CN108240409B - 一种双膜片空气压缩减振器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双膜片空气压缩减振器，包括套筒、上膜片压缩器和下膜片压缩器，套筒内设有密封活塞，密封活塞将套筒分为互不连通的第一上油腔和第一下油腔，密封活塞上连有贯穿第一下油腔并向下延伸至套筒外的活塞杆，上膜片压缩器内设有第一弹力膜，第一弹力膜上下分别为与第一上油腔连通的第二上油腔和下空气腔，第二上油腔上部设有第一可调节流阀片，下空气腔上设有第一进气单向阀和第一排气单向阀，下膜片压缩器内设有第二弹力膜，第二弹力膜上下分别为上空气腔和与第一下油腔连通的第二下油腔，第二下油腔下部设有第二可调节流阀片，上空气腔上设有第二进气单向阀和第二排气单向阀。本发明将振动能转换为空气压缩能，节能环保。

Description

一种双膜片空气压缩减振器

技术领域

本发明属于减振器的技术领域，具体涉及一种双膜片空气压缩减振器。

背景技术

汽车的悬架系统是汽车底盘结构的主要组成部分，减振阻尼器和减振弹簧是悬架系统的两个核心构件。

随着车用空气弹簧技术的发展，越来越多的高端汽车采用空气弹簧代替原来的钢弹簧，已满足乘坐舒适性和车身高度可调性的需求。传统的减振器主要是通过阻尼耗散的方式对车身结构进行减振，振动能量通过阻尼装置转换成热能直接扩散到空气中，浪费能源，同时对环境造成一定程度的污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双膜片空气压缩减振器，在减振器中添加吸气和压气装置，节能环保，结构简单可靠，制造和维护成本较低。

本发明采用如下技术方案：一种双膜片空气压缩减振器，包括套筒、上膜片压缩器和下膜片压缩器：

所述套筒内设置有密封活塞，密封活塞将套筒分为互不连通的第一上油腔和第一下油腔，密封活塞上固定连接有活塞杆，活塞杆贯穿第一下油腔并向下延伸至套筒外，

所述上膜片压缩器内设置有第一弹力膜，第一弹力膜将上膜片压缩器分为互不连通的第二上油腔和下空气腔，第二上油腔与第一上油腔相连通，第二上油腔上部设置有第一可调节流阀片，下空气腔上设置有第一进气单向阀和第一排气单向阀，

所述下膜片压缩器内设置有第二弹力膜，第二弹力膜将下膜片压缩器分为互不连通的上空气腔和第二下油腔，第二下油腔与第一下油腔相连通，第二下油腔下部设置有第二可调节流阀片，上空气腔上设置有第二进气单向阀和第二排气单向阀。

第二上油腔侧壁上设置有与第二上油腔连通的第一管道，第一管道上设置有第一泄油阀，第一管道的自由端设置有第一缓冲器，第一缓冲器内设置有第三弹力膜，第三弹力膜将第一缓冲器分为互不连通的第一泄油腔和第一高压氮气腔，第一泄油腔与第一管道相连通。

第二下油腔侧壁上设置有与第二下油腔连通的第二管道，第二管道上设置有第二泄油阀，第二管道的自由端设置有第二缓冲器，第二缓冲器内设置有第四弹力膜，第四弹力膜将第二缓冲器分为互不连通的第二泄油腔和第二高压氮气腔，第二泄油腔与第二管道相连通。

下空气腔通过第一排气单向阀与外部储气罐相连通，上空气腔通过第二排气单向阀与外部储气罐相连通。

下空气腔通过第一进气单向阀与空气相连通，上空气腔通过第二进气单向阀与空气相连通。

第二上油腔的下端、第一弹力膜的外端和下空气腔的上端通过螺栓密封连接，第一弹力膜的外端位于第二上油腔的下端和下空气腔的上端之间。

第二下油腔的上端、第二弹力膜的外端和上空气腔的下端通过螺栓密封连接，第二弹力膜的外端位于第二下油腔的上端和上空气腔的下端之间。

套筒具有套筒上臂腔和套筒下臂腔，第一上油腔与第二上油腔通过套筒上臂腔相连通，第一下油腔与第二下油腔通过套筒下臂腔相连通。

所述套筒上部设置有上定位安装部，所述活塞杆下端部设置有下定位安装部。

所述上膜片压缩器和下膜片压缩器均分别呈椭圆形腔体。

本发明的有益效果如下：

（1）可将不利的路面激励转化成空气压缩能收集起来，并将压缩空气储存于储气装置中，压缩空气可为车用空气弹簧补充气体，也可以汇入发动机燃烧室提高燃烧比，可节能减排；

（2）膜式压缩器结构简单可靠，制造和维护成本较低；

（3）可实现减振器的阻尼可调；

（4）一个振动周期内可完成两次空气压缩过程，空气压缩效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。

如图1所示，以图中箭头所示的方向为上下方向，本发明双膜片空气压缩减振器，包括套筒1、上膜片压缩器2和下膜片压缩器3。

所述套筒1内设置有密封活塞11，密封活塞11将套筒分为互不连通的第一上油腔12和第一下油腔13，密封活塞11上固定连接有活塞杆14，活塞杆14贯穿第一下油腔13并向下延伸至套筒1外，活塞杆14向第一下油腔13下部延伸的部分与套筒之间设置有密封垫，以保证第一下油腔13与外界密封设置。通过套筒1的振动实现第一上油腔12和第一下油腔13的油压变化。

所述上膜片压缩器2内设置有第一弹力膜21，第一弹力膜21将上膜片压缩器2分为互不连通的第二上油腔22和下空气腔23，第二上油腔22与第一上油腔12相连通，第二上油腔22上部设置有第一可调节流阀片24，下空气腔23上设置有第一进气单向阀25和第一排气单向阀26。

所述下膜片压缩器3内设置有第二弹力膜31，第二弹力膜31将下膜片压缩器3分为互不连通的上空气腔32和第二下油腔33，第二下油腔33与第一下油腔13相连通，第二下油腔33下部设置有第二可调节流阀片34，上空气腔32上设置有第二进气单向阀35和第二排气单向阀36。

第二上油腔22侧壁上设置有与第二上油腔22连通的第一管道27，第一管道27上设置有第一泄油阀28，第一管道27的自由端设置有第一缓冲器201，第一缓冲器201内设置有第三弹力膜202，第三弹力膜202将第一缓冲器201分为互不连通的第一泄油腔203和第一高压氮气腔204，第一泄油腔203与第一管道27相连通。第一泄油阀28可在第二上油腔22的油压高于设定值时打开，使第二上油腔22内的油液进入第一泄油腔203，并可在第二上油腔22的油压不高于所述设定值时，使第一泄油腔203内的油液回流至第二上油腔22，第一泄油阀28关闭，实现缓冲。

因此，第一上油腔12经由第一可调节流阀片24与第二上油腔22相连通，第二上油腔22经由第一泄油阀28与第一泄油腔203相连通

第二下油腔33侧壁上设置有与第二下油腔33连通的第二管道37，第二管道37上设置有第二泄油阀38，第二管道37的自由端设置有第二缓冲器301，第二缓冲器301内设置有第四弹力膜302，第四弹力膜302将第二缓冲器301分为互不连通的第二泄油腔303和第二高压氮气腔304，第二泄油腔303与第二管道37相连通。第二泄油阀38可在第二下油腔33的油压高于设定值时打开，使第二下油腔33内的油液进入第二泄油腔303，并可在第二下油腔33的油压不高于所述设定值时，使第二泄油腔303内的油液回流至第二下油腔33，第二泄油阀38关闭，实现缓冲。

因此，第一下油腔13经由第二可调节流阀片34与第二下油腔33相连通，第二下油腔33经由第二泄油阀38与第二泄油腔303相连通。

下空气腔23通过第一排气单向阀26和排气管路与外部储气罐相连通，上空气腔32通过第二排气单向阀36和排气管路与外部储气罐相连通。

下空气腔23通过第一进气单向阀25与空气相连通，上空气腔32通过第二进气单向阀35与空气相连通。

第二上油腔22的下端、第一弹力膜21的外端和下空气腔23的上端通过螺栓密封连接，密封连接以更好的实现上膜片压缩器2的功能，第一弹力膜21的外端位于第二上油腔22的下端和下空气腔23的上端之间。

第二下油腔33的上端、第二弹力膜31的外端和上空气腔32的下端通过螺栓密封连接，密封连接以更好的实现下膜片压缩器3的功能，第二弹力膜31的外端位于第二下油腔33的上端和上空气腔32的下端之间。

套筒1具有套筒上臂腔14和套筒下臂腔15，第一上油腔12与第二上油腔22通过套筒上臂腔14相连通，第一下油腔13与第二下油腔33通过套筒下臂腔15相连通。

所述套筒1上部设置有上定位安装部16，所述活塞杆14下端部设置有下定位安装部17，通过上定位安装部16和下定位安装部17将双膜片空气压缩减振器连接在外部装置上。

所述上膜片压缩器2和下膜片压缩器3均分别呈椭圆形腔体。

当外部装置受到振动时，双膜片空气压缩减振器发生振动，引起套筒1上下往复运动，使第一上油腔12和第一下油腔13两部分的容积变化而使油压变化，引起上膜片压缩器2和下膜片压缩器3内弹力膜的变形，从而完成吸排气过程。具体的，通过下空气腔23、上空气腔32的进气、排气操作实现振动能和空气压缩能的转换。

具体的，当套筒1受到振动向上运动时，第一上油腔12空间增大，形成负压，第二上油腔22内的油通过第一可调节流阀片24和套筒上臂腔14回流至第一上油腔12，同时第一弹力膜21在负压作用下向上发生变形，下空气腔23通过第一进气单向阀25完成吸气过程；同时，第一下油腔13空间减小，压力增加，将第一下油腔13内油液通过套筒下臂腔15和第二可调节流阀片34压入第二下油腔33，同时第二弹力膜31在油压作用下向上变形，使上空气腔32通过第二排气单向阀36完成排气过程，并向外部储气罐充气，即在此过程中上膜片压缩器2吸气，下膜片压缩器3给储气罐充气。

当套筒1受到振动向下运动时，油液的运动方向与上述过程相反，下膜片压缩器3吸气，上膜片压缩器2给储气罐充气。具体的，当套筒1受到振动向下运动时，第一下油腔13空间增大，形成负压，第二下油腔33内的油通过第二可调节流阀片34和套筒下臂腔15回流至第一下油腔13，同时第二弹力膜31在油压作用下向下发生变形，使上空气腔32通过第二进气单向阀35完成吸气过程；同时，第一上油腔12空间减小，压力增加，将第一上油腔12内油液通过套筒上臂腔14和第一可调节流阀片24压入第二上油腔22，同时第一弹力膜21在油压作用下向下变形，使下空气腔23通过第一排气单向阀26完成排气过程，并向外部储气罐充气。

当外部激励较强时，如当套筒1受到振动向上运动的激励较强，导致第二下油腔33油压过大时，第二泄油阀38打开，第二下油腔33内的油液通过第二管道37进入第二泄油腔303，完成缓冲；当上述外部激励消失时，在第二高压氮气腔304作用下，第四弹力膜302向第二泄油腔303方向运动辅助回油，即使第二泄油腔303内的油液回流至第二下油腔33，第二泄油阀38关闭。

第二可调节流阀片34位于第二管道37的下方，使当第二下油腔33油压过大时，顺利完成缓冲过程。

当外部激励较强时，如当套筒1受到振动向下运动的激励较强，导致第二上油腔22油压过大时，第一泄油阀28打开，第二上油腔22内的油液通过第一管道27进入第一泄油腔203，完成缓冲；当上述外部激励消失时，在第一高压氮气腔204作用下，第三弹力膜202向第一泄油腔203方向运动辅助回油，即使第一泄油腔203内的油液回流至第二上油腔22，第一泄油阀28关闭。

第一可调节流阀片24位于第一管道27的上方，使当第二上油腔22油压过大时，顺利完成缓冲过程。

可通过调节第一可调节流阀片24调节油液进、出第二上油腔22的速度；通过调节第二可调节流阀片34调节油液进、出第二下油腔33的速度，进而调节本发明双膜片空气压缩减振器的阻尼性能。

本发明通过在减振器中添加吸气和压气装置，在减振器为车辆减振的同时，将不利的振动能量通过转换成空气的压缩能储存起来，实现汽车振动能量的回收。压缩空气一方面可以为车辆悬架的空气弹簧提供气源，可代替传统电动空压机，减少用电量，节约能源，降低由于空压机反复启动对汽车电路的损害；另一方面可以将压缩空气汇入车辆发动机的进气管道，实现发动机增压，提高燃烧率。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种双膜片空气压缩减振器，其特征在于，包括套筒、上膜片压缩器和下膜片压缩器：

所述套筒内设置有密封活塞，密封活塞将套筒分为互不连通的第一上油腔和第一下油腔，密封活塞上固定连接有活塞杆，活塞杆贯穿第一下油腔并向下延伸至套筒外，

所述上膜片压缩器内设置有第一弹力膜，第一弹力膜将上膜片压缩器分为互不连通的第二上油腔和下空气腔，第二上油腔与第一上油腔相连通，第二上油腔上部设置有第一可调节流阀片，下空气腔上设置有第一进气单向阀和第一排气单向阀，

所述下膜片压缩器内设置有第二弹力膜，第二弹力膜将下膜片压缩器分为互不连通的上空气腔和第二下油腔，第二下油腔与第一下油腔相连通，第二下油腔下部设置有第二可调节流阀片，上空气腔上设置有第二进气单向阀和第二排气单向阀；

下空气腔通过第一排气单向阀与外部储气罐相连通，上空气腔通过第二排气单向阀与外部储气罐相连通；

下空气腔通过第一进气单向阀与空气相连通，上空气腔通过第二进气单向阀与空气相连通；

第二上油腔侧壁上设置有与第二上油腔连通的第一管道，第一管道上设置有第一泄油阀，第一管道的自由端设置有第一缓冲器，第一缓冲器内设置有第三弹力膜，第三弹力膜将第一缓冲器分为互不连通的第一泄油腔和第一高压氮气腔，第一泄油腔与第一管道相连通；

第一泄油阀可在第二上油腔的油压高于设定值时打开，使第二上油腔内的油液进入第一泄油腔，并可在第二上油腔的油压不高于所述设定值时，使第一泄油腔内的油液回流至第二上油腔，第一泄油阀关闭，实现缓冲；

当套筒受到振动向上运动时，第一上油腔空间增大，形成负压，第二上油腔内的油通过第一可调节流阀片回流至第一上油腔，同时第一弹力膜在负压作用下向上发生变形，下空气腔通过第一进气单向阀完成吸气过程；同时，第一下油腔空间减小，压力增加，将第一下油腔内油液通过第二可调节流阀片压入第二下油腔，同时第二弹力膜在油压作用下向上变形，使上空气腔通过第二排气单向阀完成排气过程，并向外部储气罐充气；

当套筒受到振动向下运动时，第一下油腔空间增大，形成负压，第二下油腔内的油通过第二可调节流阀片回流至第一下油腔，同时第二弹力膜在油压作用下向下发生变形，使上空气腔通过第二进气单向阀完成吸气过程；同时，第一上油腔空间减小，压力增加，将第一上油腔内油液通过第一可调节流阀片压入第二上油腔，同时第一弹力膜在油压作用下向下变形，使下空气腔通过第一排气单向阀完成排气过程，并向外部储气罐充气。

2.根据权利要求1所述的一种双膜片空气压缩减振器，其特征在于，第二下油腔侧壁上设置有与第二下油腔连通的第二管道，第二管道上设置有第二泄油阀，第二管道的自由端设置有第二缓冲器，第二缓冲器内设置有第四弹力膜，第四弹力膜将第二缓冲器分为互不连通的第二泄油腔和第二高压氮气腔，第二泄油腔与第二管道相连通。

3.根据权利要求1所述的一种双膜片空气压缩减振器，其特征在于，第二上油腔的下端、第一弹力膜的外端和下空气腔的上端通过螺栓密封连接，第一弹力膜的外端位于第二上油腔的下端和下空气腔的上端之间。

4.根据权利要求3所述的一种双膜片空气压缩减振器，其特征在于，第二下油腔的上端、第二弹力膜的外端和上空气腔的下端通过螺栓密封连接，第二弹力膜的外端位于第二下油腔的上端和上空气腔的下端之间。

5.根据权利要求4所述的一种双膜片空气压缩减振器，其特征在于，套筒具有套筒上臂腔和套筒下臂腔，第一上油腔与第二上油腔通过套筒上臂腔相连通，第一下油腔与第二下油腔通过套筒下臂腔相连通。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种双膜片空气压缩减振器，其特征在于，所述套筒上部设置有上定位安装部，所述活塞杆下端部设置有下定位安装部。

7.根据权利要求6所述的一种双膜片空气压缩减振器，其特征在于，所述上膜片压缩器和下膜片压缩器均分别呈椭圆形腔体。