[发明专利]一种两级压力式油气弹簧及工作方法

权利要求书

1.一种两级压力式油气弹簧，包括工作缸筒（4）、缸筒盖（3）、活塞杆组件和阻尼阀总成（10），工作缸筒（4）顶端开口处固定连接与外杆（1）成间隙配合的缸筒盖（3），其特征是：活塞杆组件包括外杆（1）、内杆（2）和两个浮动活塞（11、12），内杆（2）同轴空套在外杆（1）内腔中，阻尼阀总成（10）固定连接在活塞杆组件的正下方，活塞杆组件和阻尼阀总成（10）自工作缸筒（4）外从缸筒盖（3）的正中间伸入工作缸筒（4）内且将工作缸筒（4）内分成上方的环形腔（D）和下方的液体无杆腔（B），内杆（2）内腔中设可沿内杆（2）内壁上下移动的第一浮动活塞（11），第一浮动活塞（11）将内杆（2）的内腔隔成上方的第一级气室的第一部分（A₁）和下方的活塞杆内液体腔（C）；外杆（1）内壁与内杆（2）外壁之间设第二浮动活塞（12），第二浮动活塞（12）将外杆（1）内壁与内杆（2）外壁之间的隔成上方的第一级气室的第二部分（A₂）和下方的第二级气室（E）；内杆（2）顶端开有使第一级气室的第一部分（A₁）和第二部分（A₂）相通的径向矩形通孔（2a），第一级气室第一部分（A₁）和第二部分（A₂）的预充气压小于第二级气室（E）的预充气压；阻尼阀总成（10）由阻尼阀体（5）、单向阀体（6）、伸张阀（7）、螺旋弹簧（8）及压缩阀（9）组成，阻尼阀体（5）的中间部分向上凸起延伸至活塞杆内液体腔（C）内，在中间凸起部分的上表面上固定连接有椭圆形压缩阀（9），在阻尼阀体（5）的底部中间从下至上开有一个盲孔（5d），盲孔（5d）底部开口处装有半球形的单向阀体（6），盲孔（5d）内部的轴向中间装有螺旋弹簧（8），螺旋弹簧（8）上端接触于盲孔（5d）上面、下端固定连接单向阀体（6），单向阀体（6）外部套有椭圆形伸张阀（7）；在所述中间凸起部分开有周向均布的、连通活塞杆内液体腔（C）和无杆腔（B）的轴向的两个压缩阻尼孔（5a）和两个伸张阻尼孔（5f），伸张阻尼孔（5f）的孔径小于压缩阻尼孔（5a）的孔径，两个压缩阻尼孔（5a）、两个伸张阻尼孔（5f）各相对于阻尼阀体（5）的中心轴对称国；在阻尼阀体（5）的中间凸起部分外壁的外侧还开有四个连通活塞杆内液体腔（C）和无杆腔（B）的轴向常通孔（5e），在盲孔（5d）的孔壁上设置四个沿圆周方向均布的径向矩形通孔作为第二级阻尼孔（5c）；椭圆形的压缩阀（9）在长轴方向上完全覆盖两个压缩阻尼孔（5a），但在短轴方向上不覆盖伸张阻尼孔（5f），椭圆形的伸张阀（7）在长轴方向上完全覆盖两个伸张阻尼孔（5f），但在短轴方向上不覆盖压缩阻尼孔（5a）。

2.根据权利要求1所述两级压力式油气弹簧，其特征是：压缩阀（9）是由三片具有弯曲预紧力的椭圆形压缩阀片（9a）上下叠成，伸张阀（7）由六片具有弯曲预紧力的椭圆形伸张阀片（7a）上下叠成，伸张阀片（7a）的正中间开有直径小于单向阀体（6）直径的中心通孔（7c）。

3.根据权利要求1所述两级压力式油气弹簧，其特征是：在外杆（1）的上段，沿外杆（1）内壁的圆周方向设有四个均布的、位于第二浮动活塞（12）上方的凸起（1a），在外杆（1）侧壁上，在四个凸起（1a）的上方开有连通第一级气室的第二部分（A₂）的第一充气孔（1d），在四个凸起（1a）下方开有连通第二级气室（E）的第二充气孔（1c），在工作缸筒（4）侧壁上设有与无杆腔（B）相通的充油孔（4a）。

4.根据权利要求1所述两级压力式油气弹簧，其特征是：矩形通孔2a的位置高于外杆（1）上的凸起（1a），且矩形通孔（2a）的轴向长度小于浮动活塞（12）的轴向长度。

5.一种如权利要求1所述两级压力式油气弹簧的工作方法，其特征是：

1）在良好路面且承受小载荷时，压缩行程中，整个活塞杆组件向下运动，无杆腔（B）内的液体推开压缩阀（9），且液体还通过压缩阻尼孔（5a）和轴向常通孔（5e）向上流到活塞杆内液体腔（C）中，活塞杆内液体腔（C）中的液体推动第一浮动活塞（11）向上运动，第一级气室的第一部分（A₁）和第二部分（A₂）中的气体受到压缩，工作压力上升但小于第二级气室（E）的预充气压，第二级气室（E）不工作，第二级阻尼孔（5c）不起作用；在伸张行程中，整个活塞杆组件向上运动，无杆腔（B）内液体压力下降，第一级气室的第一部分（A₂）和第二部分（A₁）内的气体推动第一浮动活塞（11）向下运动，活塞杆内液体腔（C）中的液体通过伸张阻尼孔（5f）和轴向常通孔（5e）流回无杆腔（B）中，第二级气室（E）不工作；

2）在良好路面且承受较大载荷时，压缩行程中，整个活塞杆组件向下运动，无杆腔（B）内的液体推开压缩阀（9），液体通过压缩阻尼孔（5a）和轴向常通孔（5e）流到活塞杆内液体腔（C）中，活塞杆内液体腔（C）中的液体推动第一浮动活塞（11）向上运动，当工作气压大于第二级气室（E）的预充气压时，第二级气室（E）工作，第一级气室的第二部分（A₂）内的气体推动第二浮动活塞（12）向下运动压缩第二级气室（E），第一级气室的第一分部分（A₁）和第二部分（A₂）以及第二级气室（E）中的气体都受到压缩；在伸张行程中，整个活塞杆组件向上运动，第二级气室（E）内的气体推动第二浮动活塞（12）向上运动，第一级气室的第一部分（A₁）中的气体推动第一浮动活塞（11）向下运动，活塞杆内液体腔（C）中的液体推开伸张阀（7），经伸张阻尼孔（5f）和轴向常通孔（5e）返回无杆腔（B）中；

3）在崎岖路面行驶且承受相对加速度过大的激励时，压缩行程中，整个活塞杆组件向下运动，无杆腔（B）受到挤压，无杆腔（B）与活塞杆内液体腔（C）的液体压差大于螺旋弹簧（8）的预紧力，液体通过单向阀体（6）向上压缩螺旋弹簧（8），单向阀体（6）打开，无杆腔（B）中液体除通过压缩阻尼孔（5a）和轴向常通孔（5e）外，也通过单向阀体（6）进入盲孔（5d）内再流经第二级阻尼孔（5c）到达活塞杆内液体腔（C），阻尼力下降；当无杆腔（B）和活塞杆内液体腔（C）的液体压力差减小到等于或小于螺旋弹簧（8）的预紧力时，螺旋弹簧（8）恢复到初始设计位置，推动单向阀体（6）向下运动，单向阀体（6）关闭；伸张行程中的工作方法与步骤2）中伸张行程中的工作方法一致。