[发明专利]一种容器和隔膜孔调节静动刚度加减冲的空气弹簧

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种车辆用被动式空气悬架的空气弹簧，它由内置容器调节静刚度，由隔膜将气囊分隔成主副气室，它的动刚度由隔膜上的固定节流孔调节；当车辆在行驶中碰到路面凸块时，还能自动降低其动刚度，以减少凸块对车身的冲击。这种空气弹簧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，及特种车辆的被动式空气悬架系统和油气悬架系统。

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，有利于节能和环境保护，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。在目前普遍使用的被动式空气悬架系统中，由于空气弹簧的抗侧倾刚度较低，导致了车辆在运行中侧摆现象比较严重，常使乘员和驾驶员产生晕眩和不适，严重地影响乘员的舒适性和驾驶员的安全驾驶。导致这种现象的主要原因之一是：空气弹簧的静刚度无法根据整车的参数合理匹配和个性化调节。其二就是：空气弹簧的动刚度不能跟随动载调节。

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、暨能跟随动载的变化自动提高动刚度，提高车辆抗侧倾能力，减少车辆侧摆；又能对其静刚度进行个性化调节，还能在车辆行驶中碰到路面凸块时，自动降低其动刚度，减少凸块对车身的冲击复合空气弹簧。

本发明的解决方法是：这种容器和隔膜孔调节静动刚度加减冲的空气弹簧，由气囊1、上安装板2、减冲膜块3、下安装板4、连接铆钉5、隔膜6和容器7组合而成。在气囊1的内壁上设置了隔膜6，隔膜6可以是一块，也可以是几块；隔膜6可与气囊1制作成一体，也可分开制作，再采用胶粘合成或热粘胶的方式合成，也可采用机械连接的方式合成；隔膜6的安装位置和块数可根据不同车型的要求而定；在隔膜6上设置了节流小孔；该节流小孔的孔径和数量可根据不同车型的要求设置。在隔膜6的中心位置由连接铆钉5连接安装了减冲膜块3，减冲膜块3上设置的节流孔，其孔径和数量均小于隔膜6上的节流孔；连接铆钉5可以是螺钉。容器7安装在下安装板4的内平面上；容器7可以制成5个面封闭，下平面借助下安装板4的上平面组成一个封闭的气室，也可以制成6个面全封闭的独立容器，采用胶粘或其他的固定方法安装在上安装板2上或下安装板4上。容器7还可制作成其他适合气囊1内部空间的异型形状。本发明的静刚度调节方法是：先根据车辆的实际需求与所选标准气囊产品静刚度的差异计算确定容器7的外部体积，然后根据计算结果制作容器7；最后采用焊接或胶粘等方法将容器7固定在下安装板4上或上安装板2上；容器7占据了气囊1内气体的有效容积，从而达到了调高空气弹簧静刚度的目的，满足车辆对空气弹簧静刚度的合理匹配。本发明的动刚度调节方法是：由于隔膜6将气囊1分隔成了主副气室，并在隔膜6和减冲膜块3上设置了节流小孔，当气囊1没有被压缩时，它们连通了气囊1的主副气室，气囊1内的容积没改变，空气弹簧的静刚度不变；而只要气囊1被压缩，就会有气体在气囊1的主副气室间流动，此时，该小孔就会产生气阻，改变空气弹簧的动刚度，且使空气弹簧的动刚度随气囊1运动的速度而变化。当车辆在运行中惯性动载增加，就会压缩气囊1，推动上安装板2向下移动，此时隔膜6上腔的气体会向下流动，上腔的压力高于下腔，减冲膜块3被压紧贴在隔膜6上，气体只能通过减冲膜块3上的较小的孔流向下腔；由减冲膜块3上的较小的孔所产生的气阻来调节空气弹簧的动刚度；动载越大，气囊1运动的速度就越大，该小孔所产生气阻就越大，空气弹簧的动刚度就增加得更快，以利于平衡动载，减少车辆的侧倾和侧摆。而车辆行驶中碰到路面凸块时，会迅速地压缩气囊1，推动下安装板4上移，此时，气囊1下腔的压力会高于其上腔，该压力会推动减冲膜块3上翘，而由隔膜6上的较多和较大的孔连通了隔膜6的上下腔，使气阻降到最小，自动降低其动刚度，以减少凸块对车身的冲击。

本发明结构简单，成本低廉，安装方便，性能可靠，是一种能有效地对空气弹簧的静动刚度进行有效调节的复合式空气弹簧。

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：本发明的静刚度调节方法是：先根据车辆的实际需求与所选标准气囊产品静刚度的差异计算确定容器7的外部体积，然后根据计算结果制作容器7；最后采用焊接或胶粘等方法将容器7固定在下安装板4上或上安装板2上；容器7占据了气囊1内气体的有效容积，从而达到了调高空气弹簧静刚度的目的，满足车辆对空气弹簧静刚度的合理匹配。本发明的动刚度调节方法是：由于隔膜6将气囊1分隔成了主副气室，并在隔膜6和减冲膜块3上设置了节流小孔，当气囊1没有被压缩时，空气弹簧的静刚度不变；而只要气囊1被压缩，就会有气体在气囊1的主副气室间流动，此时，该小孔就会产生气阻，改变空气弹簧的动刚度。当车辆在运行中惯性动载增加，就会压缩气囊1，推动上安装板2向下移动，此时，上腔的压力高于下腔，减冲膜块3被压紧贴在隔膜6上，气体只能通过减冲膜块3上的较小的孔流向下腔；由减冲膜块3上的较小的孔所产生的气阻来调节空气弹簧的动刚度；动载越大，气囊1运动的速度就越大，该小孔所产生气阻就越大，空气弹簧的动刚度就增加得更快，以利于平衡动载，减少车辆的侧倾和侧摆。而车辆行驶中碰到路面凸块时，会迅速地压缩气囊1，推动下安装板4上移，此时，气囊1下腔的压力会高于其上腔，该压力会推动减冲膜块3上翘，而由隔膜6上的较多和较大的孔连通了气囊1的上下腔，使气阻降到最小，自动降低其动刚度，以减少凸块对车身的冲击。