CN1209252C - 车辆空气悬架系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆空气悬架系统，其高度控制阀与空气弹簧一体构成，该系统包括：空气弹簧，其上端与车辆底盘车架的下部连接以支撑车身；穿过空气弹簧顶部并连接于底盘车架的上部件，和穿过所述空气弹簧的底部并与所述空气弹簧的下端和车轴连接的下部件，其中该上、下部件的直线滑动引起上、下部件总的长度的变化；和阀门装置，用于从空气箱提供压缩空气给所述空气弹簧或者使空气弹簧内的所述空气排放到大气中，其中所述阀门装置包括形成在所述上、下部件上的多个空气通道，使得所述阀门装置响应所述上、下部件的直线运动通过所述空气通道提供和排放空气。这样可减小空气悬架系统的安装空间，减少其零件数，并降低了制造成本。

Description

车辆空气悬架系统
技术领域
本发明涉及车辆空气悬架系统，尤其涉及适合于使高度控制阀和空气弹簧一体化的车辆空气悬架系统，以减少安装空间的尺寸并降低制造成本。
背景技术
通常，安装在如大型公共汽车、重型卡车等商用车辆上的空气悬架系统包括空气箱、高度控制阀和空气弹簧等。该系统利用空气弹性吸收小的振动，从而提高乘车的舒适性并且通过压力控制的方法能将车辆的高度调整在一预定的高度。
用于车辆空气悬架系统的高度控制阀10固定地安装在图1所示的底盘车架1上，而空气弹簧30这样安装使其支撑底盘车架1的底部区域。高度控制阀10和空气弹簧30通过一枢轴杆11相互连接。
此外，高度控制阀10包括第一气门12，其用于接收来自空气箱的压缩空气，第二气门13，其用于接受从空气弹簧30排放的空气，以及第三气门14，其与第二气门13选择性连接以排放从空气弹簧30接收的空气。
下面将参照图1、图2、图3说明这样构造的空气悬架系统的工作原理。
首先，当车体的负荷保持在平衡状态时，连接高度控制阀10和空气弹簧30的枢轴杆11保持在图1所示的水平位置，并且高度控制阀10的摇杆15和臂16保持在中间位置。结果，高度控制阀10的供给阀17和排气阀18完全关闭，防止空气箱和空气弹簧30的供气和排气。
此外，如图2所示，当车身的负荷太重而压缩空气弹簧30时，在高度控制阀10处的枢轴杆11被向上抬起，而转轴19旋转促使固定在转轴19的摇杆15的一端压缩右弹簧22。
结果，插在左弹簧21和右弹簧22之间以保持平衡位置的臂16，经作为铰链轴的转轴19被左弹簧21推向右边，以使臂16的一端将柱塞23推到右边。
由于阻尼室24充满了油，柱塞23右边中的油经过连通通道25和可变节流阀26(减压阀)被挤压到柱塞的左边。同时，柱塞23移动到右边打开供给阀17。
当供给阀17打开时，空气箱供给的压缩空气经第二气门13释放到空气弹簧30，空气弹簧30藉此缓慢膨胀促使枢轴杆11回到水平位置。同时，摇杆15和臂16也回到中间位置，使供给阀17借助于弹簧的力而关闭并回到平衡位置。
同时当车身的负荷变轻时，空气弹簧30如图3所示膨胀从而降低高度控制阀10的枢轴杆11。结果，摇杆15顺时针旋转压缩左弹簧21，并且臂16将柱塞23推到左边，柱塞23藉此打开排气阀18，使空气弹簧30中的空气经排气阀18和第三气门排放到大气中。
当空气弹簧30内的压力降低并且枢轴杆11回到水平位置时，排气阀18关闭以终止空气的排出，这样车身的负荷保持在平衡的状态。
然而，根据现有技术这样描述的空气悬架系统存在一个问题，因为将高度控制阀10和空气弹簧30分开安装在底盘车架1需要一个大的安装空间，由此在制造车辆时，会产生麻烦过程，也会给工人带来不便。
另一个问题是，连接高度控制阀10和空气弹簧30的枢轴杆11的预定长度必然导致增加构成空气悬架系统的零件数目并增加制造成本。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种车辆空气悬架系统，该车辆空气悬架系统适合一体化构成空气弹簧阀装置以响应安装在底盘车架上的车辆高度的变化而改变空气弹簧的弹性，从而减小空气悬架系统的安装空间，减少了制造车辆的麻烦过程并且为工人提供了改进后的便利。
本发明的另一目的是提供一种车辆空气悬架系统，其省去了连接高度控制阀与空气弹簧的枢轴杆，从而减少了构成空气悬架系统的零件数目并最终降低了制造成本。
根据本发明一实施例，车辆空气悬架系统包括：一空气弹簧，其顶端连接到底盘车架的下部以支撑车身，一上部件，其从空气弹簧的顶部穿过并连接于底盘车架，一下部件，其从空气弹簧的底部穿过并连接于空气弹簧的下端和车轴，其中上部件和下部件的直线滑动造成上、下部件总体长度的变化，和一阀门装置，其包括形成在上、下部件上的多个空气通道，并通过这些空气通道响应上部件和下部件的直线滑动从空气箱提供压缩空气给空气弹簧，或将空气弹簧内的空气排放到大气中。
附图说明
为了更全面地理解本发明的特性和目的，应结合附图参照下面的详细说明，其中：
图1、图2和图3是用于说明现有技术的空气悬架系统和高度控制阀工作原理的侧视图和纵剖面视图。
图4、图5和图6是用于说明本发明的空气悬架系统及其工作原理的纵剖面视图。
图7和图8是说明本发明另一实施例的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的实施例。
如图4、图5和图6所示，控制空气弹簧60内部压力的阀门装置一体化地构成在空气弹簧60占用的空间内。
根据本发明的空气悬架系统包括：空气弹簧60，其上端连接于底盘车架1的下部用以直接支撑车身；一上部件，其从空气弹簧60的顶部穿过并连接于底盘车架1，和一下部件，其从空气弹簧60的底部穿过并连接于空气弹簧60的下端和车轴A，其中上、下部件的直线滑动导致上、下部件总长度的变化；和一阀门装置，其响应上、下部件的直线滑动，从空气箱(图未显示)给空气弹簧60提供压缩空气或是将空气弹簧60中的空气排放到大气中。
下部件由圆柱体部件51构成，圆柱体部件51具有圆柱体孔50，圆柱体孔50沿纵向有一预定的的断面形状；而上部件由柱塞部件53构成，柱塞部件53有一柱塞零件40，其在纵向的截面形状对应于圆柱体孔50的截面形状。
柱塞部件53的柱塞零件40插在圆柱体部件51的圆柱体孔50内，其在一预定的距离内垂直地滑动。柱塞部件53的上端固定于底盘车架1，而圆柱体部件51其下端和车轴A连接并且和空气弹簧60的下端一体地连接在一起。
阀门装置包括形成在圆柱体部件51的第一空气通道41，其一端连接于空气箱用于接收压缩空气，另一端连接到圆柱体孔50；形成在柱塞部件53的第二空气通道42，当由圆柱体部件51和柱塞部件53构成的整个长度缩短到一预定长度(L1)时，其一端形成与空气弹簧60内部的连通而另一端形成与第一空气通道41的连通；形成在圆柱体部件51的第三空气通道43，其一端形成与大气的连通，另一端形成与圆柱体孔50的连通；形成在柱塞部件53内的第四空气通道44，当由圆柱体部件51和柱塞部件53构成的总的长度延伸到一预定的长度(L2)时，第四空气通道44的一端形成与空气弹簧60内部的连通，另一端形成与第三空气通道43的连通；第五空气通道55形成使柱塞零件40的端部和圆柱体孔50之间构成的内部空间经第三空气通道43与大气连通。
预定长度(L1)和预定长度(L2)可根据运行情况、车辆负荷以及本发明空气悬架系统的灵敏度进行适当的选择。
位于L1和L2之间的接近中间长度(LS，换句话说，即L1＜LS＜L2)当然地为标准状态，在这标准状态下，车辆处于标准的负荷和工作状态，底盘车架1支持在车轴(A)上，并且在空气弹簧内形成的空气压力是为了保持上述的状态。
下面，将说明如此结构的本发明的工作过程。
图4表示的标准状态是这样一种情形，车辆行驶在理想状态，没有被碰撞或者弹起，第一空气通道41和第二空气通道42没有连通，并且第三空气通道43和第四空气通道44没有互相连通。
在这种状态下，空气箱的压缩空气不能提供给空气弹簧，并且空气弹簧60里的内部压缩空气不能排放到大气中，这样空气弹簧60里的压缩空气量保持不变以使底盘车架1稳定地支撑车轴A。
当由于路况、行驶速度等的变化，造成底盘车架1和车轴A之间的空间变窄时，而车辆在上述状态行驶，如车辆被碰撞，空气弹簧60收缩引起圆柱体部件51和柱塞部件53向一个位置直线滑动，圆柱体部件51和柱塞部件53的总长度缩短逐渐变化到图5所示的状态。结果，第一空气通道41和第二空气通道42相互连通而第三空气通道43和第四空气通道44形成阻塞。
压缩空气随即经第一空气通道41和第二空气通道42从空气箱提供到空气弹簧60，压缩空气开始终止空气弹簧60的收缩，逐渐膨胀已收缩了的空气弹簧60，从而产生了推进到初始状态的动力。
同时，当车辆弹起时，由于圆柱体部件51和柱塞部件53相互滑动到图6所示的状态，空气弹簧60膨胀促使圆柱体部件51和柱塞部件53的整个长度逐渐延伸至一预定长度(L2)。
此时，提供给第一空气通道41的压缩空气不输送到第二空气通道42，这样阻止了压缩空气释放到空气弹簧60中。相反地，空气弹簧60内的压缩空气通过第三空气通道43和第四空气通道44释放到大气中。
因此，空气弹簧60的内部压力减小使空气弹簧60收缩，这样于圆柱体部件51和柱塞部件53直线地滑动到一位置，在这一位置圆柱体部件51和柱塞部件53的整个长度缩短到图4所示的标准状态。对应于当车辆行驶发生的碰撞和反弹，反复重复图4、图5和图6所示的状态以自动地保持车辆处于稳定的状态。
同时，除了如此描述的第一实施例之外，本发明的技术构思可运用于第二实施例中，在第二实施例中，如图7所示，圆柱体部件71安装在底盘车架1上，而柱塞部件73连接于车轴A。
在第二实施例中，阀门装置包括形成在柱塞部件73的第六空气通道76，第六空气通道76的的一端连接于空气箱，用于接收压缩空气，第六空气通道76的另一端形成和一圆柱体孔的连通；形成在圆柱体部件71的第七空气通道77，其一端与空气弹簧60的内部相通，而另一端，当构成圆柱体部件和柱塞部件的总长度缩短到预定的长度(L1)时，形成与第六空气通道76的连通；形成在柱塞部件71内的第八空气通道78，其一端与大气连通而其另一端与和圆柱体孔连通；形成在圆柱体部件71的第九空气通道79，其一端与空气弹簧60的内部连通，而其另一端，当构成圆柱体部件和柱塞部件的总长度伸展到预定的长度(L2)时，与第八空气通道78连通；还有第十空气通道80使由柱塞部件端部和圆柱体孔形成的内部空间与大气连通。
此外，本发明可用于如图8所示的第三实施例，除了形成第十一空气通道81以使柱塞部件的一端与圆柱体孔形成的空间与空气弹簧内部连通外，其与第二实施例大体上相同。工作原理和第二实施例的工作原理一样。
从前面的描述清楚地看到，根据本发明描述的车辆空气悬架系统有一个优点，根据车辆高度的变化而改变空气弹簧弹性的阀门装置和安装在底盘车架上的空气弹簧一体地构成，这样一来，空气旋架系统的安装空间得以减小，由此，涉及车辆制造的麻烦过程能得以消除从而为工人提供了改进后的便利。
另外一个优点是，因为省去了用于连接高度控制阀和空气弹簧的一常规枢轴杆从而减少了构成空气悬架系统的零件数目，并且降低了制造成本。
以上本发明具体实施例描述的目的是为了举例和说明。它们并不完全并且其不将本发明限于批露的的明确形式。显然，根据上面的示例，可能有许多变形和变化。以上选择和描述的实施例是为了最佳地解释发明的原理极其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能最佳地使用本发明和各种适合预定特殊用途的各种变形的不同实施例。本发明的范围应当由下面的权利要求书和它们的等效物来限定。

Claims (5)

1.一种车辆空气悬架系统，该系统包括：
一空气弹簧(60)，其上端与车辆底盘车架(1)的下部连接以支撑车身；
一穿过空气弹簧(60)顶部并连接于底盘车架(1)的上部件，和一穿过所述空气弹簧(60)的底部并与所述空气弹簧的下端(60)和车轴(A)连接的下部件，其中该上、下部件的直线滑动引起上、下部件总的长度的变化；和
一阀门装置，用于从空气箱提供压缩空气给所述空气弹簧(60)或者使空气弹簧(60)内的所述空气排放到大气中，其中所述阀门装置包括形成在所述上、下部件上的多个空气通道，使得所述阀门装置响应所述上、下部件的直线运动通过所述空气通道提供和排放空气。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述下部件由一圆柱体部件(51)构成，该圆柱体部件(51)沿纵向具有一预定断面形状的圆柱体孔(50)，而上部件由一柱塞部件(53)构成，该柱塞部件(53)有一柱塞零件(40)，该柱塞零件(40)的纵向截面形状与圆柱体孔(50)的纵向截面形状对应。
3.如权利要求2所述的系统，其中阀门装置包括：
形成在圆柱体部件(51)的第一空气通道(41)，其一端连接于空气箱用以接收压缩空气而其另一端与所述圆柱体孔(50)连接；
形成在柱塞部件(53)的第二空气通道(42)，其一端形成与所述空气弹簧(60)内部的连通而其另一端当圆柱体部件(51)和所述柱塞部件(53)构成的总长度缩短到一预定长度时，和第一空气通道(41)连通；
形成在所述圆柱体部件(51)的第三空气通道(43)，其一端形成与大气的连通而其另一端形成与所述圆柱体孔(50)的连通；
形成在所述柱塞部件(53)的第四空气通道(44)，其一端形成与所述空气弹簧(60)内部的连通，而另一端当所述圆柱体部件(51)和所述柱塞(53)部件构成的总长度伸长到一预定长度时，与第三空气通道(43)连通；
第五空气通道(55)形成使柱塞零件(40)的端部和圆柱体孔(50)所形成的内部空间经所述第三空气通道(43)与大气连通。
4.如权利要求2所述的系统，其中阀门装置包括：
形成在所述柱塞部件(73)的第六空气通道(76)，其一端连接到所述空气箱以接收压缩空气而其另一端形成与所述圆柱体孔的连通；
形成在所述圆柱体部件(71)的第七空气通道(77)，其一端与所述空气弹簧(60)的内部连通而另一端当所述圆柱体部件和所述柱塞部件(73)构成的总长度缩短到一预定长度时，与第六空气通道(76)连通；
形成在所述柱塞部件(73)的第八空气通道(78)，其一端与大气连通而另一端形成与所述圆柱体孔的连通；
形成在所述圆柱体部件(71)的第九空气通道(79)，其一端与所述空气弹簧(60)的内部连通，而当所述圆柱体部件(71)和所述柱塞部件(73)构成的总长度伸长到一预定长度时，与第八空气通道(78)连通；并且
第十空气通道(80)形成使所述柱塞零件的端部和所述圆柱体孔形成的内部空间与大气连通。
5.如权利要求2所述的系统，其中阀门装置包括：
形成在所述柱塞部件(73)的第六空气通道(76)，其一端与所述空气箱连通用以接受所述压缩空气而另一端形成与所述圆柱体孔的连通；
形成在所述圆柱体部件(71)的第七空气通道(77)，其一端与所述空气弹簧(60)的内部连通而其另一端当所述圆柱体部件和所述柱塞部件(73)构成的总长度缩短到一预定长度时，与第六空气通道(76)连通；
形成在所述柱塞部件(73)的第八空气通道(78)，其一端与大气连通而另一端形成与所述圆柱体孔的连通；
形成在所述圆柱体部件(71)的第九空气通道(79)，其一端与所述空气弹簧(60)内部连通而另一端当所述圆柱体部件(71)和所述柱塞部件(73)组成的总长度伸长到一预定长度时，与第八空气通道(78)连通；并且
第十一空气通道(81)形成使所述柱塞零件的端部和所述圆柱体孔形成的内部空间与所述空气弹簧(60)的内部连通。
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