CN102261417B

CN102261417B - 容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室及工作方法

Info

Publication number: CN102261417B
Application number: CN 201110107059
Authority: CN
Inventors: 江洪; 金志扬; 肖卫军; 琚龙玉; 黄佳
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-04-27
Also published as: CN102261417A

Abstract

本发明公开一种车辆空气悬架系统的容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室及工作方法，气室缸体的径向设有将气室缸体分隔成A、B、C三个腔室的两隔板，两隔板轴向上固接一个双次级直线电机，两直线电机次级线圈分别连接两隔板；在两隔板开有的小孔位置处分设两电磁阀，两电磁阀、两直线电机次级线圈均连接放大电路，放大电路通过单片机连接传感器；通过控制两隔板的左右移动，使三个腔室的体积发生变化，从而增大或降低弹簧系统刚度，不仅实现了空气弹簧附加气室容积的快速连续改变，使空气弹簧获得较大的刚度变化范围，而且实现了附加气室容积可变但内压保持恒定，提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。

Description

容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室及工作方法

技术领域

本发明属于车辆空气悬架系统技术领域，具体涉及一种空气弹簧附加气室。

背景技术

车辆空气悬架系统中的空气弹簧通过气流管道连通附加空气室，因此，通过控制附加气室的气体有效体积可以控制悬架的刚度，随着附加气室与空气弹簧主气室体积比的增大，悬架刚度下降，当体积比增大到一定时，下降趋势变得非常平缓。

现有的附加气室结构一般为容积可变式的结构，是在附加气室缸体内设置一活塞，活塞将附加气室分成两个腔室，其中的一个腔室连接空气弹簧主气室，为气体有效腔室，为使活塞能在气室缸体中左右运动，在活塞上设计有可控开闭的孔，当活塞移动时，孔口打开，以平衡两端气压，使活塞顺利移动。现有的这种结构通过活塞杆推动活塞移动以改变气体有效体积，达到改变悬架刚度的目的；但这种结构的缺陷是：在活塞移动过程中，由于孔口的打开，使附加气室的两个腔室的气体相通，这样，附加气室的有效气体在这段时间会到达整个缸体,也就是说，附加气室气体有效容积的变化，是从当前体积变为附加气室整个体积，再变为需调整至的体积，其结果是：当有效气体体积需要减小时,附加气室最先是有效气体体积突然增大，在这最先时刻，悬架刚度反而减小了，导致空气弹簧内压不稳定。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术中附加气室存在着有效气体体积突变的不足，提出一种容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室及附加气室的工作方法，使弹簧系统刚度连续变化和弹簧系统内压保持恒压，提高车辆的舒适性。

本发明容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室采用的技术方案是：具有一个气室缸体，气室缸体一端通过接口连通空气弹簧主气室，气室缸体的径向设有将气室缸体分隔成A、B、C三个腔室的第一、第二隔板，A腔室靠近接口，中间是B腔室，C腔室为辅助腔室；第一、第二隔板的轴向上固接一个双次级直线电机，双次级直线电机的第一、第二直线电机次级线圈分别连接第一隔板；第一、第二隔板开有的小孔位置处分别设有第一、第二电磁阀；第一、第二电磁阀和第一、第二直线电机次级线圈均连接放大电路输出端，放大电路输入端通过单片机连接传感器。

本发明容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室的工作方法具有如下步骤：1）传感器将接受的路面状况信息输入单片机，单片机控制打开第二电磁阀、控制第二直线电机次级线圈驱动第二隔板向右移动，使A腔室体积不变、B腔室体积增大、C腔室体积相应减小；由单片机控制关闭第二电磁阀、打开第一电磁阀且控制第一直线电机次级线圈驱动第一隔板向右移动，使C腔室体积不变、A腔室体积变大且B腔室体积变为0，降低弹簧系统刚度；2）由单片机控制打开第一电磁阀、第一直线电机次级线圈驱动第一隔板向左移动相应位移并关闭第一电磁阀，使C腔室体积不变、B腔室体积增大、A腔室体积相应减小，增大弹簧系统刚度；3）由单片机控制打开第二电磁阀、第二直线电机次级线圈驱动第二隔板向右移动相同距离并关闭第二电磁阀，使A腔室体积不变、C腔室体积变大且B腔室体积变为0，弹簧系统刚度不变。

本发明的有益效果是：本发明不仅实现了空气弹簧附加气室容积的快速连续改变，使空气弹簧获得了较大的刚度变化范围，而且实现了附加气室容积可变但内压保持恒定，使车辆通过改变附加气室容积调节刚度时，车身高度保持不变，继而提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。此外，本发明还采用电子控制技术以及直线电机实现了附加气室容积的自动快速改变。

附图说明

图1是恒定内压空气弹簧附加气室的结构示意图；

图2是图1的控制原理图；

图3-5是恒定内压空气弹簧附加气室的运动状态图；

图中：1.接口；2.气室缸体；3.双次级直线电机；4.第一直线电机次级线圈；5.第一电磁阀；6.第一隔板；7.第二隔板；8.第二电磁阀；9.第二直线电机次级线圈；10.放大电路；11.单片机；12传感器。

具体实施方式

参见图1，本发明具有一个气室缸体2，气室缸体2的一端有接口1，接口1连接空气弹簧主气室，即空气弹簧主气室通过接口1连通气室缸体2。在气室缸体2内设置了两个隔板6、7、一个双次级直线电机3和两个电磁阀5、8。在气室缸体2的径向设置了第一、第二隔板6、7，第一、第二隔板6、7与气室缸体2内壁之间为缝隙很小的间隙配合，使第一、第二隔板6、7可在气室缸体2中沿气室缸体2的轴向左右移动。第一、第二隔板6、7将气室缸体2分隔成A、B、C三个腔室，其中A腔室靠近接口1，为有效气体腔室。B腔室在中间位置，B、C腔室为辅助腔室。

第一、第二隔板6、7的轴向上固定连接双次级直线电机3，使双次级直线电机3的第一直线电机次级线圈4连接第一隔板6，第二直线电机次级线圈9连接第二隔板7。第一、第二隔板6、7沿着双次级直线电机3左右往复移动。第一隔板6上开有小孔，在第一隔板6上的小孔位置处设置第一电磁阀5，第一电磁阀5控制着第一隔板6上相应小孔的开合。在第二隔板7上也开有另一个小孔，在第二隔板7的小孔位置处设置第二电磁阀8，第二电磁阀8控制着第二隔板7上相应小孔的开合。

参见图2，将第一、第二电磁阀5、8以及第一、第二直线电机次级线圈4、9分别连接在放大电路10的输出端，放大电路10的输入端通过单片机11连接传感器12，传感器12用以接受路面的状况信息，并将其信息输入至单片机11，单片机11输出需移动的体积信号，自动将体积分为若干份小体积，再控制第一、第二电磁阀5、8和双次级直线电机3动作，连续移动若干个小体积。

本发明工作时，通过控制第一、第二隔板6、7的左右移动，使A、B、C三个腔室的体积发生变化，从而增大或降低弹簧系统刚度，参见图3，图3是初始状态，B腔室的体积为0，单片机11分别通过第一、第二电磁阀5、8控制第一、第二隔板6、7上小孔的开合，保证第一、第二隔板6、7移动时隔板两侧气压相等，从而方便其移动。当弹簧系统刚度需要降低时，需要A腔室体积变大，先是打开由单片机11控制的第二电磁阀8，再由单片机11控制第二直线电机次级线圈9驱动第二隔板7向右移动，此时，A腔室体积不变，B腔室体积增大，C腔室体积相应减小，其状态参见图4。因为A腔室有效体积没有发生改变，所以刚度不变。然后由单片机11控制关闭第二电磁阀8，打开第一电磁阀5，再由单片机11控制第一直线电机次级线圈4驱动第一隔板6向右移动，此时，C腔室体积不变，A腔室体积变大而同时B腔室体积变为0，达到A腔室体积变大目的，其状态参见图5。在上述过程中，由于第一隔板6的阻隔作用，A腔室的有效体积刚开始时保持为原体积不变，直至第二隔板7移动到所需的位置后A腔室才逐渐变为新的调控体积，使体积单方向的变化。

同样，当弹簧系统刚度需要提高时，减小A腔室体积，单片机11控制第一电磁阀5打开，再控制第一直线电机次级线圈4驱动第一隔板6移动向左相应位移，然后关闭第一电磁阀5，此时，C腔室体积不变，B腔室体积增大，A腔室体积相应减小，因为A腔室有效体积减小，达到弹簧系统刚度增大的目的。再由单片机11控制第二电磁阀8打开，再控制第二直线电机次级线圈9驱动第二隔板7向右移动相同距离，然后关闭第二电磁阀8，此时，A腔室体积不变，C腔室体积变大而同时B腔室体积变为0，因为A腔室有效体积没有发生改变，弹簧系统刚度不变。

本发明根据单片机11的控制，将在工况时需要变化的体积分为若干小体积，按小体积的变化连续重复移动第一、第二隔板6、7，直至完成信号给出需移动的体积，就可以实现体积的连续变化。

Claims

1.一种容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室，具有一个气室缸体（2），气室缸体（2）一端通过接口（1）连通空气弹簧主气室，其特征是；气室缸体（2）的径向设有将气室缸体（2）分隔成A、B、C三个腔室的第一、第二隔板（6、7），A腔室靠近接口（1），中间是B腔室，C腔室为辅助腔室；第一、第二隔板（6、7）的轴向上固接一个双次级直线电机（3），双次级直线电机（3）的第一、第二直线电机次级线圈（4、9）分别连接第一、第二隔板（6、7）；在第一、第二隔板（6、7）开有的小孔位置处分别设有第一、第二电磁阀（5、8）；第一、第二电磁阀（5、8）和第一、第二直线电机次级线圈（4、9）均连接放大电路（10）输出端，放大电路（10）输入端通过单片机（11）连接传感器（12）。

2.一种如权利要求1所述的容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室的工作方法，其特征是具有如下步骤：

1）传感器（12）将接受的路面状况信息输入单片机（11），单片机（11）控制打开第二电磁阀（8）、控制第二直线电机次级线圈（9）驱动第二隔板（7）向右移动，使A腔室体积不变，B腔室体积增大，C腔室体积相应减小；由单片机（11）控制关闭第二电磁阀（8）、打开第一电磁阀（5）且控制第一直线电机次级线圈（4）驱动第一隔板（6）向右移动，使C腔室体积不变、A腔室体积变大且B腔室体积变为0，降低弹簧系统刚度；

2）由单片机（11）控制打开第一电磁阀（5）、第一直线电机次级线圈（4）驱动第一隔板（6）向左移动相应位移并关闭第一电磁阀（5），使C腔室体积不变、B腔室体积增大、A腔室体积相应减小，增大弹簧系统刚度；

3）由单片机（11）控制打开第二电磁阀（8）、第二直线电机次级线圈（9）驱动第二隔板（7）向右移动相同距离并关闭第二电磁阀（8），使A腔室体积不变、C腔室体积变大且B腔室体积变为0，弹簧系统刚度不变。