CN107956833A - 一种筒式空气弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筒式空气弹簧，它包括气缸和设置在气缸内的活塞组件，所述活塞组件包括活塞杆和活塞；活塞将气缸分隔成减振工作缸和弹簧工作缸，所述活塞杆内部为空腔，所述空腔为减振储气腔，所述减振储气腔与减振工作缸连通，所述减振工作缸和减振储气腔间设置有减振阀体，所述减振阀体上还设置有减振节流孔，所述减振节流孔将减振工作缸和减振储气腔连通；所述弹簧工作缸与弹簧储气腔连通，所述弹簧工作缸与弹簧储气腔间设置有气弹簧阀体，所述气弹簧阀体上还设置有气弹簧节流孔，所述气弹簧节流孔将弹簧工作缸与弹簧储气腔连通；该筒式空气弹簧，结构简单，安全可靠;不需要高压气体充装设备和充装管路，简化底盘布局，节省空间、环境因素影响小。

Description

一种筒式空气弹簧

技术领域

本发明涉及汽车悬架，特指一种筒式空气弹簧。

背景技术

众所周知，汽车悬架能够减小汽车在行驶过程中受到的振动和冲击，使汽车能够更加安全、舒适的行驶；汽车悬架在汽车中使用广泛。骑车悬架包括减振元件和弹性元件，现有汽车悬架的弹性元件通常为钢板弹簧和空气弹簧；现有弹性元件中钢板弹簧刚度和重量均较大，增加了车身的整体重量。

现有商用车中，通常采用空气弹簧，空气弹簧由橡胶囊和高压气体充装设备组成。橡胶囊刚度有局限、易损坏、环境因素影响大、易爆囊；高压气体充装设备由专用管路和压缩机构成，维护成本高、占空间大、影响底盘布局。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种筒式空气弹簧，该筒式空气弹簧，结构简单，安全可靠;不需要高压气体充装设备和充装管路，简化底盘布局.节省空间、环境因素影响小。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种筒式空气弹簧，它包括气缸和设置在气缸内的活塞组件，所述活塞组件包括活塞杆和活塞；所活塞将气缸分隔成减振工作缸和弹簧工作缸，所述减振工作缸和弹簧工作缸内充装有高压气体；

所述活塞杆内部为空腔，所述空腔为减振储气腔，所述减振储气腔与减振工作缸连通，所述减振工作缸和减振储气腔间设置有减振阀体，所减振阀体用于控制减振工作缸和减振储气腔的通断；所述减振阀体上还设置有减振节流孔，所述减振节流孔将减振工作缸和减振储气腔连通；

所述弹簧工作缸与弹簧储气腔连通，所述弹簧工作缸与弹簧储气腔间设置有气弹簧阀体，所述气弹簧阀体用于控制弹簧工作缸与弹簧储气腔的通断，所述气弹簧阀体上还设置有气弹簧节流孔，所述气弹簧节流孔将弹簧工作缸与弹簧储气腔连通；

所述活塞缸端部通过车桥连接头连接车轮，所述所述气缸底部通过车架联接头连接车身；在汽车行驶过程中，车轮受到凸路面的冲击时，活塞杆带动活塞在气缸内移动，活塞压缩弹簧工作缸体积，使弹簧工作缸内的压力大于弹簧储气腔内的压力，此时，气弹簧阀体打开，使弹簧工作缸内的气体通过气弹簧阀体进入弹簧储气腔内；此时弹簧工作缸用于吸收冲击时产生的能量；

活塞压缩弹簧工作缸体积时，减振工作缸体积变大，减振工作缸内的压力小于减振储气腔内的压力，减振阀体打开，使减振储气腔内的气体通过减振阀体进入减振工作缸内；这样利于弹簧工作缸更好的吸收冲击产生的能量。

过完凸路面后，冲击解除，活塞复位，此时弹簧工作缸内的气体释放冲击时吸收的能量，弹簧工作缸体积变大，弹簧储气腔内的压力大于弹簧工作缸内的压力，气弹簧阀体关闭，使弹簧储气腔内的气体从气弹簧节流孔进入弹簧工作缸。弹簧工作缸释放冲击时吸收的能量时，活塞压缩减振工作缸的体积，使减振工作缸内的压力大于减振储气腔内的压力，减振阀体关闭，使减振工作缸内的气体从减振节流孔进入减振储气腔内，吸收弹簧工作缸气体释放的衰减过后的冲击能量，然后气体温度上升，冲击能量以热能的形式释放到大气中。

在汽车行驶过程中，车轮受到凹路面的冲击时，活塞杆带动活塞在气缸内移动，活塞压缩减振工作缸体积，使减振工作缸内的压力大于减振储气腔内的压力，此时，减振阀体关闭，使减振工作缸内的气体通过减振节流孔进入减振储气腔内；此时减振工作缸用于吸收冲击时产生的能量；

活塞压减振工作缸体积时，弹簧工作缸体积变大，弹簧工作缸内的压力小于弹簧储气腔内的压力，气弹簧阀体关闭，使减振储气腔内的气体通过气弹簧节流孔进入弹簧工作缸内；利于车轮与地面充分接触。

过完凸路面后，冲击解除，活塞复位，此时减振工作缸内的气体释放冲击时吸收的能量，减振工作缸体积变大，减振储气腔内的压力大于减振工作缸内的压力，减振阀体打开，使减振储气腔内的气体从减振阀体进入减振工作缸。减振工作缸释放冲击时吸收的能量时，活塞压缩弹簧工作缸的体积，使弹簧工作缸内的压力大于弹簧储气腔内的压力，气弹簧阀体打开，使弹簧工作缸内的气体从气弹簧阀体进入弹簧储气腔内，吸收减振工作缸气体释放的衰减过后的冲击能量，然后气体温度上升，冲击能量以热能的形式释放到大气中。

由于上述结构，在受到凸路面冲击过程中，弹簧气缸作为弹性元件，减振气缸作为减振元件工作；在受到凹路面冲击过程中减振气缸作为弹性元件，弹簧气缸作为减振元件工作；使本发明实现了双向缓冲、双向减振的作用。弹性元件和减振元件的功能整合为一体，减小设备体积，不影响车架布局，安全可靠，便于安装和使用。

进一步的，所述气缸置于气筒内，所弹簧储气腔设置在气筒内，位于气缸外侧；所述减振工作缸内设置有活塞杆导向套。

进一步的，所述活塞上设置有减振阀体安装腔，所述减振阀体安装腔与减振工作缸和减振储气腔连通，所述减振阀体安装在减振阀体安装腔内；所述减振阀体安装腔插入活塞内与活塞螺纹连接。

由于上述结构，活塞和活塞杆可拆卸连接，便于减振阀体的安装与维护。

进一步的，所述活塞上设置有活塞密封气道，所述活塞密封气道出口端内设置有活塞密封件，所活塞密封件与气缸侧壁接触；所述活塞密封气道进口端与气缸内部连通，使气缸内的气体从活塞密封气道进口端进入活塞密封气道内挤压活塞密封件，使活塞密封件压紧气缸侧壁。

由于上述结构，气缸内的气体始终挤压活塞密封件，当活塞密封件磨损后，活塞密封气道出口端内的活塞密封件被气压从活塞密封气道出口端挤出，补偿活塞密封件的磨损。使活塞与气缸间始终密封。

进一步的，所述导向套上设置有活塞杆密封气道，所述活塞杆密封气道出口端设置有活塞杆密封件，所活塞杆密封件与活塞杆侧壁接触；所述活塞杆密封气道进口端与气缸内部连通，使气缸内的气体从活塞杆密封气道进口端进入活塞杆密封气道内挤压活塞杆密封件，使活塞杆密封件压紧活塞杆侧壁。

由于上述结构，气缸内的气体始终挤压活塞杆密封件，当活塞杆密封件磨损后，活塞杆密封气道出口端内的活塞杆密封件被气压从活塞杆密封气道出口端挤出，补偿活塞杆密封件的磨损。使活塞杆与导向套件始终密封。

进一步的，所述活塞上设置有活塞润滑油道，所述活塞润滑油道进口端内设置有滑块，所述滑块一侧与气缸内的的气体接触，另一侧与活塞润滑油道内的润滑油接触；所述活塞润滑油道出口端与气缸侧壁接触；气缸内的气体挤压滑块，使滑块向活塞润滑油道内移动，将活塞润滑油道内的润滑油从活塞润滑油道出口挤出。

进一步的，所活塞杆上设置有减振工作缸充气气咀，减振工作缸充气气咀与减振储气腔连通；所述气筒上设置有弹簧工作缸充气气咀，所弹簧工作缸充气气咀与弹簧储气腔连通。

进一步的，所述活塞缸端部设置有车桥连接头；所述气筒底部设置有车架联接头。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明弹性元件和减振元件的功能整合为一体，减小设备体积，不影响车架布局，便于安装和使用。同时实现了双向缓冲、双向减振的作用，减振效果更好，安全可靠，舒适度高。同时活塞密封件、活塞杆密封件在磨损后能够自动补充密封，保证密封的可靠性。

附图说明

图1是本发明中的整体结构图；

图2是减振工作缸结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施方式中描述的上、下、左、右位置关系如图1所示。一种筒式空气弹簧它包括气筒10、气缸24、活塞组件、所述气筒10包括气筒10上端盖6和气筒10下端盖14；所述气缸24置于气筒10内；气缸24内设置有活塞组件，所述活塞组件包括活塞杆5和活塞9，所述活塞杆5上端贯穿气筒10上端盖6，伸出气筒10外；所述活塞杆5下端连接有活塞9；所活塞9将气缸24分隔成减振工作缸25和弹簧工作缸11，所述减振工作缸25和弹簧工作缸11内充装有高压气体；

所述活塞杆5内部为空腔，所述空腔为减振储气腔2，所述减振储气腔2与减振工作缸25连通，所述减振工作缸25和减振储气腔2间设置有减振阀体31，所减振阀体31用于控制减振工作缸25和减振储气腔2的通断；所述减振阀体31上还设置有减振节流孔29，所述减振节流孔29将减振工作缸25和减振储气腔2连通；

所述减振阀体31为单向球阀，只允许减振储气腔2内的气体流向减振工作缸25，而减振工作缸25内的气体只能通过减振节流孔29流向减振储气腔2；

所述活塞9上设置有减振阀体安装腔，所述减振阀体安装腔与减振工作缸25和减振储气腔连通，所述减振阀体31安装在减振阀体安装腔内；所述减振阀体安装腔插入活塞9内与活塞9螺纹连接。

所活塞杆5上上端设置有活塞9杆封头4，封头4上设置有减振工作缸充气气咀3，减振工作缸充气气咀3与减振储气腔2连通。

所述活塞9杆封头4上连接有车桥连接头1，所述车桥连接头1用于连接车轮。

所述弹簧工作缸11与弹簧储气腔22连通，所述弹簧工作缸11与弹簧储气腔22间设置有气弹簧阀体12，所述气弹簧阀体12用于控制弹簧工作缸11与弹簧储气腔22的通断，所述气弹簧阀体12上还设置有气弹簧节流孔30，所述气弹簧节流孔30将弹簧工作缸11与弹簧储气腔22连通。所述弹簧储气腔22设置在气筒10内，位于气缸24外侧；

所述气弹簧阀体12为单向球阀，只允许弹簧工作缸11内的气体流向弹簧储气腔22内，而弹簧储气腔22内的气体只能通过气弹簧节流孔30流向弹簧工作缸11。

所述气筒10底部设置有车架连接头，所述车架连接头用于连接车架；

所述气筒10侧壁上设置有弹簧工作缸充气气咀17，所弹簧工作缸充气气咀17与弹簧储气腔22连通。

所述减振工作缸25内设置有活塞杆导向套7；如图1所示，活塞杆导向套7小端与气缸24接触，大端与气筒10接触。

所述活塞9上设置有活塞密封气道，所述活塞密封气道出口端内设置有活塞密封件，所活塞密封件与气缸24侧壁接触；所述活塞密封气道进口端与气缸24内部连通，使气缸24内的气体从活塞密封气道进口端进入活塞密封气道内挤压活塞密封件，使活塞密封件压紧气缸24侧壁。

所述活塞密封气道包括减振端活塞密封气道23和弹簧端密封气道；减振端活塞密封气道23出口端内设置有减振端活塞密封件，所减振端活塞密封件与气缸24侧壁接触；所述减振端活塞密封气道23进口端与减振工作缸25内部连通，使减振工作缸25内的气体从减振端活塞密封气道23进口端进入减振端活塞密封气道23内挤压减振端活塞密封件，使减振端活塞密封件压紧气缸24侧壁。

所述弹簧端活塞密封气道19出口端内设置有弹簧端活塞密封件20，所弹簧端活塞密封件20与气缸24侧壁接触；所述弹簧端活塞密封气道19进口端与弹簧工作缸11内部连通，使弹簧工作缸11内的气体从弹簧端活塞密封气道19进口端进入弹簧端活塞密封气道19内挤压弹簧端活塞密封件20，使弹簧端活塞密封件20压紧气缸24侧壁。

所述活塞杆导向套7上设置有活塞杆密封气道28，所述活塞杆密封气道28出口端设置有活塞杆密封件33，所活塞杆密封件33与活塞杆5侧壁接触；所述活塞杆密封气道28进口端与减振工作缸25内部连通，使减振工作缸25内的气体从活塞杆密封气道28进口端进入活塞杆密封气道28内挤压活塞杆密封件33，使活塞杆密封件33压紧活塞杆5侧壁。

所述活塞杆5上还设置有防尘密封件8，所述防尘密封件8设置在活塞杆5上靠近气筒10上端盖6处。

所述活塞9上设置有活塞润滑油道21，所述活塞润滑油道21进口端内设置有滑块18，所述滑块18一侧与气缸24内的的气体接触，另一侧与活塞润滑油道21内的润滑油接触；所述活塞润滑油道21出口端与气缸24侧壁接触；气缸24内的气体挤压滑块18，使滑块18向活塞润滑油道21内移动，将活塞润滑油道21内的润滑油从活塞润滑油道21出口挤出。

所述活塞润滑油道21出口位于弹簧端活塞密封件20与减振端活塞密封件之间，润滑有从活塞润滑油道21出口端出来后，与气缸24侧壁接触，形成润滑油膜，油膜可以起着润滑作用，同时该油膜还可以起着密封气体的作用；而弹簧端活塞密封件20与减振端活塞密封件用隔绝润滑油膜与弹簧工作腔和减振工作腔内的气体接触。

本发明筒式空气弹簧的工作工程如下：

在汽车行驶过程中，车轮受到凸路面的冲击时，活塞杆5带动活塞9在气缸24内移动，活塞9压缩弹簧工作缸11体积，使弹簧工作缸11内的压力大于弹簧储气腔22内的压力，使弹簧工作缸11内的气体从气弹簧阀体回气孔13冲开气弹簧阀体密封球16，从气弹簧过气孔34进入弹簧储气腔22内；此时弹簧工作缸11用于吸收冲击时产生的能量；

活塞9压缩弹簧工作缸11体积时，减振工作缸25体积变大，减振工作缸25内的压力小于减振储气腔2内的压力，使减振储气腔2内的气体从减振阀体回气孔32冲开减振阀体31密封球27，从减振过气孔26进入进入减振工作缸25内；这样利于弹簧工作缸11更好的吸收冲击产生的能量。

过完凸路面后，冲击解除，活塞9复位，此时弹簧工作缸11内的气体释放冲击时吸收的能量，弹簧工作缸11体积变大，弹簧储气腔22内的压力大于弹簧工作缸11内的压力，气弹簧阀体12关闭，使弹簧储气腔22内的气体从气弹簧节流孔30进入弹簧工作缸11。弹簧工作缸11释放冲击时吸收的能量时，活塞9压缩减振工作缸25的体积，使减振工作缸25内的压力大于减振储气腔2内的压力，减振阀体31关闭，使减振工作缸25内的气体从减振节流孔29进入减振储气腔2内，吸收弹簧工作缸11气体释放的衰减过后的冲击能量，然后气体温度上升，冲击能量以热能的形式释放到大气中。

在汽车行驶过程中，车轮受到凹路面的冲击时，活塞杆5带动活塞9在气缸24内移动，活塞9压缩减振工作缸25体积，使减振工作缸25内的压力大于减振储气腔2内的压力，此时，减振阀体31关闭，使减振工作缸25内的气体通过减振节流孔29进入减振储气腔2内；此时减振工作缸25用于吸收冲击时产生的能量；

活塞9压减振工作缸25体积时，弹簧工作缸11体积变大，弹簧工作缸11内的压力小于弹簧储气腔22内的压力，气弹簧阀体12关闭，使减振储气腔2内的气体通过气弹簧节流孔30进入弹簧工作缸11内；利于车轮与地面充分接触。

过完凸路面后，冲击解除，活塞9复位，此时减振工作缸25内的气体释放冲击时吸收的能量，减振工作缸25体积变大，减振储气腔2内的压力大于减振工作缸25内的压力，使减振储气腔2内的气体从减振阀体回气孔32冲开减振阀体31密封球27，从减振过气孔26进入进入减振工作缸25内。减振工作缸25释放冲击时吸收的能量时，活塞9压缩弹簧工作缸11的体积，使弹簧工作缸11内的压力大于弹簧储气腔22内的压力，使弹簧工作缸11内的气体从气弹簧阀体回气孔13冲开气弹簧阀体密封球16，从气弹簧过气孔34进入弹簧储气腔22内，吸收减振工作缸25气体释放的衰减过后的冲击能量，然后气体温度上升，冲击能量以热能的形式释放到大气中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种筒式空气弹簧，其特征在于：它包括气缸（24）和设置在气缸（24）内的活塞组件，所述活塞组件包括活塞杆（5）和活塞（9）；所述活塞（9）将气缸（24）分隔成减振工作缸（25）和弹簧工作缸（11），所述减振工作缸（25）和弹簧工作缸（11）内充装有高压气体；

所述活塞杆（5）内部为空腔，所述空腔为减振储气腔（2），所述减振储气腔（2）与减振工作缸（25）连通，所述减振工作缸（25）和减振储气腔（2）间设置有减振阀体（31），所述减振阀体（31）用于控制减振工作缸（25）和减振储气腔（2）的通断；所述减振阀体（31）上还设置有减振节流孔（29），所述减振节流孔（29）将减振工作缸（25）和减振储气腔（2）连通；

所述弹簧工作缸（11）与弹簧储气腔（22）连通，所述弹簧工作缸（11）与弹簧储气腔（22）间设置有气弹簧阀体（12），所述气弹簧阀体（12）用于控制弹簧工作缸（11）与弹簧储气腔（22）的通断，所述气弹簧阀体（12）上还设置有气弹簧节流孔（30），所述气弹簧节流孔（30）将弹簧工作缸（11）与弹簧储气腔（22）连通。

2.根据权利要求1所述的筒式空气弹簧，其特征在于：所述气缸（24）置于气筒（10）内，所弹簧储气腔（22）设置在气筒（10）内，位于气缸（24）外侧；所述减振工作缸（25）内设置有活塞杆导向套（7）。

3.根据权利要求1所述的筒式空气弹簧，其特征在于：所述活塞（9）上设置有减振阀体安装腔，所述减振阀体安装腔与减振工作缸（25）和减振储气腔（2）连通，所述减振阀体（31）安装在减振阀体安装腔内；所述减振阀体安装腔插入活塞（9）内与活塞（9）螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的筒式空气弹簧，其特征在于：所述活塞（9）上设置有活塞密封气道，所述活塞密封气道出口端内设置有活塞密封件，所活塞密封件与气缸（24）侧壁接触；所述活塞密封气道进口端与气缸（24）内部连通，使气缸（24）内的气体从活塞密封气道进口端进入活塞密封气道内挤压活塞密封件，使活塞密封件压紧气缸（24）侧壁。

5.根据权利要求2所述的筒式空气弹簧，其特征在于：所述活塞杆导向套（7）上设置有活塞杆密封气道（28），所述活塞杆密封气道（28）出口端设置有活塞杆密封件（33），所活塞杆密封件（33）与活塞杆（5）侧壁接触；所述活塞杆密封气道（28）进口端与气缸（24）内部连通，使气缸（24）内的气体从活塞杆密封气道（28）进口端进入活塞杆密封气道（28）内挤压活塞杆密封件（33），使活塞杆密封件（33）压紧活塞杆（5）侧壁。

6.根据权利要求1所述的筒式空气弹簧，其特征在于：所述活塞（9）上设置有活塞润滑油道（21），所述活塞润滑油道（21）进口端内设置有滑块（18），所述滑块（18）一侧与气缸（24）内的的气体接触，另一侧与活塞润滑油道（21）内的润滑油接触；所述活塞润滑油道（21）出口端与气缸（24）侧壁接触；气缸（24）内的气体挤压滑块（18），使滑块（18）向活塞润滑油道（21）内移动，将活塞润滑油道（21）内的润滑油从活塞润滑油道（21）出口挤出。

7.根据权利要求2所述的筒式空气弹簧，其特征在于：所活塞杆（5）上设置有减振工作缸充气气咀（3），减振工作缸充气气咀（3）与减振储气腔（2）连通；所述气筒（10）上设置有弹簧工作缸充气气咀（17），所弹簧工作缸充气气咀（17）与弹簧储气腔（22）连通。

8.根据权利要求2或7所述的筒式空气弹簧，其特征在于：所述活塞（9）缸端部设置有车桥连接头（1）；所述气筒（10）底部设置有车架联接头（15）。