CN2811665Y - 具有非线性特性的单气室油气隔离式油气弹簧 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及车辆工程领域，特指具有非线性特性的单气室油气隔离式油气弹簧，主要用于工程车辆。其包括油气弹簧上下安装耳，其特征是整个油气弹簧内部形成主油室、副油室、气室三个腔，其中主油室下连接设有阻尼孔和单向阀的主活塞，连接主活塞的活塞杆做成中空结构，其内部由浮动活塞将空心活塞杆分成副油室、气室两个互不相通的工作腔。油气弹簧的工作靠悬架缸支撑的车身(架)和车桥之间的相对运动来实现。通过簧载质量和非簧载质量之间的相对运动，油气弹簧悬架可以实现弹性元件和阻尼元件的功能。该油气弹簧能以其优越的非线性特性满足工程车辆的要求，使其平顺性和操纵稳定性得到提高。

Description

具有非线性特性的单气室油气隔离式油气弹簧
所属技术领域
本实用新型涉及车辆工程领域，本实用新型涉及车辆工程领域，特指具有非线性特性的单气室油气隔离式油气弹簧，主要用于工程车辆。油气弹簧以其优越的非线性特性和良好的减振特性，能满足工程车辆的行使平顺性和安全性要求。
背景技术
车辆作为一种现代的交通运输工具，人们对其机动性能要求越来越高，而其平均行驶速度、行驶平顺性、操纵稳定性是其机动性能的几个重要指标。
传统一般由钢板弹簧和筒式减振器组成，这种悬架的弹性特性是线性的即悬架变形与其所受载荷之间呈线性关系，称为线性弹性特性。此时，悬架刚度是常数。采用线性悬架的车辆，在使用中由于装载的多少会使簧载质量不同，当簧载质量增大时，悬架垂直变形增大，自然振动频率降低；当簧载质量减小时，悬架垂直变形减小，自然振动频率增大。簧载质量变化范围愈大，则频率变化范围也愈大。这一变化显著时将导致车辆行驶平顺性和乘座舒适性变坏。为了改善线性悬架的这一缺点，于是采用非线性特性的油气悬架应运而生。
油气弹簧具有变刚度特性，随着挠度的增加，弹簧的刚度变大。在车轮的大部分行程(动绕度)范围内，油气弹簧的刚性随动行程的增加而缓慢增大(相当于弹簧较软)。当动行程较大时，刚性随动行程的增大而急剧增大(相当于弹簧较硬)。因此油气弹簧系统既能提高车辆在一般路面上的行驶平顺性，又能防止在大起伏路面上行驶时出现悬架被击穿的情形。在道路条件和装载条件都很恶劣的情况下工作的工程车辆，采用油气悬架可以显著地缓和冲击、减少颠簸从而改善驾驶员的劳动条件和提高平均车速；采用油气弹簧可以减小车辆的安装布置，减少车辆的转弯半径；油气弹簧可得到较低的固有振动频率和容易实现车身高度调节等优点。此外，油气弹簧与钢板弹簧、螺旋弹簧等其他弹性元件相比较还有结构紧凑、承载能力大、本身重量轻(可比钢板弹簧轻50％，比扭杆弹簧轻20％)、缓冲减震性能好等优点这些特性使得国内对油气弹簧系统的研究、开发和应用得到进一步的发展。但现有油气弹簧结构较为复杂，成本高，能耗大，可靠性较差。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述缺点，提供一种具有非线性特性的单气室油气隔离式油气弹簧，具有密封效果好，结构紧凑简单，体积小，重量轻，成本低等特点。
本实用新型所述的单气室油气隔离式油气弹簧，其包括油气弹簧上下安装耳，其特征是整个油气弹簧内部形成主油室、副油室、气室二个腔，其中主油室下连接设有阻尼孔和单向阀的主活塞，连接主活塞的活塞杆做成中空结构，其内部由浮动活塞将空心活塞杆分成副油室、气室两个互不相通的工作腔。
本实用新型的优点是在单气室油气弹簧的基础上，在主活塞上设计阻尼孔和单向阀，使其具有弹性元件和减振器的双重功能。并将油气弹簧的活塞杆做成中空结构，其内部由浮动活塞将空心活塞杆分成两个互不相通的工作腔，这样可以增大弹簧的动行程。采用了浮动活塞后，气室容积大小可任意调整，以适应不同的刚度要求。通过更换阻尼阀，可获得不同的减振性能，以满足不同的车辆要求。通过对外油室的充油或排油可实现车高的调节或车架的自动平衡。还有通过有效的连接车辆上油气弹簧缸的上下腔，可以形成连通式油气弹簧。
附图说明
图1是本实用新型单气室油气隔离式油气弹簧结构简图。
附图中标注说明：1、10-油气弹簧上下安装耳，2-主油室，3-阻尼孔，4-单向阀，5-主活塞，6-副油室，7-浮动活塞，8-导向套，9-气室
具体实施方式
本实施例由主油室2，副油室6、气室9组成整个油气弹簧油气弹簧，其中主油室2由主活塞5与设置在空心活塞杆内部的副油室6、气室9隔离，主活塞5上设有阻尼孔3，单向阀4，副油室6、气室9由浮动活塞7隔离，另在空心活塞杆外部设有导向套8。
其工作过程为：
油气弹簧缸的主油室和副油室开始通过液压泵站注满油液，气室充满一定压力的氮气。缸在车(身)架重量的作用下，对车辆形成支承。
车辆在不平路面的激励下，油气弹簧缸在车架和车桥之间往复运动。当车架与车桥之间距离缩短时，油气悬架处于压缩状态，此时主活塞下移，迫使工作油液经单向阀和阻尼孔进入副油室，从而推动浮动活塞上移，使气体容积减小，氮气压力增高。升高了的氮气压力通过工作液的传递变为作用在主活塞上的力，当此力与外界载荷相等时，活塞便停止运动，于是车架与车桥的相对位置不再变化。这一过程，由于单向阀和阻尼孔同时使主油室和副油室连通，油液流经单向阀和阻尼孔的流速较低，产生的油液阻尼力比较小。因此，此时主要由气室内的气体受到压缩产生弹性作用来抑制车身向下运动。
当车身与车架之间的距离增大时，油气弹簧处于复原状态。此时，主油室的油压降低，浮动活塞在高压氮气的作用下向副油室一侧移动，迫使工作液经阻尼孔流回主油室(此时单向阀关闭)，并推动主活塞向上移动。在主活塞向上运动的过程中，由于主油室增大的体积大于副油室减少的体积，这时主油室的一部分油液就由蓄能器中的油液进行补偿，此时蓄能器就起到补偿的作用。车架与车桥间距离变大，直到气室压力通过工作液的传递化为作用在主活塞上的作用力与外界减小的载荷相等时，主活塞才停止移动。在复原行程中，由于单向阀处于关闭状态，油液只有经过阻尼孔流动，并将产生较大的阻尼力。正是由于复原行程中产生的较大的阻尼力，抑制了车身与车架之间的相对运动，并迅速衰减振动。
油气弹簧处于压缩行程时，油气弹簧产生的阻尼力比较小(单向阀和阻尼孔同时打开)，充分发挥气室内气体的弹性作用。这一过程相当于传统悬架中弹性元件的作用。
油气弹簧处于复原行程时，油气弹簧产生的阻尼力比较大(单向阀关闭，仅阻尼孔打开)，充分发挥油气悬架的阻尼作用，以便迅速衰减振动。这一过程相当于传统悬架中减振器的作用。

Claims (1)

1.具有非线性特性的单气室油气隔离式油气弹簧，其包括油气弹簧上下安装耳(1，10)，其特征是整个油气弹簧内部形成主油室(2)、副油室(6)、气室(9)三个腔，其中主油室(2)下连接设有阻尼孔(3)和单向阀(4)的主活塞(5)，连接主活塞(5)的活塞杆做成中空结构，其内部由浮动活塞(7)将空心活塞杆分成副油室(6)、气室(9)两个互不相通的工作腔。
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