限位支座7的中心位置；節流調節板5的端面上，在與下安裝座6上部內孔與下限位支座7外圓之間的環形流通槽中心線相等的圓周上均布了數個直通小孔；由節流調節板5將空氣彈簧分隔成了以氣囊1為主氣室，下安裝座6為副氣室的復合空氣彈簧；并由節流調節板5上的數個小孔組成了不變節流口，節流調節板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側面環形通道組成了可變節流口的復合節流閥；節流調節板5可由多塊組成；填充物8是散裝顆粒物或環形片狀物；它的靜剛度調節方法是在空氣彈簧的組裝過程中，先往下安裝座6里填裝進經過計算或試驗確定體積的填充物8，由于填裝進下安裝座6里的填充物8占有了空氣彈簧內相同體積的壓縮空氣的容積，減少了壓縮空氣的容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，從下安裝座6里取出部分已填入的填充物8，就增加了相同體積的的壓縮空氣的容積，相對就降低了空氣彈簧的靜剛度。它的動剛度的調節過程是當車輛靜止和在較平穩的運行狀態時，節流調節板5上下表面無壓差或壓差不大，由其材料的彈性平衡，節流調節板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側面環形通道組成的可變節流口無變化，氣囊1與下安裝座6間少有氣體流動，空氣彈簧的動剛度由氣囊1內容積加下安裝座6的內部容積和氣體壓力決定；當由車輛車體和運載質量引起的動載增加，就會在氣囊1和下安裝座6的容積內自上而下的產生一個壓力遞降的壓力場，由于節流調節板5上下平面上增大的壓差作用，使得節流調節板5外圓底平面向下貼近下安裝座6的上部頂平面，逐步關小和關閉節流調節板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面的側面環形通道的可變節流口，完成了較低級別的動載作用下的空氣彈簧的動剛度調節；只留下設置在節流調節板5上的數個小孔連通氣囊1與下安裝座6，氣流的流通面積大為減少，它會自動根據繼續增大的動載和上安裝板2向下運動的速度調節氣囊1與下安裝座6間的氣體流動壓差，進一步自動調高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質量引起的動載，減少車身的側傾，提高車輛的平順性和操縱穩定性；當車輛在運行中碰到路面凸塊時，此時會在下安裝座6與氣囊1內產生一個由下至上的遞減的階躍壓力沖擊波，該階躍壓力波的沖擊使得節流調節板5從外圓底平面向上翻翹，迅速加大了節流調節板5外圓底平面與下安裝座6上部的側面環形通道，消除了節流調節板5上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性。本專利技術是針對現有的空氣彈簧的典型結構設計的，它無需對現有的空氣彈簧的結構作任何改動，只需根據原空氣彈簧的性能參數設計制作出一個節流調節板5，節流調節板 5可由一塊或多塊組成，即可將原來的被動式空氣彈簧升級成為靜剛度可調和動剛度自適應調節的可變剛度空氣彈簧。有利于減少車身的側傾，提高車輛的平順性和操縱穩定性；有利于降低成本和空氣懸架的推廣使用。本專利技術的控制信號直接取自空氣彈簧內的壓力，將控制信號和調節指令合為一體，作用迅速、可靠，無響應時滯，空氣彈簧的動剛度調節能力大為提高；在保證了空氣彈簧的低振動頻率特性后，通過設置不同的主副氣室的容積和節流調節板5上數目不等的節流孔、以及增設不同的直徑和片數的輔助墊片可以有效地改善空氣彈簧的剛度特性曲線。由于將控制信號和調節指令合為一體，無需再有信號的采集處理系統和執行機構，無需ECU 和控制軟件，成本大為下降；由于本專利技術的控制指令為主副氣室的壓差，空氣彈簧的剛度隨主副氣室的壓力變化而自動調節，調節順暢連續。空氣彈簧的調節剛度特性曲線更為合理和可控。四附圖說明附圖1是本專利技術的結構原理圖。五具體實施例方式本專利技術的具體實施方式是靜剛度調節在空氣彈簧的組裝過程中，先往下安裝座6內部填裝進經過計算或試驗確定體積的填充物8，由于填裝進下安裝座6里的填充物 8占有了空氣彈簧內相同體積的壓縮空氣的容積，減少了壓縮空氣的容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，從下安裝座6里取出部分已填入的填充物8，就增加了相同體積的的壓縮空氣的容積，相對就降低了空氣彈簧的靜剛度。動剛度調節當車輛靜止和在較平穩的運行狀態時，盡管由節流調節板5將氣囊1和下安裝座6的內部空間分隔成了主副氣室，但由于節流調節板5上的節流孔的過流面積，加上節流調節板5外圓底平面與下安裝座6上部頂平面間的側面環形通道連通的過流面積會大于或等于下安裝座6上部的內孔與下限位支座7外圓間的環形槽的過流面積，下安裝座6的內部與氣囊1內保持了良好的流通和無壓差狀態，空氣彈簧的剛度由空氣彈簧內空氣壓力和氣囊1的容積加上下安裝座6的容積決定。空氣彈簧的動剛度為最小；當由車輛車體和運載質量引起的動載增加，該動載作用在上安裝板2上，從上至下地壓縮空氣彈簧內的壓縮空氣，此時由于空氣彈簧內自上而下的存在著一個壓力遞降的壓力場，由于節流調節板5上下壓差的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種填充物調靜剛度和壓差分級調動剛度的空氣彈簧，由氣囊（１）、上安裝板（２）、上限位膠塊（３）、螺栓（４）、節流調節板（５）、下安裝座（６）、下限位支座（７）和填充物（８）組合而成；其特征在于：下限位支座（７）安裝固定在下安裝座（６）的中心位置，下限位支座（７）比下安裝座（６）高出一部分；節流調節板（５）由彈性較好的橡膠材料制成，通過螺栓（４）安裝在下限位支座（７）的中心位置；節流調節板（５）的端面上，在與下安裝座（６）上部內孔和下限位支座（７）外圓之間的環形流通槽中心線相等的圓周上均布了數個直通小孔；由節流調節板（５）將空氣彈簧分隔成了以氣囊（１）為主氣室，下安裝座（６）為副氣室的復合空氣彈簧；并由節流調節板（５）上的數個小孔組成了不變節流口，節流調節板（５）外圓底平面與下安裝座（６）上部頂平面的側面環形通道組成了可變節流口的復合節流閥；它的靜剛度調節：在空氣彈簧的組裝過程中，先往下安裝座（６）內部填裝進經過計算或試驗確定體積的填充物（８），由于填裝進下安裝座（６）里的填充物（８）占有了空氣彈簧內相同體積的壓縮空氣的容積，減少了壓縮空氣的容積，提高了空氣彈簧的靜剛度；反之，從下安裝座（６）里取出部分已填入的填充物（８），就增加了相同體積的壓縮空氣的容積，相對就降低了空氣彈簧的靜剛度；它的動剛度的調節過程是：當車輛靜止和在較平穩的運行狀態時，節流調節板（５）上下表面無壓差或壓差不大，由其材料的彈性平衡，節流調節板（５）外圓底平面與下安裝座（６）上部頂平面的側面環形通道組成的可變節流口無變化，氣囊（１）與下安裝座（６）間氣流通暢，空氣彈簧的動剛度由氣囊（１）內容積加下安裝座（６）的內部容積和氣壓決定；當由車輛車體和運載質量引起的動載增加，就會在氣囊（１）和下安裝座（６）的容積內自上而下的產生一個壓力遞降的壓力場，該壓力場作用在節流調節板（５）上下平面上的壓差增大，使得節流調節板（５）外圓底平面向下貼近下安裝座（６）的上部頂平面，逐步關小和關閉節流調節板（５）外圓底平面與下安裝座（６）上部頂平面的側面環形通道的可變節流口，完成了較低級別的動載作用下的空氣彈簧的動剛度調節；只留下設置在節流調節板（５）上的數個小孔自動根據繼續增大的動載和上安裝板（２）向下運動的速度調節氣囊（１）與下安裝座（６）間的氣體流動壓差，進一步自動調高空氣彈簧的動剛度，平衡由車輛車體和運載質量引起的動載，減少車身的側傾，提高車輛的平順性和操縱穩定性；當車輛在運行中碰到路面凸塊時，此時會在下安裝座（６）與氣囊（１）內產生一個由下至上的遞減的階躍壓力沖擊波，該階躍壓力波的沖擊使得節流調節板（５）從外圓底平面向上翻翹，迅速加大了節流調節板（５）外圓底平面與下安裝座（６）上部的側面環形通道，消除了節流調節板（５）上下的壓差，使空氣彈簧的動剛度為最低，以利于空氣彈簧的迅速被壓縮，減少路面凸塊對車身的沖擊，提高車輛的平順性。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊潔，
申請(專利權)人：楊潔，
類型：發明
國別省市：43
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