CN107953736A - 一种车辆及其悬架用互联式空气减震器模块和空气减震器 - Google Patents

一种车辆及其悬架用互联式空气减震器模块和空气减震器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车辆及其悬架用互联式空气减震器模块和空气减震器，互联式空气减震器模块包括左前减震器、右前减震器、左后减震器和右后减震器，各减震器均为对应具有上腔和下腔的空气减震器，四个减震器通过互联装置实现对应减震器的对应腔的互联，各减震器上分别设有与上腔连通的上气路开关和与下腔连通的下气路开关，各减震器的上腔通过上气路开关与所述互联装置连通、下腔通过下气路开关与所述互联装置连通。由于通过上、下气路开关与互联装置连通，当互联装置出现漏气时，可直接将相应的气路开关关闭，这样可以将空气减震器与互联装置隔开，避免空气减震器也随之出现漏气情况而影响空气减震器的阻尼减震作用。

Description

一种车辆及其悬架用互联式空气减震器模块和空气减震器
技术领域
本发明涉及一种车辆及其悬架用互联式空气减震器模块和空气减震器。
背景技术
车辆在行驶过程中，由于不平路面较多，加上减速带等颠簸路面经常出现，导致车辆在通过这些路况较差的路面时，容易产生冲击感大、颠簸严重等极其不舒服的问题，导致乘员抱怨，乘客乘坐极其不舒服。为了解决这些问题，解决方法之一为将悬架弹簧的刚度降低，减震器阻尼力调小，获得更舒适的悬架性能，但由于降低了悬架的刚度和阻尼，降低了车辆的操控性，车辆行驶时侧倾感觉较为明显，导致驾乘安全感降低。操纵稳定性及乘坐舒适性的平衡及兼顾提升，成为底盘技术中急需解决的疑难问题。
在授权公告号为CN104786772B的中国发明专利中公开了一种互联式空气悬架控制装置，其包括对应车辆的左前、右前、左后及右后的4个空气弹簧减震器，各空气弹簧减震器分别具有空气弹簧腔、空气弹簧减震器上腔和空气弹簧减震器下腔，四个空气减震器对应的通过互联装置实现相应上下腔的相互连通，此处的互联装置包括四个两位四通电磁阀和必要的连通管路，具体来说，左前的减震器的上腔、下腔通过一个两位四通电磁阀对应地与右前的减震器的下腔、上腔连通，左后的减震器的上腔、下腔通过一个两位四通电磁阀对应地与右后的减震器的下腔、上腔连通，而且，左前的减震器的上腔、下腔通过一个两位四通电磁阀对应地与左后的减震器的下腔、上腔连通，后前的减震器的上腔、下腔通过一个两位四通电磁阀对应地与右后的减震器的下腔、上腔连通，这种交叉互联的模式可以有效提高相应减震器的阻尼力的大小，左前的减震器与右前的减震器及左后的减震器与右后的减震器的交叉互联可显著提高悬架系统的抗侧倾性能，左前的减震器与左后的减震器及右前的减震器与右后的减震器的交叉互联可显著提高悬架系统抵抗“加速抬头”“刹车点头”的特性。
但上述的这种互联式空气悬架中直接依靠气体管路实现电磁阀与相应减震器的对应上、下腔的连通，是否启动互联完全依赖于ECU控制的各个电磁阀，相应减震器的对应上腔、下腔的连通，由于管路直接与减震器连通，一般电磁阀出现故障或管路出现破损而导致漏气故障时，会造成减震器也出现漏气问题，进而会影响空气减震器的正常的阻尼减震，进而影响整个空气悬架的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气减震器，以解决现有技术中的互联装置的相应管路直接与空气减震器连通导致在互联装置出现漏气故障时导致空气减震器也出现漏气的技术问题；同时，本发明还提供一种使用上述空气减震器的车辆悬架用互联式空气减震器模块和车辆。
为实现上述目的，本发明所提供的空气减震器的技术方案是：一种空气减震器，包括具有上腔和下腔的减震器本体，减震器本体上设有与上腔连通的上气路开关和与下腔连通的下气路开关。
所述减震器本体上设有与上腔连通的上气嘴和与下腔连通的下气嘴，上气路开关设置于所述上气嘴上，下气路开关设置于所述下气嘴上。
本发明所提供的使用上述空气减震器的车辆悬架用互联式空气减震器模块的技术方案是：一种车辆悬架用互联式空气减震器模块，包括左前减震器、右前减震器、左后减震器和右后减震器，各减震器均为对应具有上腔和下腔的空气减震器，四个减震器通过互联装置实现对应减震器的对应腔的互联，各减震器上分别设有与上腔连通的上气路开关和与下腔连通的下气路开关，各减震器的上腔通过上气路开关与所述互联装置连通、下腔通过下气路开关与所述互联装置连通。
所述各减震器上设有与上腔连通的上气嘴和与下腔连通的下气嘴，上气路开关设置于所述上气嘴上，下气路开关设置于所述下气嘴上。
所述互联装置包括第一直通管路~第八直通管路，左前减震器的上气路开关通过第一直通管路与右前减震器的下气路开关连通，左前减震器的下气路开关通过第二直通管路与右前减震器的上气路开关连通，左后减震器的上气路开关通过第三直通管路与右后减震器的下气路开关连通，左后减震器的下气路开关通过第四直通管路与右后减震器的上气路开关连通，左前减震器的上气路开关通过第五直通管路与左后减震器的下气路开关连通，左前减震器的下气路开关通过第六直通管路与左后减震器的上气路开关连通，右前减震器的上气路开关通过第七直通管路与右后减震器的下气路开关连通，右前减震器的下气路开关通过第八直通管路与右后减震器的上气路开关连通。
本发明所提供的使用上述空气减震器模块的车辆的技术方案是：一种车辆，包括悬架，悬架包括互联式空气减震器模块，互联式空气减震器模块包括左前减震器、右前减震器、左后减震器和右后减震器，各减震器均为对应具有上腔和下腔的空气减震器，四个减震器通过互联装置实现对应减震器的对应腔的互联，各减震器上分别设有与上腔连通的上气路开关和与下腔连通的下气路开关，各减震器的上腔通过上气路开关与所述互联装置连通、下腔通过下气路开关与所述互联装置连通。
所述各减震器上设有与上腔连通的上气嘴和与下腔连通的下气嘴，上气路开关设置于所述上气嘴上，下气路开关设置于所述下气嘴上。
所述互联装置包括第一直通管路~第八直通管路，左前减震器的上气路开关通过第一直通管路与右前减震器的下气路开关连通，左前减震器的下气路开关通过第二直通管路与右前减震器的上气路开关连通，左后减震器的上气路开关通过第三直通管路与右后减震器的下气路开关连通，左后减震器的下气路开关通过第四直通管路与右后减震器的上气路开关连通，左前减震器的上气路开关通过第五直通管路与左后减震器的下气路开关连通，左前减震器的下气路开关通过第六直通管路与左后减震器的上气路开关连通，右前减震器的上气路开关通过第七直通管路与右后减震器的下气路开关连通，右前减震器的下气路开关通过第八直通管路与右后减震器的上气路开关连通。
本发明的有益效果是：本发明所提供的空气减震器上设有与上腔连通的上气路开关、与下腔连通的下气路开关，当将这种空气减震器应用在车辆悬架用互联式空气减震器模块中时，各减震器的上腔通过上气路开关与互联装置连通、下腔通过下气路开关与互联装置连通，进而有效改善空气减震器模块的特性。而且，由于通过上、下气路开关与互联装置连通，当互联装置出现漏气时，可直接将相应的气路开关关闭，这样可以将空气减震器与互联装置隔开，避免空气减震器也随之出现漏气情况而影响空气减震器的阻尼减震作用。
进一步地，互联装置包括第一直通管路~第八直通管路，这些直通管路实现相应两腔体的对应两气路开关的直接连通，省去相应的电磁阀，简化整个空气减震器模块的结构，降低空气减震器模块的成本，提高空气减震器模块的稳定性。
附图说明
图1为本发明所提供的安装有互联式空气减震器模块的车辆的一种实施例的结构示意图；
图2为图1中互联式空气减震器模块的管路连接示意图；
图3为图2中空气减震器的结构示意图；
图4为图3所示空气减震器的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明所提供的安装有互联式空气减震器模块的车辆的具体实施例，如图1至图4所示，本实施例中，车辆的主要改进之处在于设置于车体和车桥之间的悬架，具体在于车辆悬架所使用的互联式空气减震器模块，互联式空气减震器模块包括对应车体的前后左右分布的四个空气减震器，分别为左前减震器5、右前减震器1、左后减震器6和右后减震器7，各减震器均为对应具有上腔和下腔的空气减震器，而且，各减震器的减震器本体50上分别设有上腔连通的上气路开关53、与下腔连通的下气路开关54，具体来说，在减震器本体上设有与上腔连通的上气嘴和与下腔连通的下气嘴，上气路开关设置于上气嘴上，下气路开关设置于下气嘴上，各减震器分别通过相应的气路开关与互联装置对接连通以实现相应减震器的相应上腔、下腔的对应互联。
四个空气减震器的结构相同，其结构如图4所示，分别包括空气减震器主体50，空气减震器主体中具有用于将空气减震器主体的内腔分为上腔与下腔的活塞56，在活塞56上设有进气阀57和放气阀58以在活塞56上下移动时实现气体在上腔与下腔之间的流动，活塞56上连接有活塞杆55，在空气减震器主体上设有与上腔连通的上筒气嘴51和与下腔连通的下筒气嘴52，并且，在上筒气嘴51的端部设置有上气路开关53，在下筒气嘴52的端部设有下气路开关54。
本实施例中的互联装置结构较为简单，主要包括第一直通管路~第八直通管路，具体的互联方式为：左前减震器5的上气路开关通过第一直通管路11与右前减震器1的下气路开关对接连通，以使得左前减震器5的上腔与右前减震器1的下腔连通。
左前减震器5的下气路开关通过第二直通管路12与右前减震器1的上气路开关对接连通，以使得左前减震器5的下腔与右前减震器1的上腔连通。
左后减震器6的上气路开关通过第三直通管路13与右后减震器7的下气路开关对接连通，以使得左后减震器6的上腔与右后减震器7的下腔连通。
左后减震器6的下气路开关通过第四直通管路14与右后减震器7的上气路开关对接连通，以使得左后减震器6的下腔与右后减震器7的上腔连通。
左前减震器5的上气路开关通过第五直通管路15与左后减震器6的下气路开关对接连通，以使得左前减震器5的上腔与左后减震器6的下腔连通。
左前减震器5的下气路开关通过第六直通管路16与左后减震器6的上气路开关对接连通，以使得左前减震器5的下腔与左后减震器6的上腔连通。
右前减震器1的上气路开关通过第七直通管路17与右后减震器7的下气路开关对接连通，以使得右前减震器1的上腔与右后减震器7的下腔连通。
右前减震器1的下气路开关通过第八直通管路18与右后减震器7的上气路开关对接连通，以使得右前减震器1的下腔与右后减震器7的上腔连通。
上述第一直通管路~第八直通管路均使相应减震器的上下气路开关直接连通，在各直通管路上并不设置其他的控制管路通断的控制阀。
本实施例中，各减震器的上端与车体连接、下端与车桥总成连接，由空气式减震器模块产生车辆行驶过程中车体起伏所需要的阻尼力，来抵制和衰减路面的冲击和振动。当各减震器上的各气路开关均处于打开状态时，连通左右侧的空气减震器的上下腔，达到抑制侧倾、过弯稳定的功能。当直通管路出现漏气等故障时，可关闭气路开关，将直通管路与相应的空气减震器的对应腔体隔离断开，此时，空气减震器模块仍然可以起到相应的减震阻尼作用，不会出现失效的问题。
而且，由于空气减震器存在气体损耗，定期（3-5个月）需要检测空气减震器压力是否为标准压力，是否需要补充气压，保证阻力特性，通过气路开关的开闭，可方便的实现这一维护功能。
在车辆行驶过程中，经常会出现紧急变道及过弯的工况，此时由于两侧减震器的连通效果，可以抵抗车辆侧倾姿态，使车辆仍能保持平稳的行驶。车辆出现紧急刹车及紧急加速的工况时，车身人员会由于车辆前后较大的俯仰运动感到非常不舒服，此时由于前后减震器的连通效果，可以大大抑制车辆的俯仰运动，使车辆在紧急制动和紧急加速的过程中仍能保持稳定的姿态。
在如图4所示的空气减震器的基础上，结合具体车辆行驶状态介绍互联式空气减震器模块的工作原理：
当车辆出现向左紧急变道或者向左转弯时，由于离心力的作用，车辆左侧受到拉伸，右侧受到压缩，此时左前减震器5的上腔受到压缩，内部气压升高会在一定程度上抑制车辆的侧倾，但阻尼力有限，而右前减震器1下腔的气压由于受到压缩将急剧增大，通过第一直通管路部分气体进入左前减震器5的上腔，同样起到抑制左前减震器5上腔继续压缩的效果。而且，左前减震器5下腔由于受到拉伸，压力急剧减小，与上腔产生压力差可以抑制减震器继续向上拉伸。右前减震器1上腔的气压由于受到拉伸急剧减小，通过第二直通管路部分气体从左前减震器5的下腔进入右前减震器1的上腔，更大程度地减小了左前减震器5的下腔气压，促使左前减震器5上下腔的压力差更大，抑制了左前减震器5向上的拉伸运动，抑制了车辆的侧倾程度，保证了乘坐舒适性和平稳性，同时提高了车身的寿命。左后减震器和右后减震器的互通原理与上述左前减震器和右前减震器的互通原理相同，也起到了抑制了车辆的侧倾程度，保证了乘坐舒适性和平稳性，同时提高了车身的寿命的作用。
相反，当车辆出现向右紧急变道或者向右转弯时，由于离心力的作用，车辆右侧受到拉伸，左侧受到压缩，此时右前减震器1上腔受到压缩会在一定程度上抑制车辆的侧倾，但阻尼力有限，而左前减震器5下腔的气压由于受到压缩急剧增大，通过左右连接管路部分气体进入右前减震器1的上腔，同样起到抑制右前减震器1上腔继续压缩的效果；而右前减震器1下腔由于受到拉伸，压力急剧减小，与上腔产生压力差，抑制减震器继续向上拉伸，而左前减震器5上腔的气压由于受到拉伸急剧减小，通过左右连接管路部分气体从右前减震器1的下腔进入左前减震器5的上腔，更大程度上减小了右前减震器1的下腔气压，促使右前减震器1上下腔的压力差更大，抑制了右前减震器1向上的拉伸运动，抑制了车辆的侧倾程度，保证了乘坐舒适性和平稳性，同时提高了车身的寿命。后减震器原理类同，也起到了抑制了车辆的侧倾程度，保证了乘坐舒适性和平稳性，同时提高了车身的寿命的作用。
当车辆出现紧急加速时，车辆会出现仰头运动，此时前轴减震器受到拉伸；后轴减震器受到压缩，在前后直通管路的作用下，连通了前后减震器上腔和下腔，抑制了车辆的仰头运动。因左前减震器5下腔受到拉伸，气压减小，上腔受到压缩，气压增大，在一定程度上抑制了车辆的俯冲运动，但效果有限，而左后减震器6的上腔受到拉伸气压急剧降低，通过前后连接管路部分气体从左前减震器5的下腔进入到左后减震器6的上腔，更大程度上减小了左前减震器5下腔的气压，促使左前减震器5上下腔的压力差更大，抑制了左前减震器5向上的拉伸运动，抑制了车辆的仰头运动，保证了乘坐舒适性和平稳性。而左前减震器5上腔受到压缩会在一定程度上抑制车辆的侧倾，但阻尼力有限，左后减震器6下腔的气压由于受到压缩急剧增大，通过左右连接管路部分气体进入左前减震器5的上腔，同样起到抑制左前减震器5上腔继续压缩的效果，抑制了车辆的仰头运动，保证了乘坐舒适性和平稳性。右侧减震器原理类同，也起到了抑制了车辆的仰头程度，保证了乘坐舒适性和平稳性，同时提高了车身的寿命的作用。
当车辆出现紧急制动时，车辆会出现俯冲运动，此时前轴减震器受到压缩；后轴减震器受到拉伸，在前后直通管路的作用下，连通了前后减震器上腔和下腔，抑制了车辆的俯冲运动。因左前减震器5上腔受到拉伸，气压减小，下腔受到压缩，气压增大，在一定程度上抑制了车辆的俯冲运动，但效果有限，而左后减震器6的下腔受到拉伸气压急剧降低，通过前后连接管路部分气体从左前减震器5的上腔进入到左后减震器6的下腔，更大程度上减小了左前减震器5上腔的气压，促使左前减震器5上下腔的压力差更大，抑制了左前减震器5向下的压缩运动，抑制了车辆的俯冲运动，保证了乘坐舒适性和平稳性。而左前减震器5下腔受到压缩会在一定程度上抑制车辆的侧倾，但阻尼力有限，左后减震器6上腔的气压由于受到压缩急剧增大，通过左右连接管路部分气体进入左前减震器5的下腔，同样起到抑制左前减震器5下腔继续压缩的效果，抑制了车辆的俯冲运动，保证了乘坐舒适性和平稳性。右侧减震器原理类同，也起到了抑制了车辆的俯冲程度，保证了乘坐舒适性和平稳性，同时提高了车身的寿命的作用。
需要注意的是，各空气减震器的气嘴处设有可开闭的气路开关，当直通管路出现漏气等故障时，可及时的关闭相应的气路开关，保证空气减震器模块仍然能够正常使用。
上述实施例中，互联装置包括用于直接连通相应上下气路开关的直通管路，在直通管路中并不设置控制阀，这样可以简化整个互联式空气减震器模块的结构，降低成本。在其他实施例中，互联装置也可采用现有的授权公告号为CN104786772B中国发明专利中所公开的含有两位四通电磁阀及相应连通管路的互联装置，只要保证空气减震器的上腔和下腔分别通过相应的气路开关与互联装置连通即可，互联装置可以采用现有技术中的互联装置。
上述实施例中，在空气减震器上分别设置上气嘴和下气嘴，在各气嘴处分别设置气路开关，在其他实施例中，也可采用其他的方式设置气路开关，如使气路开关通过管路与空气减震器的对应腔体连通，气路开关可以直接设置在减震器上，也可以通过其他支撑结构间接的设置在减震器上，只要气路开关可实现空气减震器的相应腔体与互联装置的连通和隔断即可。
上述实施例中，互联式空气减震器模块中的空气减震器为独立于空气弹簧的减震器，这样一来，这种互联式空气减震器模块不仅可应用于空气悬架，还可应用于板簧、独立悬架扭杆弹簧等悬架结构中。
本发明还提供一种车辆悬架用互联式空气减震器模块的实施例，该上述中的空气减震器模块与上述车辆实施例中的互联式空气减震器模块的结构相同，在此不再赘述。
本发明还提供一种空气减震器的实施例，该实施例中的空气减震器的结构与上述车辆实施例中的空气减震器的结构相同，在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种空气减震器，包括具有上腔和下腔的减震器本体，其特征在于：减震器本体上设有与上腔连通的上气路开关和与下腔连通的下气路开关。
2.根据权利要求1所述的空气减震器，其特征在于：所述减震器本体上设有与上腔连通的上气嘴和与下腔连通的下气嘴，上气路开关设置于所述上气嘴上，下气路开关设置于所述下气嘴上。
3.一种车辆悬架用互联式空气减震器模块，包括左前减震器、右前减震器、左后减震器和右后减震器，各减震器均为对应具有上腔和下腔的空气减震器，四个减震器通过互联装置实现对应减震器的对应腔的互联，其特征在于：各减震器上分别设有与上腔连通的上气路开关和与下腔连通的下气路开关，各减震器的上腔通过上气路开关与所述互联装置连通、下腔通过下气路开关与所述互联装置连通。
4.根据权利要求3所述的车辆悬架用互联式空气减震器模块，其特征在于：所述各减震器上设有与上腔连通的上气嘴和与下腔连通的下气嘴，上气路开关设置于所述上气嘴上，下气路开关设置于所述下气嘴上。
5.根据权利要求3或4所述的车辆悬架用互联式空气减震器模块，其特征在于：所述互联装置包括第一直通管路~第八直通管路，左前减震器的上气路开关通过第一直通管路与右前减震器的下气路开关连通，左前减震器的下气路开关通过第二直通管路与右前减震器的上气路开关连通，左后减震器的上气路开关通过第三直通管路与右后减震器的下气路开关连通，左后减震器的下气路开关通过第四直通管路与右后减震器的上气路开关连通，左前减震器的上气路开关通过第五直通管路与左后减震器的下气路开关连通，左前减震器的下气路开关通过第六直通管路与左后减震器的上气路开关连通，右前减震器的上气路开关通过第七直通管路与右后减震器的下气路开关连通，右前减震器的下气路开关通过第八直通管路与右后减震器的上气路开关连通。
6.一种车辆，包括悬架，悬架包括互联式空气减震器模块，互联式空气减震器模块包括左前减震器、右前减震器、左后减震器和右后减震器，各减震器均为对应具有上腔和下腔的空气减震器，四个减震器通过互联装置实现对应减震器的对应腔的互联，其特征在于：各减震器上分别设有与上腔连通的上气路开关和与下腔连通的下气路开关，各减震器的上腔通过上气路开关与所述互联装置连通、下腔通过下气路开关与所述互联装置连通。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于：所述各减震器上设有与上腔连通的上气嘴和与下腔连通的下气嘴，上气路开关设置于所述上气嘴上，下气路开关设置于所述下气嘴上。
8.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征在于：所述互联装置包括第一直通管路~第八直通管路，左前减震器的上气路开关通过第一直通管路与右前减震器的下气路开关连通，左前减震器的下气路开关通过第二直通管路与右前减震器的上气路开关连通，左后减震器的上气路开关通过第三直通管路与右后减震器的下气路开关连通，左后减震器的下气路开关通过第四直通管路与右后减震器的上气路开关连通，左前减震器的上气路开关通过第五直通管路与左后减震器的下气路开关连通，左前减震器的下气路开关通过第六直通管路与左后减震器的上气路开关连通，右前减震器的上气路开关通过第七直通管路与右后减震器的下气路开关连通，右前减震器的下气路开关通过第八直通管路与右后减震器的上气路开关连通。
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