[发明专利]一种跟随气囊位移调节动刚度的空气弹簧

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种车辆空气悬架用空气弹簧，这种空气弹簧的动刚度随气囊的位移自动调节。它尤其适应于载客大巴，城市公交大巴，也适应于货运大卡车和轨道交通车辆，及特种车辆和高级轿车。 

二、背景技术：

为了改善汽车的行驶平顺性，提高乘坐的舒适性，减轻车辆对道路和货物的损坏，发达国家在其运载车辆的悬架系统中广泛地采用了空气弹簧。我国近年来也在大力推广和强制性采用空气弹簧。在不断发展的空气弹簧技术中，为了进一步改善空气弹簧的刚度调节特性，以利其更适用于车辆载荷的变化，人们开展了深入的探索。在主动式空气悬架系统中，目前比较成熟的技术是将空气弹簧的气室分为主、副气室，通过控制主、副气室间的连接通道上的节流阀的开度来实现主副气室间气体流动时的压差改变，达到改变空气弹簧的刚度。这种刚度调节系统的控制信号由多路传感器采集，送交微处理机处理后发出控制指令，由执行机构调节节流阀的开度，调节主副气室间气体流动时的压差来调节空气弹簧的刚度。它的主要不足首先在于：系统的信号从采集处理到执行较为繁杂，其成本太高，只能应用在极少数豪华车辆上。其次，响应时滞大。在半主动悬架的空气悬架系统中空气弹簧的刚度的控制一般采用刚度分段式控制，将空气弹簧的刚度分为软、硬两挡或软、中、硬三挡。这种刚度调节系统的空气弹簧刚度控制是通过驾驶员操作电磁阀进行选择控制，分别对应连通主副气室间节流口开度的大、中、小。这种刚度的调节不是连续的。 

三、发明内容：

本发明的目的就是要研发出一种低成本，简单可靠、动刚度调节响应快捷的空气弹簧。 

本发明的解决方法是：空气弹簧由气囊1、上安装板2、副气室3、可移动罩4、弹簧5、推杆6和下安装板7组合而成。在上安装板2内平面的中心位置上固定推杆6，在下安装板7内平面的中心位置上固定一个分隔成数个分气室的副气室3，副气室3的外部套装了一个内径与副气室3外径动配合的可移动罩4，副气室3的顶部与可移动罩4的上盖内腔装有弹簧5，，在弹簧5的作用于下，可移动罩4始终与推杆6接触并随其上下移动。在车辆处于设定高度时，可移动罩4与副气室3的轴向套装长度最小，副气室3的各个分气室的径向节流孔均与气囊1相通，空气弹簧的刚度由气囊1内根据负载要求的充气压力和气囊1内的空气有效容积决定；当车辆在运动中的动载增加，气囊1的上安装板2在动载的作用下向下移动，推杆6会随之向下移动，推动可移动罩4下移，依次关小副气室3的各个分气室的节流口和关闭副气室3的各个分气室，通过提高气囊1与副气室3间气体流动时的压差和减小气囊1内的有效容积，提高空气弹簧的动刚度，平衡车身的动载，阻止车身的侧倾和前倾及后仰。 

本发明的控制信号直接取自气囊1的位移，将控制信号和调节指令合为一体，作用迅速、可靠，无响应时滞，空气弹簧的刚度调节能力大为提高；在保证了空气弹簧的低振动频率特性后，通过设置不同容积的分气室和数目不等的分气室可以有效地改善空气弹簧的刚度特性曲线。由于将控制信号和调节指令合为一体，无需再有信号的采集处理系统和执行机构，无需ECU和控制软件，成本大为下降；由于本发明的控制指令为上安装板2的位移，空气弹簧的刚度随上安装板2的位移变化而自动调节，调节顺畅连续。空气弹簧的调节刚度特性曲线更为合理和可控。 

为方便本发明在使用中的精确调校，推杆6可设计成能调节上下高度的结构形式，以便于调整副气室3与可移动罩4的相对轴向位置。还可将弹簧5设计成拉簧，安装固定在可移动罩4的上盖平面和上安装板2的内平面上。 

四、附图说明：

附图1是本发明的结构原理图。 

五、具体实施方式：

本发明的具体实施方式是：在车辆处于设定高度时，可移动罩4与副气室3的轴向套装长度最小，副气室3的各个分气室的径向节流孔均与气囊1相通，空气弹簧的刚度由气囊1内根据负载要求的充气压力和气囊1内的空气有效容积决定；当车辆在运动中的动载增加，上安装板2在动载的作用下，向下移动，推杆6会随之向下移动，推动可移动罩4下移，依次关小副气室3的各个分气室的节流口和依次关闭副气室3的各个分气室，通过提高气囊1与副气室3间气体流动时的压差和减小气囊1内的有效容积提高空气弹簧的刚度，平衡车身的动载，阻止车身的侧倾和前倾及后仰。