[实用新型]一种内置胶囊悬架气体弹簧

说明书

本实用新型公开了一种内置胶囊悬架气体弹簧，包括缸盖、外缸筒、内缸筒、活塞杆和胶囊，所述内缸筒通过缸盖固定在外缸筒内，所述内缸筒内活动设置有用于将内缸筒分隔成第一油室和第二油室的活塞，所述活塞杆伸入内缸筒与活塞固定连接；所述外缸筒与内缸筒之间设置有主气室和副气室，主气室位于副气室上方，所述胶囊固定设置在主气室内，且胶囊与内缸筒之间形成第三油室；所述第三油室与第一油室相通，所述第一油室与第二油室相通。本实用新型最关键的功能是在车辆行驶过程中能依据汽车行驶路况需要，主动改变弹簧刚度，在急刹车和急转弯时，大幅减少车辆点头和侧倾角，实现汽车安全行驶和可靠操控。

技术领域

本实用新型涉及汽车悬架系统领域，尤其涉及一种内置胶囊悬架气体弹簧。

背景技术

汽车悬架系统是指车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统，而这个结构系统包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。当汽车行驶在路面上时因地面的变化而受到震动及冲击，这些冲击的力量其中一部份会由轮胎吸收，但绝大部分是依靠轮胎与车身间的悬架装置来吸收的。

在汽车悬架系统中，油气弹簧是一种性能优良的悬架弹性阻尼元件，是油气悬架的核心部分，兼有阻尼特性和非线性刚度特性，是以惰性的氮气作为弹性元件，利用油液的流动阻力实现减振，同时利用油液的不可压缩性实现较为准确的运动和力的传递。油气弹簧具有变刚度特性，使安装油气悬架的车辆可得到较低的固有振动频率，从而改善驾驶员的劳动条件和提高平均车速，而且油气弹簧还可实现车身高度的调节。

中国专利公告号为CN104047987A的现有技术在2014年9月17日公开了一种新型油气弹簧，上吊环固定装置的内腔中有一个上半球室，工作缸筒的上口处有橡胶油气隔膜，上半球室和橡胶油气隔膜形成一个密封的内充高压气的高压气室，橡胶油气隔膜、工作缸筒内壁及位于橡胶油气隔膜下方的活塞之间围成封闭的无杆腔，活塞、活塞杆外壁、工作缸筒内壁和下壁之间围成环形腔，活塞杆的内腔中有气囊和阻尼阀；阻尼阀的侧壁上开有四个沿径向均布的第二梯形通孔，活塞杆的侧壁上开有四个沿径向均布的与四个第二梯形通孔在同一径向位置的第一梯形通孔。该专利的工作原理为：在车辆静载荷发生变化时，通过向油室充放油液来改变活塞杆向外推力，从而达到维持底盘高度不变的目的。但由于油气弹簧气室容积只与载荷成对应关系，不能主动改变，因此在车辆行驶过程中，弹簧刚度也不能主动改变。并且，在车身升降时，还因为油液在油管中流动阻力大，受阀门通径限制，导致车辆底盘升降速度慢。

另外，现有汽车悬架还常常使用橡胶空气弹簧，该弹簧悬架系统通过对气囊充放气也具备车身升降和载荷变化时维持车身高度不变的性能，但橡胶空气弹簧的工作压力较低，一般在0.6MPa左右，气囊外径比较大不利于在汽车悬架上布置，同时想变换气室容积改变弹簧刚度也很困难，成本也很高，只有极少数豪华乘用车的空气悬架具备这样的功能，在商用客车上很难实现这样的功能。另外在车辆载荷发生大幅度变化时，气囊内气压变化，气囊外径变化，活塞承压面积会跟随变化，所以虽然载荷变化时可以通过充放气调节气囊内的气压来维持底盘高度不变，但因为刚度变化与载荷质量不成线性关系，载荷越小偏频越大，载荷越大偏频越小，仍然存在着悬架偏频不稳定的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种内置胶囊悬架气体弹簧，本实用新型最关键的功能是在车辆行驶过程中能依据汽车行驶路况需要，主动改变弹簧刚度，在急刹车和急转弯时，大幅减少车辆点头和侧倾角，实现汽车安全行驶和可靠操控。并且，还能够在车辆静载荷变化时维持车身离地高度不变和弹簧偏频不变，无论空载和重载车辆都能保持一致的平顺性和操控性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：