CN111336206B - 一种用于商用车空气悬架的集成式空气弹簧总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成，包括组装在一起的气囊上盖、气囊囊皮和气囊活塞；其中气囊囊皮位于所述气囊上盖与气囊活塞之间并与所述气囊活塞的顶部连接，其特征在于：在所述气囊上盖内设置有一三合一传感器，在所述气囊活塞的底部设置有腹腔电磁阀并在所述气囊活塞的顶部安装有一环形缓冲块。本发明可以很好解决上述问题，使电控系统更简约，易于安装调试，节约工时，提高生产效率；提升车辆行驶稳定性及舒适性，保证车辆在特殊用途及特殊环境下的运行安全。

Description

一种用于商用车空气悬架的集成式空气弹簧总成

技术领域

本发明涉及商用车电控空气悬架系统技术领域，特别涉及一种用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成。

背景技术

目前市场商用车的空气悬架系统根据其控制方式分为机械式高度控制和电子式高度控制。机械式高度控制方式空气悬架市场占有率较高，较为普遍的一种悬架形式。

近年来，汽车“四化”(电动化、智能化、网联化、共享化)的快速推进，给汽车产业带来了新的技术变革浪潮。商用车市场采用电子控制式空气悬架越来越多，以致目前在市场上有了一定的保有量。

现有的电子控制式空气悬架系统大多由电子控制单元、电磁阀组、线束、高度传感器、压力传感器、空气弹簧、结构件、储气罐等组成。其基本原理为：电子控制单元根据从高度传感器、压力传感器、CAN信号等获取的信号进行一系列处理后向电磁阀组做出迅速准确地信号，电磁阀组根据此信号打开或者关闭相应的阀门实现空气悬架的调平或者升降。

现有的电子控制式空气悬架系统的缺点是：高度传感器布置需要一定空间，且需要布置位置，匹配传感器支架等。主机厂产线上需要标定传感器，耗时又费力，对提高生产效率不利。

另外目前市场所使用空气弹簧为较简单的空气弹簧，刚度性能为固定不可调节。

还有空气悬架相对其它类型同载荷悬架相比悬架刚度较小，偏频较低，舒适性较好。但在一些特殊应用场景，例如客车制动过程中的制动点头现象。这其中一个原因是为了车辆的舒适性前悬架刚度设计较低，当车辆制动时无法及时提供足够的支撑力缓解车辆点头。另外有些运输液体货物的运输车在行驶过程中由于液体特殊流动性会导致运输车额外的侧向力。导致车辆需要足够的侧倾刚度来抵消因此产生的侧向力保证车辆稳定性。但一味提高侧倾刚度会牺牲车辆舒适性。

发明内容

本发明为了解决现有电控空气悬架系统中存在的技术相关问题及生产装配难题，提升车辆安全性，改善车辆舒适性，降低生产装配难度，提高生产效率而提供一种用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术来实现：

一种用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成，包括组装在一起的气囊上盖、气囊囊皮和气囊活塞；其中气囊囊皮位于所述气囊上盖与气囊活塞之间并与所述气囊活塞的顶部连接，其特征在于：在所述气囊上盖内设置有一三合一传感器，在所述气囊活塞的底部设置有腹腔电磁阀并在所述气囊活塞的顶部安装有一环形缓冲块。

在本发明的一个优选实施例中，所述三合一集成式传感器由超声波高度传感器、内置板载压力传感器、内置板载温度传感器三者组合而成。其将原有电控空气悬架系统中外置零散的传感器集成于空气弹簧内部，简化控制系统硬件结构，主机装配易于实现。

在本发明的一个优选实施例中，在所述气囊活塞中安装有弧形超声波反射板，所述弧形超声波反射板位于所述三合一传感器中的超声波高度传感器与所述腹腔电磁阀之间。用于反射超声波高度传感器发出的超声波。

在本发明的一个优选实施例中，在所述气囊上盖的中间位置设置了三合一传感器安装螺纹座及相关的密封圈位置，所述三合一传感器安装在所述三合一传感器安装螺纹座中，并且在所述三合一传感器与所述气囊上盖之间设置有密封圈，所述密封圈位于相关的密封圈位置。

在本发明的一个优选实施例中，在所述气囊活塞与所述气囊囊皮连接的一端设置有一环形缓冲块座，所述环形缓冲块安装在所述环形缓冲块座上。

在本发明的一个优选实施例中，在所述气囊活塞内通过中间支撑设置有腹腔，并在所述中间支撑的底部设置有腹腔电磁阀安装螺纹座，所述腹腔电磁阀安装在所述腹腔电磁阀安装螺纹座上；所述腹腔电磁阀的控制线束由气囊活塞的底部引出。

在本发明的一个优选实施例中，所述腹腔电磁阀采用大流量常开式两位两通电磁阀。

由于采用了如上的技术方案，本发明用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成与现有技术相比，具有如下特点：

1.采用先进的超声波测距传感器技术替代了原有的电阻式、霍尔式、电感式机械结构传感器，结构简单易于匹配，无需标定，寿命长。

2.采用环形缓冲块给超声波传导提供有利空间，同时增加环形缓冲块与气缸上盖冲击接触面，提高车辆舒适性。

采用本发明，相对于传统的电控空气悬架系统结构更简洁，整车制造厂家在生产线上装配更简单。由于超声波高度传感器在出厂前已经由供应商做好标定工作，因此整车制造厂家在完成整车装配后无需再重新进行电控系统的高度标定，可以节省生产线上装配工时20min～30min时间，另外无需对产线标定人员做特殊培训。

车辆底盘性能参数中悬架刚度及偏频是非常重要的指标，其大小直接影响车辆舒适性及操纵稳定性。而舒适性和操纵稳定性对于传统悬架结构的车辆是两个互相矛盾的性能。空气悬架之所以能提高车辆平顺性的一个主要原因为空气弹簧在保证承载能力的同时刚度可以做到很低。而一味追求舒适性会导致车辆悬架偏“软”，影响操纵稳定性。例如上文中提到的车辆制动点头、运输液态货物的槽罐车行驶侧向稳定性等。空气悬弹簧力学属性表明，当其他参数不变状态下，内部容积越大体现的刚度越小，反之则刚度越大。本发明在空气弹簧内部主气室和腹腔之间设计一个可控的腹腔电磁阀，用于切断或连通主气室与腹腔。从而达到主动控制气囊刚度的目的。换句话说，当车辆需要较小刚度时可以连通主气室与腹腔，需要较大刚度时可以切断主气室与腹腔连接。而这切断与连通时机由电控系统ECU控制。因此可以兼顾舒适性与操纵稳定性，可以很好地解决制动点头问题及其他特殊用途下的车辆行驶安全性。

本发明在空气弹簧内部集成了大功率电磁阀、超声波传感器、压力传感器、温度传感器等，涉及到机械电子领域、声学领域及微电子领域。此方案应用于车辆电控空气悬架系统中可弥补原有传统空气悬架在一些功能上的不足，可提升车辆行驶稳定性及舒适性，保证车辆在特殊用途及特殊环境下的运行安全。

本发明可以很好解决上述问题，使电控系统更简约，易于安装调试，节约工时，提高生产效率；提升车辆行驶稳定性及舒适性，保证车辆在特殊用途及特殊环境下的运行安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明专利技术方案，下面将对技术描述中所使用内容附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的基本使用案例，在此形式基础上可变化出若干种结构形式。

图1为本发明用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成的内部结构示意图。

图2为本发明用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成的分解示意图。

图3为本发明用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成中的腹腔电磁阀工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图1至图2，图中所示的一种用于商用车空气悬架系统的集成式空气弹簧总成，是基于在传统空气悬架弹簧上的改进，其包括组装在一起的气囊上盖1、气囊囊皮2和气囊活塞3；其中气囊囊皮2位于气囊上盖1与气囊活塞3之间，气囊囊皮2与气囊活塞3的顶部连接。

在气囊上盖1的中间位置设置了三合一传感器安装螺纹座1a及相关的密封圈位置，三合一传感器6安装在三合一传感器安装螺纹座1a中，并且在三合一传感器6与气囊上盖1之间设置有O型密封圈6a，O型密封圈6a位于相关的密封圈位置。

三合一传感器6由超声波高度传感器、内置板载压力传感器、内置板载温度传感器三者组合而成。其将原有电控空气悬架系统中外置零散的传感器集成于空气弹簧内部，简化控制系统硬件结构，主机装配易于实现。另外由于超声波高度传感器在出厂前已经由供应商做好标定工作，因此整车制造厂家在完成整车装配后无需再重新进行电控系统的高度标定，可以节省生产线上装配工时20min～30min时间，另外无需对产线标定人员做特殊培训。

在气囊活塞3的中间安装有弧形超声波反射板3b，尤其是弧形超声波反射板3b安装在气囊活塞3的中间支撑内。弧形超声波反射板3b位于三合一传感器6中的超声波高度传感器与腹腔电磁阀4之间,将三合一传感器6所发射声波有效反射回接受器。三合一传感器6内部的内置板载温度传感器给内置板载压力传感器读数值做补偿，电控系统可以根据所获取传感器数据实现整车重量实时监测。

在气囊活塞3与气囊囊皮2连接的一端设置有一环形缓冲块座3c，环形缓冲块5通过卡扣固定安装在环形缓冲块座3c内，这样安装方便，结构简单，易于加工，成本低廉。

采用环形缓冲块5给超声波传导提供有利空间，同时增加环形缓冲块5与气缸上盖1冲击接触面，提高车辆舒适性。

使用中间支撑在气囊活塞3内分割出腹腔3a，并在中间支撑的底部设置有腹腔电磁阀安装螺纹座，腹腔电磁阀4安装在腹腔电磁阀安装螺纹座上并使用O型密封圈4d进行密封，保证气密性,。

腹腔电磁阀4采用大流量常开式两位两通电磁阀。腹腔电磁阀4的控制线束4c由气囊活塞3的底部引出。腹腔电磁阀4中的膜片4a为常开，腹腔电磁阀4的周边分布有环形通气孔4b，环形通气孔4b与腹腔3a连通，加大了通气流量。腹腔电磁阀4的进气口与气囊囊皮2内的主气室2a连通。

参见图3，本发明在空气弹簧内部的主气室2a和腹腔3a之间设计一个可控的腹腔电磁阀4，用于切断或连通主气室2a与腹腔3a。从而达到主动控制气囊刚度的目的。换句话说，当车辆需要较小刚度时可以连通主气室2a与腹腔3a，需要较大刚度时可以切断主气室2a与腹腔3a连接。而这切断与连通时机由电控系统ECU控制。因此可以兼顾舒适性与操纵稳定性，可以很好地解决制动点头问题及其他特殊用途下的车辆行驶安全性。

Claims (4)

1.一种用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成，包括组装在一起的气囊上盖、气囊囊皮和气囊活塞；其中气囊囊皮位于所述气囊上盖与气囊活塞之间并与所述气囊活塞的顶部连接，其特征在于：在所述气囊上盖内设置有一三合一传感器，在所述气囊活塞内通过中间支撑设置有腹腔，腹腔电磁阀设置在气囊活塞内并在所述气囊活塞的顶部安装有一环形缓冲块；在所述气囊活塞与所述气囊囊皮连接的一端设置有一环形缓冲块座，所述环形缓冲块安装在所述环形缓冲块座上；所述环形缓冲块给超声波传导提供有利空间，同时所述环形缓冲块与气缸上盖冲击接触；

所述三合一传感器由超声波高度传感器、内置板载压力传感器、内置板载温度传感器三者组合而成；三合一传感器内部的内置板载温度传感器给内置板载压力传感器读数值做补偿；

弧形超声波反射板安装在气囊活塞的中间支撑内，所述弧形超声波反射板位于所述三合一传感器中的超声波高度传感器与所述腹腔电磁阀之间。

2.如权利要求1所述的一种用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成，其特征在于，在所述气囊上盖的中间位置设置了三合一传感器安装螺纹座及相关的密封圈位置，所述三合一传感器安装在所述三合一传感器安装螺纹座中，并且在所述三合一传感器与所述气囊上盖之间设置有密封圈，所述密封圈位于相关的密封圈位置。

3.如权利要求1或2任一项权利要求所述的一种用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成，其特征在于，在所述气囊活塞内通过中间支撑设置有腹腔，并在所述中间支撑的底部设置有腹腔电磁阀安装螺纹座，所述腹腔电磁阀安装在所述腹腔电磁阀安装螺纹座上；所述腹腔电磁阀的控制线束由气囊活塞的底部引出。

4.如权利要求3所述的一种用于商用车电控空气悬架的集成式空气弹簧总成，其特征在于，所述腹腔电磁阀采用大流量常开式两位两通电磁阀。

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