CN102032309B - 一种容积可变的空气弹簧附加气室 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种容积可变的空气弹簧附加气室，外部是一个圆柱形的储气筒，储气筒内腔是以相同的隔板周向分隔有八个均等的扇形柱体单元格，每个隔板一侧固定于储气筒内壁，隔板另一侧伸向储气筒中心且组成一个与活塞紧密配合的密闭的圆柱形空腔；活塞顶端伸出储气筒外且通过丝杠连接步进电机；活塞顶端面上固定设置高度传感器；储气筒下部是下密封盖板，由储气筒、活塞和下盖密封盖板构成储气筒的下部密闭空腔；在下密封盖板中间设置连通主气室的连接孔；在圆柱形空腔的侧壁面上设有顺次连通八个扇形柱体单元格的八个小孔，八个小孔沿圆柱形空腔的轴向从下到上以等高度差分布；能快速改变附加气室容积，使主附气室的气压稳定。
Description
技术领域：
本发明涉及一种用于制造车辆空气悬架的零部件，具体涉及一种车用空气弹簧。
背景技术
空气悬架系统越来越多被大型高档车辆采用，它包括空气弹簧、减振器、导向机构、压缩空气系统和车身高度控制系统。车辆采用空气悬架后，提高了车辆行驶平顺性及乘坐舒适性、降低了行驶系统零部件对路面的冲击载荷、且具有能在一定范围内调节车身离地面高度的能力。空气弹簧是一种在可伸缩密闭容器中充入压缩空气，利用空气弹性作用的弹簧进行工作的非线性弹性元件，具有缓冲、隔振等功能。带附加气室的空气弹簧是空气悬架的关键部件，通过改进附加气室可以改善空气弹簧的性质，使空气弹簧更好应用于车辆系统。
目前，一般通过向附加气室注入液压油来改变附加气室的容积，以提高空气弹簧的性能。其缺陷是：其一，附加气室容积变化响应迟缓，在变化过程中会改变主附气室空气气压，造成弹簧刚度的改变，影响车辆平稳性。其二，还需要在传统的附加气室上增加供油设备，不仅增加了制作成本，而且在实际安装过程中占用了一定的空间，不利于空气悬架的合理布置；附加气室内液压油也易泄露，造成污染；液压油中产生的气穴除了产生振动和噪声外，还会损坏零件，造成压力和流量波动。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种无需供油设备、结构简单、容积可变、但压力不变的空气弹簧附加气室。
本发明采用的技术方案是：其外部是一个圆柱形的储气筒，储气筒内腔是以相同的隔板周向分隔有八个均等的扇形柱体单元格，每个隔板一侧固定于储气筒内壁，隔板另一侧伸向储气筒中心且组成一个与活塞紧密配合的密闭的圆柱形空腔；活塞顶端伸出储气筒外且通过丝杠连接步进电机；活塞顶端面上固定设置高度传感器；储气筒下部是下密封盖板，由储气筒、活塞和下盖密封盖板构成储气筒的下部密闭空腔；在下密封盖板中间设置连通主气室的连接孔；在所述圆柱形空腔的侧壁面上设有顺次连通八个扇形柱体单元格的八个小孔，八个小孔沿所述圆柱形空腔的轴向从下到上以等高度差分布。
本发明的有益效果如下：
1、本发明附加气室容积的改变只与活塞高度相关，无机械调整操作的要求，能快速改变附加气室容积，减小了改变附加气室容积时对气体压力的影响，使主附气室的气压稳定。
2、高度传感器测试量程大，步进电机控制灵敏，可与计算机组成高精度的测量电力控制系统，消除了供油设备，避免液力控制式附加气室设备漏油的隐患，整体结构更加简单，完全满足空气弹簧适应车辆运行要求，具有更好的实用性能。
附图说明
图1是本发明结构示意图，下密封盖板8为拆分结构；
图2是一个小孔10连通下部密闭空腔的工作状态示意图；
图3是三个小孔10连通下部密闭空腔的工作状态示意图；
图中：1—储气筒；2—附加气室分隔板；3—活塞；4—高度传感器；5—上盖板；6—步进电机；7—丝杠；8—下密封盖板；9—连接孔；10—小孔；11—扇形柱体单元格。
具体实施方式
参见图1，本发明的外部是一个圆柱形的储气筒1，用相同的隔板2在储气筒1内腔的圆周方向上将储气筒1内腔均匀分隔成八个均等的扇形柱体单元格11。每个隔板2的一侧固定在储气筒1内壁上，隔板2的另一侧伸向储气筒1中心，并且，隔板2的另一侧在储气筒1中心拼成一个密闭的圆柱形空腔，即该圆柱形空腔的侧壁面是由所有的隔板2的另一侧组成。该密闭的圆柱形空腔用以安装活塞3，并与活塞3紧密配合，活塞3可以在该圆柱形空腔中沿中心线作上下移动。活塞3的顶端伸出储气筒1外，在活塞3顶端上固定安装高度传感器4。活塞3顶端中间开有螺纹孔，该螺纹孔固定连接丝杠7下端，丝杠7上端通过联轴器固定连接步进电机6。在储气筒1上部安装上盖板5，可避免灰尘杂质掉入储气筒1内腔中。在储气筒1下部是下密封盖板8。将步进电机6放置在上盖板5上。这样，当步进电机6旋转带动丝杠7转动时，同时带动活塞3在圆柱形空腔中上下移动。由于储气筒1，活塞3和下盖密封盖板8构成了储气筒1的下部密闭空腔，活塞3在圆柱形空腔中上下移动时不会使空气泄漏。
参见图2，在下密封盖板8的中间位置开一个连接孔9，该连接孔9通过管路连通主气室，使下部密闭空腔与主气室直接连通。在圆柱形空腔的侧壁面上开有八个小孔10，这八个小孔10顺次连通八个扇形柱体单元格11，且这八个小孔10沿圆柱形空腔的轴向从下到上以等高度差分布。这八个小孔10使得储气筒1、活塞3和下盖密封盖板8构成的下部密闭空腔与储气筒1的各个扇形柱体单元格11能够相通。
对活塞3长度的要求是当活塞3被置于圆柱形空腔最底部时，其上端面在最高位置的小孔10之上，可使活塞3密封住最高位置的小孔10，也即八个小孔10全部被活塞3密封，没有小孔10与下部密闭空腔连通。由于下部密闭空腔与主气室直接连通，而每一个小孔10与下密闭空腔相连通，所以当活塞3被置于圆柱形空腔最底部位置时，主气室不与扇形柱体单元格11相通。而当活塞3被置于圆柱形空腔最高处，最高位置的小孔10与下部密闭空腔连通，也即八个小孔10全部连通下部密闭空腔。活塞3顶端面的高度传感器4不会碰到上盖板5，高度传感器4与上盖板5不会发生干涉。此位置，主气室与八个扇形柱体单元格11都相通。
本发明工作时，当充气系统对空气弹簧充气时，主、附气室之间的阀门打开，活塞3被置于最高处，使得主、附气室同时充满空气并且气压相同。当空气弹簧需要小刚度时，控制系统对连接其上的步进电机6发出指令，使步进电机6带动丝杠7转动，这样就会带动活塞3运动，在活塞3的运动过程中，高度传感器4会及时测量活塞3与上盖板5之间的距离，由于上盖板5和下密封盖板8的高度是定值，从而就得出活塞3下端面和下密封盖板5上端面的距离，以此为依据得出有几个小孔10被打开，即有几个扇形柱体单元格11与主气室相接通，并且高度传感器4将产生的信号反馈给控制系统，控制系统以此为依据适时地停止步进电机6的转动。如图2是活塞3向上运动后，一个小孔10被与活塞3和下密封盖板8之间的下部密闭空腔接通，也就是附加气室的一个扇形柱体单元格11与主气室相连通，图3是活塞3再向上运动后，三个小孔10与下部密闭空腔连通，即三个扇形柱体单元格11和主气室连通。 当空气弹簧的刚度需要变化时，空气弹簧控制系统会发出指令给步进电机3，通过步进电机3转动改变与主气室连通的附加气室的容积，在此过程中，控制系统会进行信息采集，更好地实现压力保持不变时主、附气室容积的改变。
Claims (3)
1.一种容积可变的空气弹簧附加气室，其外部是一个圆柱形的储气筒（1），其特征是；储气筒（1）内腔是用相同的隔板（2）周向分隔有八个均等的扇形柱体单元格（11），每个所述隔板（2）一侧固定于储气筒（1）内壁，隔板（2）另一侧伸向储气筒（1）中心且组成一个与活塞（3）紧密配合的密闭的圆柱形空腔；活塞（3）顶端伸出储气筒（1）外且通过丝杠（7）连接步进电机（6）；活塞（3）顶端面上固定设置高度传感器（4）；储气筒（1）下部是下密封盖板（8），由储气筒（1）、活塞（3）和下盖密封盖板（8）构成储气筒（1）的下部密闭空腔；在下密封盖板（8）中间设置连通主气室的连接孔（9）；在所述圆柱形空腔的侧壁面上设有顺次连通八个扇形柱体单元格（11）的八个小孔（10），八个小孔（10）沿所述圆柱形空腔的轴向从下到上以等高度差分布。
2.根据权利要求1所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征是；活塞（3）位于所述圆柱形空腔最底部处，密封有八个小孔（10）；活塞（3）位于所述圆柱形空腔最高位置处，八个小孔（10）均连通所述下部密闭空腔。
3.根据权利要求1所述的一种容积可变的空气弹簧附加气室，其特征是；储气筒（1）上部具有上盖板（5），步进电机（6）设置在盖板（5）上；上盖板（5）与高度传感器（4）不干涉。
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