CN2663729Y - 空气弹簧 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空气弹簧，该空气弹簧具有位于主腔室和辅助腔室之间的多个孔，以便优化阻尼力并解决了采用单孔的普通空气弹簧遇到的问题。该装置的空气弹簧包括主腔室(10)、辅助腔室(20)和一个以上的孔(30)，主腔室(10)的容积根据空气量进行变化，辅助腔室(20)的容积不改变，孔(30)位于主腔室(10)和辅助腔室(20)之间。

Description

空气弹簧

技术领域

本装置涉及一种空气弹簧，特别涉及这样一种空气弹簧，该空气弹簧包括在主腔室和辅助腔室之间的多个孔，以便优化阻尼力并降低固有频率。

背景技术

通常，空气弹簧用于大型车辆的悬浮或安装精密测量仪器如显微镜、震源和地震强度测量装置、电子秤和光学仪器的场所，以便在产生振动时吸收和降低该振动。

如图1所示，普通空气弹簧包括主腔室10′，该主腔室包含其中含有空气的空腔部11′，并根据空腔部11′内的空气量改变其容积；辅助腔室20′，该辅助腔室与主腔室10′下部相连，包括充有空气并且其容积不根据空气量进行变化的蓄腔21′；和具有预定长度和直径的孔30′，该孔位于主腔室10′和辅助腔室20′之间，空气根据两腔室之间的压力差而流过该孔。

如果主腔室10′容积由于外力而改变了，则主腔室10′和辅助腔室20′之间形成压力差，导致空气流过孔30′。

当压缩主腔室10′和使其膨胀时，导致主腔室10′容积变化的力被转变成孔30′的摩擦损失。

而且，受压缩和膨胀中所施加力的作用而进行的位移呈椭圆封闭曲线，该封闭曲线是由孔30′产生的能量损失。

通过在空气流过孔30′时发生的能量损失，能够迅速实现系统的稳定性，从而抑制了共振中振幅的增大。而且由于主腔室10′和辅助腔室20′能够形成单一容积，因此系统保持很低的固有频率。

由于普通空气弹簧1′仅包括一个孔30′，为了控制流过孔30′的速度，必须设置阀。

其间，当空气弹簧包括孔阻尼器时，不需要另外的阻尼器，具有孔阻尼器的空气弹簧的位移可以分成三种，即微小位移、中间位移和大位移。

在微小位移中，流过孔的空气形成层流(laminar flow)，而中间位移是在空气由层流转变成紊流的范围内。大位移是在空气完全为紊流的范围内。

在空气完全处于层流的微小位移中，主腔室和辅助腔室充当一个腔室，而保持很小的弹簧常数。因此，微微产生阻尼。

在中间位移中，主腔室和辅助腔室不能完全充当一个腔室，但是弹簧常数保持很小，很大程度上产生阻尼。

而且，在大位移中，由于主腔室和辅助腔室不能充当一个腔室，并且由主腔室确定弹簧常数，因此该弹簧常数保持很大。尽管阻尼很大，但是其在位移增大时降低。

由于上述普通空气弹簧仅具有一个作为阻尼器使用的孔，如果空气在压力差作用下进行流动，则其主要形成紊流。由此使空气弹簧的位移增大，而主腔室和辅助腔室不能充当一个腔室，则弹簧常数变大。阻尼力从而降低。

而且，在微小位移中，由于空气流过孔的速度很低，因此降低了摩擦力，由此显著降低阻尼力。

发明内容

因此，本装置的目的在于提供一种空气弹簧，通过在主腔室和辅助腔室之间设置多个孔并保持流过这些孔的气流为层流，从而使其具有低弹簧常数和高阻尼力。

为了实现上述目的，本实用新型的空气弹簧包括：

主腔室，包括其中容纳有空气的空腔部，主腔室的容积根据空腔部中的空气量进行变化；

辅助腔室，与主腔室下部相连，并包括充有空气的蓄腔，辅助腔室的容积不根据蓄腔中的空气量进行变化；以及

一个以上的孔，所述孔具有预定长度和直径，位于主腔室和辅助腔室之间，空气根据两腔室之间的压力差流过所述孔。

由于在主腔室和辅助腔室之间设置多个孔，每个孔的流动直径减小，雷诺系数减小，由此可以使流过孔的流体保持在层流范围中。

因此，在本装置中，由于流体流过多个孔，因此抑制了紊流，主腔室和辅助腔室充当一个腔室。因此，弹簧常数保持很小，并且大大提高了阻尼力。

附图说明

为进一步理解本实用新型而给出了附图，并将其作为本说明书的组成部分，图中示出了本实用新型的实施例，参照附图说明本实用新型的原理，其中：

图1是普通空气弹簧内部结构的横截面图；

图2是本实用新型的空气弹簧内部结构的横截面图，其中孔一体形成于主腔室和辅助腔室之间的隔壁中。

具体实施方式

参照附图详细说明本装置。

本装置的空气弹簧1包括：

主腔室10，包括其中容纳有空气的空腔部11，主腔室10的容积根据空腔部11中的空气量进行变化；

辅助腔室20，与主腔室10下部相连，并包括充有空气的蓄腔21，辅助腔室20的容积不根据蓄腔21中的空气量进行变化；以及

一个以上的孔30，所述孔30具有预定长度和直径，位于主腔室10和辅助腔室20之间，空气根据两腔室之间的压力差流过孔30。

如图2所示，本装置最突出的特征是在主腔室10和辅助腔室20之间设置的多个孔30。

主腔室10内部包括空腔部11，空腔部11根据其中的空气量而膨胀或收缩。

在主腔室10上，设置隔膜40，载荷板50固定在隔膜40上，用于支承要求对其进行隔振或抑制振动的物体。

辅助腔室20与主腔室10通过具有预定长度和直径的多个孔30相连。

此外，辅助腔室20包括充有空气的蓄腔21，其容积不根据其中充满的空气量进行变化。

如果主腔室10的容积在外力作用下而改变，则在空腔部11和蓄腔21之间形成压力差，空气流过两腔室10和20之间的孔30。

由于在主腔室10和辅助腔室20之间设置多个孔30，所有的孔30的横截面增大，流过孔30的流体被保持在层流中。因此，能够在很宽范围内抑制紊流的发生。

因此，由于主腔室10和辅助腔室20充当一个腔室，与采用普通单孔30′的情况相比，能够保持更小弹簧常数。

而且，如果受外力作用而使空气弹簧进行微小变化，则在普通的单孔30′中，流过孔30′的空气的雷诺系数减小，通过孔30′的能量损失降低，由此减小阻尼力。

但是根据本装置，尽管每个孔30的阻尼力减小，但是阻尼力与孔数成比例，因此共振范围中振幅的增大能够得到有效控制。

因此，根据本装置，可以避免在具有单个孔30′的普通空气弹簧中存在的微小位移中阻尼力的减小和大位移中弹簧常数的增大。

在本装置中，使孔30的长度与直径之比保持为10或更大，以便流过孔30的流体可以形成完全展开的流体。

如图2所示，如果主腔室10和辅助腔室20彼此相连，孔30一体形成在两腔室之间的隔壁内，或在两腔室之间配合。而且，如果主腔室10和辅助腔室20彼此分离(未示出)，则孔30安装在连接两腔室的气路中。

如上所述，根据本装置，可以使作为阻尼器使用的孔的作用达到最大。

根据本装置，由于在空气弹簧中设置多个孔，可以防止微小位移中阻尼力的减小。

而且，在大位移中，当主腔室和辅助腔室能够充当一个腔室，弹簧常数能够保持很小，从而防止了阻尼力减小。

因此，本装置的空气弹簧解决了采用单个孔的普通空气弹簧存在的问题，因此大大提高了隔振和抑制振动的作用。

Claims (2)

1、一种空气弹簧，其特征在于，包括：

主腔室(10)，包括其中容纳有空气的空腔部(11)，主腔室(10)的容积根据空腔部(11)中的空气量进行变化；

辅助腔室(20)，其与主腔室(10)下部相连，并包括充满空气的蓄腔(21)，辅助腔室(20)的容积不根据蓄腔(21)中的空气量进行变化；以及

一个以上的孔(30)，所述孔(30)具有预定长度和直径，位于主腔室(10)和辅助腔室(20)之间，空气根据两腔室之间的压力差流过所述孔(30)。

2、如权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述孔(30)的长度与直径之比为10或更大，以便流过所述孔(30)的流体可以形成完全展开的流动。

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