CN105526297A - 一种容积比可调的互联空气弹簧结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于车辆空气悬架系统的容积比可调的互联空气弹簧结构，包括内部结构相同且对称布置的两个空气弹簧，每个空气弹簧的最外部是由外气室囊皮、上盖板和下盖板围成的一个密闭腔室，在密闭腔室内部由内到外设有内、中、外三个气室，第一空气弹簧的三个气室上各设一个连接互联管路一端的互联气嘴，第二空气弹簧的三个气室上也各设一个连接互联管路另一端的互联气嘴，在每个互联气嘴的气路上各设一个互联电磁阀，通过调节互联电磁阀的开闭，可分8级调节参与互联的气室容积占空气弹簧总容积的比例，从而调整车辆的行驶平顺性与操纵稳定性，进一步提升空气悬架性能。

Description

一种容积比可调的互联空气弹簧结构
技术领域
本发明涉及车辆的空气悬架系统，具体涉及互联空气悬架系统。
背景技术
互联空气悬架系统兼备空气悬架便于车身高度调节的优点，以及互联悬架隔振、消扭、均衡轮荷性能优良的特点，然而会降低悬架侧倾或俯仰刚度，进而对车辆的操纵稳定性和载荷不均匀状态下的车身姿态产生不良影响。
中国专利申请号为201510665774.0、名称为“适用于纵向互联空气悬架的双气室空气弹簧”的文献中提出了一种双气室空气弹簧，将空气弹簧分隔为内气室与外气室两个部分，并用互联管路，将前后悬架空气弹簧的外气室互联在一起，而保持内气室相互独立。这样的结构，一方面可在一定程度上提升互联空气悬架隔振、消扭、均衡轮荷性能，另一方面可降低对车辆操纵稳定性的影响。该结构的特点是，空气弹簧有且仅有部分容积参与互联，但互联容积比（参与互联的容积占总容积的比例）是不可调节的。一般而言，提高互联容积比，可提升行驶平顺性，但有损操纵稳定性；降低互联容积比，则可提升操纵稳定性，但有损行驶平顺性。然而不同行驶工况对操纵稳定性和行驶平顺性的需求有不同侧重，如果互联容积比可根据行驶工况改变，则可进一步提升空气悬架性能。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提出一种互联容积比快速可调的多腔组合式互联空气弹簧结构。该结构既可用于横向互联空气悬架，也可用于纵向互联空气悬架。
本发明采用的技术方案是：本发明包括内部结构相同且对称布置的两个空气弹簧，所述两个空气弹簧的每个空气弹簧的最外部是由外气室囊皮、上盖板和下盖板围成的一个密闭腔室，在所述密闭腔室内部由内到外设有内、中、外三个气室，所述两个空气弹簧中的第一空气弹簧的内、中、外三个气室上各设一个连接互联管路一端的互联气嘴，第二空气弹簧的内、中、外三个气室上也各设一个连接互联管路另一端的互联气嘴，在每个互联气嘴的气路上各设一个互联电磁阀。
进一步地，所述密闭腔室内设置内、中两个气室基座，内、中两个内气室套筒以及内、中两个气室囊皮，其中的内气室基座、内气室套筒、中气室基座、中气室套筒均为空心圆柱状结构，内气室套筒位于内气室基座正上方且内径大于内气室基座外径，内气室基座和中气室基座下端均与下盖板固定连接，内气室套筒和中气室套筒上端均与上盖板固定连接；内气室囊皮一端与内气室基座上段外壁紧密贴合并密封、另一端与内气室套筒内壁紧密贴合并密封；内气室基座内腔通过上端开口与内气室囊皮相通，由内气室囊皮、内气室基座、上盖板和下盖板封闭形成所述内气室；中气室套筒位于中气室基座正上方且同轴空套在内气室基座外部，中气室套筒同轴空套在内气室套筒外部，中气室套筒内径大于中气室基座外径；中气室囊皮一端与中气室基座上端外壁紧密贴合并密封、另一端与中气室套筒内壁紧密贴合并密封，中气室基座通过上端开口与中气室囊皮相通，由中气室囊皮、中气室基座、内气室基座、内气室套筒、上盖板、下盖板封闭形成所述中气室；外气室囊皮一端与上盖板外沿紧密贴合并密封、另一端与下盖板外沿紧密贴合并密封，由外气室囊皮、中气室基座、中气室套筒、上盖板、下盖板封闭形成所述外气室。
内、中、外气室三个气室的容积比为1:2:4。
本发明的有益效果是：将空气弹簧分隔成三个气室，三个气室体积等比例增大，并利用互联管路连接需要互联的六个气室，通过调节互联管路中六个电磁阀的开闭，组合参与互联的腔室，可调节互联容积比，可分8级调节互联容积比，从而调整车辆的行驶平顺性与操纵稳定性，与不同的行驶工况相适应，进一步提升空气悬架性能。
附图说明
图1为本发明一种容积比可调的互联空气弹簧结构示意图；
图中：1-a、1-b.上盖板；2-a、2-b.内气室互联气嘴；3-a、3-b.中气室互联气嘴；4-a、4-b.外气室互联气嘴；5-a、5-b.外气室囊皮；6-a、6-b.中气室套筒；7-a、7-b.中气室囊皮；8-a、8-b.中气室基座；9-a、9-b.下盖板；10-a、10-b.内气室套筒；11-a、11-b.内气室囊皮；12-a、12-b.内气室基座；13-a、13-b.充放气气嘴；14-a、14-b.内气室互联电磁阀；15-a、15-b.中气室互联电磁阀；16-a、16-b.外气室互联电磁阀；17.互联管路。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括两个空气弹簧，两个空气弹簧的内部结构相同，两个空气弹簧对称布置，两个空气弹簧与互联管路的连接结构也对称布置。对称布置时，对于横向互联空气悬架左右对称，对于纵向互联空气悬架前后对称。两个空气弹簧的最外部都是由外气室囊皮、上盖板和下盖板围成的一个密闭腔室，在密闭腔室内部由内到外设有内气室、中气室和外气室。互联管路连接于两个空气弹簧之间，其中的第一空气弹簧的内、中、外三个气室上各设一个连接互联管路一端的互联气嘴，第二空气弹簧的内、中、外三个气室上也各设一个连接互联总管路另一端的互联气嘴，在每个互联气嘴的气路上各设一个互联电磁阀。
为避免重复，下面以图1中左侧的第一空气弹簧为例描述，右侧的第二空气弹簧内部结构与第一空气弹簧相同，与互联管路的连接结构与第一空气弹簧对称。
第一空气弹簧最外部是外气室囊皮5-a、上盖板1-a与下盖板9-a，外气室囊皮5-a、上盖板1-a和下盖板9-a围成一个密闭腔室。上盖板1-a与下盖板9-a均为圆盘形，上下平行布置，且两者外径相同，轴心线与密闭腔室的轴心线重合。在这个密闭腔室内部设有内气室基座12-a、内气室套筒10-a、内气室囊皮11-a、中气室基座8-a、中气室套筒6-a以及中气室囊皮7-a。其中，内气室基座12-a和内气室套筒10-a为空心圆柱状结构，它们的均位于密闭腔室的中心处，轴心线均与密闭腔室的轴心线重合。内气室套筒10-a位于内气室基座12-a的正上方，内径稍大于内气室基座12-a外径。内气室基座12-a下端与下盖板9-a固定焊接，内气室套筒10-a上端与上盖板1-a固定焊接。内气室囊皮11-a一端与内气室基座12-a的上段外壁紧密贴合并密封，另一端与内气室套筒10-a内壁紧密贴合并密封，使内气室基座12-a的内腔通过上端开口与内气室囊皮11-a相通。如此，由内气室囊皮11-a、内气室基座12-a、上盖板1-a、下盖板9-a封闭形成内气室A1。
中气室基座8-a、中气室套筒6-a也为空心圆柱状结构，两个轴心线同样与与密闭腔室的轴心线重合。中气室套筒6-a位于中气室基座8-a的正上方，中气室基座8-a同轴空套在内气室基座12-a外部，中气室套筒6-a同轴空套在内气室套筒10-a外部，并且，中气室套筒6-a内径稍大于中气室基座8-a外径。中气室基座8-a下端与下盖板9-a固定焊接，中气室套筒6-a上端与上盖板1-a固定焊接。中气室囊皮7-a一端与中气室基座8-a上端外壁紧密贴合并密封，另一端与中气室套筒6-a内壁紧密贴合并密封。中气室基座8-a通过上端开口与中气室囊皮7-a相通。如此，中气室囊皮7-a、中气室基座8-a将内气室囊皮11-a、内气室基座12-a包围在内部。中气室囊皮7-a、中气室基座8-a、内气室基座12-a、内气室套筒10-a、上盖板1-a、下盖板9-a封闭形成中气室B1。
内气室基座12-a与中气室基座8-a的上下高度可以相等或不相等；中气室套筒6-a和内气室套筒10-a的上下高度可以相等或不相等。
外气室囊皮5-a一端与上盖板1-a外沿紧密贴合并密封，另一端与下盖板9-a外沿紧密贴合并密封。外气室囊皮5-a将中气室囊皮7-a、中气室基座8-a包围在内部。外气室囊皮5-a、中气室基座8-a、中气室套筒6-a、上盖板1-a、下盖板9-a封闭形成外气室C1。
内气室A1、中气室B1、外气室C1这三个气室的容积比为1:2:4，气室体积由内至外等比例地增大。
同样地，第二空气弹簧最外部是外气室囊皮5-b、上盖板1-b与下盖板9-b，外气室囊皮5-b、上盖板1-b和下盖板9-b围成一个密闭腔室。这个密闭腔室内部由内气室囊皮11-b、内气室基座12-b、上盖板1-b、下盖板9-b封闭形成内气室A2，由中气室囊皮7-b、中气室基座8-b、内气室基座12-b、内气室套筒10-b、上盖板1-b、下盖板9-b封闭形成中气室B2，由外气室囊皮5-b、中气室基座8-b、中气室套筒6-b、上盖板1-b、下盖板9-b封闭形成外气室C2。内气室A2、中气室B2、外气室C2这三个气室的容积比也为1:2:4。
第一空气弹簧的内气室A1、中气室B1、外气室C1上分别设有内气室互联气嘴2-a、中气室互联气嘴3-a、外气室互联气嘴4-a，这几个互联气嘴都安装在上盖板1-a上并且与相应的气室相通。三个互联气嘴并接于互联总管路17的一端，形成并联气路，并且在每个气路中间各设有一个互联电磁阀，三个互联电磁阀分别与内、中、外三个气室相对应，这三个互联电磁阀分别是内气室互联电磁阀14-a、中气室互联电磁阀15-a和外气室互联电磁阀16-a。若某气路上的互联电磁阀打开，则与该气路所连的气室与互联管路17连通。同样地，第二空气弹簧的上盖板1-b上设有内气室互联气嘴2-b、中气室互联气嘴3-b、外气室互联气嘴4-b，各与对应的内气室A2、中气室B2、外气室C2相通，三个互联气嘴并接于互联管路17的另一端，也形成并联的气路，在每个气路中间各设有一个互联电磁阀，分别是内气室互联电磁阀14-b、中气室互联电磁阀15-b和外气室互联电磁阀16-b。如此，若有任意两个以上的气室与互联管路17相连通，则这些气室之间可发生气体交换，这些气室即为参与互联的气室。
通过调节互联电磁阀的开闭，对参与互联的气室进行组合，可分8级调节互联容积比。参与互联的气室容积占空气弹簧总容积的比例与互联电磁阀开闭状态的对应关系如表1所示。
表1互联容积控制状态表
当两个内气室互联电磁阀14-a、14-b、两个中气室互联电磁阀15-a、15-b、两个外气室互联电磁阀16-a、16-b均关闭时，空气弹簧的全部容积不参与互联，即处于严格的非互联状态；当两个内气室互联电磁阀打开14-a、14-b打开，而两个中气室互联电磁阀15-a、15-b和两个外气室互联电磁阀16-a、16-b均关闭时，空气弹簧的内气室A1、A2相通，互联容积比为1/7；当两个中气室互联电磁阀15-a、15-b打开，而两个内气室互联电磁阀14-a、14-b和两个外气室互联电磁阀16-a、16-b均关闭时，两个中气室B1、B2相通，互联容积比为2/7；当两个内气室互联电磁阀14-a、14-b和两个中气室互联电磁阀15-a、15-b打开，两个外气室互联电磁阀16-a、16-b关闭时，内气室A1、A2及中气室B1、B2相通，互联容积比为3/7；当两个外气室互联电磁阀16-a、16-b打开，而两个内气室互联电磁阀14-a、14-b和中气室互联电磁阀15-a、15-b关闭时，外气室C1、C2相通，互联容积比为4/7；当内气室互联电磁阀14-a、14-b和外气室互联电磁阀16-a、16-b打开，中气室互联电磁阀15-a、15-b关闭时，内气室A1、A2及外气室C1、C2相通，互联容积比为5/7；当中气室互联电磁阀15-a、15-b和外气室互联电磁阀16-a、16-b打开，内气室互联电磁阀14-a、14-b关闭时，中气室B1、B2及外气室C1、C2相通，互联容积比为6/7；当内气室互联电磁阀14-a、14-b、中气室互联电磁阀15-a、15-b、外气室互联电磁阀16-a、16-b均打开时，六个气室A1、A2、B1、B2、C1、C2全部连通，空气弹簧全部容积参与互联。实际行车时，可根据行驶工况对操纵稳定性和行驶平顺性的不同需求，调整互联容积比，进一步提升车辆的综合性能。

Claims (6)

1.一种容积比可调的互联空气弹簧结构，包括内部结构相同且对称布置的两个空气弹簧，其特征是：所述两个空气弹簧的每个空气弹簧的最外部是由外气室囊皮、上盖板和下盖板围成的一个密闭腔室，在所述密闭腔室内部由内到外设有内、中、外三个气室，所述两个空气弹簧中的第一空气弹簧的内、中、外三个气室上各设一个连接互联管路一端的互联气嘴，第二空气弹簧的内、中、外三个气室上也各设一个连接互联管路另一端的互联气嘴，在每个互联气嘴的气路上各设一个互联电磁阀。
2.根据权利要求1所述一种容积比可调的互联空气弹簧结构，其特征是：所述密闭腔室内设置内、中两个气室基座，内、中两个内气室套筒以及内、中两个气室囊皮，其中的内气室基座、内气室套筒、中气室基座、中气室套筒均为空心圆柱状结构，内气室套筒位于内气室基座正上方且内径大于内气室基座外径，内气室基座和中气室基座下端均与下盖板固定连接，内气室套筒和中气室套筒上端均与上盖板固定连接；内气室囊皮一端与内气室基座上段外壁紧密贴合并密封、另一端与内气室套筒内壁紧密贴合并密封；内气室基座内腔通过上端开口与内气室囊皮相通，由内气室囊皮、内气室基座、上盖板和下盖板封闭形成所述内气室；中气室套筒位于中气室基座正上方且同轴空套在内气室基座外部，中气室套筒同轴空套在内气室套筒外部，中气室套筒内径大于中气室基座外径；中气室囊皮一端与中气室基座上端外壁紧密贴合并密封、另一端与中气室套筒内壁紧密贴合并密封，中气室基座通过上端开口与中气室囊皮相通，由中气室囊皮、中气室基座、内气室基座、内气室套筒、上盖板、下盖板封闭形成所述中气室；外气室囊皮一端与上盖板外沿紧密贴合并密封、另一端与下盖板外沿紧密贴合并密封，由外气室囊皮、中气室基座、中气室套筒、上盖板、下盖板封闭形成所述外气室。
3.根据权利要求2所述一种容积比可调的互联空气弹簧结构，其特征是：内、中、外气室三个气室的容积比为1:2:4。
4.根据权利要求2所述一种容积比可调的互联空气弹簧结构，其特征是：内气室基座与中气室基座的上下高度相等或不相等，中气室套筒和内气室套筒的上下高度相等或不相等。
5.根据权利要求2所述一种容积比可调的互联空气弹簧结构，其特征是：内气室基座和内气室套筒均位于密闭腔室的中心处，轴心线均与密闭腔室的轴心线重合。
6.根据权利要求1所述一种容积比可调的互联空气弹簧结构，其特征是：上盖板与下盖板均为圆盘形，上下平行布置且两者外径相同，轴心线与密闭腔室的轴心线重合。
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