CN109563848B - 悬挂系统 - Google Patents

Abstract

一种弹性可膨胀压力器皿，其被配置成功能类似于弹簧。所述弹性可膨胀压力器皿包含主体部分、界定于所述主体部分内的腔，以及与界定于所述主体部分中的所述腔连通的至少一个端口。所述至少一个端口被配置成接收流体进入所述腔和从所述腔排放所述流体。所述弹性可膨胀压力器皿具有跨越所述腔中的所述流体的操作压力范围的预定可膨胀性。所述范围是至少200psi。

Description

悬挂系统

技术领域

本发明大体上涉及用作弹簧的弹性可膨胀压力器皿以及并入有弹性可膨胀压力器皿的液体弹簧悬挂系统。

背景技术

悬挂系统通常并入在例如建筑物、桥梁和高架高速公路等结构以及例如车辆等机器中，以吸收和减弱原本可能使所述结构损坏的力和振动。这些悬挂系统经常并入有蓄能器和一个或多个弹簧，例如螺旋弹簧(压缩或延伸)、钢板弹簧、贝氏盘形(Bellevilledisc)弹簧、波形弹簧、悬臂弹簧或加工弹簧。悬挂系统可以替代地包含气弹簧，例如空气弹簧。常规空气弹簧通常包含连接到气囊的空气压缩机。气囊中的空气的压缩被配置成支撑结构的重量且对结构上的负载提供弹簧响应。

常规悬挂系统还可以并入有一个或多个液体弹簧。一些常规液体弹簧系统包含连接到压力器皿的支柱。那些系统中的一些包含位于支柱与压力器皿之间的阀。支柱中的液体经由阀与压力器皿选择性连通。可以打开阀以实现悬挂系统的相对低弹簧刚度和关闭阀以实现悬挂系统的相对较高弹簧刚度。常规液体弹簧系统的弹簧刚度也随着系统中的液体的可压缩性而变。因此，常规液体弹簧系统中的液体是可压缩液体。

常规压力器皿被设计成通过以下方式最小化或消除其膨胀：由刚性材料(例如，钢或某些复合物)制造压力器皿和/或并入有被设计成固定压力器皿的大小的支架或其它结构元件。因此，常规压力器皿并不既定为可膨胀的。它们专门设计为不可膨胀的，并且因此膨胀将与其用途冲突且不一致。

发明内容

本公开是针对弹性可膨胀压力器皿的各种实施例。在一个实施例中，所述弹性可膨胀压力器皿包含主体部分、界定于所述主体部分内的腔，以及与界定于所述主体部分中的所述腔连通的至少一个端口。所述至少一个端口被配置成接收流体进入所述腔和从所述腔排放所述流体。所述弹性可膨胀压力器皿具有跨越所述腔中的所述流体的操作压力范围的预定可膨胀性。所述弹性可膨胀压力器皿具有预定可膨胀性的操作压力范围是至少200psi。当所述腔中的流体的操作压力是近似500psi时所述弹性可膨胀压力器皿可具有大于近似0.1％的膨胀。当所述腔中的流体的操作压力大于近似5000psi时所述弹性可膨胀压力器皿可具有小于近似200％的膨胀。所述弹性可膨胀压力器皿的预定可膨胀性可以跨越所述腔中的流体的操作压力范围变化。

本公开还针对并入有根据本公开的一个或多个实施例的弹性可膨胀压力器皿的蓄能器的各种实施例。

本公开还针对悬挂系统的各种实施例。在一个实施例中，所述悬挂系统包含界定腔室的圆柱体、在所述腔室内可往复移动的至少一活塞或杆、界定与所述腔室连通的腔的弹性可膨胀压力器皿，以及含于所述腔室和所述腔内的流体。所述弹性可膨胀压力器皿具有跨越所述悬挂系统中的所述流体的操作压力范围的预定可膨胀性。所述弹性可膨胀压力器皿具有预定可膨胀性的操作压力范围是至少200psi。当所述腔中的流体的操作压力是近似500psi时所述弹性可膨胀压力器皿可具有大于近似0.1％的膨胀。当所述腔中的流体的操作压力大于近似5000psi时所述弹性可膨胀压力器皿可具有小于近似200％的膨胀。所述流体可为液体。所述液体可为可压缩液体或不可压缩液体。

在一个或多个实施例中，所述弹性可膨胀压力器皿可以包围所述圆柱体。所述圆柱体可以界定使所述腔室与所述腔直接连通的至少一个孔口。所述悬挂系统可以包含联接到所述圆柱体的歧管和阀组合件。所述歧管和阀组合件可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在打开位置中所述腔室与所述腔连通，在关闭位置中所述腔室与所述腔隔离。在一个或多个实施例中，所述弹性可膨胀压力器皿可以与所述圆柱体分离。所述悬挂系统可以包含位于所述腔室与所述弹性可膨胀压力器皿之间的阀。所述阀可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在打开位置中所述腔室与所述腔连通，在关闭位置中所述腔室与所述腔隔离。

所述悬挂系统可以包含界定与所述腔室连通的第二腔的第二弹性可膨胀压力器皿。所述悬挂系统还可包含位于所述腔室与所述第二弹性可膨胀压力器皿之间的阀。所述阀可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在打开位置中所述腔室与所述第二腔连通，在关闭位置中所述腔室与所述第二腔隔离。所述弹性可膨胀压力器皿的预定可膨胀性可以跨越所述腔中的流体的操作压力范围变化。所述弹性可膨胀压力器皿的预定可膨胀性可以包含具有第一膨胀率的第一区和具有小于所述第一膨胀率的第二膨胀率的第二区。第一区与第二区之间的过渡点可以发生于所述活塞和/或杆到达所述圆柱体中的完全压缩位置之前，以使得所述弹性可膨胀压力器皿充当颠簸减震器。

提供此发明内容是为了引入一系列概念，所述概念在以下具体实施方式中进一步加以描述。此发明内容并不希望标识所要求主题的关键或基本特征，也不希望用来限制所要求主题的范围。

附图说明

通过参考以下结合下图进行的详细描述将更加清楚地了解本公开的实施例的这些和其它特征以及优点。在附图中，相似附图标号贯穿各图用以指代相似特征和组件。附图不一定按比例绘制。

图1是根据本公开的一个实施例的弹性可膨胀压力器皿的部分横截面侧视图；

图2是图示了当经受某一范围的不同内部压力时图1的弹性可膨胀压力器皿的体积膨胀的曲线图；

图3是根据本公开的另一实施例的弹性可膨胀压力器皿的部分横截面侧视图；

图4是图示了当经受某一范围的不同内部压力时图3的弹性可膨胀压力器皿的体积膨胀的曲线图；

图5是根据本公开的一个实施例的具有包围支柱的弹性可膨胀压力器皿的液体弹簧悬挂系统的横截面侧视图；

图6是图示了当被设计成提供相同弹簧刚度时与常规不可膨胀钢压力器皿相比本发明的弹性可膨胀压力器皿的相对大小的曲线图；

图7是根据本公开的另一实施例的具有包围支柱的弹性可膨胀压力器皿的液体弹簧悬挂系统的横截面侧视图；

图8是根据本公开的一个实施例的具有通过导管连接到弹性可膨胀压力器皿的支柱的液体弹簧悬挂系统的示意图；

图9是根据本公开的另一实施例的具有通过导管连接到第一和第二弹性可膨胀压力器皿的支柱的液体弹簧悬挂系统的示意图；

图10是根据本公开的又一实施例的具有由第一弹性可膨胀压力器皿包围且通过导管连接到第二弹性可膨胀压力器皿的支柱的液体弹簧悬挂系统的示意图；以及

图11是根据本公开的一个实施例的包含蓄能器的车辆悬挂系统的示意图。

具体实施方式

本公开是针对用作弹簧的弹性可膨胀压力器皿的各种实施例。随着弹性可膨胀压力器皿中的流体(例如，液体或气体)的压力增加，器皿膨胀。此压力增加可为更多流体经由泵被引入到器皿中的结果，或是由于流体受热，或是通过化学反应，或是通过任何其它方式。当一定体积的流体退出器皿或流体的压力通过一些其它方式减小时，器皿收缩。当流体供应的压力下降到低于预定阈值时，弹性可膨胀压力器皿被配置成返回到其原始未膨胀位置。以此方式，弹性可膨胀压力器皿被配置成充当弹簧(即，存储于膨胀的压力器皿中的能量供应类似于弹簧的恢复力)。

本公开还针对并入有弹性可膨胀压力器皿的悬挂系统的各种实施例。不同于其中系统的弹簧刚度主要取决于系统中液体的压力、体积和可压缩性的常规液体弹簧悬挂系统，本公开的悬挂系统的弹簧刚度随着弹性可膨胀压力器皿的可膨胀性以及系统中液体的压力、体积和可压缩性而变。因此，不同于其中不可膨胀压力器皿必须相对大以实现合适低弹簧刚度的常规液体弹簧悬挂系统，弹性可膨胀压力器皿的可膨胀性使得本公开的液体弹簧悬挂系统能够以更小、更紧凑的设计实现相同合适低的弹簧刚度。因此，与并入有不可膨胀压力器皿的常规液体弹簧悬挂系统相比，弹性可膨胀压力器皿被配置成减少本公开的液体弹簧悬挂系统的大小。另外，为了适合用于各种系统中，弹簧必须具有在操作中可预期的已知弹簧刚度。即，弹簧必须以可预测方式操作。在本公开的实施例中，液体弹簧悬挂系统的弹簧刚度的至少一部分是从弹性可膨胀压力器皿的预定且可预测的可膨胀性导出。

如本文所使用，术语“流体”、“连通”和“隔离”用以描述本发明的各种概念和关系。词“流体”指代含于组件内的物质，例如液体或气体。词“连通”意味着允许流体在相关组件之间流动。词“隔离”意味着阻止流体在相关组件之间流动。弹性可膨胀压力器皿中使用的液体可以是可压缩的或不可压缩的。如本文所使用，术语“不可压缩液体”指代在近似4000psi下具有小于近似2.0％的压缩的液体。另外，如本文所使用，术语“预定可膨胀性”指代弹性可膨胀压力器皿在某一操作压力范围中的充分受控且可重复的一个或多个体积膨胀率，这使得弹性可膨胀压力器皿能够充当弹簧且展现一个或多个所需且大体上可预测的弹簧刚度。

现在参看图1，根据本公开的一个实施例的弹性可膨胀压力器皿100包含极性凸台101、联接到极性凸台101的内部衬里102，以及包围极性凸台101和内部衬里102的外部层103。内部衬里102和外部层103一起界定弹性可膨胀压力器皿100的主体部分。极性凸台101、内部衬里102和外部层103一起界定内腔104和与内腔104连通的端口105(例如，液压或气压端口)。在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿100可以不具备内部衬里102。

在所说明的实施例中，极性凸台101在相对较窄外部末端106与相对较大内部末端107之间张开，但在一个或多个替代实施例中，极性凸台101可具有任何其它合适的形状，例如举例来说圆柱形，且仍属于本公开的范围和精神内。极性凸台101的较大内部末端107可以包含多个肋状物或齿108，其被配置成接合内部衬里102的一部分且进而增加极性凸台101、内部衬里102和外部层103之间的附接强度。在一个或多个替代实施例中，极性凸台101可不包含齿108，且极性凸台101可以包含用于增加极性凸台101、内部衬里102和外部层103之间的附接强度的任何其它合适的机构。接近于极性凸台101的较窄外部末端106的极性凸台101的内表面109还包含内螺纹110以促进例如举例来说软管、管、管道、喷嘴或阀等导管到极性凸台101的附接。在一个或多个替代实施例中，极性凸台101可以不具备螺纹110且所述导管可以通过任何其它合适的方式联接到极性凸台101，例如举例来说通过压入配合(即，过盈配合)连接、凸缘配件或通过焊接或粘结。所述导管被配置成通过端口105选择性递送和/或移除进入弹性可膨胀压力器皿100的内腔104的流体(例如，气体或液体)。极性凸台101可以由任何合适耐久的材料制成，例如举例来说金属(例如，不锈钢)或金属合金。内部衬里102可以由任何合适的膨胀和弹性材料制成，例如举例来说塑料。另外，虽然在所说明的实施例中的弹性可膨胀压力器皿100包含单个端口105和单个极性凸台101，但在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿100可以包含一个或多个额外端口105和对应的极性凸台101。举例来说，在一个实施例中，弹性可膨胀压力器皿100可以包含安置于弹性可膨胀压力器皿100的相对末端上的一对极性凸台101和一对对应端口105。

继续参考图1中所说明的实施例，在一个实施例中，外部层103包括多条单向定向的纤维111，所述纤维浸渍有任何合适类型的基质材料112，例如举例来说环氧树脂。外部层103的纤维111可以由任何合适材料制成，例如举例来说碳、玻璃或塑料(例如，尼龙)。另外，虽然在所说明的实施例中外部层103包含树脂浸渍纤维111的两个层113、114(即，树脂浸渍纤维111的两个完整绕圈)，但在一个或多个替代实施例中，外部层103可以包含任何其它合适数目的树脂浸渍纤维111的层，例如举例来说从一个到六个层，这取决于弹性可膨胀压力器皿100的所需耐久性和预定可膨胀性。另外，虽然在所说明的实施例中的纤维111是单向定向的，但在一个或多个替代实施例中，纤维111可以在两个或更多个不同方向上定向。弹性可膨胀压力器皿100的外部层103可以通过任何合适的工艺形成，例如举例来说常规的长丝卷绕技术。用于制造复合外包裹压力器皿的合适方法在第7,641,949号美国专利中公开，所述美国专利的整个内容特此以引用的方式并入本文中。在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿100的外部层103可具有任何其它所需配置，且可以由适合于实现弹性可膨胀压力器皿100的耐久性和预定可膨胀性的任何其它材料制成。

在所说明的实施例中，当弹性可膨胀压力器皿100处于未膨胀/中性状态时(即，在流体(例如，液体或气体)已引入到内腔104中而对内部衬里102施加压力之前)内部衬里102松散地接触外部层103。在一个或多个替代实施例中，当弹性可膨胀压力器皿100处于未膨胀位置时，内部衬里102可以稳固地接触或可能不接触外部层103。在通过例如举例来说泵、蓄能器或支柱等外力通过端口105将流体引入到弹性可膨胀压力器皿100的内腔104中时，流体将对内部衬里102施加力而使其弹性地膨胀且按压外部层103。替代地，流体的压力可通过热的增加、或经由化学反应或通过其它方式增加，使得流体将对内部衬里102施加力而使其弹性地膨胀且按压外部层103。如果内腔104中的流体的压力超过取决于内部衬里102和外部层103的材料和物理性质的预定阈值压力，那么内部衬里102将继续膨胀而使得内部衬里102迫使外部层103弹性地膨胀。弹性可膨胀压力器皿100的可膨胀性减小内腔104中的流体的压力。因此，弹性可膨胀压力器皿100将继续弹性地膨胀，进而减小腔104中的流体的压力，直到作用于弹性可膨胀压力器皿100的流体的力与作用于内腔104中的流体的弹性可膨胀压力器皿100的弹性恢复力之间到达平衡点为止。一旦将流体引入腔104中的外力移除或减小(或压力经由其它方式移除或减小)，外部层103和内部衬里102就将收缩，直到由腔104中的流体施加到弹性可膨胀压力器皿100的力被由弹性可膨胀压力器皿100施加到流体的力平衡为止。以此方式，本公开的弹性可膨胀压力器皿100充当弹簧。在其中弹性可膨胀压力器皿100不具备内部衬里102的实施例中，单独外部层103的材料和物理性质可以决定弹性可膨胀压力器皿100的可膨胀性和弹性恢复力。

图2是针对内腔104中的流体(例如，气体或液体)的某一范围的不同压力图示了图1中说明的弹性可膨胀压力器皿100的一个实施例的体积膨胀百分比的曲线图。弹性可膨胀压力器皿100的膨胀量由当弹性可膨胀压力器皿100处于弹性预定膨胀状态时内腔104的体积与当弹性可膨胀压力器皿100处于中性或未膨胀状态时内腔104的体积之间的百分比差界定。在图2中的区A指示较低压力区，在此处内部衬里102在腔104中的流体的压力下弹性地膨胀，但外部层103尚未膨胀(例如，处于未膨胀位置的内部衬里102松散地接触外部层103且内部衬里102尚未充分膨胀以完全接触外部层103)。在图2中的区B指示较高压力区，在此处内部衬里102完全按压外部层103且内部衬里102和外部层103两者在腔104中的流体的压力下弹性地膨胀。在所说明的实施例中，在区A中，弹性可膨胀压力器皿100的体积膨胀从0psi下的0％增加到近似500psi下的近似3％。在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿100可具有取决于内部衬里102的材料和物理性质的任何其它预定量的膨胀。在区B中，弹性可膨胀压力器皿100的体积膨胀从近似500psi下的近似3％增加到近似10,000psi下的近似35％。在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿100可具有取决于内部层102和外部层103的材料和物理性质的任何其它预定量的膨胀。因此，在所说明的实施例中，弹性可膨胀压力器皿100具有近似1000psi下的近似4.6％的膨胀、近似2000psi下的近似8.1％的膨胀、近似3000psi下的近似11.4％的膨胀、近似4000psi下的近似14.8％的膨胀、近似5000psi下的近似18.2％的膨胀、近似6000psi下的近似21.6％的膨胀、近似7000psi下的近似24.9％的膨胀、近似8000psi下的近似28.3％的膨胀，以及近似9000psi下的近似31.6％的膨胀。如图2中所图示，由于对由外部层103提供的膨胀的增加阻力，组合的内部衬里102和外部层103的膨胀(即，膨胀性)的变化率(即，区B中的线的斜率)小于单独内部衬里102的膨胀的变化率(即，区A中的线的斜率)。因此，如图2中所图示，弹性可膨胀压力器皿100具有在腔104中的流体的某一操作压力范围上的预定可膨胀性。在一个或多个实施例中，弹性可膨胀压力器皿100具有预定可膨胀性的操作压力范围可以是近似200psi或更大，例如至少近似500psi、至少近似1000psi或至少近似2000psi或更大。

虽然在图2中所说明的实施例中，区A与区B之间的过渡点是近似500psi，但在一个或多个替代实施例中，过渡点可以是取决于内部衬里102的材料和物理性质以及在未膨胀中性位置中内部衬里102与外部层103之间的接触程度或量的任何其它预定压力点。另外，在其中弹性可膨胀压力器皿100不包含内部衬里102的一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿100的膨胀性可不包含区A与B之间的过渡点，因为弹性可膨胀压力器皿100的膨胀性将仅随着外部层103的性质而变。当处于未膨胀位置的内部衬里102完全接触外部层103时，弹性可膨胀压力器皿100也可能不包含两个不同的区或膨胀率之间的过渡点(例如，当处于未膨胀位置的内部衬里102完全接触或抵靠外部层103时，弹性可膨胀压力器皿100可以包含单个膨胀率)。另外，虽然在图2中，将区A和B中的弹性可膨胀压力器皿100的膨胀描绘为随着压力线性地或基本上线性地变化，但在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿100的膨胀取决于内部衬里102和外部层103的性质可能不会线性地变化(例如，弹性可膨胀压力器皿100在区A和/或区B中的体积膨胀可以随着压力以指数或对数方式变化)。

另外，弹性可膨胀压力器皿100的膨胀不限于图2中描绘的值。实际上，在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿100的体积膨胀可以取决于多种因数而变化，包含内部衬里102的存在或不存在、内部衬里102的材料和厚度、外部层103的材料和厚度(例如，外部层103中的树脂浸渍纤维111的定向和外部层103中的纤维111的层113、114的数目)，以及弹性可膨胀压力器皿100的总体大小。举例来说，在一个或多个替代实施例中，当腔104中的流体的操作压力在近似500psi与近似10,000psi之间时弹性可膨胀压力器皿100可具有任何预定量的膨胀，例如举例来说在近似0.1％与近似100％之间、近似0.3％与近似100％之间、近似0.6％与近似100％之间、近似1％与近似100％之间，或近似3％与近似100％之间。在其它实施例中，当腔104中的流体的操作压力在近似1000psi与近似6000psi之间时弹性可膨胀压力器皿100可具有在近似0.6％与近似100％之间的任何预定量的膨胀。在一个实施例中，当腔104中的流体的操作压力是近似4000psi时，弹性可膨胀压力器皿100可具有近似16％的膨胀。在一个实施例中，当腔104中的流体的操作压力是近似500psi时，弹性可膨胀压力器皿100可具有较大近似0.1％的膨胀。在一个实施例中，当腔104中的流体的操作压力是近似500psi时，弹性可膨胀压力器皿100可具有大于近似0.3％的膨胀。在一个实施例中，当腔104中的流体的操作压力大于近似5000psi时，弹性可膨胀压力器皿100可具有小于近似100％的膨胀。在一个实施例中，当腔104中的流体的操作压力大于近似5000psi时，弹性可膨胀压力器皿100可具有小于近似200％的膨胀。

现在参看图3，根据本公开的另一实施例的弹性可膨胀压力器皿200包含极性凸台201、联接到极性凸台201的内部衬里202、包围极性凸台201和内部衬里202的中间层203，以及包围中间层203的外部层204。内部衬里202、中间层203和外部层204一起界定弹性可膨胀压力器皿200的主体部分。极性凸台201、内部衬里202、中间层203和外部层204一起界定内腔205和与内腔205连通的端口206。在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿200可不包含内部衬里202。

在所说明的实施例中，极性凸台201在相对较窄外部末端207与相对较大内部末端208之间张开，但极性凸台201可具有任何其它合适的形状，例如举例来说圆柱形，且仍属于本公开的范围和精神内。极性凸台201的较大内部末端208包含多个肋状物或齿209，其被配置成接合内部衬里202和中间层203的一部分且进而增加极性凸台201、内部衬里202和中间层203之间的附接强度。在一个或多个替代实施例中，极性凸台201可不包含齿209且极性凸台201可以包含用于增加极性凸台201、内部衬里202和中间层203之间的附接强度的任何其它合适的机构。接近于极性凸台201的较窄外部末端207的极性凸台201的内表面210还包含内螺纹211以促进例如举例来说软管、管、管道、喷嘴或阀等导管到极性凸台201的附接。在一个或多个替代实施例中，极性凸台201可以不具备螺纹211且导管可以通过任何其它合适的方式联接到极性凸台201，例如举例来说通过压入配合(即，过盈配合)连接、凸缘配件或通过焊接或粘结。导管被配置成通过端口206选择性递送和/或移除进入弹性可膨胀压力器皿200的内腔205的流体(例如，气体或液体)。在一个实施例中，极性凸台201可相同或相似于上文参考图1描述的极性凸台101。另外，虽然在所说明的实施例中弹性可膨胀压力器皿200包含单个端口206和单个对应极性凸台201，但在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿200可以包含一个或多个额外端口206和极性凸台201，例如举例来说安置于弹性可膨胀压力器皿200的相对末端上的一对极性凸台201和一对对应端口206。

继续参考图3中说明的实施例，中间层203包括单向定向的纤维214的两个层212、213，其浸渍有基质材料215，例如举例来说环氧树脂。中间层203的纤维214可以由任何合适材料制成，例如举例来说碳、玻璃或塑料(例如，尼龙)。在一个或多个替代实施例中，中间层203可以包含树脂浸渍纤维214的任何其它合适数目的层，例如举例来说从一个到六个层，这取决于弹性可膨胀压力器皿200的所需耐久性和预定可膨胀性。在一个实施例中，中间层203可相同或相似于上文参考图1描述的外部层103。

在图3中说明的实施例中，外部层204包括单向定向的纤维217的单个层216，其浸渍有基质材料218，例如举例来说环氧树脂，但在一个或多个替代实施例中，外部层204可具有树脂浸渍纤维217的任何其它合适数目的层，例如举例来说从一个到六个层。另外，在所说明的实施例中，外部层204中的纤维217是在与中间层203中的纤维214不同的方向上定向。中间层203中的纤维214与外部层204中的纤维217的定向之间可以界定任何合适的角度，例如举例来说从近似15度到近似90度的角度，这取决于弹性可膨胀压力器皿200的所需耐久性和预定可膨胀性。中间层203和外部层204可以通过任何合适的工艺形成，例如举例来说通过第7,641,949号美国专利中公开的常规包裹或卷绕技术。在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿200的中间层203和外部层204可具有任何其它所需配置，且可以由适合于实现弹性可膨胀压力器皿200的所需耐久性和预定可膨胀性的任何其它材料制成。举例来说，在一个实施例中，外部层204中的纤维217和中间层203中的纤维214可具有相同或基本上相同的定向和/或可以由不相似的材料制成(例如，外部层204中的纤维217可以由玻璃制成且中间层203中的纤维214可以由尼龙制成)。另外，在一个或多个实施例中，外部层204中的纤维217可以浸渍有与中间层203中的纤维214不同类型的树脂。

在通过例如举例来说泵、蓄能器或支柱等外力通过端口206将流体(例如，气体或液体)引入到弹性可膨胀压力器皿200的内腔205中时，流体将对内部衬里202施加力而使其弹性地膨胀且按压中间层203。替代地，流体的压力可通过热的增加、或经由化学反应或通过其它方式增加，使得流体将对内部衬里202施加力而使其弹性地膨胀且按压外部层203。如果内腔205中的流体的压力超过取决于内部衬里202和中间层203的材料和物理性质的阈值压力，那么内部衬里202将继续膨胀而使得内部衬里202迫使中间层203弹性地膨胀。另外，如果内腔205中的流体的压力超过取决于内部衬里202、中间层203和外部层204的材料和物理性质的较大阈值压力，那么内部衬里202和中间层203将继续膨胀且进而致使外部层204弹性地膨胀。弹性可膨胀压力器皿200的弹性膨胀减小内腔205中的流体的压力。因此，弹性可膨胀压力器皿200将继续弹性地膨胀，直到作用于弹性可膨胀压力器皿200的流体的力与作用于内腔205中的流体的弹性可膨胀压力器皿200的弹性恢复力之间到达平衡点为止。一旦将流体引入腔205中的外力移除或减小(或压力经由其它方式移除或减少)，外部层204、中间层203和内部衬里202就将收缩，直到由腔205中的流体施加于弹性可膨胀压力器皿200的力被由弹性可膨胀压力器皿200施加于流体的力平衡为止。以此方式，本公开的弹性可膨胀压力器皿200充当可变刚度弹簧。在其中弹性可膨胀压力器皿200不具备内部衬里202的实施例中，单独中间层和外层203、204的材料和物理性质可以决定弹性可膨胀压力器皿200的膨胀、可膨胀性和弹性恢复力。

图4是针对内腔205中的流体(例如，气体或液体)的不同压力的范围图示了图3中说明的弹性可膨胀压力器皿200的一个实施例的体积膨胀百分比(即，膨胀量)的曲线图。图4中的区A指示较低压力区，在此处内部衬里202在腔205中的流体的压力下弹性地膨胀，但中间层203和外部层204尚未膨胀(例如，处于未膨胀位置的内部衬里202松散地接触中间层203且内部衬里202尚未充分膨胀以完全接触中间层203)。图4中的区B指示中间压力区，在此处内部衬里202完全按压中间层203且内部衬里202和中间层203两者在腔205中的流体的压力下弹性地膨胀。图4中的区C指示较高压力区，在此处内部衬里202和中间层203按压外部层204以使得内部衬里202、中间层203和外部层204全部在腔205中的流体的压力下弹性地膨胀。在区A中，可膨胀压力器皿200的体积膨胀从0psi下的0％增加到近似500psi下的近似3％。在区B中，弹性可膨胀压力器皿200的体积膨胀从近似500psi下的近似3％增加到近似5000psi下的近似18％。在区C中，弹性可膨胀压力器皿200的体积膨胀从5000psi下的近似18％增加到近似10,000psi下的近似22％。如图4中所说明，由于对由中间层203提供的膨胀的增加阻力，组合的内部衬里202和中间层203的膨胀(即，膨胀性)的变化率(即，区B中的线的斜率)小于单独内部衬里202的膨胀的变化率(即，区A中的线的斜率)。类似地，由于对由外部层204提供的膨胀的增加阻力，组合的内部衬里202、中间层203和外部层204的膨胀的变化率(即，区C中的线的斜率)小于组合的内部衬里202和中间层203的膨胀的变化率(即，区B中的线的斜率)。因此，如图4中所说明，弹性可膨胀压力器皿200具有跨越腔205中的流体的操作压力范围的预定可膨胀性。在一个或多个实施例中，弹性可膨胀压力器皿200具有预定可膨胀性的操作压力范围可为近似200psi或更大，例如至少近似500psi，至少近似1000psi，或至少近似2000psi或更大。

虽然在图4中说明的实施例中，区A与区B之间的过渡点是近似500psi且区B与区C之间的过渡点是近似5000psi，但在一个或多个替代实施例中，过渡点可位于任何其它预定压力点处。弹性可膨胀压力器皿200的膨胀还可以上文参考图2中示出的弹性可膨胀压力器皿100的膨胀描述的任何方式变化(例如，弹性可膨胀压力器皿200的膨胀可以包含少于两个过渡压力点，包含无过渡压力点，和/或弹性可膨胀压力器皿200的膨胀可以是非线性的，例如指数或对数)。

弹性可膨胀压力器皿200的膨胀不限于图4中所描绘的值。实际上，在一个或多个替代实施例中，弹性可膨胀压力器皿200的体积膨胀可以取决于多种因数而变化，包含内部衬里202的存在或不存在、内部衬里202的材料和厚度、中间层203的材料和厚度(例如，树脂浸渍纤维214的定向以及中间层203中的纤维214的层212、213的数目)、外部层204的材料和厚度(例如，树脂浸渍纤维217的定向以及外部层204中的纤维217的层216的数目)，以及弹性可膨胀压力器皿200的总体大小。

现在参看图5，根据本公开的一个实施例的液体弹簧悬挂系统300包含支柱301，其与包围支柱301的弹性可膨胀压力器皿302连通。如下文更详细地描述，弹性可膨胀压力器皿302可具有取决于弹性可膨胀压力器皿302的所需膨胀和膨胀性以及悬挂系统300的所需弹簧刚度的任何合适的大小和配置(例如，层的数目、材料、厚度和纤维的定向)。举例来说，弹性可膨胀压力器皿302可以类似于上文参考图1和3描述的弹性可膨胀压力器皿100、200中的一个，不同的是弹性可膨胀压力器皿302在弹性可膨胀压力器皿302的相对末端上包含一对极性凸台303、304。极性凸台303、304将弹性可膨胀压力器皿302分别连接到支柱301的相对末端305、306。在所说明的实施例中，极性凸台303、304与支柱301一体式形成，但在一个或多个替代实施例中，极性凸台303、304可以与支柱301分开地形成且通过任何合适方式联接到支柱301，例如举例来说通过螺纹联接、机械扣紧、焊接或其任何组合。

继续参考图5中说明的实施例，支柱301包含圆柱体307，其界定填充有一定体积的液体309的腔室308。支柱301还包含杆310以及联接到杆310的上部末端312的活塞311。杆310和活塞311在圆柱体307的腔室308内可往复移动。另外，活塞311将腔室308划分为上部腔室部分313和下部腔室部分314。活塞311还包含控制孔口和阻尼阀(未图示)，其将上部腔室部分313连接到下部腔室部分314以使得在静态条件下，上部腔室部分313和下部腔室部分314中的压力基本上相等。合适的控制孔口和阻尼阀在第6,293,530号美国专利中公开，所述美国专利的整个内容以引用的方式并入本文中。支柱301还包含联接到圆柱体307的上部末端316的上部座架315。支柱301进一步包含联接到圆柱体307的上部末端316的配件329，其允许支柱301液压地连接到悬挂系统300的其它组件。在一个实施例中，上部座架315被配置成将液体弹簧悬挂系统300附接到车辆的框架，但在一个或多个替代实施例中，上部座架315可以被配置成将液体弹簧悬挂系统300附接到任何其它所需结构。此外，支柱301还包含联接到杆310的下部末端318的下部座架317。下部座架317可以被配置成将液体弹簧悬挂系统300附接到任何所需结构，例如举例来说车辆的车轮或轮轴组合件。另外，支柱301包含压盖319，所述压盖联接到圆柱体307的下部末端320且被配置成容纳腔室308中的一定体积的液体309。压盖319包含中心开口321，杆310通过所述中心开口从腔室308延伸出。压盖319还可在中心开口321内包含一个或多个垫圈322(例如，密封件)，其被配置成在杆310与压盖319之间产生不漏流体的密封。

在图5的所说明的实施例中，圆柱体307还界定一对孔口323、324，所述一对孔口被配置成使得腔室308中的液体309的体积与由弹性可膨胀压力器皿302界定的腔328中的液体325的体积连通，下文描述其重要性。在其中液体弹簧悬挂系统300的上部座架315联接到车辆框架且下部座架317联接到车辆的一个车轮或轮轴组合件的实施例中，由车轮或轮轴组合件中的一个承载的车辆重量的部分对圆柱体307施加向下轴向力，这趋向于迫使活塞311和杆310进一步进入腔室308。圆柱体307的此向下移动逐渐地减小腔室308内的液体309的体积，原因在于由逐渐延伸进一步进入腔室308的杆310占用的增加空间。

圆柱体307的向下移动还逐渐地增加弹性可膨胀压力器皿302的腔328内的液体325的体积，因为圆柱体307的腔室308经由圆柱体307中的孔口323、324与弹性可膨胀压力器皿302的腔328连通(即，圆柱体307的向下移动以及杆310和活塞311进一步进入腔室308的对应延伸迫使腔室308中的液体309的移位体积通过圆柱体307中的孔口323、324并进入弹性可膨胀压力器皿302的腔328)。弹性可膨胀压力器皿302中的液体325的增加的体积和压力迫使弹性可膨胀压力器皿302弹性地膨胀，直到弹性可膨胀压力器皿302内部的液体325的压力被作用于液体325的膨胀压力器皿302的弹性恢复力平衡为止。储存于膨胀压力器皿302和经压缩液体309、325中的能量对杆310和活塞311施加逐渐增加的净向下力。当在杆310和活塞311上的此净指向下的力等于由并入液体弹簧悬挂系统300的车轮或轮轴组合件承载的车辆重量的部分时，活塞311将处于腔室308内的竖直平衡点。作为一般命题，当车辆静置或正在沿着基本上水平地形行进时，圆柱体307中的活塞311的竖直平衡点建立车辆的“行驶高度”。

当额外指向上的“颠簸”力施加于车轮或轮轴组合件时，杆310和活塞311移动进一步进入腔室308，进而增加弹性可膨胀压力器皿302的腔328中的液体325的体积，这造成弹性可膨胀压力器皿302体积膨胀(即，额外液体309通过圆柱体307中的孔口323、324流出腔室308并进入弹性可膨胀压力器皿302的腔328)。当在车轮或轮轴组合件上的指向上的颠簸力减少时，例如当车轮或轮轴组合件向下行进通过其总车轮冲程的“反弹”部分时，储存于膨胀压力器皿302和经压缩液体309、325内的能量趋向于相对于圆柱体307向下驱动活塞311和杆310。以此方式，弹性可膨胀压力器皿302的可膨胀性与液体309、325的体积、压力和可压缩性结合为液体弹簧悬挂系统300提供其总体悬挂动作的“弹簧”部分。

另外，如上文所描述，在一个或多个实施例中，可膨胀压力器皿302可以包含树脂浸渍纤维的一个或多个层。举例来说，在一个实施例中，弹性可膨胀压力器皿302可相同或相似于图1中所说明的弹性可膨胀压力器皿100，具有图2中示出的特性，或替代地可相同或相似于图3中说明的弹性可膨胀压力器皿200，具有如图4所示的特性。

取决于液体弹簧悬挂系统300的应用，弹性可膨胀压力器皿302可以被配置成使得不同弹簧刚度之间的过渡点(例如，图4中的区A、B和C之间的过渡点)对应于液体弹簧悬挂系统300上的不同预期负载。举例来说，在其中液体弹簧悬挂系统300并入到车辆中的实施例中，弹性可膨胀压力器皿302内的静压力由车辆的重量决定，其取决于车辆是在空载条件还是满载条件中而变化。因此，弹性可膨胀压力器皿302可被配置成使得当车辆在空载条件中时，当活塞311和杆310在圆柱体307内的完全延伸位置与完全压缩位置之间移动时，弹性可膨胀压力器皿302内的液体325的压力保持在图4的区B内。弹性可膨胀压力器皿302也可被配置成使得当车辆在满载条件中时，当杆310和活塞311处于完全延伸位置时，弹性可膨胀压力器皿302中的液体325的压力将落在区B内，但当杆310和活塞311接近圆柱体307中的完全压缩位置时弹性可膨胀压力器皿302中的液体325的压力可以移动进入区C，例如当大量值“颠簸”力施加于车轮或轮轴组合件时。因此，当杆310和活塞311在圆柱体307中的完全压缩位置附近时，与区域C相关联的较高弹簧刚度可用以增加液体弹簧悬挂系统300的弹簧刚度以帮助防止悬挂系统300到达最大压缩，最大压缩原本将导致大力传递到车辆的驾驶员和乘客。以此方式，弹性可膨胀压力器皿302充当负载相依的可变刚度弹簧(或颠簸减震器)。

另外，弹性可膨胀压力器皿302的腔室308和腔328中的液体309、325的可压缩性越大，液体弹簧悬挂系统300的弹簧刚度越低。在一个或多个实施例中，弹性可膨胀压力器皿302的腔室308和腔328中的液体309、325可为可压缩液体、不可压缩液体或其组合(例如，硅油、矿物油或其组合)。

弹性可膨胀压力器皿302的表现促进了比常规不可膨胀压力器皿小的压力器皿302的使用，同时维持液体弹簧悬挂系统300的预定弹簧刚度。图6图示了与不可膨胀常规钢压力器皿相比，根据本公开的一个实施例的弹性可膨胀压力器皿当并入到使用相同可压缩液体的液体弹簧悬挂系统中时实现相同弹簧刚度所必要的相对体积大小。如图6中所图示，根据本公开的一个或多个实施例的弹性可膨胀压力器皿可以小于常规钢压力器皿，且当并入到液体弹簧悬挂系统中时仍产生相同弹簧刚度。此外，具有相对较高程度膨胀的弹性可膨胀压力器皿可以小于具有较低程度膨胀的弹性可膨胀压力器皿(即，产生给定弹簧刚度所必要的弹性可膨胀压力器皿的体积大小随着压力器皿的可膨胀性增加而减小)。举例来说，如图6中所图示，当弹性可膨胀压力器皿中的液体具有近似4000psi的压力时具有近似2％的膨胀的弹性可膨胀压力器皿需要为常规钢压力器皿的体积的仅近似80％，以便当器皿并入到液体弹簧悬挂系统中时产生相同弹簧刚度。在近似4000psi下具有近似12％的膨胀的弹性可膨胀压力器皿需要为常规钢压力器皿的体积的仅近似18％，以便产生相同弹簧刚度。因此，可以选择弹性可膨胀压力器皿302的可膨胀性以使得弹性可膨胀压力器皿302的大小和弹簧刚度适合于液体弹簧悬挂系统300的既定应用。

现在参看图7，根据本公开的另一实施例的液体弹簧悬挂系统400包含由弹性可膨胀压力器皿402包围的支柱401。弹性可膨胀压力器皿402可具有取决于悬挂系统400的所需弹簧刚度的任何合适的大小和配置(例如，层的数目、材料、厚度和纤维的定向)。举例来说，弹性可膨胀压力器皿402可相同或相似于上文参考图5描述的弹性可膨胀压力器皿302。支柱401相似于上文参考图5描述的支柱301，不同的是圆柱体307中的孔口323、324被歧管和阀组合件403代替。阀组合件403在打开位置与关闭位置之间可选择性操作，在打开位置中由支柱401的圆柱体406界定的腔室405中的液体404与由弹性可膨胀压力器皿402界定的腔410中的液体407连通，在关闭位置中腔室405中的液体404与弹性可膨胀压力器皿402的腔410中的液体407隔离。当阀403被致动进入关闭位置时，液体弹簧悬挂系统400的弹簧刚度随着腔室405中的液体404的压力、体积和可压缩性而变。因此，当阀403在关闭位置中且杆408和活塞409被压缩进入圆柱体406时，仅含于腔室405内的液体404被压缩，这导致相对高的弹簧刚度。当阀403被致动进入打开位置以使得腔室405中的液体404与弹性可膨胀压力器皿402的腔410中的液体407连通时，液体弹簧悬挂系统400的弹簧刚度随着腔室405和腔410中的液体404、407的组合压力、体积和可压缩性以及弹性可膨胀压力器皿402的可膨胀性而变，使得液体弹簧悬挂系统400功能相同于或相似于图5中说明的液体弹簧悬挂系统300的实施例。因此，当阀403在打开位置中且杆408和活塞409被压缩进入圆柱体406时，腔室405和腔410中的液体404、407的组合体积被压缩，腔室405中的液体404的移位体积流到腔410中，且腔410中的流体407的增加的体积和压力迫使弹性可膨胀压力器皿402弹性地膨胀，这导致相对低的弹簧刚度。因此，可以选择性致动阀组合件403以在液体弹簧悬挂系统400的相对较低弹簧刚度与相对较高弹簧刚度之间切换。在一个或多个实施例中，弹性可膨胀压力器皿402的腔室405和腔410中的液体404、407可为可压缩液体(例如，硅油)。

现在参看图8，根据本公开的另一实施例的液体弹簧悬挂系统500包含支柱501，其经由例如软管的导管503连接到弹性可膨胀压力器皿502。支柱501包含圆柱体504，其界定填充有一定体积的液体506的腔室505。支柱501还包含活塞507，其联接到在腔室505内可往复移动的杆508。支柱501可相同或相似于上文参考图5描述的支柱301，不同的是圆柱体504不界定一对孔口323、324且圆柱体504不包含凸台303、304。支柱501还包含联接到圆柱体504的上部末端510的配件509。配件509包含与圆柱体504的腔室505连通的中心开口511。导管503联接到配件509以使得腔室505中的液体506与弹性可膨胀压力器皿502的腔514中的液体512连通。导管503也含有一定体积的液体515。弹性可膨胀压力器皿502可具有取决于弹性可膨胀压力器皿502的所需可膨胀性和悬挂系统500的所需弹簧刚度的任何合适的大小和配置(例如，层的数目、材料、厚度和纤维的定向)。举例来说，在一个实施例中，弹性可膨胀压力器皿502可相同或相似于上文参考图1和3描述的弹性可膨胀压力器皿100、200中的一个，且展现与图2和4中所示相同或相似的特性。

液体弹簧悬挂系统500还包含具有阀513的歧管，其联接到在支柱501与弹性可膨胀压力器皿502之间延伸的导管503。阀513可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在打开位置中腔室505中的液体506经由导管503与弹性可膨胀压力器皿502的腔514中的液体512连通，在关闭位置中腔室505中的液体506与弹性可膨胀压力器皿502的腔514中的液体512隔离。当阀513被致动进入打开位置以使得腔室505中的液体506与弹性可膨胀压力器皿502的腔514中的液体512连通时，液体弹簧悬挂系统500的弹簧刚度随着分别在腔室505、弹性可膨胀压力器皿502的腔514和导管503中的液体506、512、515的组合压力、体积和可压缩性以及弹性可膨胀压力器皿502的膨胀而变。

因此，当阀513在打开位置中且杆508和活塞507被压缩进入圆柱体504时，腔室505、弹性可膨胀压力器皿502的腔514和导管503中的液体506、512、515的组合体积被压缩且弹性可膨胀压力器皿502在液体512的压力下膨胀，从而导致相对低的弹簧刚度。当阀513被致动进入关闭位置以使得腔室505中的液体506与弹性可膨胀压力器皿502的腔514中的液体512隔离时，液体弹簧悬挂系统500的弹簧刚度随着腔室505和导管503的在支柱501与阀513之间延伸的部分中的液体506、515的压力、体积和可压缩性而变。因此，当阀513在关闭位置中且杆508和活塞507被压缩进入圆柱体504时，仅腔室505和导管503的在支柱501与阀513之间延伸的部分中的液体506、515的体积被压缩，从而导致液体弹簧悬挂系统500的相对高弹簧刚度(即，当阀513关闭时，仅腔室505和导管503的在支柱501与阀513之间延伸的部分中的液体506、515被压缩，且圆柱体504和导管503都未被配置成膨胀，并且因此液体弹簧悬挂系统500的弹簧刚度与当阀513打开并且腔室505、弹性可膨胀压力器皿502的腔514和导管503中的液体506、512、515的组合体积被压缩且弹性可膨胀压力器皿502膨胀时相比相对较高)。在一个或多个实施例中，液体506、512、515可为可压缩液体(例如，硅油)。

参看图9，根据本公开的另一实施例的液体弹簧悬挂系统600包含支柱601，其通过例如软管的导管604分别连接到第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603。支柱601可相同或相似于图8中说明的支柱501。第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603可具有取决于弹性可膨胀压力器皿602、603的所需可膨胀性和悬挂系统600的所需弹簧刚度的任何合适的大小和配置(例如，层的数目、材料、厚度和纤维的定向)。举例来说，第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603可相同或相似于上文参考图1和3描述的弹性可膨胀压力器皿100、200中的一个，且展现与图2和4中所示相同或相似的特性。另外，虽然在一个实施例中，第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603可具有相同大小和/或配置，但在一个或多个替代实施例中，第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603可具有取决于液体弹簧悬挂系统600的所需弹簧刚度的不同大小和/或配置。

液体弹簧悬挂系统600还包含具有阀605的歧管，其联接到导管604。在所说明的实施例中，具有阀605的歧管沿着导管604的在第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603之间延伸的部分定位。阀605可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在打开位置中由支柱601的圆柱体608界定的腔室607中的液体606经由导管604与由第一弹性可膨胀压力器皿602界定的腔613中的液体609和由第二弹性可膨胀压力器皿603界定的腔614中的液体610连通，在关闭位置中腔室607中的液体606与第二弹性可膨胀压力器皿603的腔614中的液体610隔离。在所说明的实施例中，具有阀605的歧管沿着导管604的在第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603之间的部分定位，以使得当阀605关闭时支柱601的腔室607中的液体606保持与第一弹性可膨胀压力器皿602的腔613中的液体609连通。导管604也包含一定体积的液体615。

当阀605被致动进入打开位置以使得腔室607中的液体606与第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603两者连通时，液体弹簧悬挂系统600的弹簧刚度随着腔室607、由第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603界定的腔613、614和导管604中的液体606、609、610、615的组合压力、体积和可压缩性以及第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603的可膨胀性而变。因此，当阀605在打开位置中且杆611和活塞612被压缩进入圆柱体608时，腔室607、由第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603界定的腔613、614和导管604中的液体606、609、610、615的组合体积被压缩，且第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603在液体的组合体积的压力下弹性地膨胀，从而导致相对低的弹簧刚度。当阀605被致动进入关闭位置以使得腔室607中的液体606与第二弹性可膨胀压力器皿603隔离时，液体弹簧悬挂系统600的弹簧刚度随着腔室607、第一弹性可膨胀压力器皿602的腔613和导管604的在支柱601、阀605与第一弹性可膨胀压力器皿602之间延伸的部分中的液体606、609、615的体积和可压缩性以及第一弹性可膨胀压力器皿602的膨胀而变。因此，当阀605在关闭位置中且杆611和活塞612被压缩进入圆柱体608时，腔室607、第一弹性可膨胀压力器皿602的腔613和导管604的在支柱601、阀605与第一弹性可膨胀压力器皿602之间延伸的部分中的液体606、609、615的组合体积被压缩，且第一弹性可膨胀压力器皿602在液体609的压力下弹性地膨胀，从而导致相对较高弹簧刚度(即，当阀605关闭时，仅第一弹性可膨胀压力器皿602膨胀，并且因此液体弹簧悬挂系统600的弹簧刚度与当阀605打开且第一弹性可膨胀压力器皿602和第二弹性可膨胀压力器皿603两者弹性地膨胀时相比相对较高)。

如上文所描述，当阀605关闭时，液体弹簧悬挂系统600的弹簧刚度取决于腔室607、第一弹性可膨胀压力器皿602的腔613和导管604的在支柱601、阀605与第一弹性可膨胀压力器皿602之间延伸的部分中的液体606、609、615的压力、体积和可压缩性以及第一弹性可膨胀压力器皿602的可膨胀性。在一个或多个实施例中，液体606、609、610、615可为可压缩液体、不可压缩液体或其组合(例如，硅油、矿物油或其组合)。

虽然在所说明的实施例中，液体弹簧悬挂系统600包含两个弹性可膨胀压力器皿602、603，但在一个或多个替代实施例中，液体弹簧悬挂系统600可以包含任何其它数目的弹性可膨胀压力器皿，例如举例来说从三个到六个弹性可膨胀压力器皿，这取决于液体弹簧悬挂系统600的所需数目的潜在不同弹簧刚度。另外，虽然在所说明的实施例中液体弹簧悬挂系统包含一个阀605，但在一个或多个替代实施例中，液体弹簧悬挂系统600可以包含任何其它合适数目的阀。举例来说，在一个实施例中，液体弹簧悬挂系统600可以包含数目等于弹性可膨胀压力器皿数目的多个阀，以使得每一弹性可膨胀压力器皿可通过致动与所述特定弹性可膨胀压力器皿相关联的阀而独立地放置成与支柱601的腔室607连通或与腔室607隔离。

现在参看图10，根据本公开的又一实施例的液体弹簧悬挂系统700包含支柱701、包围支柱701的第一弹性可膨胀压力器皿702，以及经由导管704(例如，软管)连接到支柱701的第二弹性可膨胀压力器皿703。第一弹性可膨胀压力器皿702和第二弹性可膨胀压力器皿703可具有取决于弹性可膨胀压力器皿702、703的所需可膨胀性和悬挂系统700的所需弹簧刚度的任何合适的大小和配置(例如，层的数目、材料、厚度和纤维的定向)。在一个实施例中，支柱701和包围支柱701的第一弹性可膨胀压力器皿702可相同或相似于上文参考图5或7描述的支柱301、401和弹性可膨胀压力器皿302、402中的一个。举例来说，由包围支柱701的第一弹性可膨胀压力器皿702界定的腔713可以经由圆柱体706中的孔口与腔室705连通，或者第一弹性可膨胀压力702的腔713可以经由阀选择性隔离或放置成与腔室705连通。另外，在一个实施例中，第二弹性可膨胀压力器皿703可相同或相似于上文参考图1和3描述的弹性可膨胀压力器皿100、200中的一个，且可具有与图2和4中所示相同或相似的特性。

液体弹簧悬挂系统700还包含具有阀707的歧管，其联接到导管704。阀707可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在打开位置中支柱701的腔室705中的液体708经由导管704与由第二弹性可膨胀压力器皿703界定的腔714中的液体709连通，在关闭位置中腔室705中的液体708与第二弹性可膨胀压力器皿703的腔714中的液体709隔离。导管704也含有一定体积的液体715。

当阀707被致动进入打开位置，且使腔室705与包围支柱701的第一弹性可膨胀压力器皿702的腔713分离的阀在打开位置中或圆柱体706界定一对孔口而维持腔室705与第一弹性可膨胀压力器皿702的腔713中的液体710连通时，腔室705中的液体708与第一弹性可膨胀压力器皿702和第二弹性可膨胀压力器皿703两者连通。因此，当阀707在打开位置中时，液体弹簧悬挂系统700的弹簧刚度随着分别在腔室705、第一弹性可膨胀压力器皿702和第二弹性可膨胀压力器皿703的腔713和714和导管704中的液体708、709、710、715的组合压力、体积和可压缩性以及第一弹性可膨胀压力器皿702和第二弹性可膨胀压力器皿703的可膨胀性而变。因此，当阀707在打开位置中且杆711和活塞712被压缩进入圆柱体706时，分别在腔室705、第一弹性可膨胀压力器皿702和第二弹性可膨胀压力器皿703的腔713和714和导管704中的液体708、709、710、715的组合体积被压缩，且第一弹性可膨胀压力器皿702和第二弹性可膨胀压力器皿703在液体710、709的压力下膨胀，从而导致相对低的弹簧刚度。

当阀707被致动进入关闭位置，且将腔室705连接到包围支柱701的第一弹性可膨胀压力器皿702的腔713的阀在打开位置中或圆柱体706界定一对孔口而维持腔室705与第一弹性可膨胀压力器皿702的腔713中的液体710连通时，腔室705中的液体708与第二弹性可膨胀压力器皿703隔离，但保持与包围支柱701的第一弹性可膨胀压力器皿702的腔713中的液体710连通。因此，在此操作条件中，液体弹簧悬挂系统700的弹簧刚度随着分别在腔室705、第一弹性可膨胀压力器皿702的腔713和导管704的在支柱701与阀707之间延伸的部分中的液体708、710、715的压力、体积和可压缩性以及第一弹性可膨胀压力器皿702的可膨胀性而变。因此，当仅阀707在关闭位置中且杆711和活塞712被压缩进入圆柱体706时，腔室705、第一弹性可膨胀压力器皿702的腔713和导管704的在支柱701与阀707之间延伸的部分中的液体708、710、715的组合体积被压缩，且第一弹性可膨胀压力器皿702在液体710的压力下膨胀，从而导致相对较高弹簧刚度(即，当仅阀707关闭时，仅第一弹性可膨胀压力器皿702膨胀，并且因此液体弹簧悬挂系统700的弹簧刚度与当阀707打开且第一弹性可膨胀压力器皿702和第二弹性可膨胀压力器皿703两者膨胀时相比相对较高)。在其中存在将腔室705连接到第一弹性可膨胀压力器皿702的腔713的阀且当此阀和阀707两者处于闭合位置以使得腔室705中的液体708与第一弹性可膨胀压力器皿702和第二弹性可膨胀压力器皿703隔离时的实施例中，液体弹簧悬挂系统700的弹簧刚度随着腔室705中和导管704的在支柱701与阀707之间延伸的部分中的液体708、715的压力、体积和可压缩性而变。因此，当阀处于闭合位置且杆711和活塞712被压缩进入圆柱体706时，仅腔室705中和液体导管704的在支柱701与阀707之间延伸的部分中的液体708、715的体积被压缩，且圆柱体706和导管704都未被配置成膨胀，从而导致甚至更高的弹簧刚度。在一个或多个实施例中，液体708、713、715、714可为可压缩液体、不可压缩液体或其组合(例如，硅油、矿物油或其组合)。

如上文所描述，本公开的液体弹簧悬挂系统300、400、500、600、700可并入到任何所需结构中以吸收和减弱可能原本使结构损坏的力和振动。举例来说，图11是车辆悬挂系统800的示意性图示，所述车辆悬挂系统具有联接到左前车轮802的左前液体弹簧悬挂系统801、联接到右前车轮804的右前液体弹簧悬挂系统803、联接到左后车轮806的左后液体弹簧悬挂系统805，以及联接到右后车轮808的右后液体弹簧悬挂系统807。在所说明的实施例中，液体弹簧悬挂系统801、803、805、807中的每一个包含经由软管813、814、815、816和阀817、818、819、820连接到弹性可膨胀压力器皿821、822、823的支柱809、810、811、812。在所说明的实施例中，左后液体弹簧悬挂系统805和右后液体弹簧悬挂系统807连接到单个弹性可膨胀压力器皿823，但在一个或多个替代实施例中，左后液体弹簧悬挂系统805和右后液体弹簧悬挂系统807可以连接到单独的弹性可膨胀压力器皿。在一个实施例中，液体弹簧悬挂系统801、803、805、807可相同或相似于上文参考图8、9和10描述的液体弹簧悬挂系统500、600、700中的一个。在一个或多个替代实施例中，液体弹簧悬挂系统801、803、805、807可具有任何其它合适的配置。举例来说，车辆悬挂系统800的液体弹簧悬挂系统801、803、805、807可相同或相似于上文参考图5和7描述的液体弹簧悬挂系统300、400中的一个。

继续参考图11，车辆悬挂系统800还包含用于收集和储存系统中的过量液体的液体储集器824。此过量液体可以由泵/马达825利用以将蓄能器826充到预定压力。在一个实施例中，蓄能器826可为包含界定腔室的圆柱体的常规蓄能器，所述腔室由浮动活塞、弹性隔膜、气囊或金属波纹管分成两个子腔室。蓄能器826的子腔室中的一个含有液体且另一个子腔室借助气体(例如，氮气)或通过弹簧(例如，螺旋弹簧)加压。加压气体或弹簧对另一子腔室中的液体施加力，以便平滑由泵825导致的车辆悬挂系统800中的压力波动，将额外体积的液体供应到液体弹簧悬挂系统801、803、805、807的弹性可膨胀压力器皿821、822、823，且维持车辆悬挂系统800的压力在某一范围内而泵825不必重复地循环接通和断开。在一个或多个替代实施例中，蓄能器826可相同或相似于上文参考图1和3描述的弹性可膨胀压力器皿100、200中的一个，且展现与图2和4中所示相同或相似的特性。使用弹性可膨胀压力器皿100、200作为蓄能器与标准蓄能器相比较不复杂且较便宜，因为弹性可膨胀压力器皿100、200不包含将压力器皿划分为两个单独腔室(例如，液压流体腔室和加压气体腔室)的浮动活塞、弹性隔膜、气囊、金属波纹管或任何其它结构。实际上，弹性可膨胀压力器皿100、200含有填充有液体的单个腔室，且弹性可膨胀压力器皿100、200的膨胀对所述液体供应力(或弹性)，而不是加压气体或螺旋弹簧。因此，使用弹性可膨胀压力器皿100、200作为蓄能器可以比标准蓄能器更可靠且耐久，因为浮动活塞、弹性隔膜、气囊和金属波纹管全部容易发生泄漏和故障。可以操作阀或其它构件以使得过量液体可以从弹性可膨胀压力器皿821、822、823中的一个或多个移除且沉积在储集器824中。另外，使用弹性可膨胀压力器皿100、200作为蓄能器可以减轻例如由于液压锤击引起的噪声的产生。

继续参考图11中说明的实施例，车辆悬挂系统800还可包含主控制器827，例如举例来说数字微处理器或模拟控制系统。在一个实施例中，主控制器827被配置成从连接到车辆悬挂系统800的车轮802、804、806、808的高度传感器828、制动压力传感器829、速度传感器830和转向传感器或橫向“g”传感器831(例如，加速度计)接收输入信号。基于从这些传感器828、829、830、831接收的信号输入，主控制器827被配置成通过打开和/或关闭阀817、818、819、820中的一个或多个以改变液体弹簧悬挂系统801、803、805、807的弹簧刚度而改变车辆悬挂系统800的性能特性。使用主控制器827修改车辆悬挂系统800的性能特性以补偿由传感器828、829、830、831检测到的例如举例来说车辆框架与车轮支撑组合件之间的相对位移、车辆的速度、施加的制动压力和车辆的转向运动等多种不同条件的方法在第6,293,530号美国专利中描述，所述美国专利的全部内容以引用的方式并入本文中。另外，在一个或多个实施例中，车辆悬挂系统800可以并入多种不同控制方案，例如脉宽调制控制，以改变车辆悬挂系统800的特性以对改变的条件做出响应。合适的脉宽调制控制方案在第6,679,504号美国专利中描述，所述美国专利的全部内容以引用的方式并入本文中。

虽然上文参考车辆悬挂系统描述蓄能器826，但在一个或多个实施例中，本公开的弹性可膨胀压力器皿可以在任何其它合适的应用中用作蓄能器(例如，本公开的弹性可膨胀压力器皿可以被配置成充当任何一般蓄能器)。

另外，本公开的弹性可膨胀压力器皿可以使用或并入到空气悬挂系统中。许多常规空气悬挂系统含有主要储集器或压力器皿，其中储存处于压力下的空气以便将加压空气源提供到空气弹簧以帮助将车辆从俯低或降低位置快速升高到行驶高度。一些空气悬挂还含有辅助压力器皿(有时被称为平罐)，其个别地连接到空气弹簧以便降低空气弹簧的弹簧刚度。压力器皿在空气悬挂中的这些用途都在美国专利7,416,190中示出，所述美国专利的全部内容以引用的方式并入本文中。用于这些压力器皿的可用封装空间经常是有限的，并且因此空气悬挂的性能由于无法使用最优设定大小的压力器皿而受影响。用本公开的弹性可膨胀压力器皿的实施例代替常规辅助压力器皿(即，常规平罐)可以改进空气悬挂系统的性能同时仍利用同一封装空间，或者可以实现与常规辅助压力器皿相同或基本上相同的性能同时占用较小封装空间。

尽管本发明已经特别参考其示例性实施例进行详细描述，但是本文中所描述的示例性实施例并不希望为穷尽性的或将本发明的范围限制为所揭示的精确形式。本发明所属领域和技术的技术人员应了解，可在没有实质偏离如阐述于所附权利要求中的本发明的原理、精神和范围的情况下实践所描述结构的更改和改变装配和操作的方法。尽管本文中已使用例如“外部”、“内部”、“上部”、“下部”等相对术语和类似术语描述一个元件与另一元件的空间关系，但应理解，这些术语希望涵盖本发明的各种元件和组件除了图中所描绘的定向之外的不同定向。另外，如本文所使用，术语“基本上”、“约”和类似术语用作近似术语，而不是作为程度术语，并且意在考虑到所属领域的技术人员应认识到的所测量的或计算的值的固有偏差。此外，如本文中所使用，当组件被称为“在另一组件上”时，它可直接在所述另一组件上，或者它们之间还可存在组件。此外，当组件称为“联接”或“连接”到另一组件时，所述组件可直接附接到另一组件或它们之间可以存在介入组件。

并且，本文中所述的任何数值范围希望包含所述范围内包含的相同数值精度的所有子范围。举例来说，“1.0至10.0”的范围意图包括所述最小值1.0与所述最大值10.0之间(且包括在内)的所有子范围，也就是说，具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值，如2.4至7.6。本文中所述的任何最大数值限制意图包括其中包含的较低数值限制且本说明书中所述的任何最小数值限制意图包括其中包含的所有较高数值限制。因此，申请人保留修正本说明书(包含权利要求)的权利，以明确地叙述本文中明确叙述的范围内所涵盖的任何子范围。

Claims (16)

1.一种悬挂系统，其特征在于包括：

支柱，其包含界定腔室的圆柱体，以及在所述腔室内可往复移动的活塞和杆中的至少一个；

弹性可膨胀压力器皿，其包含：

主体部分，其界定与所述腔室连通的腔；以及

至少一个端口，其与界定于所述主体部分中的所述腔连通；以及

含于所述腔室和所述腔内的流体，

其中所述弹性可膨胀压力器皿的所述至少一个端口被配置成接收流体进入所述腔和从所述腔排放所述流体，

其中所述弹性可膨胀压力器皿具有跨越所述悬挂系统中的所述流体的操作压力范围的预定可膨胀性，所述范围是至少200psi，

其中当所述弹性可膨胀压力器皿中的所述流体的操作压力是近似500psi时，所述弹性可膨胀压力器皿具有大于近似0.1％的体积膨胀，

其中当所述弹性可膨胀压力器皿中的所述流体的操作压力大于近似5000psi时，所述弹性可膨胀压力器皿具有小于近似200％的体积膨胀，且

其中所述弹性可膨胀压力器皿的所述预定可膨胀性包括具有第一膨胀率的第一区和具有小于所述第一膨胀率的第二膨胀率的第二区。

2.根据权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于所述弹性可膨胀压力器皿在所述第一区和所述第二区中的至少一个的所述预定可膨胀性为降低的预定、非线性可膨胀性。

3.根据权利要求2所述的悬挂系统，其特征在于所述弹性可膨胀压力器皿的所述预定、非线性可膨胀性持续地降低。

4.根据权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于所述流体是液体。

5.根据权利要求4所述的悬挂系统，其特征在于所述液体是可压缩液体。

6.根据权利要求4所述的悬挂系统，其特征在于所述液体是不可压缩液体。

7.根据权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于所述弹性可膨胀压力器皿包围所述圆柱体。

8.根据权利要求7所述的悬挂系统，其特征在于所述圆柱体界定使所述腔室与所述腔直接连通的至少一个孔口。

9.根据权利要求7所述的悬挂系统，其特征在于进一步包括联接到所述圆柱体的歧管和阀组合件，其中所述歧管和阀组合件可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在所述打开位置中所述腔室与所述腔连通，在所述关闭位置中所述腔室与所述腔隔离。

10.根据权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于所述弹性可膨胀器皿与所述圆柱体分离，且其中所述悬挂系统进一步包括使所述支柱与所述弹性可膨胀压力器皿连接的导管。

11.根据权利要求10所述的悬挂系统，其特征在于进一步包括位于所述腔室与所述弹性可膨胀压力器皿之间且沿着所述导管设置的阀，其中所述阀可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在所述打开位置中所述腔室与所述腔连通，在所述关闭位置中所述腔室与所述腔隔离。

12.根据权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于进一步包括界定与所述腔室连通的第二腔的第二弹性可膨胀压力器皿。

13.根据权利要求12所述的悬挂系统，其特征在于进一步包括位于所述腔室与所述第二弹性可膨胀压力器皿之间的阀，其中所述阀可在打开位置与关闭位置之间选择性操作，在所述打开位置中所述腔室与所述第二腔连通，在所述关闭位置中所述腔室与所述第二腔隔离。

14.根据权利要求2所述的悬挂系统，其特征在于所述第一区与所述第二区之间的过渡点发生于所述活塞和所述杆中的所述至少一个到达所述圆柱体中的完全压缩位置之前，以使得所述弹性可膨胀压力器皿充当颠簸减震器。

15.根据权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于所述范围是至少500psi。

16.根据权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于所述范围是至少1000psi。

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