CN108730397A - 一种容积可变的空气弹簧附加气室 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种容积可变的空气弹簧附加气室，涉及车用空气弹簧附加气室技术领域。主要包括：一级气室、二级气室和三级气室，还有连接主气室的连接管路，顶盖，隔板，棘轮，旋转圆盘和棘轮轴等。该附加气室可以通过控制转盘的转动实现附加气室容积的改变，由驱动机构驱动棘轮轴转动，棘轮轴上的棘轮通过棘轮轴转动与转盘上的棘爪发生作用，进而驱动旋转圆盘做圆周运动，当转盘上的孔与隔板上的孔同轴心时，附加气室的有效容积发生改变，最终改变空气弹簧系统的刚度，以满足车辆的各种行驶工况，达到改善空气悬架系统综合性能的目的。

Description

一种容积可变的空气弹簧附加气室
技术领域
本发明涉及汽车空气弹簧附加气室技术领域，特别涉及容积可变的空气弹簧附加气室。
技术背景
空气弹簧是空气悬架的重要组成部分，它利用密闭容器中空气的可压缩性实现其弹性性能，具有支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能。空气弹簧的刚度是影响汽车舒适度的重要因素。汽车行驶的过程中，会遇到各种复杂的工况，为了使汽车空气悬架适应不同的行驶工况，可通过改变空气弹簧附加气室的容积来改变空气弹簧的刚度特性。当附加气室的容积为空气弹簧主气室容积的0~3倍时，对空气弹簧主气室的刚度特性影响显著，空气弹簧的刚度随附加气室容积的变大而减小。现有专利文献“一种可变附加气室空气弹簧结构 ”（申请号201520817980.4）将附加气室分为三个“子气室”，通过调节附加气室充气控制阀来改变附加气室的容积，其缺陷是：控制阀较多，控制流程复杂，易发生故障。专利“一种容积可调的空气弹簧附加气室 ”（申请号201310235464.6）利用扇叶的旋转来改变附加气室的有效容积，其存在的问题是不能精准的确定有效容积的大小，且密封性得不到保证。
发明内容
本发明针对现有空气弹簧附加气室控制流程复杂，密封性得不到保证的状况，提出一种容积可变的空气弹簧附加气室，在不与外界进行气体交换的前提下，能通过圆盘的转动来改变有效气室的容积，进而改变空气弹簧的刚度。
本发明采用的技术方案是：包括一个附加气室腔体，其上端通过螺栓连接顶盖，下端通过螺栓连接底盖，顶盖与连接管路连接，连接管路的另一端连接空气弹簧。
附加气室腔体中设置两个带有通气孔的隔板，用于将附加气室腔体分割成一级气室、二级气室和三级气室。所述第一隔板和第二隔板上均设有五个隔板通气孔，第一隔板和第二隔板均固定在附加气室腔体的内部。所述在第一隔板的上方设有第一转盘，第二隔板的下方设有第二转盘，两个转盘的中心位置分别装有10个棘爪，棘爪等间隔圆周分布。所述附加室腔体轴线位置装有棘轮轴。棘轮轴上安装两个棘轮，它们的水平位置分别与两个旋盘处于同一平面，当棘轮轴逆时针旋转时，上端的棘轮带动第一转盘上的棘爪，驱动第一转盘转动；当棘轮顺时针旋转时，下端的棘轮带动第二转盘上的棘爪，驱动第二转盘转动。通过两个转盘的转动来控制二级气室和三级气室是否为有效气室，从而改变附加气室的容积，进而改变空气弹簧系统的刚度，以适应车辆的各种行驶工况，达到改善悬架系统综合性能的目的。
本发明的有益效果是：
（1）本发明两个转盘上分别带有10个棘爪，棘爪的厚度为1mm，且刚度适中，耐磨性好，工作稳定。
（2）本发明通过增设附加气室，并有效的控制棘轮轴的旋转方向，可以实现一种空气弹簧变换成为多种附加气室组合的空气弹簧。
附图说明
为了更全面的理解本发明的结构和具体实施方式，下面结合附图详细说明。
图1是本发明一种容积可变的空气弹簧附加气室的剖视图。
图2是本发明一种容积可变的空气弹簧附加气室的二级气室为有效气室时棘轮（7）、第一转盘（8）和第一隔板（9）的俯视图。
图3是本发明一种容积可变的空气弹簧附加气室的二级气室为无效气室时棘轮（7）、第一转盘（8）和第一隔板（9）的俯视图。
图4是本发明一种容积可变的空气弹簧附加气室的三级气室为有效气室时棘轮（17）、第二转盘（14）和第二隔板（13）的俯视图。
图5是本发明一种容积可变的空气弹簧附加气室的三级气室为无效气室时棘轮（17）、第二转盘（14）和第二隔板（13）的俯视图。
图中：连接管路（1）、顶盖（2）、螺栓（3）、顶盖密封装置（4）、一级气室（5）、附加气室腔体（6）、棘轮（7）、第一转盘（8）、第一隔板（9）、转盘通气孔（10）隔板密封装置（11）、二级气室（12）、第二隔板（13）、第二转盘（14）、隔板通气孔（15）、隔板密封装置（16）、棘轮（17）、三级气室（18）、底盖密封装置（19）、底盖（20）、棘轮轴（21）、驱动机构连接装置（22）。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括一个圆柱型的附加气室腔体（6），其上端通过螺栓（3）连接顶盖（2），附加气室腔体（6）与顶盖（2）间装有顶盖密封装置（4）。顶盖(2)连接连接管路(1)的一端，使连接管路(1)一端与附加气室腔体（6）连通，连接管路（1）的另一端连接主气室，连接管路（1）上装有电磁阀，通过ECU控制电磁阀的开关来控制主气室与一级气室（5）间的通断；
附加气室腔体（6）的内部装有第一隔板（9）和第二隔板（13），第一隔板（9）和第二隔板（13）将附加气室腔体（6）分隔成一级气室（5）、二级气室（12）和三级气室（18），第一隔板（9）和第二隔板（13）上均匀分布5个隔板通气孔（15），直径为10mm；在第一隔板（9）的上方设置第一转盘（8），第一转盘（8）上均匀分布着5个转盘通气孔（10）；在第二隔板（13）的下方设置第二转盘（14），第二转盘（14）上均匀分布5个转盘通气孔（10），第一隔板（9）和第二隔板（13）的中心位置均带有10个棘爪，棘爪呈圆周均匀分布。
当需要通过增加空气弹簧的容积来减小刚度时，首先ECU控制连接管路（1）上的电磁阀打开，这时主气室与一级气室（5）连通。
当需要附加气室的容积进一步变大时，棘轮轴（21）在驱动机构的驱动下逆时针旋转，带动棘轮（7）逆时针旋转，棘轮（7）带动第一转盘（8）上的棘爪，进而驱动第一转盘（8）转动；反之，当棘轮（7）在棘轮轴（21）的驱动下顺时针旋转时，棘轮（7）“空转”，不能驱动第一转盘（8）。如图2所示，当第一转盘（8）上的5个转盘通气孔（10）和第一隔板（9）上的5个隔板通气孔（15）处于同轴心位置时，一级气室（5）和二级气室（12）连通，一级气室（5）和二级气室（12）为有效气室；如图3所示，当第一转盘（8）上的5个转盘通气孔（10）中心分别处在两个相邻隔板通气孔（15）的中间位置时，一级气室（5）和二级气室（12）被第一隔板（9）隔断，一级气室（5）为有效气室，二级气室（12）为无效气室。
当需要附加气室的容积最大时，棘轮轴（21）在驱动机构的驱动下顺时针旋转，带动棘轮（17）顺时针旋转，棘轮（17）带动第二转盘（14）上的棘爪，进而驱动第二转盘（14）转动；反之，当棘轮（17）在棘轮轴（21）的驱动下逆时针旋转时，棘轮（17）“空转”，不能驱动第二转盘（14）。如图4所示，当第二转盘（14）上的5个转盘通气孔（10）和第二隔板（13）上的5个隔板通气孔（15）处于同轴心位置时，一级气室（5）、二级气室（12）和三级气室（18）连通，三个“子气室”都为有效气室；如图5所示，当第二转盘（14）上的5个转盘通气孔（10）中心分别处在两个相邻隔板通气孔（15）的中间位置时，二级气室（12）和三级气室（18）被第二隔板（13）隔断，一级气室（5）和二级气室（12）为有效气室，三级气室（18）为无效气室。
以上本发明具体实施方法描述的目的是为了举例和说明。显然，根据上述示例可能有许多变形和变化。以上选择和描述的实施例是为了最佳解释发明的原理和实际应用，从而使本领域的其他技术人员能更好地使用本发明和各种预定特殊用途的各种变形的不同实施例。
本发明并不局限于上述具体实施方法，凡是采用本发明的相似结构及相似变化，均应列入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征在于，包括连接管路（1）、顶盖（2）、螺栓（3）、顶盖密封装置（4）、一级气室（5）、附加气室腔体（6）、棘轮（7）、第一转盘（8）、第一隔板（9）、转盘通气孔（10）隔板密封装置（11）、二级气室（12）、第二隔板（13）、第二转盘（14）、隔板通气孔（15）、隔板密封装置（16）、棘轮（17）、三级气室（18）、底盖密封装置（19）、底盖（20）、棘轮轴（21）、驱动机构连接装置（22）；所述连接管路（1）的一端连接主气室，另一端通过顶盖（2）连接附加气室的一级气室（5），连接管路（1）上装有电磁阀，由ECU控制电磁阀；所述一级气室（5）和二级气室（12）通过第一隔板（9）分隔，第一转盘（8）处于第一隔板（9）的上方，二级气室（12）和三级气室（18）通过隔板（13）分隔，第二转盘（14）处于第二隔板（13）的下方。
2.根据权利要求1所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述第一转盘（8）和第二转盘（14）上分别带有10个棘爪，棘爪的厚度为1mm。
3.根据权利要求2所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述驱动装置通过棘轮轴（21）驱动棘轮（7）和棘轮（17）旋转，两个棘轮分别与第一转盘（8）和第二转盘（14）上的棘爪作用。
4.根据权利要求2所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述第一转盘（8）和第二转盘（14）每次旋转的角度为36°。
5.根据权利要求1所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述通过ECU控制连接管路上电磁阀的开关来控制主气室与一级气室（5）间的通断；通过转盘的转动，控制隔板通气孔的开闭，利用各级附加气室通过连接管路（1）与主气室组成三种容积的空气弹簧，即主气室与一级气室（5）连接、主气室与一级气室（5）和二级气室（12）连接、主气室与三个气室同时连接，实现有效气室容积的改变。
6.根据权利要求1所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述棘轮轴（21）顺时针旋转时，棘轮（7）驱动第一转盘（8）旋转，棘轮（17）发生“空转”，一级气室（5）和二级气室（12）连通，二级气室为有效气室；棘轮轴（21）逆时针旋转时，棘轮（17）驱动第二转盘（14）旋转，棘轮（7）发生“空转”，二级气室（12）和三级气室（18）连通，三级气室为有效气室。
7.根据权利要求1所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征在于：所述一级气室（5）、所述二级气室（12）和所述三级气室（18）的容积相同，与空气弹簧主气室的容积比均为1：1。
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