CN105221646B - 一种空气弹簧及使用该空气弹簧的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气弹簧及使用该空气弹簧的车辆，空气弹簧包括气囊、辅助气室、承受冲击力的承力座和支撑座，辅助气室与气囊之间设有用于气流流动的连通通道，连通通道上设有启闭装置，所述承力座具有在受到冲击力时相对于支撑座正常运动的上限位置和下限位置，所述启闭装置在承力座正常运动时处于开启状态，所述启闭装置在承力座处于所述上限位置以上和下限位置以下时处于关闭状态。本发明中的空气弹簧解决了现有技术中的空气弹簧仅能在气囊的承力座下移时提高刚度，而不能在上移超限或下移超限时均提高气囊刚度的技术问题。

Description

一种空气弹簧及使用该空气弹簧的车辆

技术领域

本发明涉及一种空气弹簧，此外，本发明还涉及一种使用该空气弹簧的车辆。

背景技术

车辆在行驶过程中，由于路况复杂以及车流量较大，紧急制动和紧急加速是常见的工况之一，这两种较为极限的工况给乘客带来了极大的乘客困扰，由于紧急制动会带来较大的车身俯冲量，紧急加速会带来较大的车身仰头量，使客车上的乘客受到较大的冲击，这对于乘客的乘坐感受是非常不利的，让乘客感觉极其不舒服，而车辆上的空气弹簧则可以对车辆因加速或紧急制动给人们所带来的不适起到缓冲的作用。

中国专利CN102401074A公开了一种空气弹簧，包括气囊、副气室、可移动罩、弹簧、推杆、承力座和支撑座，可移动罩套设于副气室外部并与副气室形成移动配合关系，副气室上设置有节流口，当车辆在紧急制动时，会推动空气弹簧中的推杆，推杆进而推动可移动罩下移，依次关闭副气室上的各个节流口，从而提高空气弹簧的刚度。但是，该空气弹簧中在气囊和副气室之间产生相背运动时，可移动罩相对于副气室向上运动，这时副气室上的节流口就会打开，从而导致该空气弹簧的刚度降低。因此，现有的空气弹簧只能对节流口进行单向封闭以实现气囊的刚度。另外，由于车辆在的运行的过程中，可移动罩相对于副气室发生相对移动的过程中会产生相应的摩擦，在长时间的摩擦过程中，就会导致可移动罩或者副气室发生磨损，由于磨损就会出现可移动罩和副气室的轴线不能重合的问题，从而导致两者在运动过程中发生卡滞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在受到冲击力时承力座无论上移还是下移均能够提高刚度的空气弹簧。同时，本发明还提供一种使用该空气弹簧的车辆。

为了实现上述目的，本发明提供一种空气弹簧的技术方案：空气弹簧包括气囊、辅助气室、承受冲击力的承力座和支撑座，辅助气室与气囊之间设有用于气流流动的连通通道，连通通道上设有启闭装置，所述承力座具有在受到冲击力时相对于支撑座正常运动的上限位置和下限位置，所述启闭装置在承力座正常运动时处于开启状态，所述启闭装置在承力座处于所述上限位置以上和下限位置以下时处于关闭状态。当承力座受到冲击力上移或下移处于上限位置以上和下限位置以下时，启闭装置均能够将连通通道进行双向的急速封闭，从而使得空气弹簧的刚度增大。因此该空气弹簧可以适用于对振动幅度有较高要求的场合，比如车辆的悬架系统。

进一步的，上述空气弹簧的技术方案中的启闭装置具体包括与连通通道相通的阀座、与阀座上所设的阀口启闭配合的阀板，所述阀板通过弹性连接件与所述承力座连接。

进一步的，上述空气弹簧的技术方案中的具体的启闭装置有两种：

上述空气弹簧的技术方案中的第一种启闭装置的阀座具有一个阀口，所述阀板为间隔设于阀口两侧的两个盖板，其中一个盖板在承力座处于上限位置以上时将所述连通通道关闭，另外一个盖板在承力座处于下限位置以下时将所述连通通道关闭，采用两个阀板和一个阀口的启闭装置简化了阀口的结构。

进一步的，上述空气弹簧的技术方案中的第一种启闭装置中，所述连接通道为设置于辅助气室上的通气孔，所述通气孔的孔口设置于所述辅助气室的顶部而形成所述阀座的阀口，所述启闭装置的两个盖板设置于所述孔口的上下两侧。

进一步的，上述空气弹簧的技术方案中的第一种启闭装置中的所述通气孔上端设置有朝向通气孔中心延伸的内翻沿，所述内翻沿的内周面围成所述孔口，所述内翻沿上下端面上设置有用于对启闭装置两个盖板进行限位的限位缓冲结构，限位缓冲结构为两个盖板提供弹性限位，避免了因内翻沿受力过大而受损的情况发生。

进一步的，上述空气弹簧的技术方案中的第一种启闭装置中的弹性连接件为弹簧吊杆，弹簧吊杆包括吊杆，所述吊杆通过套设于吊杆外周的弹簧与所述两个盖板弹性连接，吊杆能够对弹簧起到导向的作用。

上述空气弹簧的技术方案中的第二种启闭装置的阀座具有两个阀口，所述阀板为设于两个阀口之间的盖板，两个阀口在承力座处于上限位置以上、和下限位置以下时被盖板关闭，采用两个阀口和一个阀板的启闭装置可以简化阀板的结构。

进一步的，上述的空气弹簧的技术方案中的第二种启闭装置中的所述阀座具有环槽，所述阀板设在阀座的环槽中，环槽包括上槽壁和下槽壁，上、下槽壁构成与阀板挡止配合的上下挡止面，阀板在关闭状态时均能与所述的阀座上的环槽的上、下槽壁进行挡止配合而被限位。

进一步的，上述的空气弹簧的技术方案中的第二种启闭装置的所述阀座设于辅助气室的顶部，辅助气室的顶部具有上下两层顶板，所述的两个阀口分别开设于上下两层顶板上，所述阀板设于上下两层顶板之间，下层顶板的上端面处和上层顶板的下端面处分别固定有处于相应阀口外围的用于与关闭状态时的阀板压紧配合的限位缓冲结构。

进一步的，上述空气弹簧的技术方案中的弹性连接件也可以为弹簧或者橡胶柱或者包括上端与承力座连接的直杆及直杆下端连接的弹簧。

本发明还提供一种车辆的技术方案，包括车体、空气弹簧，空气弹簧包括气囊、辅助气室、承受冲击力的承力座和支撑座，辅助气室与气囊之间设有用于气流流动的连通通道，连通通道上设有启闭装置，所述承力座具有在受到冲击力时相对于支撑座正常运动的上限位置和下限位置，所述启闭装置在承力座正常运动时处于开启状态，所述启闭装置在承力座处于所述上限位置以上和下限位置以下时处于关闭状态。在车辆正常运行时，承力座受到的冲击力较小，承力座就会在上限位置和下限位置之间浮动，此时启闭装置是处于将连通通道连通的开启状态。当承力座受到冲击力上移或下移处于上限位置以上和下限位置以下时，启闭装置均能够将连通通道进行双向的急速封闭，从而使得空气弹簧的刚度增大。可见，车辆中的空气弹簧的承力座在受到较大冲击力上移或下移的过程中均能增大空气弹簧的刚度，满足了乘客的乘坐需求。

上述的车辆的技术方案中的空气弹簧的启闭装置具体包括与连通通道相通的阀座、与阀座上所设的阀口启闭配合的阀板，所述阀板通过弹性连接件与所述承力座连接。

进一步的，上述车辆的技术方案中的具体的空气弹簧的启闭装置有两种：

上述车辆的技术方案中的空气弹簧的第一种启闭装置的阀座具有一个阀口，所述阀板为间隔设于阀口两侧的两个盖板，其中一个盖板在承力座处于上限位置以上时将所述连通通道关闭，另外一个盖板在承力座处于下限位置以下时将所述连通通道关闭，采用两个阀板和一个阀口的启闭装置简化了阀口的结构。

进一步的，上述车辆的技术方案中的空气弹簧的第一种启闭装置中，所述连接通道为设置于辅助气室上的通气孔，所述通气孔的孔口设置于所述辅助气室的顶部而形成所述阀座的阀口，所述启闭装置的两个盖板设置于所述孔口的上下两侧。

进一步的，上述车辆的技术方案中的空气弹簧的第一种启闭装置中，所述通气孔上端设置有朝向通气孔中心延伸的内翻沿，所述内翻沿的内周面围成所述孔口，所述内翻沿上下端面上设置有用于对启闭装置两个盖板进行限位的限位缓冲结构，限位缓冲结构为两个盖板提供弹性限位，避免了因内翻沿受力过大而受损的情况发生。

进一步的，上述车辆的技术方案中的空气弹簧的第一种启闭装置中，弹性连接件为弹簧吊杆，弹簧吊杆包括吊杆，所述吊杆通过套设于吊杆外周的弹簧与所述两个盖板弹性连接，吊杆能够对弹簧起到导向的作用。

上述车辆的技术方案中的空气弹簧的第二种启闭装置的阀座具有两个阀口，所述阀板为设于两个阀口之间的盖板，两个阀口在承力座处于上限位置以上、和下限位置以下时被盖板关闭，采用两个阀口和一个阀板的启闭装置可以简化阀板的结构。

进一步的，上述车辆的技术方案中的空气弹簧的第二种启闭装置的所述阀座具有环槽，所述阀板设在阀座的环槽中，环槽包括上槽壁和下槽壁，上、下槽壁构成与阀板挡止配合的上下挡止面，阀板在关闭状态时均能与所述的阀座上的环槽的上、下槽壁进行挡止配合而被限位。

进一步的，上述车辆的技术方案中的空气弹簧的第二种启闭装置的所述阀座设于辅助气室的顶部，辅助气室的顶部具有上下两层顶板，所述的两个阀口分别开设于上下两层顶板上，所述阀板设于上下两层顶板之间，下层顶板的上端面处和上层顶板的下端面处分别固定有处于相应阀口外围的用于与关闭状态时的阀板压紧配合的限位缓冲结构。

进一步的，上述车辆的技术方案中的空气弹簧中的弹性连接件也可以为弹簧或者橡胶柱或者包括上端与承力座连接的直杆及直杆下端连接的弹簧。

附图说明

图1是本发明安装空气弹簧的车辆实施例的悬架安装布置图；

图2是图1中空气弹簧在车辆平稳行驶时的结构示意图；

图3是图1中空气弹簧在车辆紧急制动时的结构示意图；

图4是图1中空气弹簧在车辆紧急加速时的结构示意图；

图5是本发明空气弹簧的实施例2的结构示意图；

图6本发明的空气弹簧的实施例3的结构示意图。

附图标记说明：气囊1、辅助气室2、弹性连接件3、内翻沿4、上盖板5、下盖板6、承力座7、支撑座8、通气孔9、启闭装置10、阀板11、环槽12、上槽壁121、下槽壁122、连通通道13、缓冲垫14、阀座15、阀板21、弹簧吊杆23、下缓冲垫24、上缓冲垫26。

具体实施方式

本发明实施例中的车辆如图1-图4所示：车辆包括车体、空气弹簧和车桥总成，其中空气弹簧的一端与车体连接，另一端与车桥总成连接，在本实施例中，空气弹簧包括气囊1和辅助气室2，其中气囊的上端设有承力座7，承力座7与车架相连，辅助气室2的下端通设有支撑座8，支撑座8与车桥总成相连，其中，辅助气室与气囊之间设置有用于气流流动的连通通道13，并在连通通道13上设置有启闭装置10。这里对车辆运行过程中启闭装置的工作状态进行一下说明：在车辆运动时，经常会出现紧急刹车和突然加速的情况，这时，承力座7很容易受到因车辆紧急刹车和突然加速时的冲击力，当承力座7受到冲击力时就会相对于支撑座8发生上下运动，承力座7具有在受到冲击力时相对于支撑座8正常运动的上限位置和下限位置，当承力座7运动至上限位置后，启闭装置10就会将连通通道关闭，当承力座7继续向上运动时，启闭装置10还是处于将连通通道13关闭的状态；当承力座7运动至下限位置后，启闭装置10也会将连通通道13关闭，当承力座7继续向下运动时，启闭装置10还是处于将连通通道13进行关闭的状态，也就是说，无论承力座7处于上限位置以上或下限位置以下的位置时，启闭装置10均处于将连通通道13关闭的状态；而承力座相对于支撑座上下移动的上限位置和下限位置应根据车辆实际的行驶路面情况、车辆底盘的高度或者根据车辆的长度来进行设计，当行驶路面平坦车辆能够平稳行驶时，承力座7所受到的冲击力是车辆在正常行驶过程中所给予的力，此时的承力座7具有正常的运动状态，其运动行程是不会超过其相对于支撑座8正常运动的上限位置或下限位置，而此时空气弹簧的气囊1和辅助气室2之间是相互连通的，从而使得车辆具有很好的平顺性以及良好的乘坐舒适性能。

在本实施例中，启闭装置10包括阀板和阀座，阀板是通过弹性连接件与承力座7连接在一起的，在本实施例中，弹性连接件3为弹簧吊杆，弹簧吊杆包括与承力座7连接的吊杆，吊杆的外周面套设有弹簧，其中，吊杆是轴线沿上下方向延伸的圆柱形直杆。本实施例中的阀板包括上下两个间隔设置的轴线沿上下方向延伸的盖板，分别为上盖板5和下盖板6，上盖板5和下盖板6均具有上下端面，其中弹簧贯穿于上盖板5的上下两个端面并与下盖板6的上端面连接。在本实施例中，连接通道13为设置于辅助气室上的通气孔9，通气孔9的孔口设置于辅助气室2的顶部而形成阀座的阀口，而通气孔9上端设置有朝向通气孔的中心延伸的内翻沿4，这里的内翻沿4就是所述的阀座，内翻沿4具有上下两个端面，内翻沿4的上端面与上盖板5的下端面挡止限位配合，内翻沿4的下端面与下盖板6的上端面挡止限位配合。在本实施例中，内翻沿4的内周面围成了通气孔9的孔口，此处孔口就是阀座的阀口，在内翻沿的上下端面上设置有限位缓冲结构14，本实施例中的限位缓冲结构为缓冲垫。

当车辆在平稳状态下行驶时，空气弹簧处于图2状态所示，此时气囊和辅助气室之间相互连通，空气弹簧所受到的冲击载荷比较小，启闭装置10是不会将连通通道13进行关闭的，而且此时空气弹簧的刚度较小，车辆具有较好的平顺性能以及良好的乘坐舒适性能。

当车辆在紧急制动时，空气弹簧处于图3状态所示，空气弹簧受到很大的冲击力，承力座在受到动载的作用下向下移动，带动上盖板5向下移动以使上盖板5的下端面与内翻沿4上端面上的缓冲垫14进行接触，以快速的将连通通道13的通气孔9关闭，使气囊1和辅助气室2断开连通，这时弹簧吊杆还是会压缩上盖板5向下运动，使空气弹簧的刚度急剧增大，从而最大限度的降低了车辆的俯冲量，提高整车的平顺性能和乘坐舒适性，降低了整车在紧急制动时带来的俯冲量，从而给乘客带来更好的乘坐感受。

当车辆在紧急加速时，空气弹簧处于图4状态所示，空气弹簧也受到很大的冲击力，承力座在受到动载的作用下向上快速移动，从而带动下盖板6向上移动以快速的与内翻沿4的下端面上的缓冲垫14进行接触，以将连通通道13的通气孔9关闭，使得气囊1和辅助气室2断开连通，这时弹簧吊杆还会带动下盖板向上运动，使空气弹簧弹簧的刚度急剧增大，最大限度的降低了车辆的仰头量，提高整车的平顺性能和乘坐舒适性，降低了整车在紧急加速时带来的仰头量，从而给乘客带来更好的乘坐感受。

本发明空气弹簧的实施例1：该空气弹簧的结构与图1-图4中所示的车辆的实施例中的空气弹簧的结构完全相同，而在上述实施例中，已经就车辆中的空气弹簧的结构做出了具体说明，在本实施例中不再详述。

本发明的空气弹簧的实施例2：该空气弹簧与实施例1的不同之处在于，启闭装置的结构如图5所示，设在连接通道上的阀座15，该阀座15的内部具有环槽12，本实施例中的阀板11为一个盖板，阀板11设在阀座的环槽12中，环槽12包括上槽壁121和下槽壁122，上、下槽壁构成与阀板挡止配合的上下挡止面，阀板11在关闭状态时均能与所述的阀座上的环槽12的上、下槽壁进行挡止配合，阀板11通过弹性连接件与所述承力座7连接，本实施例中，弹性连接件为橡胶柱。实施例2的其他结构与实施例1相同而不再赘述。

本发明的空气弹簧的实施例3如图6所示，实施例3与实施例2近似，其与实施例2的不同之处在于，辅助气室2的顶部具有上下两层顶板，上下两层顶板的中部分别开设有阀口，下层顶板的上端面处和上层顶板的下端面处分别固定有处于相应阀口外围的下缓冲垫24和上缓冲垫26，阀板21处于上下两层顶板之间，阀板21通过弹簧吊杆23（即弹性连接件）随承力座上下移动（此连接结构与空气弹簧实施例1中的相应结构近似），阀板21向上压紧缓冲垫26时封闭上层顶板上的阀口，阀板21向下压紧缓冲垫24时封闭下层顶板上的阀口。

在本发明的空气弹簧或车辆的其他实施例中，启闭装置可以是电磁阀、空气阀等常规的控制阀门，电磁阀或空气阀可以通过传感器采集的信号进行控制，此时启闭装置可以通过管道安装在气囊外部或气囊之上，采用电磁阀或空气阀对连通通道进行控制的方式均属于现有技术。在其他实施例中，启闭装置也可以采用现有技术中的滑阀结构，例如将辅助气室的周壁上设置通气孔，滑阀与承力座弹性连接，滑阀套设在辅助气室的外周壁外周，通过滑阀的上下运动以实现连通通道的开闭。

另外，在本发明的空气弹簧或车辆的其他实施例中，弹性连接件也可以为上端与承力座连接的直杆，直杆的下端连接有弹簧，弹簧穿过上盖板的上下端面与下盖板连接。在其他实施例中，弹性连接件还可以是上端与承力座连接的弹簧，弹簧下端与上盖板连接，在上盖板的下端面与下盖板的上端面之间另外再设置弹簧将上下盖板进行连接。

在本发明的空气弹簧或车辆的其他实施例中，弹性缓冲结构还可以是密封圈、碟簧、橡胶垫等在现有技术中能够起到缓冲作用的弹性缓冲结构。

Claims (3)

1.一种空气弹簧，包括气囊、辅助气室、承受冲击力的承力座和支撑座，辅助气室与气囊之间设有用于气流流动的连通通道，连通通道上设有启闭装置，其特征在于：所述承力座具有在受到冲击力时相对于支撑座正常运动的上限位置和下限位置，所述启闭装置在承力座正常运动时处于开启状态，所述启闭装置在承力座处于所述上限位置以上和下限位置以下时处于关闭状态，所述启闭装置包括与连通通道相通的阀座、与阀座上所设的阀口启闭配合的阀板，所述阀板通过弹性连接件与所述承力座连接，所述阀座具有一个阀口，所述阀板为间隔设于阀口两侧的两个盖板，所述连通通道为设置于辅助气室上的通气孔，所述通气孔的孔口设置于所述辅助气室的顶部而形成所述阀座的阀口，所述启闭装置的两个盖板设置于所述孔口的上下两侧，分别为上盖板和下盖板，上盖板和下盖板均具有上下端面，当车辆在紧急制动时，承力座在受到动载的作用下向下移动，带动上盖板向下移动以使上盖板的下端面与阀座上端面进行接触，以快速的将连通通道关闭，使气囊和辅助气室断开连通，当车辆在紧急加速时，承力座在受到动载的作用下向上移动，带动下盖板向上移动与阀座下端面进行接触，以快速的将连通通道关闭，使气囊和辅助气室断开连通，所述弹性连接件是由长度较长的第一弹簧和长度较短的第二弹簧组成，第一弹簧的上端与承力座连接，下端与上盖板连接，第二弹簧连接在上盖板的下端面与下盖板的上端面之间。

2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：所述通气孔上端设置有朝向通气孔的中心延伸的内翻沿，所述内翻沿的内周面围成所述孔口，所述内翻沿上下端面上设置有用于对启闭装置两个盖板进行限位的限位缓冲结构。

3.一种车辆，包括车体、空气弹簧，其特征在于：所述空气弹簧为权利要求1-2中任意一项所述的空气弹簧。