CN110878804A - 一种空气弹簧及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空气弹簧及车辆，车辆包括空气弹簧，空气弹簧包括辅助气室以及气囊，气囊与辅助气室之间设有连通通道，气囊连接有补气装置，辅助气室与大气连通，辅助气室上在连通通道位置处设有启闭装置，启闭装置包括至少两片铰接的气门，在连通通道处设有与各气门的门面在气门关闭时挡止贴合的密封挡沿，各气门的远离铰接侧的边缘位置均包含磁性材料或者气门与密封挡沿相配合的位置均包含磁性材料，而气门能够在磁吸力下转动到关闭状态，在关闭时，各气门的边缘对合密封、各气门与对应的密封挡沿贴合密封，从而将连通通道封堵，在气囊内的气压达到设定值时，气囊内的气体能够冲开各气门而导通气囊和辅助气室。

Description

一种空气弹簧及车辆
技术领域
本发明涉及车辆悬架技术领域，具体涉及一种空气弹簧及车辆。
背景技术
随着国民生活水平的日益提高，汽车的保有量逐步增加，汽车走进了越来越多的普通家庭，人们对车辆的需求也日益高端化，特别是对驾乘感受的要求更高。车辆在行驶过程中，当车辆紧急刹车和突然加速时，由于空气弹簧的缓冲作用有限，车身会分别出现俯冲和仰头的情况，影响乘客的乘坐体验。
授权公告号CN105221646B、授权公告日2017.08.04的中国发明专利，公开了一种空气弹簧及使用该空气弹簧的车辆，空气弹簧包括气囊、辅助气室、承受冲击力的承力座和支撑座，辅助气室与气囊之间设有用于气流流动的连通通道，连通通道上设有启闭装置，承力座具有在受到冲击力时相对于支撑座运动的上限位置和下限位置，启闭装置在承力座正常运动时处于开启状态，启闭装置在承力座处于上限位置以上和下限位置以下时处于关闭状态，启闭装置均能够将连通通道进行双向的急速封闭，从而使得空气弹簧的刚度增大。启闭装置包括与连通通道相通的阀座、与阀座上所设的阀口启闭配合的阀板，阀板通过弹性连接件与承力座连接。在车辆紧急加刹车和突然加速时，承力座受到冲击力就相对于支撑座发生上下运动，通过阀板与阀口配合开启或关闭连通通道，从而提高空气弹簧的瞬时刚度，降低车辆的俯冲量，提高整车的平顺性。
但是，车辆在路面行驶过程中，不仅会出现紧急刹车和突然加速的情况，也会遇到减速带等路面凸起的情况，经过减速带时空气弹簧不仅受到上下方向的压缩，而且还会受到水平方向的冲击力，如果承力座产生了水平位移，将会带动阀板前后活动，进而影响阀板与阀口的启闭配合，严重时阀板和阀口可能变形造成整个空气弹簧的损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气弹簧，以解决现有的空气弹簧在遇到减速带等路面凸起时受到冲击容易损坏的问题。本发明的目的在于提供一种车辆，以解决现有车辆上的空气弹簧在遇到减速带等路面凸起时受到冲击容易损坏的问题。
为实现上述目的，本发明的空气弹簧的技术方案是：
空气弹簧包括辅助气室以及安装在辅助气室上的气囊，气囊与辅助气室之间设有连通通道，气囊连接有补气装置，辅助气室与大气连通，辅助气室上在连通通道位置处设有启闭装置，启闭装置包括至少两片铰接连接在辅助气室上的气门，辅助气室上还在连通通道处设有与各个气门的门面在气门关闭时挡止贴合的密封挡沿，各个气门的远离铰接侧的边缘位置均包含磁性材料或者气门与密封挡沿相配合的位置均包含磁性材料，而使得各个气门能够在磁吸力作用下转动到关闭状态，在气门转动到关闭状态时，各个气门相对的边缘对合密封、各个气门与对应的密封挡沿贴合密封，从而将连通通道封堵，在气囊内的气压达到设定值时，气囊内的气体能够冲开各个气门而导通气囊和辅助气室。
有益效果：当车辆行驶到减速带等路面凸起时，由于车轮和车桥快速向上运动，气囊受到猛烈压缩体积变小，气体压强快速增大，当其中的压力值达到设定值时，气门转动打开，连通通道开启，气囊的腔体和辅助气室的腔体连通，部分气体进入辅助气室中；气体体积变大，压强瞬间变小，由于气囊中的高压气体降低于设定值时气门关闭，连通通道封堵，气囊中的气体量减少，空气弹簧的刚度降低，悬挂系统的压缩变形能力提高，确保车辆可以平稳地通过减速带等路面凸起；当车辆通过减速带后，通过补气装置向气囊中鼓入相应体积的气体进行压力补充，确保车辆在平坦路面正常行驶时，车辆的悬挂系统恢复到正常刚度，防止因悬挂系统刚度下降而引起车辆在过弯时侧倾严重，辅助气室与大气连通，可以确保每次通过减速带时冲开气门的气囊压力相同，该空气弹簧在遇到减速带等路面凸起的冲击时，凭借气囊的压缩变形气体压力增大而改变空气弹簧的刚度，解决了现有空气弹簧容易损坏的问题。
进一步的，启闭装置可以包括三片铰接在辅助气室上的气门，各气门为三角形结构或120°扇面结构，气门关闭后，任一气门的两个斜边或两个半径与两个相邻气门的斜边或半径之间形成密封，并且各气门与相应的密封挡沿贴合从而封堵连通通道，或者，所述启闭装置包括两片铰接在辅助气室上的气门，所述密封挡沿为尖角朝下设置的角形挡沿，角形挡沿有两个且各角形挡沿的两侧斜面分别构成与两气门的两端门面密封贴合的密封面。
进一步的，磁吸力可以来自于气门与密封挡沿相配合的位置均包含磁性材料，或者，各气门的远离铰接侧的边缘位置包含有相互吸引的磁体。
进一步的，各气门均为由磁体材料制成的气门。
进一步的，为了防止气门被气体冲开时摆动角度过大，使各气门不能通过磁吸力自动关闭，所述连通通道处还设置有用于限制气门被冲开时摆动角度的限位结构。
为实现上述目的，本发明的车辆的技术方案是：
车辆包括车架和支撑在车架下侧的空气弹簧，空气弹簧包括辅助气室以及安装在辅助气室上的气囊，气囊与辅助气室之间设有连通通道，气囊连接有补气装置，辅助气室与大气连通，辅助气室上在连通通道位置处设有启闭装置，启闭装置包括至少两片铰接连接在辅助气室上的气门，辅助气室上还在连通通道处设有与各个气门的门面在气门关闭时挡止贴合的密封挡沿，各个气门的远离铰接侧的边缘位置均包含磁性材料或者气门与密封挡沿相配合的位置均包含磁性材料，而使得各个气门能够在磁吸力作用下转动到关闭状态，在气门转动到关闭状态时，各个气门相对的边缘对合密封、各个气门与对应的密封挡沿贴合密封，从而将连通通道封堵，在气囊内的气压达到设定值时，气囊内的气体能够冲开各个气门而导通气囊和辅助气室。
有益效果：当车辆行驶到减速带等路面凸起时，由于车轮和车桥快速向上运动，气囊受到猛烈压缩体积变小，气体压强快速增大，当其中的压力值达到设定值时，气门转动打开，连通通道开启，气囊的腔体和辅助气室的腔体连通，部分气体进入辅助气室中；气体体积变大，压强瞬间变小，由于气囊中的高压气体降低于设定值时气门关闭，连通通道封堵，气囊中的气体量减少，空气弹簧的刚度降低，悬挂系统的压缩变形能力提高，确保车辆可以平稳地通过减速带等路面凸起；当车辆通过减速带后，通过补气装置向气囊中鼓入相应体积的气体进行压力补充，确保车辆在平坦路面正常行驶时，车辆的悬挂系统恢复到正常刚度，防止因悬挂系统刚度下降而引起车辆在过弯时侧倾严重，辅助气室与大气连通，可以确保每次通过减速带时冲开气门的气囊压力相同，该空气弹簧在遇到减速带等路面凸起的冲击时，凭借气囊的压缩变形气体压力增大而改变空气弹簧的刚度，解决了现有空气弹簧容易损坏的问题。
进一步的，启闭装置可以包括三片铰接在辅助气室上的气门，各气门为三角形结构或120°扇面结构，气门关闭后，任一气门的两个斜边或两个半径与两个相邻气门的斜边或半径之间形成密封，并且各气门与相应的密封挡沿贴合从而封堵连通通道，或者，所述密封挡沿为尖角朝下设置的角形挡沿，角形挡沿有两个且各角形挡沿的两侧斜面分别构成与两气门的两端门面密封贴合的密封面。
进一步的，磁吸力可以来自于气门与密封挡沿相配合的位置均包含磁性材料，或者，各气门的远离铰接侧的边缘位置包含有相互吸引的磁体。
进一步的，各气门均为由磁体材料制成的气门。
进一步的，为了防止气门被气体冲开时摆动角度过大，使各气门不能通过磁吸力自动关闭，所述辅助气室上还在连通通道的下端口设置有用于限制气门被冲开时的摆动角度的限位结构。
附图说明
图1为本发明的车辆的具体实施例1中空气弹簧的结构示意图；
图2为本发明的车辆的具体实施例1中空气弹簧装配的主视示意图；
图3为本发明的车辆的具体实施例1中空气弹簧装配的立体示意图；
图中：1-气囊、10-磁片a、11-磁片b、12-气囊盖板、2-辅助气室、20-连通通道、21-角形挡沿、22-限位结构、3-减震器、4-气室支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的车辆的具体实施例1，如图1至图3所示，车辆包括车架、悬挂系统以及车轮，车轮转动安装在车桥中，悬挂系统连接在车桥和车体之间用于对车体进行弹性支撑，不仅可以过滤路面的细小颠簸，还能够提高车辆在行驶中的整体稳定性和平衡性。本实施例中的悬挂系统包括空气弹簧和减震器3，通过空气弹簧和减震器3共同支撑车架，以使车辆满足相应的刚度要求。该空气弹簧包括气囊1和辅助气室2，气囊1与辅助气室2之间设有连通通道20，并在辅助气室2上在连通通道20位置处设有启闭装置。
本实施例中的启闭装置包括两片铰接在辅助气室2上的气门，辅助气室上还在连通通道处设有与气门的门面在气门关闭时挡止贴合的角形挡沿21，在气门转动到关闭状态时，各个气门相对的边缘对合密封、各个气门与对应的角形挡沿21贴合密封，两片气门关闭后构成密封的V型结构，两片气门为摆动分合的磁片a10和磁片b11，磁片a10和磁片b11为异性磁体，根据异性相吸的原理，两磁片在不受外力的条件下，自动吸附在一起，从而形成了气囊的密封以及气囊和辅助气室的分隔。此处，磁片a和磁片b整体均为磁性材料形成磁体气门，还可以是一个气门为磁体气门，另一个为铁磁材料（如铁、钴、镍）的气门。
气囊中充有高压气体，此处的高压可以理解为用于稳定支撑车架的标准压力，气囊的上部设置有气囊盖板12，通过气囊盖板12固定在车架上，在气囊盖板上设置有连通气囊内腔的进气口和出气口，使用气泵通过进气口向气囊的内腔中充入气体，以提高气囊中气体的压强，进而增加空气弹簧的刚度，气泵形成补气装置。相应的，出气口可以根据实际情况将气囊内腔的高压气体释放以降低其中的压强。为了防止磁片a和磁片b被气体冲开时摆动角度过大，使磁片a和磁片b不能通过磁吸力自动关闭，连通通道处还设置有用于限制气门被冲开时摆动角度的限位结构22，此处连通通道的壁面形成限位结构22。
辅助气室的下部设置有用于可拆连接气室支架4的螺栓孔，气室支架4的上下两端分别与辅助气室和车桥连接，本实施例中辅助气室为刚性腔体，并且辅助气室上还设置有释压口，通过释压口缓慢释放气体保证辅助气室中的气体与外界大气保持相同的压强。当车辆在平坦路面正常行驶时，通过气囊中的高压气体支撑车体保持稳定，此时磁片a和磁片b吸附在一起，而且气囊中的气体压力不足以将磁片a和磁片b冲开。当车辆行驶到减速带等路面凸起时，由于车轮和车桥快速向上运动，气囊受到猛烈压缩体积变小，气体压强快速增大。当气体的压力值达到设定值时，磁片a和磁片b受到的气体压力的分力大于两磁片之间的吸引力，磁片a和磁片b被猛烈压缩的气体冲开，连通通道开启，气囊的腔体和辅助气室的腔体连通，部分气体进入辅助气室中；气体体积变大，压强瞬间变小，由于磁片a和磁片b之间的磁性吸引力又立刻吸附在一起，连通通道关闭，气囊中的气体量减少，空气弹簧的刚度降低，悬挂系统的压缩变形能力提高，确保车辆可以平稳地通过减速带等路面凸起。
当车辆通过减速带后，气泵向气囊中鼓入相应体积的气体进行压力补充，确保车辆在平坦路面正常行驶时，车辆的悬挂系统恢复到正常刚度，防止因悬挂系统刚度下降而引起车辆在过弯时侧倾严重。通过释压口可以平衡辅助气室的内外气压，避免因辅助气室完全封闭而导致气体通入后在其腔体内积累，否则，如果要冲开磁片a和磁片b则需要更大的压强，即要求空气弹簧的压缩变形量更大，不能满足实际应用。本实施例中的磁片a和磁片b形成启闭装置，该启闭装置为纯机械结构，消除了因温度、湿度、振动等环境变化导致电子元件失效的隐患，特别是，对于车辆经过减速带等路面凸起时，空气弹簧也会受到水平方向的冲击力，该启闭装置能够完全适用于空气弹簧发生前后的错位变形，避免了由此引起部件损害和工作不稳定的问题，提高了车辆的工作可靠性。
本发明的车辆的具体实施例2，与具体实施例1的不同在于，启闭装置可以包括三片铰接在辅助气室上的气门，各气门为三角形结构或120°扇面结构，气门关闭后，任一气门的两个斜边或两个半径与两个相邻气门的斜边或半径之间形成密封，并且各气门与相应的密封挡沿贴合从而封堵连通通道。或者，气门还可以有四片等。
本发明的车辆的具体实施例3，与具体实施例1的不同在于，气门上与密封挡沿相配合的位置为磁体，气门上的磁体与密封挡沿上的异性磁体或铁磁材料产生磁吸力使气门关闭，或者，各气门的远离铰接侧的边缘位置为磁体，通过边缘位置的磁体使各个气门能够在磁吸力作用下转动到关闭状态，再或者，各气门本身为铁磁材料，而密封挡沿上与气门相配合的位置为磁体，通过密封挡沿上的磁体主动对各气门产生磁吸力使气门关闭。
本发明的空气弹簧的具体实施例，与本发明的车辆的具体实施方式中空气弹簧的各具体实施例中相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种空气弹簧，包括辅助气室以及安装在辅助气室上的气囊，气囊与辅助气室之间设有连通通道，气囊连接有补气装置，辅助气室与大气连通，辅助气室上在连通通道位置处设有启闭装置，其特征是，启闭装置包括至少两片铰接连接在辅助气室上的气门，辅助气室上还在连通通道处设有与各个气门的门面在气门关闭时挡止贴合的密封挡沿，各个气门的远离铰接侧的边缘位置均包含磁性材料或者气门与密封挡沿相配合的位置均包含磁性材料，而使得各个气门能够在磁吸力作用下转动到关闭状态，在气门转动到关闭状态时，各个气门相对的边缘对合密封、各个气门与对应的密封挡沿贴合密封，从而将连通通道封堵，在气囊内的气压达到设定值时，气囊内的气体能够冲开各个气门而导通气囊和辅助气室。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征是，所述启闭装置包括两片铰接在辅助气室上的气门，所述密封挡沿为尖角朝下设置的角形挡沿，角形挡沿有两个且各角形挡沿的两侧斜面分别构成与两气门的两端门面密封贴合的密封面。
3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其特征是，各气门的远离铰接侧的边缘位置包含有相互吸引的磁体。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧，其特征是，各气门均为由磁体材料制成的气门。
5.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其特征是，所述辅助气室上还在连通通道的下端口设置有用于限制气门被冲开时的摆动角度的限位结构。
6.一种车辆，包括车架和支撑在车架下侧的空气弹簧，空气弹簧包括辅助气室以及安装在辅助气室上的气囊，气囊与辅助气室之间设有连通通道，气囊连接有补气装置，辅助气室与大气连通，辅助气室上在连通通道位置处设有启闭装置，其特征是，启闭装置包括至少两片铰接连接在辅助气室上的气门，辅助气室上还在连通通道处设有与各个气门的门面在气门关闭时挡止贴合的密封挡沿，各个气门的远离铰接侧的边缘位置均包含磁性材料或者气门与密封挡沿相配合的位置均包含磁性材料，而使得各个气门能够在磁吸力作用下转动到关闭状态，在气门转动到关闭状态时，各个气门相对的边缘对合密封、各个气门与对应的密封挡沿贴合密封，从而将连通通道封堵，在气囊内的气压达到设定值时，气囊内的气体能够冲开各个气门而导通气囊和辅助气室。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征是，所述启闭装置包括两片铰接在辅助气室上的气门，所述密封挡沿为尖角朝下设置的角形挡沿，角形挡沿有两个且各角形挡沿的两侧斜面分别构成与两气门的两端门面密封贴合的密封面。
8.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征是，各气门的远离铰接侧的边缘位置包含有相互吸引的磁体。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征是，各气门均为由磁体材料制成的气门。
10.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征是，所述辅助气室上还在连通通道的下端口设置有用于限制气门被冲开时的摆动角度的限位结构。
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