CN103307188A - 一种容积可调的空气弹簧附加气室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种容积可调的空气弹簧附加气室，涉及车用空气弹簧的附加气室技术领域。包括附加气室腔体，顶盖，第一扇叶，第二扇叶，步进电机，步进电机通过放大电路与控制器ECU相连。在附加气室腔体底部上开有八段等间隔的通气槽，呈圆周分布，每两个通气槽之间的间隙与扇叶的厚度相等，通过此结构保证空气弹簧附加气室容积调节时，气体压力不变。该附加气室可以通过控制第二扇叶的转动实现容积的改变，使得空气弹簧参与工作的有效容积改变，从而改变空气弹簧系统的刚度，以适应车辆的各种行驶工况，达到改善悬架系统综合性能的目的。本发明结构简单,调节方便，调节速度快，不易发生故障。

Description

一种容积可调的空气弹簧附加气室

技术领域

本发明涉及车用空气弹簧的附加气室的技术领域,特别涉及容积可变的空气弹簧附加气室。

背景技术

空气弹簧利用气体的可压缩性实现其弹性作用,具有缓冲、隔振的功能,空气弹簧刚度是影响汽车舒适性的关键参数之一。为了使汽车空气悬架能够适应车辆行驶的各种复杂工况,可通过改变空气弹簧附加气室的容积来改变弹簧的刚度特性,附加气室的容积对刚度特性影响显著,附加气室容积变大,空气弹簧刚度变小。现有专利文献“一种容积可变的恒定内压空气弹簧附加气室”（申请号201010549005.1）以及专利“一种容积可变的空气弹簧附加气室”（申请号201010549434.9）,均将附加气室分为八个腔室,其缺陷是:改变容积结构较为复杂,用小孔连通改变空气弹簧刚度的效果不好。专利“一种容积可变的空气弹簧附加气室结构”（申请号201110287224.1）以丝杠连接活塞作为调节刚度的方式，其存在的问题是调节速度慢，容易发生故障。

发明内容

本发明针对现有空气弹簧附加气室容积在改变过程中改变方式复杂，改变速度缓慢的现状,提供一种结构简单的容积可变的空气弹簧附加气室。

本发明采用的技术方案是:包括一个圆筒形附加气室腔体,其上端连接顶盖，顶盖保持气体附加室的密封性，顶盖上与连接管路连接,连接管路的另一端连接空气弹簧。气体附加室的腔体中部的设有轴。

附加气室腔体的内腔中设置两个薄长方体扇叶，用于将附加气室腔体分割为有效容积腔和备用容积腔。所述第一扇叶设有三段空心的杆，第二扇叶设有四段空心杆，其中第一扇叶的三段空心的杆的长度小于或者等于第二扇叶的空心杆各段的间隙的长度，第一扇叶与第二扇叶的空心杆间隔套设于腔室的轴上。所述的空心杆分为四段，其中最底部的一段空心杆从腔室下方的圆孔凸出并与步进电机相连，步进电机带动空心杆杆转动以改变第二扇叶的位置。在附加气室腔体底部上开有八段等间隔的通气槽，呈圆周分布，每两个通气槽之间的间隙与扇叶的厚度相等，通过此结构保证空气弹簧附加气室容积调节时，气体压力不变。第一扇叶位置保持不变，该附加气室可以通过控制第二扇叶的转动实现容积的改变，使得空气弹簧参与工作的有效容积改变，从而改变空气弹簧系统的刚度，以适应车辆的各种行驶工况，达到改善悬架系统综合性能的目的。

本发明的有益效果如下：

1、在改变附加气室容积的过程中,保证了空气弹簧内压力的稳定,避免因附加气室容积的改变引起悬架系统高度的改变,可进一步扩大空气弹簧刚度的变化范围,而且无需复杂的控制装置来完成容积改变的过程；此外,与现有的调节附加气室容积装置相比,由于用圆柱式的腔室，装置所占空间减小。

2、结构简单,生产工艺要求低,不易发生故障。并且有效可靠的实现了附加气室容积的可变,在车辆行驶时的不同工况下,提高车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。

3、本发明不局限应用在车辆悬架系统上,对于在机械设备、轨道车辆中安装使用的空气弹簧均适用。

附图说明

为了更全面地解释本发明的结构和工作原理，结合以下附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

图1是本发明一种容积可调的空气弹簧附加气室的机构示意图。

图2是本发明一种容积可调的空气弹簧附加气室的腔室、顶盖及扇叶的局部剖视图。

图3是本发明一种容积可调的空气弹簧附加气室处于容积最小及调节状态的剖视图。

图4是本发明一种容积可调的空气弹簧附加气室处于容积最大状态的剖视图。

图中：1-腔体；2-第二扇叶；3-第一扇叶；4-顶盖；5-连接管路；6-螺栓；7-通气槽；8-步进电机；9-控制器ECU；10-放大电路。

具体实施方案

下面结合附图对本发明的一个具体实施方式做进一步的说明。

如图1所示,本发明包括一个圆筒形的附加气室腔体1, 腔体1呈杯状，上端用三个螺栓6与顶盖4连接，螺栓等间隔圆周分布；顶盖4呈圆形，直径与腔体1上端相同，其作用是保证腔体1的密封性。腔体1底部圆心位置开有圆孔。顶盖4上连接有连接管路5的一端，使连接管路5一端与腔体1连通，连接管路5的另一端连通空气弹簧本体；顶盖4圆心处轴向连接一根轴, 供第一扇叶3和第二扇叶2套在轴上，第一扇叶3固定不动，第二扇叶2可绕轴旋转。如图2所示，第二扇叶2的一端侧设有中空的杆，且分为四段并中空，第二扇叶的中空杆可套设于轴上；腔体1内还有第一扇叶3，第一扇叶3的一端侧设有有三段中空的杆，通过中空的杆套在顶盖4的轴上。第一扇叶3的中空的杆的长度小于或者等于第二扇叶2的中空的杆的间隙的长度。

如图2所示，腔体1侧壁开有一段长度与腔体1长度相同的长槽；如图3所示，第一扇叶3固定于长槽内，由于长槽与轴的约束，第一扇叶3固定不动。如图1所示，第二扇叶2的最下面一段杆体从腔体1底部圆孔凸出。第二扇叶2最下面的一段杆与步进电机8相连，步进电机8连接放大电路10，控制器ECU9通过放大电路10控制步进电机8，进而带动第二扇叶2转动。

第一扇叶3与第二扇叶2将腔体1分为两个部分，一部分通过连接管路4与空气弹簧本体连通，作为有效容积腔；另一部分为备用容积腔。通过步进电机8控制第二扇叶2的转动以调整有效容积腔的大小。在腔体1底部上开有八段等间隔的通气槽7，呈圆周分布，每两个通气槽7之间的间隙与第二扇叶2的厚度相等；通气槽7用于第二扇叶2转动时保证有效容积腔与备用容积腔的空气流通，使两腔室的空气压力平衡。在第二扇叶2转动至通气槽7之间的间隔时，两腔室间空气不流通，以保证空气弹簧内的气体压力的恒定。

如图3所示，本发明的初始状态有效容积腔的容积为XL，此时有效容积腔体积为最小。当需要减小空气弹簧刚度时，增大附加气室有效容积腔的容积，ECU9控制步进电机8转动，带动第二扇叶2逆时针转动以改变第二扇叶2位置，从而改变档位。当需要增大空气弹簧刚度时，减小附加气室有效容积腔的容积，ECU9控制步进电机8转动，带动第二扇叶2顺时针转动以改变第二扇叶2位置，从而改变档位。如图4所示，本发明附加气室的最大容积为7XL。图3虚线为本发明附加气室的第四档位，有效容积为4XL。

Claims (6)

1.一种容积可调的空气弹簧附加气室，所述附加气室包括腔体、位于腔体上部的顶盖、以及位于腔体中部的轴，附加气室的腔体与空气弹簧连通，所述腔体底部设有通气槽；其特征在于：所述腔体内设有第一扇叶与第二扇叶，第一扇叶与第二扇叶将附加气室分为有效容积腔与备用容积腔；所述第二扇叶与电机相连，电机驱动第二扇叶转动。

2.根据权利要求1所述的一种容积可调的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述第二扇叶的一侧设有中空的杆，第二扇叶的中空的杆分为四段，所述中空的杆套设在腔体中部的轴上，位于底部的最后一段杆伸出腔体外与电机相连。

3.根据权利要求2所述的一种容积可调的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述控制器ECU通过放大电路控制电机。

4.根据权利要求1所述的一种容积可调的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述第一扇叶的一侧设有三段中空的杆，第一扇叶侧的三段中空的杆的长度小于或者等于第二扇叶的中空的杆间隙长度。

5.根据权利要求1所述的一种容积可调的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述腔体底部设有八个通气槽，周向均匀的分布在腔体的底部。

6.根据权利要求5所述的一种容积可调的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述通气槽之间的间隙与第二扇叶的壁厚相等。

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