CN102009578A - 空气悬挂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改良的空气悬挂，该空气悬挂防止由于在车辆行驶期间施加到空气弹簧上的不必要的力或力矩(如转矩)造成空气弹簧的部件如气囊的损坏和/或故障。所述空气悬挂包括：减震器，该减震器包括缸体和活塞杆；空气弹簧，其中罐和空气活塞通过气囊被密封地连接；上支架，该上支架将所述活塞杆和所述罐固定到车架上；第一轴承，该第一轴承设置在所述上支架和所述活塞杆之间的连接部处；以及第二轴承，该第二轴承设置在所述空气活塞和所述缸体之间的连接部处。所述第一轴承和所述第二轴承中的每一个轴承均是推力轴承。

Description

空气悬挂
技术领域
本发明涉及一种包括减震器和空气弹簧的空气悬挂，更具体而言，涉及一种这样空气悬挂，该空气悬挂包括改良的结构，以防止损坏空气弹簧的部件特别是气囊(air sleeve)。
背景技术
通常，悬架设置在车架和车轮之间，并且包括弹簧和减震器(即缓冲器)。将空气弹簧用作弹簧的悬架被称作“空气悬挂”。空气悬挂包括用于将减震器和空气弹簧固定至车架的上支架。
减震器包括缸体和活塞杆。缸体在管内具有充满了诸如油之类的工作流体的空间。活塞阀设置在管中以与工作流体协同产生阻尼力。因为活塞阀与活塞杆相连接，所以活塞阀通过缸体和活塞杆之间的相对运动而与工作流体协同产生阻尼力。
空气弹簧包括罐(canister)、空气活塞以及气囊。罐通过柔性材料制成的气囊密封地接合至空气活塞。因此，空气活塞和罐可以彼此相对移动，并且对于空气活塞和罐之间的相对运动，气囊通过空气弹簧中的压缩空气能够回弹地工作。通常，上支架将减震器的活塞杆和空气弹簧的罐固定至车架侧。这里，空气弹簧的空气活塞被固定至减震器的下部。
通常，空气悬挂具有以下问题，即在车辆行驶期间由于施加于空气弹簧的上下运动、扭转以及向上倾角(即锥旋角)，空气弹簧的部件特别是气囊和/或气管非常容易损坏。罐夹物模压一体式和罐/上支架分离式都存在该问题。在前一种情况下，例如当驾驶五连杆双横臂式车辆时，主销轴的变化导致在空气弹簧中产生上下运动、扭转以及锥旋角，从而在减震器衬套上形成裂缝并且损坏气囊。在后一种情况下，当驾驶五连杆双横臂式车辆时，主销轴的变化导致在空气弹簧中产生上下运动、扭转以及锥旋角，从而在上支架和罐之间产生了扭矩而损坏空气管。
发明内容
本发明的目的是解决相关的技术问题，并且本发明的一方面提供一种改良的空气悬挂，该空气悬挂防止在车辆行驶期间施加于空气弹簧的不必要的力或者力矩(如转矩)造成该空气弹簧的部件如气囊的损坏和/或故障。
根据本公开内容的一方面，空气悬挂包括：减震器，该减震器包括缸体和活塞杆；空气弹簧，其中罐和空气活塞通过气囊被密封地连接；上支架，该上支架将所述活塞杆和所述罐固定至车架；第一轴承，该第一轴承设置在所述上支架和所述活塞杆之间的连接部处；以及第二轴承，该第二轴承设置在所述空气活塞和所述缸体之间的连接部处。
所述第一轴承和所述第二轴承中的每一个轴承均可以是推力轴承。所述第一轴承和所述第二轴承特别是采用所述推力轴承的所述第一轴承和所述第二轴承，可以允许减震器侧的旋转运动抵消主销轴的旋转运动，从而防止所述气囊和/或气管的损坏和/或故障。
所述空气悬挂还可以包括所述空气活塞和所述缸体之间的活塞导承。该活塞导承可以由粘弹性材料例如聚氨酯制成，并且可以用来减小所述空气活塞和所述缸体之间的锥旋角。
在一个实施方式中，所述第一轴承在所述活塞杆和位于所述上支架侧的杆座之间布置在所述活塞杆上。此外，所述第一轴承在其一端由所述活塞杆的台阶部支撑，而在其另一端由紧固至所述活塞杆的紧固部支撑。在本文中，术语“紧固部”指待紧固至所述活塞杆的部件，并且可以包括例如螺母。
在另一个实施方式中，所述第二轴承设置在所述缸体的外径扩大部的上表面和所述空气活塞的内径扩大部的下表面之间。
根据本发明的一方面，用于具有主销轴的五连杆双横臂式车辆的空气悬挂包括：减震器，该减震器包括缸体和活塞杆；空气弹簧，该空气弹簧包括空气活塞；上支架，该上支架将所述减震器和所述空气弹簧固定至车架；以及抵消装置，该抵消装置设置在所述上支架和所述空气弹簧或者所述减震器之间以抵消所述主销轴的旋转运动。
所述补偿装置可以包括设置在所述上支架和所述活塞杆之间的连接部处的第一推力轴承和/或设置在所述空气活塞和所述缸体之间的连接部处的第二推力轴承。
在一个实施方式中，所述空气悬挂可以包括形成在所述空气活塞和所述缸体之间以用于减小所述活塞和所述缸体之间的锥旋角的活塞导承。所述活塞导承由粘弹性材料制成。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的空气悬挂的侧剖视图；
图2是图1的“A”部分的放大图；
图3是图1的“B”部分的放大图；以及
图4是图1的“C”部分的放大图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。以示例的方式给出下列实施方式以便本领域技术人员全面地理解本发明。因此，应当理解，基于本发明，其它实施方式是显而易见的并且可以作出系统、过程或机械的改变而不偏离本发明的保护范围。同样地，应当注意到附图并不是精确地按比例绘制的，并且为了在附图中清楚地显示而放大了一些尺寸诸如宽度、长度和厚度等。在全部的说明书和附图中相同的元件由相同的附图标记表示。
图1是根据实施方式的空气悬挂的侧剖视图，图2是图1的“A”部分的放大图，图3是图1的“B”部分的放大图，而图4是图1的“C”部分的放大图。
参看图1，根据本实施方式的空气悬挂1包括减震器10、安装在该减震器10上的空气弹簧20以及用于将该减震器10和该空气弹簧20连接至车架(未示出)的上支架30。减震器10在其下侧设有将空气悬挂与车轴或车轮侧相连接的托架60。
减震器10包括缸体12和活塞杆14。虽然附图中未示出，但是在缸体12中限定出充满油的细长空间，并且连接至活塞杆14的活塞阀(未示出)可滑动地容纳在该空间中。通过连接至车架侧的活塞杆14和连接至车轮侧的缸体12之间的相对运动，活塞阀在缸体12内往复运动，从而与油协同产生一定的阻尼力。
空气弹簧20包括罐22、气囊24以及空气活塞26。罐22包围活塞杆14的、在缸体12外延伸的部分，并且空气活塞26包围缸体12的一部分。罐22和空气活塞26通过气囊24彼此密封地连接，从而在空气弹簧20中形成充满压缩空气的气室。罐22连接至空气管27，该空气管27还连接至空气弹簧20内的气室。
上支架30安装在罐22上以将减震器10和空气弹簧20连接至车架侧。上支架30可以包括安装架31、安装衬套32、密封衬套33以及杆座34。上支架30通过安装衬套32连接至罐22。
安装架31在其上部通过螺栓及类似件与车架相联接，并且在安装架31的中央具有凹部，活塞杆14穿过该凹部，以便密封衬套33和由该密封衬套33支撑的杆座34放置在该凹部中。显然，可以对上支架30作出各种更改，并且上支架30不局限于附图所示的细节。
在本实施方式中，由推力轴承构成的第一轴承42设置在上支架30和活塞杆14之间的连接部，并且由另一个推力轴承构成的第二轴承44设置在空气活塞26的下部和缸体12之间的连接部。第一轴承42和第二轴承44中的每一个轴承均可以由推力球轴承构成。另外，由粘弹性材料例如聚氨酯制成的活塞导承46设置在空气活塞26和缸体12之间。
对于施加到空气弹簧20的扭转，第一轴承42和第二轴承44运行以允许减震器10和空气弹簧20之间的相对旋转，同时维持减震器10和空气弹簧20之间的现有的固定结构。
在驾驶五连杆双横臂式车辆期间，对于由主销轴的变化所引起的空气弹簧20的扭转，第一轴承42和第二轴承44非常适于通过抵消主销轴的转矩而防止损坏气囊24和/或气管27。图2是安装在上支架30和活塞杆14之间的第一轴承42的放大图，而图3是安装在空气活塞26和缸体12之间的第二轴承44的放大图。
设置活塞导承46以减小在空气悬挂1的上下运动和扭转期间的减震器10的轴线和空气活塞26之间的锥旋角，图4中示出活塞导承46的细节。
参看图2，第一轴承42在位于上支架侧的杆座34和减震器侧的活塞杆14之间设置在活塞杆4上。杆座34被支撑在位于凹部中的上密封衬套33和下密封衬套33上，该凹部形成在上支架的安装架31(见图1)的中央。第一轴承42在其一端由活塞杆14的台阶部142支撑，而在其另一端由紧固至活塞杆14的螺母144支撑。通过这种配置，第一轴承42可以在被固定至活塞杆14的同时允许罐22相对于活塞杆14旋转。
参看图3，第二轴承44紧密地装配在缸体12的外径扩大部122的上表面和空气活塞26的内径扩大部262的下表面之间。通过这种配置，第二轴承44可以允许空气活塞26相对于缸体12旋转。密封填料件48直接设置在第二轴承44上以密封缸体12和空气活塞26之间的间隙。
再次参看图1，第一轴承42和第二轴承44彼此协同以允许减震器10的活塞杆14和空气弹簧20的罐22之间的相对旋转，并且同时允许减震器10的缸体12和空气弹簧20的空气活塞26之间的相对旋转。因此，第一轴承42和第二轴承44可以防止施加到空气弹簧20的扭转力或扭矩损坏气囊24和气管27，其中该气囊24将罐22和空气活塞26密封地连接，该气管27在其一端与罐22相连接，而在其另一端与外部的装置例如压缩机相连接。
参看图4，活塞导承46定位在空气活塞26的上端，使得活塞导承46的外径邻接(贴近)空气活塞26的内径，而活塞导承46的内径邻接(贴近)缸体12的外径。活塞导承46可以由聚氨酯材料制成，并且可以用来减小缸体12和空气活塞26之间的锥旋角(α)。
这样，根据上述实施方式，所述空气悬挂可以防止在车辆行驶期间施加到空气弹簧的不必要的力或力矩(如转矩)造成空气弹簧的部件如气囊的损坏和/或故障。
可以结合上述各种实施方式以提供更多的实施方式。如必要的话，可以修改上述实施方式的各个方面以采用各种专利、申请以及出版物的原理从而提供更多的实施方式。根据上面详细的描述可以对所述实施方式进行这些的和其它的改变。通常，在所附的权利要求书中，不应该将权利要求书局限于说明书公开的具体实施方式和权利要求本身来解释所使用的术语，而是应该将所使用的术语解释为包括所有可能的实施方式连同赋予权利要求书的等同物的全部范围。因此，权利要求书不局限于公开的内容。

Claims (11)

1.一种空气悬挂，所述空气悬挂包括：
减震器，所述减震器包括缸体和活塞杆；
空气弹簧，其中罐和空气活塞通过气囊被密封地连接；
上支架，所述上支架将所述活塞杆和所述罐固定至车架；
第一轴承，所述第一轴承设置在所述上支架和所述活塞杆之间的连接部处；以及
第二轴承，所述第二轴承设置在所述空气活塞和所述缸体之间的连接部处。
2.根据权利要求1所述的空气悬挂，所述空气悬挂还包括形成在所述空气活塞和所述缸体之间以用于减小所述空气活塞和所述缸体之间的锥旋角的活塞导承。
3.根据权利要求1所述的空气悬挂，其中，所述第一轴承和所述第二轴承中的每一个轴承均是推力轴承。
4.根据权利要求1所述的空气悬挂，其中，所述第一轴承在所述活塞杆和位于上支架侧的杆座之间布置在所述活塞杆上。
5.根据权利要求4所述的空气悬挂，其中，所述第一轴承在其一端由所述活塞杆的台阶部支撑而在其另一端由紧固至所述活塞杆的紧固部支撑。
6.根据权利要求1所述的空气悬挂，其中，所述第二轴承设置在所述缸体的外径扩大部的上表面和所述空气活塞的内径扩大部的下表面之间。
7.一种用于具有主销轴的五连杆双横臂式车辆的空气悬挂，所述空气悬挂包括：
减震器，该减震器包括缸体和活塞杆；
空气弹簧，该空气弹簧包括空气活塞；
上支架，该上支架将所述减震器和所述空气弹簧固定至车架；以及
抵消装置，该抵消装置设置在所述上支架和所述空气弹簧或所述减震器之间以抵消所述主销轴的转矩。
8.根据权利要求7所述的空气悬挂，其中，所述抵消装置包括设置在所述空气活塞和所述缸体之间的连接部处的推力轴承。
9.根据权利要求7所述的空气悬挂，其中，所述抵消装置包括设置在所述上支架和所述活塞杆之间的连接部处的推力轴承。
10.根据权利要求7所述的空气悬挂，其中，所述抵消装置包括设置在所述上支架和所述活塞杆之间的连接部处的第一推力轴承和设置在所述空气活塞和所述缸体之间的连接部处的第二推力轴承。
11.根据权利要求7所述的空气悬挂，所述空气悬挂还包括形成在所述空气活塞和所述缸体之间以用于减小所述空气活塞和所述缸体之间的锥旋角的活塞导承，所述活塞导承由粘弹性材料制成。
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