CN108953453B - 一种管路可变的带附加气室空气弹簧 - Google Patents

一种管路可变的带附加气室空气弹簧 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种管路可变的带附加气室空气弹簧，包括主体气室和附加气室，主体气室和附加气室连接，主体气室和附加气室之间通过多个支路管连接；所述多个支路管分别设置电磁阀，每个电磁阀均与控制器相连；所述主体气室的顶部设有上盖板以密封主体气室。本发明可以提高空气弹簧的可控范围和可控精度、提高汽车行驶的平顺性，满足不同工况的特性要求。

Description

一种管路可变的带附加气室空气弹簧
技术领域
本发明属于空气弹簧领域，具体涉及一种管路可变的带附加气室空气弹簧。
背景技术
随着汽车、轨道交通、工业机械等领域技术的发展，人们对车辆行驶平顺性的要求越来越高，空气弹簧作为一种由内部含有帘布层的橡胶囊和充入橡胶囊内腔的压缩气体所组成的非金属弹性元件，以其独特的减振性能，在各个领域中得到了更多更广泛的应用。《带附加气室空气弹簧性能试验系统的搭建与试验研究》中指出，主、副气室间连接管路对弹簧系统的性能有较大影响，综合空气动力学理论，气体在流经连接管路时，其流通能力受到管路两端的压力差、流速、管路内径和形状等因素的影响。不同的管路形状对管路内气体流速有较大影响。同一管径下直管路更有利于气体的流通，弹簧动刚度较小；同一管径下弯曲管路不利于气体的流通，形成气流壅塞，所以弹簧动刚度较大；说明了连接管路的形状对空气弹簧动刚度有较大影响。
当前技术下，带附加气室的空气弹簧的应用虽然日益广泛和成熟，但很多情况下，在空气弹簧与附加气室之间只有一条管路，限制了带附加气室空气弹簧优越性的发挥，且并不能根据空气弹簧的工况进行实时的控制。例如，ZL03243150.3中带附加气室的空气弹簧的附加气室容积大都不变；U.S.5169129中改变附加气室容积时会对空气弹簧的高度产生影响。
因此，针对空气弹簧的性能问题，目前还需要一种切实可行的方案。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种管路可变的带附加气室空气弹簧，其具有可根据外界不同工况改变空气弹簧与附加气室间的连接管路，从而主动地控制空气弹簧的动刚度，提高减振系统的减振性能的效果。
本发明是由以下方案实现的：
一种管路可变的带附加气室空气弹簧，包括主体气室和附加气室，主体气室和附加气室连接，主体气室和附加气室之间通过多个支路管连接；所述多个支路管分别设置电磁阀，每个电磁阀均与控制器相连,控制器根据工况实时调节电磁阀开启与关闭，从而改变主体气室与附加气室之间气体流通路径。
进一步的，多个支路管的首端合并并连接主管路，多个支路管的末端合并并连接次管路。
进一步的，所述主体气室的顶部设有上盖板以密封主体气室，所述主管路穿过上盖板延伸至主体气室内部。
进一步的，所述次管路末端连接附加气室。
进一步的，主管路和次管路的顶端由支撑板封闭。
进一步的，主管路为T形，支撑板密封主管道的上端。
进一步的，所述支路管形状相异。
进一步的，所述连接管路为金属管。
进一步的，所述电磁阀设于支路管首端处。
进一步的，所述控制器为ECU。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的空气弹簧与附加气室之间通过带有电磁阀的不同形状支路管相连，通过控制器控制各电磁阀的开启与关闭，改变气体流通路径，从而改变气体流速，进而调节空气弹簧的动刚度；具有提高空气弹簧的可控范围和可控精度、提高汽车行驶的平顺性的特点；满足不同工况的特性要求。
2、本发明在不改变附加气室容量的条件下，通过改变空气弹簧与附加气室之间的连通管径的形状，从而主动地控制空气弹簧的动刚度，提高减振系统的减振性能。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的控制器连接示意图。
其中，1-主体气室，2-上盖板，3-第一金属管段，4-支撑板，5-第二金属管段，6-第三金属管段，7-第四金属管段，8-第五金属管段，9-第六金属管段，10-第一支路管道，11-第二支路管道，12-第三支路管道，13-第四支路管道，14-第七金属管段，15-附加气室，16-控制器；
600-第一电磁阀，700-第二电磁阀，800-第三电磁阀，900-第四电磁阀，A-加速度传感器，B1-气压传感器，B2-气压传感器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在对空气弹簧的调节不能满足整个减振系统的要求、不能根据空气弹簧的工况进行实时控制的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种管路可变的带附加气室空气弹簧。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种管路可变的带附加气室空气弹簧，包括主体气室1和附加气室15，主体气室1和附加气室15之间设有多个支路管。
所述连接管道为金属管，
所述支路管包括第三金属管段6、第四金属管段7、第五金属管段8、第六金属管段9、第一支路管道10、第二支路管道11、第三支路管道12和第四支路管道13，所述第三金属管段6、第四金属管段7、第五金属管段8、第六金属管段9的首端均连通第二金属管段5，所述第三金属管段6、第四金属管段7、第五金属管段8、第六金属管段9的末端分别连通第一支路管道10、第二支路管道11、第三支路管道12和第四支路管道13。
在本实施例中，所述第一支路管道10、第二支路管道11、第三支路管道12和第四支路管道13分别为锯齿形、方波形、正弦波形、一字形。
第二金属管段5连接第一金属管段3形成T形结构的主管路，第一金属管段3的顶端被支撑板4密封。
所述主体气室1的顶部具有上盖板2，所述第一金属管段3的底端穿过上盖板2延伸至主体气室1的内部以连通主体气室1，第一金属管段3的另一端与支撑板4相连，通过支撑板4将第一金属管段3的端部封闭。
所述第七金属管段14的末端与附加气室15相连通。
第三金属管段6与第一支路管道10之间安装有第一电磁阀600，第四金属管段7与第二支路管道11之间安装有第二电磁阀700，第五金属管段8与第三支路管道12之间安装有第三电磁阀800，第六金属管段9与第四支路管道13之间安装有第四电磁阀900。
第一支路管道10、第二支路管道11、第三支路管道12和第四支路管道13的末端与第七金属管段14相连。
在本实施例中，上盖板2上安装加速度传感器A，用于测量空气弹簧垂直加速度；第一金属管段3与支撑板4之间安装气压传感器B1，用于测量第一金属管段3内的气压；第七金属管段14内安装气压传感器B2，用于测量第七金属管段14内的气压。ECU读取加速度传感器A、气压传感器B1和气压传感器B2数据通过相应算法实时控制电磁阀的开启与关闭。
所述第一电磁阀600、第二电磁阀700、第三电磁阀800和第四电磁阀900均连接控制器16，通过控制器16控制每一电磁阀的开闭，形成以下工作模式：
工作模式一：控制第一电磁阀600开启，控制第二电磁阀700、第三电磁阀800和第四电磁阀900关闭。
工作模式二：控制第一电磁阀600、第二电磁阀700开启，控制第三电磁阀800、第四电磁阀900关闭。
工作模式三：控制第一电磁阀600、第二电磁阀700和第四电磁阀900开启，控制第三电磁阀800关闭。
工作模式四：控制第一电磁阀600、第三电磁阀800开启，控制第二电磁阀700、第四电磁阀900关闭。
工作模式五：控制第一电磁阀600、第三电磁阀800、第四电磁阀900开启，控制第二电磁阀700关闭。
工作模式六：控制第一电磁阀600、第四电磁阀900开启，控制第二电磁阀700和第三电磁阀800关闭。
工作模式七：控制第一电磁阀600、第二电磁阀700、第三电磁阀800和第四电磁阀900开启。
工作模式八：控制第二电磁阀700开启，控制第一电磁阀600、第三电磁阀800和第四电磁阀900关闭。
工作模式九：控制第二电磁阀700、第三电磁阀800开启，控制第一电磁阀600、第四电磁阀900关闭。
工作模式十：控制第二电磁阀700、第三电磁阀800和第四电磁阀900开启，控制第一电磁阀600关闭。
工作模式十一：控制第二电磁阀700、第四电磁阀900开启，控制第一电磁阀600、第三电磁阀800关闭。
工作模式十二：控制第三电磁阀800开启，控制第一电磁阀600、第二电磁阀700和第四电磁阀900关闭。
工作模式十三：控制第三电磁阀800、第四电磁阀900开启，控制第一电磁阀600、第二电磁阀700关闭。
工作模式十四：控制第四电磁阀900开启，控制第一电磁阀600、第二电磁阀700和第三电磁阀800关闭。
工作模式十五：控制第一电磁阀600、第二电磁阀700、第三电磁阀800和第四电磁阀900关闭。
根据车辆工况的不同，利用控制器16实时控制主体气室1的刚度，以获得所需的减振效果。
本申请的工作原理为：
控制器16根据当前的工况，实时调节第一电磁阀600、第二电磁阀700、第三电磁阀800和第四电磁阀900的开启与关闭，从而改变主体气室1与附加气室15之间气体流通路径，从而改变气体流速，进而调节主体气室1的动刚度，从而提高汽车行驶的平顺性。
控制器采用汽车专用的ECU，在本实施例中采用GD-2EC，典型的一种连接方式如图2所示，ECU的B1\B2\B9\B10引脚分别连接电磁阀的负极，B57\B58\B80\B60引脚分别连接电磁阀的正极，电磁阀采用直流电磁阀。
本发明的设计依据为，主、副气室间连接管路对弹簧系统的性能有较大影响，综合空气动力学理论，气体在流经连接管路时，其流通能力受到管路两端的压力差、流速、管路内径和形状等因素的影响。不同的管路形状对管路内气体流速有较大影响。同一管径下直管路更有利于气体的流通，弹簧动刚度较小；同一管径下弯曲管路不利于气体的流通，形成气流壅塞，所以弹簧动刚度较大；说明了连接管路的形状对空气弹簧动刚度有较大影响。
从以上实施例可以看出，本申请至少具备以下有益效果：
1、本发明的空气弹簧与附加气室之间通过带有电磁阀的不同形状支路管相连，通过控制器控制各电磁阀的开启与关闭，改变气体流通路径，从而改变气体流速，进而调节空气弹簧的动刚度；具有提高空气弹簧的可控范围和可控精度、提高汽车行驶的平顺性的特点；满足不同工况的特性要求。
2、本发明在不改变附加气室容量的条件下，通过改变空气弹簧与附加气室之间的连通管径的形状，从而主动地控制空气弹簧的动刚度，提高减振系统的减振性能。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种管路可变的带附加气室空气弹簧，包括主体气室和附加气室，主体气室和附加气室连接，其特征在于：主体气室和附加气室之间通过多个支路管连接；所述多个支路管分别设置电磁阀，每个电磁阀均与控制器相连,控制器根据工况实时调节电磁阀开启与关闭，从而改变主体气室与附加气室之间气体流通路径；
所述主体气室的顶部设有上盖板以密封主体气室；
所述多个支路管形状相异；
多个支路管的首端合并并连接主管路，多个支路管的末端合并并连接次管路。
2.如权利要求1所述的一种管路可变的带附加气室空气弹簧，其特征在于，所述主管路穿过上盖板延伸至主体气室内部。
3.如权利要求1所述的一种管路可变的带附加气室空气弹簧，其特征在于，所述次管路末端连接附加气室。
4.如权利要求1所述的一种管路可变的带附加气室空气弹簧，其特征在于，主管路和次管路的顶端由支撑板封闭。
5.如权利要求1所述的一种管路可变的带附加气室空气弹簧，其特征在于，还包括支撑板，所述主管路为T形，支撑板密封主管道的上端。
6.如权利要求1所述的一种管路可变的带附加气室空气弹簧，其特征在于，所述主管路、次管路和多个支路管均为金属管。
7.如权利要求1所述的一种管路可变的带附加气室空气弹簧，其特征在于，所述电磁阀设于支路管首端处。
8.如权利要求1所述的一种管路可变的带附加气室空气弹簧，其特征在于，所述控制器为ECU。
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