CN105522882B - 一种循环导气式的空气悬挂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种循环导气式的空气悬挂装置，属于汽车悬挂装置技术领域。包括依次连接的下外腔室、中间的内腔室以及上外腔室，下压杆和上压杆分别嵌套入下外腔室和上外腔室，并且都嵌套入内腔室，下压杆和上压杆与下外腔室、中间的内腔室以及上外腔室的套接部位都安装有轴密封装置；在下外腔室与内腔室的相隔面上安装有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀的开启方向相反，在上外腔室与内腔室的相隔面上安装有第三单向阀和第四单向阀，第三单向阀和第四单向阀的开启方向相反，在下压杆和上压杆的外端分别安装有传动杆。本发明提供的空气悬挂装置具有结构简单、减震效果好的优点。

Description

一种循环导气式的空气悬挂装置
技术领域
本发明涉及一种循环导气式的空气悬挂装置，属于汽车悬挂装置技术领域。
背景技术
空气悬挂主要包括内部装有压缩空气的空气弹簧和阻尼可变的减震器两部分。与传统钢制悬挂相比较，空气悬挂具有很多优势，最重要的一点就是弹簧的弹性系数也就是弹簧的软硬能根据需要自动调节。例如，高速行驶时悬挂可以变硬，以提高车身稳定性，长时间低速行驶时，控制单元会认为正在经过颠簸路面，以悬挂变软来提高减震舒适性。另外，车轮受到地面冲击产生的加速度也是空气弹簧自动调节时考虑的参数之一。例如高速过弯时，外侧车轮的空气弹簧和减震器就会自动变硬，以减小车身的侧倾，在紧急制动时电子模块也会对前轮的弹簧和减震器硬度进行加强以减小车身的惯性前倾。因此，装有空气弹簧的车型比其它汽车拥有更高的操控极限和舒适度。
但是传统的空气悬挂系统存在着结构复杂、减震效果不佳的问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种结构简单、减震效果好的循环导气式的空气悬挂装置。
技术方案是：
一种循环导气式的空气悬挂装置，包括依次连接的下外腔室、中间的内腔室以及上外腔室，下压杆和上压杆分别嵌套入下外腔室和上外腔室，并且都嵌套入内腔室，下压杆和上压杆与下外腔室、中间的内腔室以及上外腔室的套接部位都安装有轴密封装置；在上外腔室与内腔室的相隔面上安装有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀的开启方向相反，在下外腔室与内腔室的相隔面上安装有第三单向阀和第四单向阀，第三单向阀和第四单向阀的开启方向相反，在下压杆和上压杆的外端分别安装有传动杆。
下外腔室和上外腔室的容积是内腔室容积的20%～30%。
在下压杆上还设置有弹性片，弹性片的另一端贴合于第三单向阀的排气口上。
所述的弹性片的制备方法，包括如下步骤：
第1步：按重量份计，在反应釜中加入水190～240份、顺丁橡胶颗粒46～68份和四氟乙烯单体20～40份，用氨水调节pH在10～12之间，加入引发剂7～12份，在惰性气体的保护下，加入聚乙烯10～20份、氯丁二烯15～25份、丙烯酸羟丙酯7～12份、衣康酸二丁酯10～20份，进行聚合反应；
第2步：将得到的聚合反应产物除去液相之后，剩余物用去离子水洗，再烘干后，得改性聚合物；
第3步 ：将改性聚合物、氯丁橡胶15～25份、丙烯酸酯橡胶5～10份、氯化聚乙烯5～15份、聚苯乙烯7～10份、苯乙烯-丁二烯共聚物5～7份、增塑剂1～4份、分散剂3～8份、填充料5～15份混合均匀，加入双螺杆挤出机中，挤出机及口模的温度控制在170℃～220℃范围内，螺杆转速为220 rpm～300 rpm；经挤出机进行熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型，得到弹性片片材。
所述的第1步中，氨水的质量浓度是10～20%。
所述的第1步中，引发剂选自过氧化氢、过硫酸钾、异丙苯过氧化氢、二异丙苯过氧化氢或者对甲基丙苯过氧化氢。
所述的第1步中，聚合反应的压力是1.0Mpa～3.0Mpa。
所述的第1步中，惰性气体是指氮气或者氦气。
所述的第1步中，反应温度是10～30℃。
所述的第2步中，烘干条件是120～160℃下，烘干10～30小时。
上述的增塑剂优选是环氧大豆油、氯化石蜡、季戊四醇酯和己二酸二辛酯中的一种。
上述的分散剂优选是聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、取酰胺蜡中的一种。
上述的填充料优选是白炭黑、轻钙、重钙、滑石粉、立德粉、莫来石、苏州土、硅藻土中的一种。
有益效果
本发明提供的空气悬挂装置具有结构简单、减震效果好的优点。
附图说明
图1是本发明提供的空气悬挂装置的结构示意图。
其中，1、第一单向阀；2、第二单向阀；3、第三单向阀；4、第四单向阀；5、弹性片；6、传动杆；7、下压杆；9、下外腔室；10、内腔室；11、上外腔室；12、上压杆；13、轴密封装置。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，循环导气式的空气悬挂装置，包括依次连接的下外腔室9、中间的内腔室10以及上外腔室11，下压杆7和上压杆12分别嵌套入下外腔室9和上外腔室11，并且都嵌套入内腔室10，下压杆7和上压杆12与下外腔室9、中间的内腔室10以及上外腔室11的套接部位都安装有轴密封装置13；在上外腔室11与内腔室10的相隔面上安装有第一单向阀1和第二单向阀2，第一单向阀1和第二单向阀2的开启方向相反，在下外腔室9与内腔室10的相隔面上安装有第三单向阀3和第四单向阀4，第三单向阀3和第四单向阀4的开启方向相反，在下压杆7和上压杆12的外端分别安装有传动杆6，下外腔室9、中间的内腔室10以及上外腔室11都填充有空气。下外腔室9和上外腔室11的容积是内腔室10容积的30%。传动杆6的结构是圆环形；在下压杆7上还设置有弹性片5，弹性片5的另一端贴合于第三单向阀3的排气口上。
当下压杆7受到挤压时，压杆会向内腔室10运动，此时，内腔室10中的容积减小，空气压力增大，空气冲过第一单向阀1进入到上外腔室11中，此时，上外腔室11的空气压力也升高，此时上外腔室11的压缩空气冲过第二单向阀2进入到内腔室10中，此时再次升高了内腔室10的空气压力，空气再通过第三单向阀3进入至下外腔室9中，当下外腔室9的空气压力升高后，空气通过第四单向阀4进入至内腔室10中，完成一个循环，如此反复，通过空气的传动吸收震动。同时，若是上压杆12受到挤压时，也进行同样的循环，完成减震步骤。另外，由于在下压杆7上还设置有弹性片5，弹性片5的另一端贴合于第三单向阀3的排气口上，因此，当内腔室10内部的空气受到压缩时，空气优先会从第一单向阀1中排出，形成空气循环，因为第三单向阀3会受到弹性片5一定的阻拦，避免了从空气循环一开始就从中排出空气，导致循环不畅的问题；当内腔室10中的空气达到更高一些的压力时，会冲开弹性片5，形成空气循环。
实施例2
本实施例用于说明弹性片5的材料的制备过程。
第1步：按重量份计，在反应釜中加入水190份、顺丁橡胶颗粒46份和四氟乙烯单体20份，用氨水(质量浓度是10%)调节pH在10～12之间，加入引发剂过硫酸钾7份，在氮气的保护下，加入聚乙烯10份、氯丁二烯15份、丙烯酸羟丙酯7份、衣康酸二丁酯10份，进行聚合反应，聚合反应的压力是1.0Mpa，反应温度是10℃；
第2步：将得到的聚合反应产物除去液相之后，剩余物用去离子水洗，再烘干后，得改性聚合物，烘干条件是120℃下，烘干10小时；
第3步 ：将改性聚合物、氯丁橡胶15份、丙烯酸酯橡胶5份、氯化聚乙烯（氯含量30%）5份、聚苯乙烯7份、苯乙烯-丁二烯共聚物5份、增塑剂氯化石蜡1份、分散剂聚乙烯蜡3份、填充料立德粉5份混合均匀，加入双螺杆挤出机中，挤出机及口模的温度控制在170℃范围内，螺杆转速为220 rpm；经挤出机进行熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型，得到弹性片片材。
实施例3
本实施例用于说明弹性片5的材料的制备过程。
第1步：按重量份计，在反应釜中加入水240份、顺丁橡胶颗粒68份和四氟乙烯单体40份，用氨水(质量浓度是20%)调节pH在10～12之间，加入引发剂过硫酸钾12份，在氮气的保护下，加入聚乙烯20份、氯丁二烯25份、丙烯酸羟丙酯12份、衣康酸二丁酯20份，进行聚合反应，聚合反应的压力是3.0Mpa，反应温度是30℃；
第2步：将得到的聚合反应产物除去液相之后，剩余物用去离子水洗，再烘干后，得改性聚合物，烘干条件是160℃下，烘干30小时；
第3步 ：将改性聚合物、氯丁橡胶25份、丙烯酸酯橡胶10份、氯化聚乙烯（氯含量30%）15份、聚苯乙烯10份、苯乙烯-丁二烯共聚物7份、增塑剂氯化石蜡4份、分散剂聚乙烯蜡8份、填充料立德粉5份混合均匀，加入双螺杆挤出机中，挤出机及口模的温度控制在220℃范围内，螺杆转速为300 rpm；经挤出机进行熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型，得到弹性片片材。
实施例4
本实施例用于说明弹性片5的材料的制备过程。
第1步：按重量份计，在反应釜中加入水220份、顺丁橡胶颗粒60份和四氟乙烯单体30份，用氨水(质量浓度是15%)调节pH在10～12之间，加入引发剂过硫酸钾10份，在氮气的保护下，加入聚乙烯15份、氯丁二烯20份、丙烯酸羟丙酯11份、衣康酸二丁酯15份，进行聚合反应，聚合反应的压力是2.0Mpa，反应温度是20℃；
第2步：将得到的聚合反应产物除去液相之后，剩余物用去离子水洗，再烘干后，得改性聚合物，烘干条件是140℃下，烘干20小时；
第3步 ：将改性聚合物、氯丁橡胶20份、丙烯酸酯橡胶6份、氯化聚乙烯（氯含量30%）8份、聚苯乙烯8份、苯乙烯-丁二烯共聚物6份、增塑剂氯化石蜡2份、分散剂聚乙烯蜡4份、填充料立德粉10份混合均匀，加入双螺杆挤出机中，挤出机及口模的温度控制在210℃范围内，螺杆转速为250 rpm；经挤出机进行熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型，得到弹性片片材。
对照例1
与实施例4的区别在于：顺丁橡胶颗粒是在第3步中加入。
第1步：按重量份计，在反应釜中加入水220份和四氟乙烯单体30份，用氨水(质量浓度是15%)调节pH在10～12之间，加入引发剂过硫酸钾10份，在氮气的保护下，加入聚乙烯15份、氯丁二烯20份、丙烯酸羟丙酯11份、衣康酸二丁酯15份，进行聚合反应，聚合反应的压力是2.0Mpa，反应温度是20℃；
第2步：将得到的聚合反应产物除去液相之后，剩余物用去离子水洗，再烘干后，得改性聚合物，烘干条件是140℃下，烘干20小时；
第3步 ：将改性聚合物、顺丁橡胶颗粒60份、氯丁橡胶20份、丙烯酸酯橡胶6份、氯化聚乙烯8份、聚苯乙烯8份、苯乙烯-丁二烯共聚物6份、增塑剂氯化石蜡2份、分散剂聚乙烯蜡4份、填充料立德粉10份混合均匀，加入双螺杆挤出机中，挤出机及口模的温度控制在210℃范围内，螺杆转速为250 rpm；经挤出机进行熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型，得到弹性片片材。
对照例2
与实施例4的区别在于：第1步中未加入单体衣康酸二丁酯。
第1步：按重量份计，在反应釜中加入水220份、顺丁橡胶颗粒60份和四氟乙烯单体30份，用氨水(质量浓度是15%)调节pH在10～12之间，加入引发剂过硫酸钾10份，在氮气的保护下，加入聚乙烯15份、氯丁二烯20份、丙烯酸羟丙酯11份，进行聚合反应，聚合反应的压力是2.0Mpa，反应温度是20℃；
第2步：将得到的聚合反应产物除去液相之后，剩余物用去离子水洗，再烘干后，得改性聚合物，烘干条件是140℃下，烘干20小时；
第3步 ：将改性聚合物、氯丁橡胶20份、丙烯酸酯橡胶6份、氯化聚乙烯8份、聚苯乙烯8份、苯乙烯-丁二烯共聚物6份、增塑剂氯化石蜡2份、分散剂聚乙烯蜡4份、填充料立德粉10份混合均匀，加入双螺杆挤出机中，挤出机及口模的温度控制在210℃范围内，螺杆转速为250 rpm；经挤出机进行熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型，得到弹性片片材。
将以上实施例所得的弹性材料进行热塑成型，制成50 mm×50mm厚度0.5 mm的试样后，进行性能试验。试验数据如表1所示。
表1
从表中可以看出，本发明制备的弹性材料具有较好的拉伸强度和较优异的低温脆性效果；对照例1中由于未将顺丁橡胶颗粒在第1步中与聚合物同时反应生成，导致了不能与聚合物较好的包覆，使低温脆性存在一定问题；对照例2中由于未加入单体衣康酸二丁酯，导致了拉伸强度偏小。

Claims (8)

1.一种循环导气式的空气悬挂装置，其特征在于：包括依次连接的下外腔室(9)、中间的内腔室(10)以及上外腔室(11)，下压杆(7)和上压杆(12)分别嵌套入下外腔室(9)和上外腔室(11)，并且都嵌套入内腔室(10)，下压杆(7)和上压杆(12)与下外腔室(9)、中间的内腔室(10)以及上外腔室(11)的套接部位都安装有轴密封装置(13)；在上外腔室(11)与内腔室(10)的相隔面上安装有第一单向阀(1)和第二单向阀(2)，第一单向阀(1)和第二单向阀(2)的开启方向相反，在下外腔室(9)与内腔室(10)的相隔面上安装有第三单向阀(3)和第四单向阀(4)，第三单向阀(3)和第四单向阀(4)的开启方向相反，在下压杆(7)和上压杆(12)的外端分别安装有传动杆(6)；在下压杆(7)上还设置有弹性片(5)，弹性片(5)的另一端贴合于第三单向阀(3)的排气口上，弹性片(5)位于下外腔室内部。
2.根据权利要求1所述的循环导气式的空气悬挂装置，其特征在于：所述的下外腔室(9)和上外腔室(11)的容积是内腔室(10)容积的20%～30%。
3.根据权利要求1所述的循环导气式的空气悬挂装置，其特征在于：所述的弹性片的制备方法包括以下步骤：第1步：按重量份计，在反应釜中加入水190～240份、顺丁橡胶颗粒46～68份和四氟乙烯单体20～40份，用氨水调节pH在10～12之间，加入引发剂7～12份，在惰性气体的保护下，加入聚乙烯10～20份、氯丁二烯15～25份、丙烯酸羟丙酯7～12份、衣康酸二丁酯10～20份，进行聚合反应；第2步：将得到的聚合反应产物除去液相之后，剩余物用去离子水洗，再烘干后，得改性聚合物；第3步 ：将改性聚合物、氯丁橡胶15～25份、丙烯酸酯橡胶5～10份、氯化聚乙烯5～15份、聚苯乙烯7～10份、苯乙烯-丁二烯共聚物5～7份、增塑剂1～4份、分散剂3～8份、填充料5～15份混合均匀，加入双螺杆挤出机中，挤出机及口模的温度控制在170℃～220℃范围内，螺杆转速为220 rpm～300 rpm；经挤出机进行熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型，得到弹性片片材。
4.根据权利要求3所述的循环导气式的空气悬挂装置，其特征在于：所述的第1步中，氨水的质量浓度是10～20%；引发剂选自过氧化氢、过硫酸钾、异丙苯过氧化氢、二异丙苯过氧化氢或者对甲基丙苯过氧化氢；聚合反应的压力是1.0Mpa～3.0Mpa；惰性气体是指氮气或者氦气；反应温度是10～30℃。
5.根据权利要求3所述的循环导气式的空气悬挂装置，其特征在于：所述的第2步中，烘干条件是120～160℃下，烘干10～30小时。
6.根据权利要求3所述的循环导气式的空气悬挂装置，其特征在于：增塑剂优选是环氧大豆油、氯化石蜡、季戊四醇酯和己二酸二辛酯中的一种。
7.根据权利要求3所述的循环导气式的空气悬挂装置，其特征在于：分散剂优选是聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、取酰胺蜡中的一种。
8.根据权利要求3所述的循环导气式的空气悬挂装置，其特征在于：填充料优选是白炭黑、轻钙、重钙、滑石粉、立德粉、莫来石、苏州土、硅藻土中的一种。
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