CN116075653B - 一种刚度可调的空气弹簧及车辆空气悬架系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种刚度可调的空气弹簧及车辆空气悬架系统，属于车辆减振设备技术的领域。该空气弹簧包括有上密封板、下密封板和主气囊所形成的主体，所述的主体内设置有刚度调节组件，所述的刚度调节组件包括调节气囊，且所述的调节气囊将所述主体的内部空间分割成不同的区域，其中位于所述调节气囊外部的区域为第一区域，位于所述调节气囊内部的区域为第二区域。所述的第一区域和第二区域分别与高压气源相连，且能够分别控制所述第一区域和第二区域内的气压。该空气弹簧能够实现对空气弹簧刚度的无级调节。应用该空气弹簧的车辆空气悬架系统能够根据驾驶条件的变化自适应地对空气弹簧的刚度进行调整，从而兼顾铺面路和越野路面等工况。
Description
技术领域
本申请涉及车辆减振设备技术的领域，尤其是涉及一种刚度可调的空气弹簧及应用该空气弹簧的车辆空气悬架系统。
背景技术
空气弹簧最初是为重型飞机设计的。如今，空气弹簧也在汽车行业中被广泛应用，从而实现悬架高度的自主调节功能和平顺的驾驶品质。
一般来说，车辆在道路行驶条件和车速不同时，其对悬架的要求也不同。在高速行驶的情况下，需要稳定性更高的悬架。在越野驾驶条件下，需要一个具有良好道路保持能力的悬架。因此，对于在铺面路上高速驾驶的场景，首选刚度较高的悬架；对于在越野路面上低速驾驶的场景，需要刚度较低的悬架。
相关技术中，空气悬架技术利用刚度不可调节的空气弹簧来提供一定的垂向刚度，由于其刚度无法根据驾驶条件的变化进行调整，无法同时兼顾铺面路和越野路面等工况。
发明内容
为了解决相关技术中空气弹簧无法根据驾驶条件的变化而进行刚度调整的问题，本申请提供一种刚度可调的空气弹簧及车辆空气悬架系统。
本申请提供的一种刚度可调的空气弹簧及车辆空气悬架系统，涉及如下技术方案：一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：包括有上密封板、下密封板和主气囊所形成的主体，所述的主体内设置有调节气囊，所述调节气囊将所述主体的内部空间分割成位于所述调节气囊外部的第一区域和位于所述调节气囊内部的第二区域；
所述的第一区域和第二区域分别与所述主体外部的气源相连，且所述第一区域和第二区域内的气压能够被单独控制。
通过采用上述技术方案，可以实现对空气弹簧刚度的控制，且因为本申请是通过调节第二区域内的气压来调节空气弹簧的刚度，因此能够实现对空气弹簧刚度的无级调节。
可选的，所述调节气囊的开口端与所述的下密封板密封连接，且所述的下密封板上设置有与所述第二区域相连通的第二气口。
通过采用上述技术方案，方便空气弹簧的加工和装配，且有利于保证空气弹簧的性能。
可选的，所述调节气囊的数量为多个，所述的下密封板内设置有第一集气腔，所述的调节气囊与所述的第一集气腔相连通。
通过采用上述技术方案，有利于提高调节气囊的承压能力，从而提高空气弹簧的刚度调节范围。
可选的，所述调节气囊的开口端设置有底座，所述底座的上方设置有压板，且所述的底座被压紧固定在所述的压板和下密封板之间。
通过采用上述技术方案，方便调节气囊的安装和拆卸，不仅能够保证气密性，而且也方便了日后的维修。
可选的，还包括设置在下密封板上的防撞护罩，所述的防撞护罩包括筒体，所述筒体的上端设置有顶护板，所述的顶护板上设置有过气孔，所述的调节气囊位于所述的防撞护罩内。
通过采用上述技术方案，能够对刚度调节组件进行有效的保护，避免由于空气弹簧的形变过大而造成对刚度调节组件的撞击，有利于延长空气弹簧的使用寿命。
可选的，还包括设置在下密封板上的集气板)，所述的集气板内设置有第二集气腔，所述集气板的下侧面上设置有第三连接管，所述的第三连接管上设置有与所述的第二集气腔相连通的第二气口，所述的第三连接管穿过所述的下密封板，并与所述的下密封板密封连接；多个调节气囊通过设置于所述集气板上的第三气口与所述的第二集气腔相连通。
通过采用上述技术方案，有利于提高调节气囊的承压能力，从而提高空气弹簧的刚度调节范围。
可选的，所述的调节气囊呈螺旋管状结构，所述的下密封板上设置有第二气口，且所述调节气囊的开口端与所述的第二气口密封连接。
通过采用上述技术方案，一方面有利于提高调节气囊的承压能力，从而提高空气弹簧的刚度调节范围；另一方面，由于调节气囊的开口口径较小，方便进行可靠的密封连接，保证气密性。
可选的，所述调节气囊的外部设置有防撞护罩，所述的防撞护罩包括筒体，所述筒体的上端设置有顶护板，所述的顶护板上设置有过气孔，所述的筒体上设置有多个用于承托所述调节气囊的支撑件，且多个所述的支撑件呈螺旋结构排布。
通过采用上述技术方案，一方面能够对刚度调节组件进行有效的保护，避免由于空气弹簧的形变过大而造成对刚度调节组件的撞击，有利于延长空气弹簧的使用寿命。另一方面能够为呈螺旋管状结构的调节气囊提供支撑，从而保证调节气囊螺旋结构的稳定性。
可选的，所述调节气囊的开口端与所述的上密封板密封连接，且所述的上密封板上设置有与所述第二区域相连通的第二气口。
通过采用上述技术方案，方便空气弹簧的加工和装配，且有利于保证空气弹簧的性能。
可选的，所述主气囊和调节气囊分别通过压力调节系统跟外部的气源连接。
通过采用上述技术方案，能够对第一区域和第二区域内的气压进行单独控制。
一种车辆空气悬架系统，车辆空气悬架系统的空气弹簧采用上述任一项所述的刚度可调的空气弹簧。一种车辆，其包括所述的车辆空气悬挂系统。
通过采用上述技术方案，使车辆能够根据驾驶条件的变化对空气弹簧的刚度进行调整，从而同时兼顾铺面路和越野路面等工况，全面地提高乘坐舒适性和操纵稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一点有益技术效果：
1、本申请通过在空气弹簧的内部空间分成不同的区域，通过调节部分区域内的气压便可实现对空气弹簧刚度的调节，从而可以根据驾驶条件的变化对空气弹簧的刚度进行调整，并同时兼顾铺面路和越野路面等不同工况，全面地提高乘坐舒适性和操纵稳定性。
2、本申请通过调节气囊内的气压实现对空气弹簧刚度的调节，且能够实现对刚度的无级调节，使得对刚度的控制更加灵活方便。
3、本申请将刚度调节组件完全内置于空气弹簧的内部，因此不需要改变空气弹簧的外部结构，更能够适应目前空气弹簧安装空间的限制，产品落地具有更好的可实施性和适配性。
附图说明
图1为本空气弹簧的原理示意图；
图2为刚度调节组件安装结构的立体结构示意图；
图3为刚度调节组件安装结构的剖面图；
图4为图3中A部分的放大结构示意图；
图5为刚度调节组件中的调节气囊处于高压状态时的示意图；
图6为调节气囊内的气压升高后，调节气囊的形状变化图；
图7为对调节气囊进行数学建模时的参数示意图；
图8为对空气弹簧进行数学建模时的参数示意图；
图9为防撞护罩的安装结构示意图；
图10为防撞护罩的立体结构示意图；
图11为实施例二中刚度调节组件的安装结构示意图；
图12为图11中B部分的放大结构示意图；
图13为实施例三中空气弹簧的示意图；
图14为实施例三中刚度调节组件的安装结构示意图；
图15为图14中C部分的放大结构示意图；
图16为实施例四中空气弹簧的示意图；
图17为实施例四中刚度调节组件的立体结构示意图；
图18为实施例四中刚度调节组件的俯视图；
图19为图18中的A-A剖视图；
图20为图19中D部分的放大结构示意图；
图21为实施例四中调节气囊的安装结构示意图；
图22为实施例五中空气弹簧的示意图；
图23为压力调节系统的原理示意图；
附图标记说明：1、主体；11、主气囊；111、第一凸缘；12、上密封板；13、下密封板；131、盖板；1311、第二连接管上；132、底板；1321、凹槽；1322、第一连接管；133、安装孔；134、第五连接管；135、卡槽；136、第六连接管；21、调节气囊；211、底座；2111、第二凸缘；22、压板；221、避让孔；23、防撞护罩；231、筒体；232、顶护板；2321、过气孔；233、翻边；234、支撑件；24、集气板；241、第二集气腔；242、第三连接管；2421、密封圈；2422、锁紧螺母；243、第四连接管；31、第一区域；32、第二区域；41、第一气口；42、第二气口；43、第三气口；5、高压气源。
具体实施方式
以下结合附图1-22对本申请作进一步详细说明。
实施例一
如图1所示，一种刚度可调的空气弹簧包括主体1，所述的主体1包括一上、下两端均开口的主气囊11。所述主气囊11的上端设置有用于封闭上端开口的上密封板12，所述主气囊11的上端与所述的上密封板12密封连接；所述主气囊11的下端设置有用于密封下端开口的下密封板13，所述主气囊11的下端与所述的下密封板13密封连接。所述的主气囊11、上密封板12和下密封板13共同形成了一个用于容纳高压气体的封闭系统，这便是空气弹簧的主体1，所述的高压气体能够支撑施加在上密封板12上的簧载质量。
所述的主体1内设置有刚度调节组件，所述的刚度调节组件包括一端开口的调节气囊21，所述调节气囊21的开口端与所述的主体1相连，且所述的调节气囊21将所述主体1的内部空间分割成不同的区域。为了方面描述，现将位于所述调节气囊21外部的区域定义为第一区域31，位于所述调节气囊21内部的区域定义为第二区域32。所述的主体1上分别设置有与所述的第一区域31相连通的第一气口41和与第二区域32相连通的第二气口42。所述的第一气口41和第二气口42分别通过压力调节系统与外部的气源连接。通过压力调节系统能够对第一区域31和第二区域32内的气压分别进行控制。
作为一种具体实施方式，如图23所示，本实施例中所述的气源采用高压气源5，且所述的第一气口41和第二气口42分别通过管路与所述的高压气源5相连。所述的压力调节系统包括控制器、分别用于检测第一区域和第二区域内气压的传感器和设置于所述管路上的电磁阀。控制器根据传感器反馈的压力信号来控制电磁阀的通断，从而控制第一区域和第二区域内的气压。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述的第一气口41设置于所述的上密封板12上，且所述的上密封板12上设置有第一测压口(图中未示出)，所述的第一测压口上设置有用于检测所述第一区域31内的气压的传感器(图中未示出)。所述的主气囊11和调节气囊21由橡胶和/或织物材料制成。
如图2和图3所示，所述的刚度调节组件包括多个调节气囊21，且所述调节气囊21的下端开口。所述调节气囊21的下端开口处与所述主体1的下密封板13密封连接。所述的下密封板13为中空结构，其内部的空腔为第一集气腔，所述下密封板13的下侧面上设置有与所述的第一集气腔相连通的第二气口42，所述下密封板13的上侧面上设置有多个与所述的第一集气腔相连通的第三气口43。所述第三气口43的数量与所述调节气囊21的数量相同，且位置一一对应，所述的调节气囊21通过对应的第三气口43与所述的第一集气腔相连通。
优选的，多个所述的调节气囊21均匀布满在所述的下密封板13上。所述下密封板13的下侧面上设置有第一连接管1322和第二测压口(图中未示出)，所述的第二气口42设置于所述的第一连接管1322上，所述的第二测压口上设置有用于检测第二区域内气压的传感器(图中未示出)。所述下密封板13的上侧面上设置有第二连接管，所述的第三气口43设置于所述的第二连接管上1311。
作为一种具体实施方式，如图3和图4所示，本实施例中所述的下密封板13从上往下依次包括盖板131和底板132，且所述主气囊11的下边缘被夹紧固定在所述的盖板131和底板132之间，所述的盖板131和底板132固定连接。所述的盖板131和/或底板132的向对面上设置有凹槽1321，所述凹槽1321的内部空间即为所述的第一集气腔。作为一种具体实施方式，本实施例中仅所述底板132的与所述盖板131相对的面上设置有凹槽1321，即所述底板132的上侧面上设置有凹槽1321。
进一步地，如图4所示，所述主气囊11的下边缘处位于所述的凹槽1321内设置有向凹槽1321底部延伸的第一凸缘111。通过设置第一凸缘111能够保证主气囊11和下密封板13之间的连接可靠性和密封性，避免主气囊11的下边缘从下密封板13内脱出。
作为一种具体实施方式，如图3和图4所示，本实施例中所述调节气囊21的下端开口处设置有水平向外侧延伸的底座211，且所述的底座211与所述的调节气囊21材料相同，且采用一体成型的方式制作而成。所述下密封板13的上方设置有压板22，所述的压板22上设置有与所述的调节气囊21一一对应的避让孔221，所述调节气囊21的上部穿过对应的避让孔221延伸至所述压板22的上方。所述的压板22与所述的下密封板13固定连接，所述避让孔221的直径小于所述底座211外径，且所述调节气囊21的底座211被密封压紧在所述的压板22和下密封板13之间。
所述的调节气囊21可以呈囊式结构或者呈管状结构。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的调节气囊21呈圆柱形管状结构。
进一步地，为了避免在工作中所述的空气弹簧过度变形导致上密封板12与调节气囊21发生碰撞而造成调节气囊21损伤，如图9和图10所示，所述的刚度调节组件还包括防撞护罩23，且所述的调节气囊21位于所述的防撞护罩23内。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述的防撞护罩23包括一呈圆柱形筒状结构的筒体231，所述筒体231的上端设置有沿径向向内侧延伸的顶护板232，所述的顶护板232上设置有过气孔2321。在这里，所述的顶护板232上可以设置一个或多个过气孔2321，本实施例中所述的顶护板232上设置有一个过气孔2321，且所述的过气孔2321与所述的顶护板232同轴，所述的顶护板232整体呈环形结构。
所述筒体231的下端设置有向内侧翻折的翻边233，所述的翻边233通过螺钉与所述的压板22固定连接。
所述的刚度调节组件用于调整空气弹簧的刚度，使用时通过对刚度调节组件中的调节气囊21进行充放气，可以改变调节气囊21的体积和内部气压，而所述调节气囊21的体积及其内部气压均会影响空气弹簧的刚度，从而对整个空气弹簧的刚度进行调节。若需要提高空气弹簧的刚度，则向刚度调节组件的调节气囊21内充入气体，提高调节气囊21内的气压；反之，若需要降低空气弹簧的刚度，则释放调节气囊21中的一定量的气体，从而降低空气弹簧的刚度。
本申请实施例的实施原理为：
因素一：空气弹簧中的高压气体在空气弹簧被压缩时会产生阻力，且空气弹簧内的气压也会随之增大。
因素二：空气弹簧的内部气体的压力是影响空气弹簧刚度的主要因素。在其他条件相同的情况下，空气弹簧内部的气压越大，则空气弹簧的刚度就越大；反之，空气弹簧内部的气压越小，则空气弹簧的刚度就越小。直观表现为，对空气弹簧施加相同的作用力，当空气弹簧内部的气压较大时，空气弹簧很难被压缩，其产生的形变量小，即称为刚度较高；当空气弹簧内部的气压较小时，空气弹簧更容易被压缩，其产生的形变量大，即称为刚度较低。
综合考虑上述因素一和因素二，本申请通过在空气弹簧的主体1的内部设置调节气囊21，实现对调节气囊21内的气压的控制，从而改变空气弹簧的主体1内部的部分区域的气压，以达到对空气弹簧的刚度的调节。这样对空气弹簧施加作用力时，位于调节气囊21外部的第一区域31内的气体和调节气囊21内部的气体同时被压缩，但是由于第一区域31和调节气囊21的内部气压的差异，会产生不同的阻力效果。因为调节气囊21内部的高压气体的存在，使得空气弹簧更难被压缩，即空气弹簧的刚度变大。若考虑更加直观的极限状态，当持续向调节气囊21内充入高压气体，则第二区域32的体积会持续增大，同时第一区域31的体积会持续缩小，在极限情况下当空气弹簧的主体1的内部空间被调节气囊21占满时，此时空气弹簧的整体刚度无限接近于调节气囊21的刚度，即空气弹簧的整体的刚度由第二区域32内的气压决定，空气弹簧达到最大刚度Kmax；若持续释放调节气囊21内的气体，则第一区域31的体积会持续增大，同时第二区域32的体积会持续缩小，在极限情况下，当调节气囊21完全被挤扁，此时空气弹簧的整体刚度无限接近于使用单个主气囊11的刚度，即空气弹簧的整体的刚度由第一区域31内的气压决定，空气弹簧达到最小刚度Kmin。而通过对调节气囊21进行充放气，从而对调节气囊21内的气体压力进行调节，便可以使空气弹簧的整体刚度在最大刚度Kmax和最小刚度Kmin之间变化。
进一步地，为了说明本申请中关于刚度调节的可行性和合理性，现对本申请中的空气弹簧进行数学建模。
如图7和图8所示，空气弹簧的第一区域31内部的气压为P1，第二区域32内部的气压为P2。
如图6所示，根据有限元分析及仿真模拟结果，在数学建模过程中，因为调节气囊21的长度变化小于未拉伸长度的6％，因此调节气囊21的长度变形可以忽略不计。假设调节气囊21只发生径向变形，那么其泊松比μ可以表示为
其中r0表示当P1＝P2时调节气囊21的内径，d0表示当P1＝P2时调节气囊21的壁厚，如图7所示。
当调节气囊21拉伸时，径向应变εr(比例变形)为
由于泊松效应，根据公式(1)，调节气囊21的壁厚的变化可以表示为
根据管体受力的力平衡原理，可以写出
F＝2(r0+Δr)(P2-P1)L＝2(d-Δd)σr (4)
其中应力σr为作用在调节气囊21上的力除以相应的面积，即单位面积所受的力。
式中的压差ΔP为
ΔP＝P2-P1 (6)
杨氏模量E量化了材料线性弹性区域中拉伸应力σr和轴向应变εr之间的关系，如下所示：
σr＝εrE (7)
通过公式(5)和公式(7)可得
基于低应变系统的假设，那么
根据公式(2)和公式(8)，调节气囊21内径的变化可以写成
根据公式(3)和公式(8)，调节气囊21壁厚的变化可以写成
调节气囊的总体积(忽略管壁厚度的变化时)可计算为
其中α表示调节气囊的数量。
假设空气弹簧第一区域31和第二区域32在载荷F0下的气压设置为和/>且第二区域32的相应初始体积为/>则空气弹簧的总体积为/>根据公式(11)，第二区域32的初始体积为
空气弹簧的第一区域31的初始体积为
当初始荷载F0变为F0+ΔF时，气压将变为/>根据理想气体定律，可以推导出以下方程式：
为了简化，只考虑公式(14)的线性部分即可得到
进而可以得到
根据公式(11)和公式(12)，第二区域32的体积变化ΔV2可以写成
其中
合并公式(16)和公式(17)，可以得到
根据公式(15)和公式(18)，空气弹簧的第一区域31体积变化可以表示为
结合公式(15)和公式(18)，第二区域32中的气压变化可以写成
空气弹簧的总体积变化为
因此，空气弹簧的刚度可以表示为
式中，
通常来说，空气弹簧初始压力是根据车辆负载和悬架高度确定的。因此，可以通过控制第二区域32的初始气压/>来调节空气弹簧的刚度。
实施例二
如图11和图12所示，所述的下密封板13为实心板，即去掉所述下密封板13中的第一集气腔。
所述的刚度调节组件包括位于所述下密封板13上方的集气板24，且所述的集气板24为中空结构，其内部的空腔为第二集气腔241。所述集气板24的下侧面上设置有第三连接管242，所述的第三连接管242上设置有与所述的第二集气腔241相连通的第二气口42。所述的第三连接管242穿过所述的下密封板13延伸至所述下密封板13的下方，所述的下密封板13上设置有用于容纳所述第三连接管242的安装孔133，且所述的第三连接管242与所述的下密封板13密封连接。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述的安装孔133为一上端直径大下端直径小的锥形孔。所述的第三连接管242上设置有密封圈2421，所述的第三连接管242上位于所述下密封板13的下方设置有锁紧螺母2422，且在所述锁紧螺母2422的锁紧作用下，所述的密封圈2421压紧密封在所述安装孔133的锥形面上。优选的，所述第三连接管242的外侧圆柱面上设置有用于容纳所述密封圈2421的安装槽。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述集气板的下侧面上还设置有与所述的第二集气腔241相连通的测压管(图中未示出)。所述的测压管穿过所述的下密封板13延伸至所述下密封板13的下方，且所述的测压管与所述的下密封板13密封连接。优选的，所述测压管和所述下密封板13之间的连接结构与所述第三连接管242和下密封板13之间的连接结构相同，在此不再赘述。所述的测压管上安装有传感器(图中未示出)。
所述集气板24的上侧面上设置有第四连接管243，所述的第四连接管243上设置有与所述的第二集气腔241相连通的第三气口43，所述第四连接管243的数量为多个，且与所述的调节气囊21一一对应。所述的调节气囊21通过对应的第四连接管243与所述的第二集气腔241相连通。
所述集气板24的上方设置有压板22，所述的压板22上设置有与所述的调节气囊21一一对应的避让孔221，所述调节气囊21的上部穿过对应的避让孔221延伸至所述压板22的上方。所述的压板22与所述的集气板24固定连接，所述避让孔221的直径小于所述底座211外径，且所述调节气囊21的底座211被密封压紧在所述的压板22和集气板24之间。
其余结构同实施例一。
实施例三
如图13所示，所述的刚度调节组件仅包括一个调节气囊21，所述的调节气囊21可以呈囊式结构或者上端封闭下端开口的圆柱形筒状结构，作为一种具体实施方式，本实施例中，所述的调节气囊21呈囊式结构。
如图14和图15所示，所述的调节气囊21包括一下端开口囊体，所述囊体的下端设置有水平向外延伸的底座211。所述调节气囊21的外部位于所述调节气囊21的底座211的上方套设有压板22，且所述调节气囊21的底座211被压紧固定在所述的压板22和下密封板13之间，所述的压板22与所述的下密封板13固定连接。所述的下密封板13上位于所述调节气囊21的内部设置有与所述调节气囊21的内部空间相连通的第五连接管134和第二测压口(图中未示出)，所述的第五连接管134上设置有第二气口42，所述的第二测压口上设置有用于检测第二区域内气压的传感器(图中未示出)。
进一步地，所述下密封板13的上侧面上位于所述调节气囊21的底座211的外部设置有卡槽135，且所述底座211的外端延伸至所述卡槽135的上方。所述底座211的下侧面上设置有向下延伸至所述卡槽135内部的第二凸缘2111。通过设置第二凸缘2111，能够保证调节气囊21和下密封板13之间密封连接的可靠性，避免所述调节气囊21的下边缘从所述的压板22和下密封板13之间滑脱。
进一步地，所述的调节气囊21和主气囊11共用一个所述的压板22，即所述主气囊11的下边缘被压紧固定在所述的下密封板13和压板22的外边缘之间。所述主气囊11的下边缘上的第一凸缘111位于所述的卡槽135内。
其余结构同实施例一。
实施例四
如图16和图17所示，所述的刚度调节组件仅包括一个调节气囊21，且所述的调节气囊21呈螺旋管状结构，所述的调节气囊21上端封闭下端开口，所述的下密封板13上设置有第六连接管136，所述的第六连接管136上设置有与第二气口42，所述调节气囊21的下端(即开口端)与所述的第六连接管136密封连接。
所述的第六连接管136上位于所述下密封板13的下方设置有第二测压口(图中未示出)，所述的第二测压口上设置有用于检测所述第二区域内气压的传感器(图中未示出)。
作为一种具体实施方式，如图20和图21所示，本实施例中所述的调节气囊21包括呈螺旋状结构的主管体，且所述主管体的上端封闭，下端开口。所述主管体的下端(及开口端)设置有沿竖直方向向下延伸的连接管体，所述的连接管体与所述的主管体相连通，且所述的第六连接管136插入到所述调节气囊21的连接管体内。所述连接管体的下端开口处设置有底座211。所述连接管体的外部位于所述底座211的上方套设有压板22，所述的底座211被压紧固定在所述的下密封板13和压板22之间，所述的压板22通过螺钉与所述的下密封板13固定连接。
进一步地，为了能够可靠保持调节气囊21的螺旋结构，如图18和图19所示，所述调节气囊21的外部设置有防撞护罩23。所述的防撞护罩23包括一呈圆柱形筒状结构的筒体231，所述筒体231的上端设置有沿径向向内侧延伸的顶护板232，所述的顶护板232上设置有过气孔2321。在这里，所述的顶护板232上可以设置一个或多个过气孔2321，本实施例中所述的顶护板232上设置有一个过气孔2321，且所述的过气孔2321与所述的顶护板232同轴，所述的顶护板232整体呈环形结构。所述筒体231的下端设置有向内侧翻折的翻边233，所述的翻边233通过螺钉与所述的下密封板13固定连接。所述防撞护罩23的筒体231的内侧壁上设置有多个用于承托所述调节气囊21的呈螺旋状的主管体的支撑件234，且多个所述的支撑件234呈与所述的主管体相同的螺旋结构排布。
进一步地，如图20所示，所述的支撑件234包括水平部，且所述水平部的外端与所述筒体231的内侧壁固定连接，所述水平部的内端设置有向上弯曲的止挡部。
其余结构同实施例一。
实施例五
如图22所示，所述的刚度调节组件设置于所述主体1的上密封板12上。
所述的刚度调节组件包括多个调节气囊21，且所述调节气囊21的上端开口。所述调节气囊21的上端开口处与所述主体1的上密封板12密封连接。所述的上密封板12为中空结构，其内部的空腔为第三集气腔，所述上密封板12的上侧面上设置有与所述的第三集气腔相连通的第二气口42，所述上密封板12的下侧面上设置有多个与所述的第三集气腔相连通的第三气口43。所述第三气口43的数量与所述调节气囊21的数量相同，且位置一一对应，所述的调节气囊21通过对应的第三气口43与所述的第三集气腔相连通。
优选的，多个所述的调节气囊21均匀布满在所述的上密封板12上。所述上密封板12的上侧面上设置有第七连接管和第二测压口(图中未示出)，所述的第二气口42设置于所述的第七连接管上，所述的第二测压口上安装有用于检测所述第二区域内气压的传感器(图中未示出)。所述上密封板12的下侧面上设置有第八连接管，所述的第三气口43设置于所述的第八连接管上。
所述的下密封板13上设置有第一测压口(图中未示出)，所述的第一测压口上设置有用于检测所述第一区域内气压的传感器(图中未示出)。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述的上密封板12从下往上依次包括盖板131和底板132，且所述主气囊11的上边缘被夹紧固定在所述的盖板131和底板132之间，所述的盖板131和底板132固定连接。所述的盖板131和/或底板132的向对面上设置有凹槽1321，所述凹槽1321的内部空间即为所述的第三集气腔。作为一种具体实施方式，本实施例中仅所述底板132的与所述盖板131相对的面上设置有凹槽1321，即所述底板132的下侧面上设置有凹槽1321。
进一步地，所述主气囊11的上边缘处设置有向凹槽1321内延伸的第一凸缘111。通过设置第一凸缘111能够保证主气囊11和上密封板12之间的连接可靠性和密封性，避免主气囊11的上边缘从上密封板12内脱出。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述调节气囊21的上端开口处设置有水平向外侧延伸的底座211。所述上密封板12的下方设置有压板22，所述的压板22上设置有与所述的调节气囊21一一对应的避让孔221，所述调节气囊21的下部穿过对应的避让孔221延伸至所述压板22的下方。所述的压板22与所述的上密封板12固定连接，所述调节气囊21的底座211被密封压紧在所述的压板22和上密封板12之间。
所述的调节气囊21可以呈囊式结构或者呈管状结构。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的调节气囊21呈圆柱形管状结构。
进一步地，为了避免在工作中所述的空气弹簧被过度挤压导致上密封板12与调节气囊21发生碰撞而造成调节气囊21损伤，所述的刚度调节组件还包括防撞护罩23，且所述的调节气囊21位于所述的防撞护罩23内。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述的防撞护罩23包括一呈圆柱形筒状结构的筒体231，所述筒体231的下端设置有沿径向向内侧延伸的顶护板232，所述的顶护板232上设置有过气孔2321。在这里，所述的顶护板232上可以设置一个或多个过气孔2321，本实施例中所述的顶护板232上设置有一个过气孔2321，且所述的过气孔2321与所述的顶护板232同轴，所述的顶护板232整体呈环形结构。
所述筒体231的上端设置有向内侧翻折的翻边233，所述的翻边233通过螺钉与所述的压板22固定连接。
其余结构同实施例一。
一种车辆空气悬架系统，包括空气弹簧，且所述的空气弹簧即为实施例一到实施例五中任一种所述的空气弹簧，此处不再对空气弹簧的结构做过多赘述。
一种车辆，所述的车辆包括所述的车辆空气悬挂系统。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：包括有上密封板（12）、下密封板（13）和主气囊（11）所形成的主体（1），所述的主体（1）内设置有调节气囊（21），所述调节气囊（21）将所述主体（1）的内部空间分割成位于所述调节气囊（21）外部的第一区域（31）和位于所述调节气囊（21）内部的第二区域（32）；
所述的第一区域（31）和第二区域（32）分别与所述主体（1）外部的气源相连，且所述第一区域（31）和第二区域（32）内的气压能够被单独控制；
所述调节气囊（21）的开口端与所述的下密封板（13）密封连接，且所述的下密封板（13）上设置有与所述第二区域（32）相连通的第二气口（42）；
所述调节气囊（21）的数量为多个，所述的下密封板（13）内设置有第一集气腔，所述的调节气囊（21）与所述的第一集气腔相连通。
2.根据权利要求1所述的一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：所述调节气囊（21）的开口端设置有底座（211），所述底座（211）的上方设置有压板（22），且所述的底座（211）被压紧固定在所述的压板（22）和下密封板（13）之间。
3.根据权利要求1所述的一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：还包括设置在下密封板（13）上的防撞护罩（23），所述的防撞护罩（23）包括筒体（231），所述筒体（231）的上端设置有顶护板（232），所述的顶护板（232）上设置有过气孔（2321），所述的调节气囊（21）位于所述的防撞护罩（23）内。
4.根据权利要求1所述的一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：还包括设置在下密封板（13）上的集气板（24），所述的集气板（24）内设置有第二集气腔（241），所述集气板（24）的下侧面上设置有第三连接管（242），所述的第三连接管（242）上设置有与所述的第二集气腔（241）相连通的第二气口（42），所述的第三连接管（242）穿过所述的下密封板（13），并与所述的下密封板（13）密封连接；
多个调节气囊（21）通过设置于所述集气板（24）上的第三气口（43）与所述的第二集气腔（241）相连通。
5.根据权利要求1所述的一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：所述的调节气囊（21）呈螺旋管状结构，所述的下密封板（13）上设置有第二气口（42），且所述调节气囊（21）的开口端与所述的第二气口（42）密封连接。
6.根据权利要求5所述的一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：所述调节气囊（21）的外部设置有防撞护罩（23），所述的防撞护罩（23）包括筒体（231），所述筒体（231）的上端设置有顶护板（232），所述的顶护板（232）上设置有过气孔（2321），所述的筒体（231）上设置有多个用于承托所述调节气囊（21）的支撑件（234），且多个所述的支撑件（234）呈螺旋结构排布。
7.根据权利要求1所述的一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：所述调节气囊（21）的开口端与所述的上密封板（12）密封连接，且所述的上密封板（12）上设置有与所述第二区域（32）相连通的第二气口（42）。
8.根据权利要求1所述的一种刚度可调的空气弹簧，其特征在于：所述主气囊（11）和调节气囊（21）分别通过压力调节系统跟外部的气源连接。
9.一种车辆空气悬架系统，其特征在于：车辆空气悬架系统上的空气弹簧采用权利要求1-8中任一项所述的一种刚度可调的空气弹簧。
10.一种车辆，其包括根据权利要求9所述的车辆空气悬挂系统。
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