CN104696413A - 内置填充物的复合空气弹簧 - Google Patents

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陈玉昆
石磊
吴焕
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开了一种内置填充物的复合空气弹簧，涉及机械制造领域；包括设置在上连接板和下连接板之间的上气囊和下气囊及浮动活塞；上气囊的上边缘与上连接板连接、上气囊的下边缘与浮动活塞的上端面连接；下气囊的上边缘与浮动活塞的下端面连接、下气囊的下边缘与下连接板连接；浮动活塞下端面设置有沿着导向套穿出下连接板的活塞杆，活塞杆与导向套之间设置有密封圈，上气腔内设置有压缩弹簧；下连接板上开设有单向阀和排料管，下气囊内有填充物。本发明可以解决现有技术的气弹簧抗侧倾刚度低，在惯性动载作用时，其动刚度未能得到有效地补偿影响乘员的舒适性和驾驶员的安全驾驶的问题。

Description

内置填充物的复合空气弹簧
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域，尤其是一种用于车辆空气悬架的内置填充物的复合空气弹簧。
背景技术
气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件，广泛应用于医疗设备、汽车、家具、纺织设备、机械制造等领域。目前用于隔振和缓冲的弹簧元件，多数为压缩弹簧，通常其刚度是不变的，传统的气弹簧虽然弹簧刚度是可以变化的，但是其往往是在压缩时刚度逐渐增大，拉伸时刚度却逐渐减小，这样就不能满足许多悬置装置或者减振装置的要求。
为了改善汽车的行驶平顺性，提高乘坐的舒适性，减轻车辆对道路和货物的损坏，发达国家在其运载车辆的悬架系统中广泛地采用了气弹簧。我国近年来也在大力推广和强制性采用气弹簧。在不断发展的气弹簧技术中，为了进一步改善气弹簧的刚度调节特性，以利其更适用于车辆载荷的变化，人们开展了深入的探索。在目前普遍使用的被动式空气悬架系统中，由于气弹簧的抗侧倾刚度较低，在惯性动载作用时，其动刚度未能得到有效地补偿，导致了车辆在运行中侧摆现象比较严重，严重地影响乘员的舒适性和驾驶员的安全驾驶。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本，简单可靠、能有效调节气弹簧静态刚度，能快速补偿气弹簧动态刚度，提高车辆抗侧倾能力，减少车辆侧摆的内置填充物的复合空气弹簧，它可以解决现有技术的气弹簧抗侧倾刚度低，在惯性动载作用时，其动刚度未能得到有效地补偿影响乘员的舒适性和驾驶员的安全驾驶的问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种内置填充物的复合空气弹簧，包括上连接板和下连接板；所述上连接板和所述下连接板之间设置有上气囊和下气囊，所述上气囊和所述下气囊之间设置有浮动活塞；所述上气囊的上边缘与所述上连接板固定连接、所述上气囊的下边缘与所述浮动活塞的上端面固定连接从而形成上气腔；所述下气囊的上边缘与所述浮动活塞的下端面固定连接、所述下气囊的下边缘与所述下连接板固定连接从而形成下气腔；所述浮动活塞下端面设置有沿着设置在下气腔内的导向套穿出所述下连接板的活塞杆，所述活塞杆与所述导向套之间设置有密封圈，在所述上气腔内设置有与所述活塞杆正对的压缩弹簧；所述下连接板上开设有连通所述下气腔的单向阀和排料管，所述下气腔内填充有填充物。
上述技术方案中，更为具体的方案是：所述上气囊和下气囊由弹性材料制成，所述上气腔和下气腔的单独刚度通过变截面、不同体积及不同充气压力进行改变；或通过单向阀、排料管向下气囊内充入或排出经计算或实验确定体积的填充物减少或增加下气囊内容纳气体的等量容积，从而调节空气弹簧的静刚度。
进一步：所述填充物为化合液。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明结构简单，成本低廉，安装方便，相比现有技术中单独的气弹簧具有较好的弹簧刚度性能，即并联气弹簧在两个方向运动，都可以产生较大的弹性力，并且弹簧刚度也逐渐增大；通过设计不同的上气囊和下气囊的单独刚度，可得到多种不同的可变的整体刚度或通过向气囊内充入经计算或实验确定体积的填充物减少或增加气囊内容纳气体的等量容积，从而调节空气弹簧的静刚度。
2、本发明通过在两个并联气囊中设置压缩弹簧或增加填充物的方式，加强双气囊弹簧的支撑或减震作用，可以缓冲瞬间冲击载荷，具有弹性高、承载力大、结构紧凑、结实耐用等优点，在需工作载荷大、时间长的大型车辆中有着良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中标号表示为：1、压缩弹簧；2、上气腔；3、上连接板；4、上气囊；5、浮动活塞；6、下气囊；7、下气腔；8、单向阀；9、活塞杆；10、下连接板；11、填充物；12、导向套；13、排料管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详述：
图1的内置填充物的复合空气弹簧，包括上连接板3和下连接板10；连接板3和下连接板10之间设置有上气囊4和下气囊6，上气囊4和下气囊6之间设置有浮动活塞5；上气囊4的上边缘与上连接板3固定连接、上气囊4的下边缘与浮动活塞5的上端面固定连接从而形成上气腔2；下气囊6的上边缘与浮动活塞5的下端面固定连接、下气囊6的下边缘与下连接板10固定连接从而形成下气腔7；浮动活塞5下端面设置有沿着设置在下气腔7内的导向套12穿出下连接板10的活塞杆9，活塞杆9与导向套12之间设置有密封圈，在上气腔2内设置有与活塞杆9正对的压缩弹簧1；下连接板10上开设有连通下气腔7的单向阀8和排料管13，下气腔7内填充有填充物11，填充物11为化合液。上气囊4和下气囊6由弹性材料制成，上气腔2和下气腔7的单独刚度通过变截面、不同体积及不同充气压力进行改变；下气腔7还可以通过单向阀8或排料管13向下气囊6内充入或排出经计算或实验确定体积的填充物11减少或增加下气囊6内容纳气体的等量容积，从而调节空气弹簧的静刚度。上气腔2中的压缩弹簧的弹力也可以根据隔震和缓冲的不同刚度需求进行选择，从而能适应不同场合的隔震和缓冲需求。

Claims (3)

1.一种内置填充物的复合空气弹簧，其特征在于：包括上连接板（3）和下连接板（10）；所述上连接板（3）和所述下连接板（10）之间设置有上气囊（4）和下气囊（6），所述上气囊（4）和所述下气囊（6）之间设置有浮动活塞（5）；所述上气囊（4）的上边缘与所述上连接板（3）固定连接、所述上气囊（4）的下边缘与所述浮动活塞（5）的上端面固定连接从而形成上气腔（2）；所述下气囊（6）的上边缘与所述浮动活塞（5）的下端面固定连接、所述下气囊（6）的下边缘与所述下连接板（10）固定连接从而形成下气腔（7）；所述浮动活塞（5）下端面设置有沿着设置在下气腔（7）内的导向套（12）穿出所述下连接板（10）的活塞杆（9），所述活塞杆（9）与所述导向套（12）之间设置有密封圈，在所述上气腔（2）内设置有与所述活塞杆（9）正对的压缩弹簧（1）；所述下连接板（10）上开设有连通所述下气腔（7）的单向阀（8）和排料管（13），所述下气腔（7）内填充有填充物（11）。
2.根据权利要求1所述的内置填充物的复合空气弹簧，其特征在于：所述上气囊（4）和下气囊（6）由弹性材料制成，所述上气腔（2）和下气腔（7）的单独刚度通过变截面、不同体积及不同充气压力进行改变；或通过单向阀(8)、排料管(13)向下气囊(6)内充入或排出经计算或实验确定体积的填充物（11）减少或增加下气囊(6)内容纳气体的等量容积，从而调节空气弹簧的静刚度。
3.根据权利要求1或2所述的内置填充物的复合空气弹簧，其特征在于：所述填充物（11）为化合液。
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