CN103419591B - 空气悬架车身高度调节系统的高压气源自稳定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了空气悬架系统简化质量流量计算及优化控制器设计的装置，设计一种不需频繁启动空压机就可使储气罐维持某一稳定压力，提供气路系统稳定的气源装置，包括空压机、储气罐、隔板、右端盖、定值输出减压阀a、定值输出减压阀b、定值输出减压阀c、定值输出减压阀d、电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c、电磁阀d、空气弹簧a、空气弹簧b、空气弹簧c、空气弹簧d、控制器；本发明可以简化气路系统中质量流量计算，得到只与空气弹簧压力有关的质量流量计算，并为此给控制器设计的复杂化提供了优化；储气罐能够提供气路系统稳定的气压源，提高了空气弹簧的充气性能。

Description

空气悬架车身高度调节系统的高压气源自稳定装置

技术领域

本发明涉及空气悬架系统领域，具体涉及使储气罐维持某一稳定压力的气源装置领域。

背景技术

现有空气悬架系统的车身高度调节，是通过控制电磁阀给空气弹簧充气达到车身高度抬升的目的。控制管路中气体流量是根据上游储气罐压力与下游空气弹簧压力计算得到的，因此在控制过程中质量流量是不稳定的，管路中质量流量是否稳定、计算量是否简单直接影响车身高度调节性能以及控制器设计的复杂化。假设系统不受外界环境的影响，则管路质量流量与电磁阀上下游两端压力有关，但空气弹簧中的压力在车辆行驶过程中是随着外在因素不断地变化的，是无法实时控制的，如果可以通过控制储气罐上游压力维持在某一压力值并保持不变，则不但可以提供系统稳定的气压源，有利于提高车身高度调节性能，而且还可以简化系统中管路质量流量的计算，可以减少控制系统的复杂性，。

目前，国内外学者针对空气悬架车身高度调节主要集中在高度控制阀与高度控制系统的研究。例如，汤国强等人的专利“汽车高度控制阀”（专利号：CN201120082330.1），其主要内容是针对高度控制阀结构本身的性能与质量进行了改进，主要用于解决车辆在行驶过程中保持车辆的平稳性和操控性，提高车辆减振性和对货物的保护性。潘学玉等人的专利“一种空气悬架复合型高度控制系统”（专利号：CN201110130312.0），其主要内容是控制两位三通阀的断开与闭合，实现空气悬架复合式高度控制系统在“两点控制”与“单点控制”之间的自由切换，提高车辆满载时的抗侧倾能力，增强车辆行驶的安全性，又能对空气弹簧内压过低进行有效的保护。但这些提到的方案以及现有的专利中都没有具体涉及到高度调节过程中的质量流量的简化计算，这必定会给系统控制器设计带来一定的复杂性，而且储气罐中压力随着高度调节在不断的减小，增加了高度系统的调节时间，降低了控制系统的响应速度。

发明内容

发明目的：为解决上述背景技术的不足，本发明设计一种不需要频繁启动空压机就可以使储气罐维持某一确定压力值的机构，从而形成简化管路质量流量计算只与空气弹簧中压力有关的空气悬架系统。

本发明采用的技术解决方案：包括空压机、储气罐、电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c、电磁阀d、空气弹簧a、空气弹簧b、空气弹簧c、空气弹簧d、控制器、定值输出减压阀a、定值输出减压阀b、定值输出减压阀c、定值输出减压阀d；隔板。

所述储气罐为圆筒形的腔体，储气罐右端是通过右端盖密封连接的；连接是通过螺栓进行的。隔板是由一圆形板与十字形板组成，十字形板固定连接在圆形板一侧，圆形板与十字形板加工为一体；隔板将储气罐分为五个腔体：腔体e、腔体a、腔体b、腔体c、腔体d；空压机连接腔体e的进气端e；腔体e出气端分别并行连接定值输出减压阀a进气口、定值输出减压阀b进气口、定值输出减压阀c进气口、定值输出减压阀d进气口；定值输出减压阀a出气口、定值输出减压阀b出气口、定值输出减压阀c出气口、定值输出减压阀d出气口分别并行连接到腔体a进气口、腔体b进气口、腔体c进气口、腔体d进气口；右端盖上面开有腔体a的出气口a、腔体b的出气口b、腔体c的出气口c、腔体d的出气口d；腔体a的出气口a、腔体b的出气口b、腔体c的出气口c、腔体d的出气口d分别通过电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c、电磁阀d与空气弹簧a、空气弹簧b、空气弹簧c、空气弹簧d连接，实现充气的功能；电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c、电磁阀d是由控制器控制打开与关闭的。

定值输出减压阀a进气端、定值输出减压阀b进气端、定值输出减压阀c进气端、定值输出减压阀d进气端分别并行连接于腔体e，定值输出减压阀a出气端、定值输出减压阀b出气端、定值输出减压阀c出气端、定值输出减压阀d出气端分别并行连接于腔体a、腔体b、腔体c、腔体d；定值输出减压阀a、定值输出减压阀b、定值输出减压阀c、定值输出减压阀d分别根据腔体a中压力变化、腔体b中压力变化、腔体c中压力变化、腔体d中压力变化而自动打开与关闭，使腔体a压力、腔体b压力、腔体c压力、腔体d压力始终保持在某一稳定的压力值状态。

定值输出减压阀a、定值输出减压阀b、定值输出减压阀c、定值输出减压阀d结构包括阀体a、阀体a、弹簧、阀心，阀体a和阀体a围成有P1、P2两出口的一中空腔，内设固定于阀体a内壁上的弹簧，弹簧连接阀心。

本发明的有益效果是：

1、不需频繁启动空压机就可以使供气源维持在某一稳定压力状态下，可以使系统在车身高度调节过程中获得稳定的高压气源，能够改善车身高度调节性能。

2、在获得稳定的某一充气压力值时，可以简化充气过程中的质量流量计算，得到质量流量只跟空气弹簧中变化的压力有关。

3、由于简化了的质量流量计算使车身高度调节控制器设计的复杂性得到了优化，给控制系统算法设计带来了方便。

附图说明

图1是空气悬架车身高度调节系统示意图。

图2是空气悬架车身高度调节系统中所使用的储气罐外形示意图。

图3是空气悬架车身高度调节系统中所使用的储气罐轴向剖视图。

图4是空气悬架车身高度调节系统中所使用的储气罐径向剖视图。

图5是空气悬架车身高度调节系统中所使用的定值输出减压阀工作原理图。

图中，1.空压机；2.储气罐；3.右端盖；4.空气弹簧a；5.空气弹簧b；6.空气弹簧c；7.空气弹簧d；8.隔板；9.定值输出减压阀a；10.定值输出减压阀b；11.定值输出减压阀c；12.定值输出减压阀d；13.腔体c；14.腔体d；15.腔体b；16.腔体a；17.腔体e；18.阀体a；19.弹簧；20.阀芯；21.阀体b；22.电磁阀d；23.电磁阀c；24.电磁阀b；25.电磁阀a；26.控制器。

具体实施方式

如图所示1所示，在空气悬架车身高度调节过程中，包括提供管路稳定气源的储气罐2；如图2所示，圆筒形的储气罐2与右端盖3密封连接，是通过螺栓进行；如图3与图4所示，隔板8是由一圆形板与十字形板组成，十字形板固定连接在圆形板一侧，圆形板与十字形板加工为一体；隔板8将储气罐2内部分为五部分：腔体e17、腔体a16、腔体b15、腔体c13、腔体d14；腔体e17的进气口e连接空压机1；腔体e17的出气端分别通过定值输出减压阀a9、定值输出减压阀b10、定值输出减压阀c11、定值输出减压阀d12对应输出到腔体a16、腔体b15、腔体c13、腔体d14中去；图1所示，在右端盖3上面开有腔体a16的出气口a、腔体b15的出气口b、腔体c13的出气口c、腔体d14的出气口d；腔体a16的出气口a、腔体b15的出气口b、腔体c13的出气口c、腔体d14的出气口d分别通过电磁阀a25、电磁阀b24、电磁阀c22、电磁阀d23并行连接到空气弹簧4、空气弹簧5、空气弹簧7、空气弹簧6，实现充气的功能；电磁阀d22、电磁阀c23、电磁阀b24、电磁阀a25的打开与关闭是通过控制器26根据车身高度信号控制的。

具体工作过程：现只举例储气罐的出气口a通过电磁阀a25给空气弹簧a4充气这一回路，其它回路与此类似。如图5所示，定值输出减压阀a9的进气口P1与腔体e17连接，出气口P2与腔体a16连接。初始阶段，阀芯20在腔体e17中的压力、腔体a16中的压力以及弹簧19的作用下处于平衡，腔体e17中气体不能流到腔体a16中去；当腔体a16的压力减小时，阀芯20将向下运动，腔体e17中的气体流到腔体a16中去，当腔体a16中的压力重新达到某一值时，阀芯20又回到平衡位置得到腔体a16中压力始终稳定在某一压力状态下。

以上显示和说明书中描述的只是本发明的原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种空气悬架车身高度调节系统的高压气源自稳定装置，包括空压机(1)、储气罐(2)、电磁阀a(25)、电磁阀b(24)、电磁阀c(23)、电磁阀d(22)、空气弹簧a(4)、空气弹簧b(5)、空气弹簧c(6)、空气弹簧d(7)、控制器(26)、定值输出减压阀a(9)、定值输出减压阀b(10)、定值输出减压阀c(11)、定值输出减压阀d(7)、隔板(8)，储气罐(2)与右端盖(3)密封连接；储气罐(2)被内设固定的隔板(8)分为五部分：腔体e(17)、腔体a(16)、腔体b(15)、腔体c(13)、腔体d(14)；腔体e(17)的进气口e连接空压机(1)；腔体e(17)的出气端分别通过定值输出减压阀a(9)、定值输出减压阀b(10)、定值输出减压阀c(11)、定值输出减压阀d(12)对应输出到腔体a(16)、腔体b(15)、腔体c(13)、腔体d(14)中去；右端盖3上面设有腔体a(16)的出气口a、腔体b(15)的出气口b、腔体c(13)的出气口c、腔体d(14)的出气口d；腔体a(16)的出气口a、腔体b(15)的出气口b、腔体c(13)的出气口c、腔体d(14)的出气口d分别通过电磁阀a(25)、电磁阀b(24)、电磁阀c(22)、电磁阀d(23)并连接到空气弹簧a(4)、空气弹簧b(5)、空气弹簧d(7)、空气弹簧c(6)，控制器(26)根据车身高度信号控制电磁阀d(22)、电磁阀c(23)、电磁阀b(24)、电磁阀a(25)开与关；定值输出减压阀a(9)进气端、定值输出减压阀b(10)进气端、定值输出减压阀c(11)进气端、定值输出减压阀d(12)进气端分别并行连接于腔体e，定值输出减压阀a(9)出气端、定值输出减压阀b(10)出气端、定值输出减压阀c(11)出气端、定值输出减压阀d(12)出气端分别并行连接于腔体a(16)、腔体b(15)、腔体c(13)、腔体d(14)；腔体a(16)、腔体b(15)、腔体c(13)、腔体d(14)中压力变化控制定值输出减压阀a(9)、定值输出减压阀b(10)、定值输出减压阀c(11)、定值输出减压阀d(12)自行开与关。

2.根据权利要求1所述的空气悬架车身高度调节系统的高压气源自稳定装置，其特征在于，储气罐(2)为圆筒形。

3.根据权利要求1或2所述的空气悬架车身高度调节系统的高压气源自稳定装置，其特征在于，储气罐(2)与右端盖(3)密封连接是通过螺栓进行。

4.根据权利要求1或2所述的空气悬架车身高度调节系统的高压气源自稳定装置，其特征在于，隔板(8)是由一圆形板与十字形板组成，十字形板固定连接在圆形板一侧，圆形板与十字形板加工为一体.

5.根据权利要求1或2所述的空气悬架车身高度调节系统的高压气源自稳定装置，其特征在于，定值输出减压阀a(9)、定值输出减压阀b(10)、定值输出减压阀c(11)、定值输出减压阀d(12)结构包括阀体a(18)、阀体b(21)、弹簧(19)、阀心(20)，阀体a(18)和阀体a(21)围成有P1、P2两出口的一中空腔，内设固定于阀体a(18)内壁上的弹簧(19)，弹簧(19)连接阀心(20)。