CN208885846U - 一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空气弹簧技术领域，尤其为一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，包括活塞与两根节流阻尼管，所述活塞的顶端连接有橡胶气囊，所述橡胶气囊的顶端设有上盖板，所述上盖板的顶端设有两根节流阻尼管；两根节流阻尼管直径分别为d1、d2，两根节流阻尼管均通过气嘴快插方式连接在上盖板的顶端，所述直径为d1、d2的阻尼管内部分别设有一号、二号开关电磁阀，通过气嘴快插方式同附加气室连接。本实用新型采用不等径双节流管，设有两个开关电磁阀，可实现空气阻尼弹簧刚度过渡特性及空气阻尼特性的四级调节功能，使其刚度和空气阻尼特性可以根据车辆行驶情况通过控制单元控制电磁阀的开闭进行实时控制，有利于提高车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性。

Description

一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧

技术领域

本实用新型属于空气弹簧技术领域，具体涉及一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧。

背景技术

空气弹簧是一种较为理想的弹性元件，具有理想的非线性力学特性，良好的道路友好性、质量轻、内摩擦小，有利于车辆的轻量化和降低噪音，其优越的力学特性能为车辆提供良好的乘坐舒适性。因此，空气弹簧广泛应用于商用车车身、列车二级悬架、车辆悬架、设备减震等多个领域。

空气弹簧虽然利用橡胶材料和压缩空气使其具有理想的刚度非线性特性，但仅仅作为弹性元件替代传统金属弹簧，没有更好地拓展空气弹簧的应用范围。以空气弹簧作为主气室，通过增加附加气室和节流元件的方式构成空气阻尼弹簧，使空气阻尼弹簧具有变刚度和变阻尼的双重特性，拓展了空气弹簧的功能。空气阻尼的引入也使空气阻尼弹簧替代传统液压减振器成为可能，对汽车悬架轻量化、改善整车综合性能具有重要意义。

但在现有技术中，空气阻尼弹簧结构常采用整体式结构，即将附件气室直接布置在活塞正下方，造成空气阻尼弹簧结构大，不便于在车辆悬架种进行布置，特别在座椅悬架、车身悬置和乘用车悬架中布置困难。

但在现有技术中，空气阻尼弹簧中常采用节流孔作为节流元件，压缩气流流经节流孔具有极强的非线性特性，加上橡胶气囊的强非线性与压缩空气热力学状态变化的非线性，导致整个空气阻尼弹簧的设计、计算难度大。

但在现有技术中，空气阻尼弹簧中没有设置电磁阀，且只有单个节流元件，导致空气阻尼弹簧的刚度和空气阻尼大小不能根据车辆行驶情况进行调节，单个节流元件也无法实现多级刚度过渡特性和多级空气阻尼特性的调节。

因此，为改善传统空气阻尼弹簧结构布置难度大、非线性极强、刚度和阻尼特性单一且不能根据车辆行驶情况调节等问题，研究一种结构布置灵活、力学特性线性化相对更好、刚度和阻尼特性可多级主动调节的新型空气阻尼弹簧显得尤为迫切。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，具有便于布置的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，空气阻尼弹簧包括：

活塞，所述活塞的顶端连接有橡胶气囊，所述橡胶气囊的顶端设有上盖板，所述上盖板焊接有双进气螺柱，与气嘴螺纹紧固、密封连接，所述气嘴快插式连接两根节流阻尼管；

两根节流阻尼管，两根节流阻尼管分为直径为d2的阻尼管与直径为d1的阻尼管，两根节流阻尼管均通过与气嘴快插方式连接在上盖板的顶端，所述直径为d2的阻尼管的内部设有二号开关电磁阀，所述直径为d1的阻尼管的内部设有一号开关电磁阀，所述直径为d2的阻尼管与直径为d1的阻尼管的另一端连接有附加气室；

控制单元ECU，所述控制单元ECU分别通过电缆与一号开关电磁阀和二号开关电磁阀连接。

为了增大空气弹簧容积，提升车辆舒适性和轻量化水平，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，所述活塞为铝铸造制成的中空结构构件，活塞顶端开设有连接孔，活塞通过连接孔与橡胶气囊连通。

为了使得设备调节刚度和阻尼时更为方便，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，所述上盖板上设计有双进气螺柱，上盖板与直径为d2的阻尼管、直径为d1的阻尼管通过快插式气嘴与进气螺柱连通，进气螺柱设计有内、外双螺纹，进气螺柱与上盖板采用二氧化碳保护焊焊接，上盖板采用三价铬电镀处理。

为了提升结构的密封性与便于更换气囊体，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，所述橡胶气囊由橡胶和帘子线硫化制成，所述橡胶气囊与活塞、橡胶气囊与上盖板之间采用止口配合、压力自密封连接，上盖板、橡胶气囊与活塞构成空气弹簧。

为了便于设备的快速更换，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，所述气嘴上带有密封层，与进气螺柱采用螺纹连接、密封，气嘴与两根不等径节流阻尼管为快插式密封连接。两根不等径节流阻尼管与开关电磁阀、附加气室的连接均为气嘴快插式连接。

为了提升设备的结构强度，延长设备的使用寿命，实现多级刚度过渡特性和空气阻尼特性，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，两根节流阻尼管均采用高强度、耐高压尼龙管，两根节流阻尼管的直径与长度均不相同。

为了实现多级刚度过渡特性和空气阻尼特性的调节，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，两根不等径节流阻尼管内部设置有一号、二号开关电磁阀。

为了使得设备能够更为精确的进行刚度过渡特性和空气阻尼调节，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，所述控制单元ECU另一端通过电缆连接有转角传感器、高度传感器、气压传感器和加速度传感器，所述控制单元ECU分别通过电缆与一号开关电磁阀和二号开关电磁阀连接。

为了提升设备的安全性能，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，所述附加气室为单腔储气筒，附加气室的底端通过螺纹连接有排水阀，附加气室的侧壁通过螺纹连接有侧置安全阀。

为了设备更便于安装与放置，作为本实用新型的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧优选技术方案，所述附加气室与由上盖板、橡胶气囊和活塞组成的空气弹簧为分体式布置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)该空气阻尼弹簧的空气弹簧的上盖板、橡胶气囊和活塞三者之间采用止口配合，零部件少，安装简单，维护方便，当空气弹簧的橡胶气囊疲劳损坏后，只需要更换橡胶气囊即可，维护简单，维修成本低。

(2)该空气阻尼弹簧采用分体式布置，附加气室布置灵活，有利于在有限空间内进行悬架设计和合理布置。该空气阻尼弹簧采用节流阻尼管作为节流元件，具有相对更好的线性特性，可以降低空气阻尼弹簧设计计算的复杂程度，有利于缩短开发周期和更好地对其力学特性进行控制。节流阻尼管与进气螺柱上的气嘴，电磁阀及附加气室均为快插式连接，装配简单、可靠，维护方便。

(3)该空气阻尼弹簧采用不等径双节流管，且设有两个开关电磁阀，可以实现空气阻尼弹簧刚度过渡特性及空气阻尼特性的四级调节功能，使其刚度和空气阻尼特性可以根据车辆行驶情况通过控制单元控制电磁阀的开闭进行实时控制，有利于提高车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中的上盖板俯视结构示意图；

图3为本实用新型中的上盖板截面结构示意图；

图4为本实用新型中的橡胶气囊结构示意图；

图中：1、活塞；2、橡胶气囊；3、上盖板；4、气嘴；5、直径为d2的阻尼管；6、直径为d1的阻尼管；7、一号开关电磁阀；8、二号开关电磁阀；9、控制单元ECU；10、转角传感器；11、高度传感器；12、气压传感器；13、加速度传感器；14、附加气室；15、排水阀；16、安全阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-4，本实用新型提供以下技术方案：一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，包括活塞1，所述活塞1的顶端连接有橡胶气囊2，所述橡胶气囊2的顶端设有上盖板3，所述上盖板3焊接有双进气螺柱，与气嘴4螺纹紧固、密封连接，所述气嘴4快插式连接有两根节流阻尼管；

两根节流阻尼管，两根节流阻尼管分为直径为d2的阻尼管5与直径为d1的阻尼管6，两根节流阻尼管均通过快插式气嘴4螺纹连接在上盖板3的顶端，所述直径为d2的阻尼管5的内部设有二号开关电磁阀8，所述直径为d1的阻尼管6的内部设有一号开关电磁阀7，所述直径为d2的阻尼管5与直径为d1的阻尼管6的另一端连接有附加气室14；

控制单元ECU9，所述控制单元ECU9分别通过电缆与一号开关电磁阀7和二号开关电磁阀8连接，本实施方案中，一号开关电磁阀7与二号开关电磁阀8独立工作能够便于设备调整橡胶气囊2内部的压力及节流通道的关闭。

具体的，活塞1为铝铸造制成的中空结构构件，活塞1顶端开设有连接孔，活塞1通过连接孔与橡胶气囊2连通，本实施例中活塞1为铝铸造制成的中空结构构件。

具体的，上盖板3上设计有双进气螺柱，上盖板3与直径为d2的阻尼管5、直径为d1的阻尼管6通过气嘴4与进气螺柱连通，进气螺柱设计有内、外双螺纹，进气螺柱与上盖板3采用二氧化碳保护焊焊接，上盖板3采用三价铬电镀处理，本实施例中三价铬电镀提升上盖板3的惰性，减少腐蚀，提升上盖板3的使用寿命，环保耐用。

具体的，橡胶气囊2由橡胶和帘子线硫化制成，橡胶气囊2与活塞1、橡胶气囊2与上盖板3之间采用止口配合、压力自密封连接，上盖板3、橡胶气囊2与活塞1构成空气弹簧。

具体的，气嘴4上带有密封层，与进气螺柱采用螺纹连接、密封，气嘴4与两根不等径节流阻尼管为快插式密封连接，两根节流阻尼管均采用高强度、耐高压尼龙管，两根节流阻尼管的直径与长度均不相同，两根不等径节流阻尼管与一号、二号开关电磁阀的连接均为气嘴4快插式连接，本实施例中快插式连接便于工作人员对阻尼管或电磁阀等组件进行更换，提升更换效率。

具体的，控制单元ECU9与转角传感器10、高度传感器11、加速度传感器12和气压传感器13等通过电缆连接，本实施例中，电缆连接便于设备正常的通信进行信号传输与电力传输。

具体的，附加气室14为单腔储气筒，附加气室14的底端通过螺纹连接有排水阀15，附加气室14的侧壁通过螺纹连接有侧置安全阀16，本实施例中，附加气室为铝合金轻量化、耐腐蚀性材料，排水阀15与安全阀16提升设备的安全性能。

具体的，附加气室14与由上盖板3、橡胶气囊2和活塞1组成的空气弹簧为分体式布置，本实施例中分体式布置便于设备的安装与放置。

本实施例中控制单元ECU9、转角传感器10、高度传感器11、气压传感器12和加速度传感器13为已经公开的广泛运用于日常生活的已知技术，控制单元ECU9采用济南畅丰汽车配件有限公司生产的型号为202V25803-7915的控制单元，转角传感器10采用厦门领夏智能科技有限公司生产的型号为SAS-01的传感器，高度传感器11采用瑞安市宏创汽车配件有限公司生产的型号为RQH 10030的传感器，气压传感器12采用北京京欧天盛商贸有限公司生产的型号为2.4L MT的传感器，加速度传感器13采用宏晟科技(香港)有限公司生产的型号为MMA7660FC的传感器。

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型中该设备在运行时活塞1与橡胶气囊2、橡胶气囊2与上盖板3两两之间通过止口配合、压力自密封，构成空气弹簧。快插式气嘴4上带有密封层、通过螺纹紧固与上盖板3上的进气螺柱密封连接。两根不等径节流阻尼管5、6与气嘴4为快插式密封连接。节流阻尼管5、6亦通过快插式气嘴与两开关电磁阀7、8两端及附加气室14进行连接。两个开关电磁阀7、8控制端由电缆连接到控制单元ECU 9。控制单元ECU 9接收转角传感器10、高度传感器11、气压传感器12和加速度传感器13等信号进行综合计算、分析，进而发出电信号控制开关电磁阀动作。附加气室14上通过螺纹连接有下排水阀15和侧置安全阀16。

充、放气或高度调整时，两电磁阀7、8均处于打开状态。气体从压缩机或储气罐进入附加气室14(气室14侧边有一进气孔，图中未画出)，通过两节流管5、6经由开关电磁阀7、8进入橡胶气囊内，通过附件气室14的侧边进气孔实现空气阻尼弹簧的进气、排气功能。

工作中，上盖板3、橡胶气囊2与活塞1之间通过止口配合，压力自密封，保证空气弹簧气密性。空气弹簧，节流管5、6，电磁阀7、8及附加气室14构成一个密闭的气压回路。当活塞1、上盖板3安装在汽车悬架中产生相对运动时，控制单元9根据实时接收的转角传感器10、高度传感器11、气压传感器12和加速度传感器13等信号进行综合计算、分析，判断车辆的行驶状态，进而发出电信号控制开关电磁阀7、8动作。

两个开关电磁阀7、8动作产生的四种状态如下：

开关电磁阀7处于开启状态，电磁阀8处于开启状态，空气阻尼弹簧的橡胶气囊内气体同时通过直径为d2、d1的节流阻尼管5、6及电磁阀7、8与附加气室连通。此时，空气阻尼弹簧的刚度过渡特性和空气阻尼特性设定为第一级刚度、阻尼状态。

开关电磁阀7处于关闭状态，电磁阀8处于开启状态，空气阻尼弹簧的橡胶气囊内气体通过直径为d2的节流阻尼管5、电磁阀8与附加气室连通。此时，空气阻尼弹簧的刚度过渡特性和空气阻尼特性设定为第二级刚度、阻尼状态。

开关电磁阀7处于开启状态，电磁阀8处于关闭状态，空气阻尼弹簧的橡胶气囊内气体通过直径为d1的节流阻尼管6、电磁阀7与附加气室连通。此时，空气阻尼弹簧的刚度过渡特性和空气阻尼特性设定为第三级刚度、阻尼状态。

开关电磁阀7、8均处于关闭状态，空气阻尼弹簧的橡胶气囊内气体与附加气室内气体被电磁阀7、8隔绝。此时，空气阻尼弹簧即为单个空气弹簧，无空气阻尼，刚度最大，设定为第四级刚度、阻尼状态。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“一端”、“中间”、“圆周”、“顶端”、“底端”、“左端”、“右端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“另一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：空气阻尼弹簧包括：

活塞，所述活塞的顶端连接有橡胶气囊，所述橡胶气囊的顶端设有上盖板，所述上盖板焊接有双进气螺柱，与气嘴螺纹紧固密封，所述上盖板的顶端设有两根节流阻尼管；

两根节流阻尼管，两根节流阻尼管分为直径为d2的阻尼管与直径为d1的阻尼管，两根节流阻尼管均通过快插式气嘴连接在上盖板的顶端，所述直径为d2的阻尼管的内部设有二号开关电磁阀，所述直径为d1的阻尼管的内部设有一号开关电磁阀，所述直径为d2的阻尼管与直径为d1的阻尼管的另一端连接有附加气室；

控制单元ECU，所述控制单元ECU分别通过电缆与一号开关电磁阀和二号开关电磁阀连接。

2.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：所述活塞为铝铸造制成的中空结构构件，活塞顶端开设有连接孔，活塞通过连接孔与橡胶气囊连通。

3.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：所述上盖板上设计有双进气螺柱，上盖板与直径为d1的阻尼管、直径为d2的阻尼管通过快插式气嘴与进气螺柱连通，进气螺柱设计有内、外双螺纹，进气螺柱与上盖板采用二氧化碳保护焊焊接，上盖板采用三价铬电镀处理。

4.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：所述橡胶气囊由橡胶和帘子线硫化制成，所述橡胶气囊与活塞、橡胶气囊与上盖板之间采用止口配合、压力自密封连接，上盖板、橡胶气囊与活塞构成空气弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：所述气嘴上带有密封层，与进气螺柱采用螺纹连接、密封，气嘴与两根不等径节流阻尼管为快插式密封连接。

6.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：两根节流阻尼管均采用高强度、耐高压尼龙管，两根节流阻尼管的直径与长度均不相同。

7.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：两根不等径节流阻尼管内部分别设置有一号、二号开关电磁阀，阻尼管与开关电磁阀的连接均为气嘴快插式连接。

8.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：所述控制单元ECU另一端通过电缆连接有转角传感器、高度传感器、气压传感器和加速度传感器。

9.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：所述附加气室为单腔储气筒，附加气室的底端通过螺纹连接有排水阀，附加气室的侧壁通过螺纹连接有侧置安全阀。

10.根据权利要求1所述的一种不等径双节流管的空气阻尼弹簧，其特征在于：所述附加气室与由上盖板、橡胶气囊和活塞组成的空气弹簧为分体式布置。