CN116838744A - 一种汽车自适应调节橡胶弹簧座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车减震技术领域，具体涉及一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，通过调压机构能够调节空气腔内的体积大小，实现对橡胶弹簧座弹性强度的自适应调节，使各个橡胶弹簧座能够同步均衡适应减震，并对橡胶弹簧座的载荷进行限制，更好的吸收和缓冲道路的冲击和震动，消除橡胶弹簧座的振动和噪音，并通过对橡胶弹簧座的自适应减震调节，能够使橡胶弹簧座根据不同的道路质量和驾驶需求调整悬挂系统的刚度，提高车辆的悬挂相应和姿态控制，降低车辆在不平坦路面的抖动和失控风险，并能够根据道路状况的实时变化来调节减震性能，提供最佳的减震效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车减震技术领域，具体涉及一种汽车自适应调节橡胶弹簧座。
背景技术
汽车橡胶弹簧座是一种安装在汽车悬挂系统上的零件，它位于车身和悬挂弹簧之间，起到减震和缓冲的作用，它由橡胶材料制成，具有一定的弹性和柔软性，能够吸收道路不平坦带来的冲击和振动，提供更舒适的乘坐体验，橡胶弹簧座的主要功能是减少悬挂系统传递到车身的震动和冲击力，同时保护车身和乘客免受道路不平的影响，它可以帮助稳定车辆，提高悬挂系统的性能和耐久性，橡胶材料的弹性特性使其能够吸收和分散来自路面的震动和冲击，减少对车身和乘客的影响，同时保护悬挂系统的部件，橡胶弹簧座在汽车工程中起着重要的作用，它能够改善车辆的乘坐舒适性，减少悬挂系统的磨损和损坏，延长车辆的使用寿命，因此，在设计和制造汽车悬挂系统时，橡胶弹簧座的选择和质量十分重要。
但是橡胶弹簧座的设计和材料选择需要考虑其能够承受的最大载荷，超过了最大载荷，橡胶弹簧座便有可能会变形或损坏，导致减震效果不佳或失效，并且橡胶弹簧座的制造过程中存在一定的尺寸和重量差异，这可能导致安装在车辆不同位置的橡胶弹簧座产生不均衡，不均衡会导致车辆悬挂系统的性能不稳定，影响驾驶舒适性和操控性，同时虽然橡胶弹簧座可以减少道路震动的传递，但在某些情况下，仍可能产生噪音和振动，特别是在高速行驶或不平整路面上，橡胶弹簧座可能无法完全消除振动和噪音问题，存在一定的缺陷，因此有必要研制一种汽车自适应调节橡胶弹簧座。
发明内容
针对上述存在的缺陷和问题，本发明提供一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，通过调压机构能够调节空气腔内的体积大小，实现对橡胶弹簧座弹性强度的自适应调节，使各个橡胶弹簧座能够同步均衡适应减震，并对橡胶弹簧座的载荷进行限制，更好的吸收和缓冲道路的冲击和震动，消除橡胶弹簧座的振动和噪音，并通过对橡胶弹簧座的自适应减震调节，能够使橡胶弹簧座根据不同的道路质量和驾驶需求调整悬挂系统的刚度，提高车辆的悬挂相应和姿态控制，降低车辆在不平坦路面的抖动和失控风险，并能够根据道路状况的实时变化来调节减震性能，提供最佳的减震效果。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，包括橡胶弹簧座和调压机构，橡胶弹簧座包括液压缸，液压缸的缸杆自由端固定有上橡胶座，上橡胶座外侧固定有与悬架连接的上连接座，液压缸的底部固定有下橡胶座，下橡胶座外侧固定有与底板连接的下连接座，在上橡胶座与下橡胶座之间设有弹簧；所述调压机构包括筒体，在筒体内设有自由活塞和驱动活塞，自由活塞的上侧为油室，自由活塞与驱动活塞之间构成空气腔，在空气腔的侧壁安装有气管，并在气管上设有电磁阀，控制器通过打开电磁阀且控制驱动机构来改变驱动活塞的升降程度；两侧减震用的液压缸的油腔通过平衡油管连通，并在平衡油管上设有截止阀，且平衡油管与所述油室连通；控制器根据道路数据模块判断道路质量，并通过调压机构改变空气腔的容积，从而改变联动的橡胶弹簧座的弹性强度，对车辆进行减震性调节。
进一步的，所述缸杆自由端与上橡胶座之间设有上垫片，上垫片分别与缸杆和上橡胶座固定连接，液压缸与下橡胶座之间设有下垫片，下垫片分别与液压缸和下橡胶座固定连接。
进一步的，所述驱动机构包括安装在筒体底部的齿轮箱，并在筒体内设有螺杆，螺杆与齿轮箱传动连接，驱动电机的输出端通过齿轮箱对螺杆进行驱动，控制驱动活塞的升降程度，改变空气腔的容积。
进一步的，传感器组设在悬架上，传感器组包括位移传感器和振动传感器，且传感器组与控制器信号连接。
进一步的，道路数据模块为道路质量大数据信息，控制器通过道路质量大数据信息对道路质量进行判断。
进一步的，道路数据模块为实时图像摄像头，通过实时图像摄像头对道路质量信息进行采集处理，并传输至控制器，控制器通过实时图像摄像头采集的信息对道路质量进行判断。
进一步的，还包括用以辅助橡胶弹簧座减震的阻力调节组件。
本发明的有益效果：本发明结构独特，设计巧妙，液压缸的底部和内部缸杆的顶部分别固定有橡胶座，并且液压缸的底部和缸杆的顶部分别通过连接座安装在车辆的悬挂系统上，并在上下连接座之间设有弹簧，缸杆可控制弹簧，在液压缸内部的油腔中装有减震油，减震油能够通过平衡油管进入到筒体的油室内，平衡油管能够连接两侧的液压缸的油腔，实现油液的平衡；控制器可以根据道路数据模块判断当前道路的质量，通过获得的道路信息，控制器可控制驱动电机，控制驱动活塞的升降程度，改变空气腔的容积，对橡胶弹簧座的弹性程度进行自适应改变，当需要增强减震效果时，控制器打开电磁阀，使外部空气进入空气腔，驱动电机通过齿轮箱驱动螺杆，使驱动活塞降下，增加空气腔的容积，然后将电磁阀关闭使空气腔内呈密闭状态，截止阀也打开使平衡油管连通，由于空气腔容积的变大，能够使自由活塞的缓冲性更强，从而减少橡胶弹簧座的刚度；当需要减小减震效果时，控制器打开电磁阀，驱动电机通过齿轮箱驱动螺杆，使驱动活塞升起，将空气腔中的空气排出，减小空气腔的容积，然后将电磁阀关闭使空气腔内呈密闭状态，截止阀也打开使平衡油管连通，由于空气腔容积的变小，能够使自由活塞的缓冲性变弱，从而增加橡胶弹簧座的刚度，通过调压机构调节空气腔内的容积大小，实现对橡胶弹簧座弹性强度的自适应调节，在平衡油管的作用下也使各个橡胶弹簧座能够同步均衡适应减震，并对橡胶弹簧座的载荷进行限制，消除橡胶弹簧座的振动和噪音。
附图说明
图1为本发明结构示意图之一。
图2为本发明结构示意图之二。
图3为单个橡胶弹簧座的结构示意图。
图4为调压机构的结构示意图。
图5为本发明控制流程图。
图6为阻力调节组件的结构示意图。
图中：1-橡胶弹簧座，11-液压缸，油腔 12-缸杆，13-上垫片，14-上橡胶座，15-上连接座，16-悬架，17-弹簧，18-下垫片，19-下橡胶座，20-下连接座，21-底板，22-平衡油管，23-截止阀，3-调压机构，31-筒体，32-自由活塞，33-驱动活塞，34-油室，35-空气腔，36-气管，37-电磁阀，4-驱动机构，41-驱动电机，42-齿轮箱，43-螺杆，5-内缸，6-外缸，7-筒罩，8-条孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1，现有的橡胶弹簧座的设计和材料选择需要考虑其能够承受的最大载荷，当超过了其最大载荷，橡胶弹簧座便有可能会变形或损坏，导致减震效果不佳或失效，并且橡胶弹簧座的制造过程中存在一定的尺寸和重量差异，这可能导致安装在车辆不同位置的橡胶弹簧座产生不均衡，不均衡会导致车辆悬挂系统的性能不稳定，影响驾驶舒适性和操控性，同时虽然橡胶弹簧座可以减少道路震动的传递，但在某些情况下，仍可能产生噪音和振动，特别是在高速行驶或不平整路面上，橡胶弹簧座可能无法完全消除振动和噪音问题，存在一定的缺陷。
针对上述问题，本实施例提供一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，如图1-4所示，橡胶弹簧座1包括液压缸11，液压缸11的缸杆12自由端固定有上垫片13，上垫片13的上方固定连接有上橡胶座14，上橡胶座14顶部固定有上连接座15，上连接座15通过连接件连接在车辆的悬架16上，为了保证缸杆12的稳定性，缸杆12的自由端穿过上垫片13和上橡胶座14，通过螺栓与上连接座15固定连接。
液压缸11的底部固定有下垫片18，下垫片18的下方固定连接有下橡胶座19，下橡胶座的底部固定有下连接座20，下连接座20通过连接件与底板21固定连接，底板21是安装在车辆的悬架上，在上橡胶座14与下橡胶座19之间设有弹簧17，弹簧17的一端与上垫片13固定连接，另一端与下垫片18固定连接，缸杆12在液压缸11内伸缩时，会同步带动弹簧17，改变弹簧17的弹性强度，从而改变橡胶弹簧座1的弹性强度。
液压缸11内的油腔是油液容器，装有特定的减震油，两侧减震用的液压缸11的油腔通过平衡油管22连通，能够实现油液的平衡，并在平衡油管上安装有截止阀23。
调压机构3包括筒体31，在筒体31内匹配设有自由活塞32和驱动活塞33，自由活塞32的上方为油室34，平衡油管22的支管与油室34密封连通，液压缸11油腔内的减震油能够通过平衡油管22进入到油室34内，
自由活塞32与驱动活塞33之间的空间构成了一个空气腔35，在空气腔35的侧壁上安装有气管36，并在气管36上电磁阀37，电磁阀37被控制器控制，通过控制信号由控制器打开或关闭，使空气腔35内进气或出气，在筒体31底部安装有齿轮箱42，并在筒体31内底部安装有螺杆43，驱动活塞33匹配安装在螺杆43上，螺杆43与齿轮箱42传动连接，在齿轮箱42上还安装有驱动电机41，电磁阀37打开后，驱动电机41的输出端通过齿轮箱42对螺杆43进行驱动，能够控制驱动活塞33的升降程度，改变空气腔35的容积，进而改变橡胶弹簧座1的弹性程度。
悬架上设有传感器组，传感器组包括位移传感器和振动传感器，且传感器组与控制器信号连接，对悬架的运行情况进行监测，在使用过程中，控制器可以根据道路数据模块判断当前道路的质量，道路数据模块为道路质量大数据信息，或实时图像摄像头，通过实时图像摄像头对道路质量信息进行采集处理，并传输至控制器，通过获得的道路信息，控制器可控制驱动电机，控制驱动活塞33的升降程度，改变空气腔35的容积，对橡胶弹簧座的弹性程度进行改变。
当需要增强减震效果时，截止阀23关闭对平衡油管22截止，控制器打开电磁阀37，使外部空气进入空气腔35，同时驱动电机41通过齿轮箱42驱动螺杆43，使驱动活塞33降下，增加空气腔35的容积，然后将电磁阀37关闭使空气腔35内呈密闭状态，截止阀23也打开使平衡油管22连通，由于空气腔35容积的变大，能够使自由活塞32的缓冲性更强，从而减少橡胶弹簧座1的刚度。
当需要减小减震效果时，截止阀23关闭对平衡油管22截止，控制器打开电磁阀37，驱动电机41通过齿轮箱42驱动螺杆43，使驱动活塞33升起，将空气腔35中的空气排出，减小空气腔35的容积，然后将电磁阀37关闭使空气腔35内呈密闭状态，截止阀23也打开使平衡油管22连通，由于空气腔35容积的变小，能够使自由活塞32的缓冲性变弱，从而增加橡胶弹簧座1的刚度，通过调压机构调节空气腔35内的容积大小，实现对橡胶弹簧座1弹性强度的自适应调节，在平衡油管22的作用下也使各个橡胶弹簧座1能够同步均衡适应减震，并对橡胶弹簧座1的载荷进行限制，消除橡胶弹簧座的振动和噪音。
通过控制筒体中的空气腔容积，能够使橡胶弹簧座实现对车辆的自适应减震调节；例如在道路质量较差或存在颠簸时，控制器控制调压机构增加空气腔的容积，降低橡胶弹簧座的刚度，使其更柔软，更好的吸收和减缓来自道路的冲击和震动，提供更好的乘坐舒适性和稳定性；在道路质量较好或需要更高的悬挂刚度时，控制器控制调压机构减小空腔的容积，增加橡胶弹簧座的刚度和稳定性，更好的控制车辆的姿态和悬挂响应，适应高速行驶或激烈驾驶的需求，降低车辆在不平坦路面的抖动和失控风险；并且通过道路质量大数据信息或实时图像摄像头处理信息进行道路质量判断，根据判断结构控制调压机构，使橡胶弹簧座能够根据道路状况的实时变化来自适应调节减震性能，提供最佳的减震效果，实现最佳的悬挂系统调整。
优选的，液压缸内的油腔是直接通过平衡油管进入到筒体的油室内，不能控制减震油的流速阻力，减震油会快速的进入到油室内，可能会减弱橡胶弹簧座的减震效果，所以设置有用以辅助橡胶弹簧座减震的阻力调节组件，如图6所示，液压缸11为复合结构，包括内缸5和外缸6，内缸5的外侧密封套装外缸6，并在内缸5的侧部开设有条孔8，条孔8与外缸6连通，外缸6底部与平衡油管22连接，缸杆12底部固定有筒罩7，且内缸5的油腔分为上中下三段区域，条孔8位于中段区域，当缸杆12的筒罩7位于上段区域a时，橡胶弹簧座的自由度为最大阶段，减震效果较好，筒罩7可在上段区域a上下浮动，油腔内的减震油通过条孔8被挤压至外缸6内，并通过外缸6进入平衡油管22内，减震油通过条孔8进入到外缸6内时，通过条孔8能够使减震油流速阻力变大，辅助增加减震效果；当缸杆12的筒罩7位于中段区域b时，筒罩7可在中段区域b上下浮动，筒罩7会与条孔8交错，改变条孔8的大小，橡胶弹簧座的自由度逐渐减小状态，减震效果变弱；当缸杆12的筒罩7位于下段区域c时，筒罩7会直接封堵条孔8，筒罩7在下段区域c不再浮动，橡胶弹簧座为无自由度状态，实现辅助对橡胶弹簧座减震的阻力调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围内所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，其特征在于，包括橡胶弹簧座和调压机构，橡胶弹簧座包括液压缸，液压缸的缸杆自由端固定有上橡胶座，上橡胶座外侧固定有与悬架连接的上连接座，液压缸的底部固定有下橡胶座，下橡胶座外侧固定有与底板连接的下连接座，在上橡胶座与下橡胶座之间设有弹簧；所述调压机构包括筒体，在筒体内设有自由活塞和驱动活塞，自由活塞的上侧为油室，自由活塞与驱动活塞之间构成空气腔，在空气腔的侧壁安装有气管，并在气管上设有电磁阀，控制器通过打开电磁阀且控制驱动机构来改变驱动活塞的升降程度；两侧减震用的液压缸的油腔通过平衡油管连通，并在平衡油管上设有截止阀，且平衡油管与所述油室连通；控制器根据道路数据模块判断道路质量，并通过调压机构改变空气腔的容积，从而改变联动的橡胶弹簧座的弹性强度，对车辆进行减震性调节。
2.根据权利要求1所述的一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，其特征在于，所述缸杆自由端与上橡胶座之间设有上垫片，上垫片分别与缸杆和上橡胶座固定连接，液压缸与下橡胶座之间设有下垫片，下垫片分别与液压缸和下橡胶座固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，其特征在于，所述驱动机构包括安装在筒体底部的齿轮箱，并在筒体内设有螺杆，螺杆与齿轮箱传动连接，驱动电机的输出端通过齿轮箱对螺杆进行驱动，控制驱动活塞的升降程度，改变空气腔的容积。
4.根据权利要求1所述的一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，其特征在于，传感器组设在悬架上，传感器组包括位移传感器和振动传感器，且传感器组与控制器信号连接。
5.根据权利要求1所述的一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，其特征在于，道路数据模块为道路质量大数据信息，控制器通过道路质量大数据信息对道路质量进行判断。
6.根据权利要求1所述的一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，其特征在于，道路数据模块为实时图像摄像头，通过实时图像摄像头对道路质量信息进行采集处理，并传输至控制器，控制器通过实时图像摄像头采集的信息对道路质量进行判断。
7.根据权利要求1所述的一种汽车自适应调节橡胶弹簧座，其特征在于，还包括用以辅助橡胶弹簧座减震的阻力调节组件。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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