CN102359528A - 一种汽车悬架系统的油气弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车悬架系统的油气弹簧，内缸筒与外缸筒同轴并套于外缸筒中，外缸筒和内缸筒的下端均密封固接底座，内缸筒的上口处固设缓冲块，在内缸筒的内腔中同轴设置活塞和推杆，活塞固接推杆上端，活塞的外圈与内缸筒内壁之间密封，在内缸筒上且接近底座的位置处设置阻尼阀和单向阀；由活塞、内腔筒、缓冲块形成的密闭空腔中充满高压空气，由活塞、内腔筒、推杆和底盘形成的空腔中注满油液，由缸盖、外缸筒、内缸筒和底盘形成的空腔的下段中是油液，油液上面充满高压氮气；在内缸筒上且接近底座的位置处设置一个阻尼阀和一个单向阀，不仅起到弹性元件的作用，而且还能产生一定的阻尼，密封性较好，结构简单，占用空间较小。

Description

一种汽车悬架系统的油气弹簧

技术领域

本发明涉及汽车悬架系统领域，具体涉及能够控制伸张高度和支撑力的油气弹簧，在汽车悬架系统中作为弹性元件。 

背景技术

油气弹簧是一种非常柔软、高度可控的油气悬架系统，它靠油气弹簧中油液的进出来改变弹簧的承载高度，主要由液力缸筒、活塞、推力缸筒和阻尼阀座等机件组成。液力缸筒顶端通过螺栓与带有球头的液力缸盖固定在一起，并通过上球形铰链接盘与车架连接，推力缸筒下端通过下球形铰链接盘与车桥连接，当车桥与车架相对运动时，活塞便在液力缸筒内上下移动，阻尼阀座用螺栓固定在液力缸盖上，并安装有压缩阀和伸张阀及加油阀。当载荷增加时，活塞在液力缸筒内上移，使气室容积缩小，气压升高，刚性变大；当载荷减小时，活塞则在液力缸筒内下移，气室内的容积增大，气压降低，刚性变小，如此，由气体的压缩和膨胀实现弹性元件的功能。这种油气弹簧在使用时的缺陷是：1、使用油液作为传力介质，对密封性能的要求很高，因此，在工作过程中经常出现油液泄露现象；2、元器件较多，结构较复杂，占用空间比较大。

专利号为 200410045416.1、名称为“油气弹簧”的专利提出的油气弹簧由外缸筒部分和内缸筒部分构成，外缸筒储装油液和高压气体，由内缸筒作工作缸向外缸筒压送油液，起到弹力支撑作用，该专利存在的缺陷是：其一，在汽车悬架突然受到激励时，由于主要是内腔油液承受载荷，其缓冲性能很差。其二，车身高度调节范围受到很大的限制，调节范围比较小。其三，设置了外置油罐，油气弹簧的横向体积很大，对安装有一定的限制且结构复杂，工作中时效性很差。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种以空气为工作介质的汽车悬架系统的油气弹簧，提高油气弹簧缓冲性能和密封性能、加大车身调节范围并简化系统的结构。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：具有外缸筒和内缸筒，内缸筒与外缸筒同轴并套于外缸筒中，外缸筒和内缸筒的下端均密封固接底座，外缸筒上端的正中位置是连通内缸筒内腔的进气孔；内缸筒的上端密封固接缸盖且位于外缸筒内腔顶部，内缸筒的上口处固设缓冲块；在内缸筒的内腔中同轴设置一个活塞和一个推杆，活塞固接推杆上端，推杆下端伸出底座下部并连接悬架系统的下球形铰链接盘，推杆和底座之间密封；活塞的外圈与内缸筒内壁之间密封，活塞的直径大于推杆的直径；在内缸筒上且接近底座的位置处设置阻尼阀和单向阀；由所述的活塞、内腔筒、缓冲块形成的密闭空腔中充满高压空气，由所述的活塞、内腔筒、推杆和底盘形成的空腔中注满油液，由所述的缸盖、外缸筒、内缸筒和底盘形成的空腔的下段中是油液，油液上面充满高压氮气。

本发明的有益效果是：

1、通过油气弹簧内缸来调节车身高度，调节范围较大，车架高度可上下、前后或左右升降，改善了车辆的通过性能和行驶性能。 

2、通过在结构中设置阻尼阀，在弹簧振动时能产生阻尼力，消耗振动能量，使振动逐渐衰减，因此，本发明不仅起到弹性元件的作用，而且还能产生一定的阻尼。

3、本发明的工作介质是高压空气，油液在弹簧内同时起到润滑、密封、降温的作用，所以密封性比较好。

4、相对于传统油气弹簧，本发明零部件较少，结构简单，占用空间较小，有利于推广使用。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1、进气孔；2、缸盖；3、外缸筒；4、内缸筒；5、活塞；6、密封圈；

7、单向阀；8、螺栓；9、底座；10、密封圈；11、下球形铰链接盘；12、缓冲块；13、阻尼阀；14、高压空气；15、高压氮气；16、油液；17、推杆。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明作具体描述：

参见图1，本发明有外缸筒3和内缸筒4，外缸筒3是储装油液和氮气的容器，同时作外壳使用，外缸筒3的下端通过螺栓8与底座9固定在一起，底座9将外缸筒3的下口封闭，使外缸筒3内腔与外部环境隔离。内缸筒4是工作缸，与外缸筒3同轴并套在外缸筒3的内部，在内缸筒4的上口处固定设置缓冲块12，内缸筒4的上端固定连接缸盖2，缸盖2牢固套接在外缸筒3内腔的顶部，在缸盖2与内缸筒4的上口之间安装密封圈，使内缸筒4的上口与外缸筒3内腔之间密封。进气孔1设置在外缸筒3的上口正中位置，进气孔1的上口连通外部的储气罐，下口连通内缸筒4的内腔，通过储气罐和进气孔1可向内缸筒4的内腔中冲气。内缸筒4的下端与底座9密封套接，使内缸筒4的下口与外缸筒3内腔之间密封。

在内缸筒4的内腔中安装一个活塞5和一个推杆17，活塞5的直径大于推杆17的直径，活塞5和推杆17均与内缸筒4同轴，活塞5固定连接在推杆17的上端，活塞5的外圈与内缸筒4内壁之间设置密封圈6，活塞5和推杆17可在内缸筒4内腔中上下移动。活塞5将内缸筒4的内腔分成上、下两个腔室，即A腔和B腔。推杆17下端从底座9的相应孔中伸出至底座9外，在相应孔上安装密封圈10，推杆17和底座9之间密封，使B室的下口与外部环境不相通。推杆17的下端连接悬架系统的下球形铰链接盘11，下球形铰链接盘11与车桥连接。这样，A腔即是由活塞5、内腔筒4、缓冲块12形成的密闭空腔；B腔即是由活塞5、内腔筒4、推杆17和底盘9形成的空腔。由缸盖2、外缸筒3、内缸筒4和底盘9形成的空腔为C腔。

参见图2，在A腔中充满高压空气14，B腔注满油液16，C腔的下段中是油液16，C腔的上段中是高压氮气15，即在C腔中，高压氮气15位于油液16的上面。

在内缸筒4上，并且接近底座9的位置处设置阻尼阀13和单向阀7，使B腔内的油液16只能通过阻尼阀13进入C腔，而C腔下段中的油液16可通过阻尼阀13和单向阀7流入B腔。B腔和C腔是通过阻尼阀13始终相通的，所以B腔和C腔内的压力相同。

本发明工作时，在内缸筒4内，活塞5中的A腔中的高压空气14给活塞5和推杆17产生支撑力，支撑车体重量。当载重量增加时，悬架系统的下球形铰链接盘11带动推杆17向上推动活塞5，使活塞5上移，A腔内的高压空气14被进一步压缩，以提高压力来承受车体载荷，刚度变大，直至油气弹簧受到的压力与载荷相等。在活塞5上移时，B腔的容积随之增大，形成低压，此时，C腔内的油液16通过阻尼阀13和单向阀7被吸入B腔，由于通过单向阀7的流量比较大，这样就可以减小活塞5向上运动的阻力。

当载重量减小时，下球形铰链接盘11带动推杆17运动，使活塞5下移，活塞5上面的A腔容积增大，高压空气14的膨胀压力减小，刚度减小，活塞5下面的B腔容积减小，迫使B腔内的油液16只能通过阻尼阀13进入C腔内，这时，通过阻尼阀13的流量很小，在阻尼阀13处就会产生较大的阻尼力，同时C腔内上部的氮气被压缩，也产生较大的阻力，消耗了系统振动能量，使振荡逐渐衰减。 

当C腔内的油液16和高压氮气15被压缩到极限程度时，即是活塞5下移的极限位置，这样就能保证活塞5不会无限制的下移碰在底座9上，减小对部件的冲击。

Claims (1)

1.一种汽车悬架系统的油气弹簧，具有外缸筒（3）和内缸筒（4），内缸筒（4）与外缸筒（3）同轴并套于外缸筒（3）中，外缸筒（3）和内缸筒（4）的下端均密封固接底座（9），外缸筒（3）上端的正中位置是连通内缸筒（4）内腔的进气孔（1）；其特征是：内缸筒（4）的上端密封固接缸盖（2）且位于外缸筒（3）内腔顶部，内缸筒（4）的上口处固设缓冲块（12）；在内缸筒（4）的内腔中同轴设置一个活塞（5）和一个推杆（17），活塞（5）固接推杆（17）上端，推杆（17）下端伸出底座（9）下部并连接悬架系统的下球形铰链接盘（11），推杆（17）和底座（9）之间密封；活塞（5）的外圈与内缸筒（4）内壁之间密封，活塞（5）的直径大于推杆（17）的直径；在内缸筒（4）上且接近底座（9）的位置处设置阻尼阀（13）和单向阀（7）；由所述的活塞（5）、内腔筒（4）、缓冲块（12）形成的密闭空腔中充满高压空气（14），由所述的活塞（5）、内腔筒（4）、推杆（17）和底盘（9）形成的空腔中注满油液（16），由所述的缸盖（2）、外缸筒（3）、内缸筒（4）和底盘（9）形成的空腔的下段中是油液（16），油液（16）上面充满高压氮气（15）。

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