一种可变容积和隔膜孔调静动刚度加减冲的空气弹簧

摘要

汽车悬架系统中的空气弹簧对于提高车辆的平顺性、舒适性和保护道路及货物，限制超载至关重要。在目前普遍使用的被动式空气悬架系统中，由于空气弹簧静刚度与整车的匹配不尽合理，又不能进行个性化调节，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。本发明就是针对这一难题开发的复合空气弹簧。该空气弹簧通过内置活塞进行静刚度的个性化调节，又由其隔膜上的节流孔调节其动态刚度，有效地提高了空气弹簧应对惯性动载时的动刚度，减少了车身的侧摆；还能在车辆碰到路面凸块时，自动降低其动刚度，减少凸块对车身的冲击，提升了车辆的舒适性。

主权项

一种可变容积和隔膜孔调静动刚度加减冲的空气弹簧，由气囊(1)、上安装板(2)、下安装板(3)、活塞(4)、缸筒(5)、调节螺栓(6)和锁紧螺母(7)、隔膜(8)、减冲膜块(9)和连接铆钉(10)组合而成；其特征在于：在气囊(1)的内壁上设置了隔膜(8)，在隔膜(8)的中心位置由连接铆钉(10)连接安装了减冲膜块(9)；在减冲膜块(9)和隔膜(8)上设置了大小不同和数量不等的节流孔；在下安装板(3)的上平面中心位置安装固定缸筒(5)，活塞(4)套装在缸筒(5)内，调节螺栓(6)安装在下安装板(3)的中心位置上，其上部顶在活塞(4)的下平面上，下部伸出下安装板(3)的下平面，并留有调节行程；锁紧螺母(7)安装在调节螺栓(6)的下部；本发明的静刚度调节方法是：松开锁紧螺母(7)，旋动调节螺栓(6)，推动活塞(4)在缸筒(5)内向上移动，拓大了活塞(4)底面与缸筒(5)底部之间的容积，它减少了气囊(1)内容纳气体的等量容积，调高了空气弹簧的静刚度；反之，反向旋动调节螺栓(6)就会使调节螺栓(6)下移，活塞(4)由于气囊(1)内气体压力的作用随之在缸筒(5)内向下移动，减小了活塞(4)底面与缸筒(5)底部之间的容积，增加了气囊(1)内容纳气体的等量容积；从而达到了调低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(8)将气囊(1)分隔成了主副气室，并在隔膜(8)和减冲膜块(9)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(8)上腔的气体会向下流动，上腔的压力高于下腔，减冲膜块(9)被压紧贴在隔膜(8)上，气体只能通过减冲膜块(9)上的较小孔流向下腔；由减冲膜块(9)上的较小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(3)上移，此时，隔膜(8)下腔的压力会高于其上腔，该压力会推动减冲膜块(9)上翘，而由隔膜(8)上的较多和较大的孔连通了隔膜(8)的上下腔，使气阻降到最小，自动降低了空气弹簧的动刚度，以减少凸块对车身的冲击。