一种高低压腔闭环气路空气悬架系统自增压系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高低压腔闭环气路空气悬架系统自增压系统，涉及闭环气路空气悬架系统技术领域。包括增压装置、单向阀、充气电磁阀、空气弹簧、放气电磁阀、高压罐、低压罐，空气弹簧根据需要接收来自高压罐的气体实现充气，需要放气时，则通过放气电磁阀使空气弹簧向低压罐放气，同时，通过低压罐中的压力对气压触动开关装置作用，装置根据气压大小断开或结合活塞杆与下吊耳的连接，增压机构在悬架的外在激励上下振动行程中，将气体通过多级升压后进入高压罐，形成循环气路。本发明专利技术提供一种可以回收车辆振动能量的蓄能悬架，可将空气弹簧排出的高压气体有效回收，通过增压装置增压以循环利用，达到空气悬架系统节能目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及闭环气路空气悬架系统
，尤其是涉及一种带多级自增压机构的闭环气路空气悬架系统。
技术介绍
随着人们对汽车乘坐舒适性要求的提高，空气悬架因为在操纵性和平顺性具有其他悬架无法替代的优势，越来越为大家所接受。空气悬架系统根据其车身高度调节过程中气路循环的方式不同可分为气路开环空气悬架系统和气路闭环空气悬架系统。气路开环空气悬架系统中，空气弹簧中的高压气体是由大气中的气体在空气压缩机的作用下直接压缩成高压气体进入空气弹簧的，在车身高度需要降低的过程中，空气弹簧中的高压气体直接排到大气中。气路闭环空气悬架系统中空气弹簧中的气体不直接排放到大气而是排放到储气罐中储存起来，使压缩气体循环使用，在空气弹簧需要充气的时候由空气压缩机压缩储气罐中的气体对空气弹簧进行充气。降低了能量的浪费。由于全球资源日趋匮乏，在节能减排愈来愈成为社会发展重中之重的这个大环境下。能源节约已必然成为汽车开发过程中所必须重视的问题。气路闭环空气悬架系统因其避免了重复压缩空气导致的能量浪费，具有节约能量、噪声小等特点，所以现在受到科研工作者的青睐。目前对这方面的研究只有少数学者提出了一些解决方案：比较典型的方案有：日本学者ShuuiciBuma等人的专利“ELECTRONICCONTROLLEDAIRSUSPENSIONSYSTEM”(申报美国专利号4826141)，该方案提出了一个高、低压腔闭环气路空气悬架系统结构，并通过电子控制实现充放气功能，将空气弹簧排出的气体用另外一个储气罐收集以达到节能的目的。该方案提出的高、低压腔闭环气路空气悬架系统，需要通过启动空气泵将低压腔中收集起来的气体升压到高压腔中。德国学者ChristofBehmenburg等人的专利“CLOSEDLEVELCONTROLSYSTEMFORAVEHICLE”（申报美国专利号6685174B2）提出了高、低压腔共用一个腔体的理念。通过启动空气泵实现从储气罐对空气弹簧充气、从空气弹簧对储气罐放气的两个功能，它是将空气弹簧排出的气体重新排放到储气罐，达到节能的目的。该方案提出的高、低压腔共用一个腔体的闭环气路空气悬架系统，需要频繁启动空气泵实现充放气。上面的结构中都需要频繁启动空气泵，必然会消耗一定的电能，造成能量的浪费。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
的不足，设计一种不需要频繁启动空气泵，能利用悬架的振动将空气弹簧放出的气体经一套自增压机构而充入高压腔，从而形成闭环气路的空气悬架系统，本专利技术涉及多级自增压装置，特别是涉及一种能够将空气弹簧排出的气压能有效回收，并通过增压循环利用的气路闭环的空气弹簧系统。为了实现上述功能，本专利技术的技术方案为：一种带多级自增压机构的空气弹簧闭环气路系统，包括空气弹簧：作为承载车身载荷的元件；高压罐、低压罐：用于存储压缩空气；气压增压装置：利用车身的振动将低压罐中的气体升压到高压罐；气压触动开关装置：用于控制自增压装置的工作；连接管路、电磁阀、气动连接插头若干。悬架工作时，空气弹簧根据需要接受来自高压腔的气体实现充气，需要放气时，则通过单向阀向自增压机构放气，自增压机构在悬架的外在激励上下振动下，将气体累积增压后充入高压腔，这样形成闭环气路，达到空气悬架系统节能目的。增压腔体的内腔设置所述的增压装置内部结构为一个圆筒形增压腔，腔体与左端面铸为一体，增压腔另一端密封连接密封板。增压腔内部用四个扇叶等分隔开，其中四个扇叶将腔体分为低压腔、压缩腔、一级蓄能腔和二级蓄能腔四个密封腔。第一扇叶与中轴为一体构成，第四扇叶相对于增压腔固定。第一扇叶、第二扇叶和第三扇叶上设有单向阀，弹簧卡槽，第二扇叶、第三扇叶和第四扇叶上设有弹簧卡槽，扇叶之间通过扭力弹簧连接，通过扇叶的摆动实现气多级增压。密封板上设置进出气孔，气孔通过单向阀接通增压装置低压腔和低压罐；所述中轴的右端穿过密封板并开有条状插孔。所述第二扇叶、第三扇叶与第四扇叶的内端设置成近似T形与中轴配合的弓形状，以保证扇叶在压力和扭力弹簧弹力的作用下顺利转动且保证了各腔室之间更好的密封性。所述第一扇叶与中轴铸为一体，以实现通过中轴的转动带动扇叶摆动。所述增压腔内底部和圆筒内壁上开有槽，槽宽与第四扇叶厚度相匹配，用以固定第四扇叶。所述的气压触动开关整体为以长方体，右端沿中心轴线方向开有一定深度孔，孔径与中轴相匹配，增压装置的中轴可在此孔中与气压触动开关装置相对转动。所述的曲柄连杆一端与气压触动开关装置固定连接，另一端与悬架连接，外在激励为悬架上下振动，通过曲柄连杆机构，曲柄连杆机构中的滑块固定连接在悬架上，将滑块直线往复运动转为曲柄从某一角度到另一角度之间的旋转往复运动，且曲柄转动中心在中轴的轴线上；增压装置工作时，曲柄与中轴作相同的旋转往复运动，中轴驱动第一扇叶往复运动，使低压腔中的气体增压到高压腔中去，达到增压目的。所述空气弹簧通过电磁阀、单向阀分别与增压腔的两个左右工作腔体的进气口连接，实现放气的功能；增压腔的两个左右工作腔体的出气口分别通过单向阀并联连接于高压腔的一端。高压腔的另一端通过二位三通电磁阀分别与空气泵、空气弹簧连接，高压腔与空气泵连接实现空气泵从大气中给高压腔补充气体的目的，高压腔与空气弹簧连接实现充气的目的。所述增压装置的中轴外端开有条状槽孔，以便于在增压腔体和气压触动开关之间有轴向移动时，气压触动开关中的活塞同样可以相对较容易的插入中轴的槽孔内，实现中轴的转动。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术提出了一种增压装置，悬架的上下振动通过曲柄机构转化带动扇叶摆动使低压罐中气体逐级升压，把悬架振动能量转化为高压气体的气压能存储在高压罐中，避免了在空气弹簧和高压罐需要充、放气时空气泵的频繁启动，节约了电能。2.本专利技术提出的增压装置采用多级蓄能方式，相比垂直直筒式增压装置，可通过曲柄连杆设定曲柄连杆的连杆长度，更加有效的回收小幅振动能量，使得进一步提升汽车垂直振动能量回收效率。3.本专利技术不仅能应用在车辆悬架系统上，对于其他机械、气动系统均可适用。4.本专利技术机构将悬架振动能量直接转化为高压气体压力能，高压气体压力能直接用于对空气弹簧充气，这样避免了增加中间装置由于能量转化率的限制导致的能量损失。5.本专利技术提出一种气压触动开关，能够根据需要控制增压装置的工作，因而可以尽量减小增压装置对悬架性能的影响。6.本专利技术提出的扇叶结构，保证扇叶在气体压力和扭力弹簧弹力的作用下顺利转动是情况下又保证了各腔室之间更好的密封性，一定程度上提高了系统能量回收的利用率。附图说明图1是是带自增压机构闭环气路空气悬架系统示意图。图2是本专利技术结构示意图。图3是本专利技术结构示意剖面图。图4是本专利技术中的气压触动开关局部示意图。图中，1空气弹簧；2电磁阀；3低压罐；4单向阀；5增压装置；6单向阀；7高压罐；8电磁阀；9空气压缩机；10中轴；11增压缸体；12第一扇叶；13第二扇叶；14第三扇叶；15固定扇叶；16密封板；17螺旋弹簧；18气压触动开关；19曲柄；20连杆；21气压触动开关上盖板；22活塞；23复位弹簧；24条状插孔；28进气口；29出气口；30气动接头；25单向阀；26单向阀；27单向阀。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1所示本专利技术提出的多级自增压机构的空气弹簧系统包括增压装置5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高低压腔闭环气路空气悬架系统自增压系统，其特征在于，包括增压装置（5）、单向阀（4）、单向阀（6）、充气电磁阀（8）、放气电磁阀（2）、高压罐（7）、低压罐（3）和空气压缩机（9）；所述增压装置（5）的出气口（29）与单向阀（6）的进气端相连接，单向阀（6）的出气端与高压罐（7）的进气端相连接，出气端通过二位三通电磁阀（8）分别连通与空气压缩机（9）和车辆的空气弹簧（1）；空气弹簧（1）通过电磁阀（2）与低压罐（3）进气口相连通，所述低压罐（3）的出气口与单向阀（4）进气口连接，单向阀（4）的出气口与增压装置（5）的进气口（28）和气压触动开关（18）上面的气动接头（30）连接；所述增压装置包括腔体（11）、密封盖（16）、第一扇叶（12）、第二扇叶（13）、第三扇叶（14）、第四扇叶（15）、螺旋弹簧（17）气压触动开关（18）和曲柄连杆机构；所述腔体（11）为一端开口的圆筒，密封盖（16）与腔体（11）的开口之间密封连接；所述第一扇叶（12）、第二扇叶（13）、第三扇叶（14）和第四扇叶（15）将腔体（11）沿圆周方向依次分割成低压腔、压缩腔、一级蓄能腔和二级蓄能腔四个密封腔，所述进气口（28）与出气口（29）通过单向阀分别连通低压腔和二级蓄能腔；所述第四扇叶（15）固定在腔体（11）的侧壁内，第二扇叶（13）、第三扇叶（14）和第四扇叶（15）的内端设置为T形曲面与中轴配合密封，第一扇叶（12）与中轴（10）为一体构成，所述中轴（10）的一端支撑在腔体（11）的底部内壁上，并能自由转动；所述进气口（28）与出气口（29），分别设置在密封板（16）上且靠近第四扇叶（15）上端两侧位置；所述第二扇叶（13）、第三扇叶（14）和第四扇叶（15）之间分别设有螺旋弹簧（17），螺旋弹簧（17）与扇叶之间通过弹簧座相连接；第一扇叶（12）、第二扇叶（13）、第三扇叶（14）上分别开有单向阀；曲柄（19）的一端与连杆（20）通过销连接组成曲柄连杆机构，曲柄（19）的另一端与气压触动开关（18）固定连接；气压触动开关（18）为长方体，在长方体右端沿轴线开设导向固定孔（31）；所述中轴（10）的另一端穿出密封盖（16）伸入导向固定孔（31）内；在长方体上端面内嵌一个单出杆式气缸，所述单出杆式气缸的活塞杆（22）与中轴（10）的轴线垂直，中轴（10）的外端开有条形槽空（24），活塞杆（22）能够插入槽空（24）限制中轴（10）转动，所述单出杆式气缸的活塞杆（22）上套有复位弹簧（23）；上盖板（21）与气压触动开关（18）的上面密封连接，上盖板（21）上设置连通气压触动开关无杆端腔室的气动接头（30）。...

【技术特征摘要】
1.一种高低压腔闭环气路空气悬架系统自增压系统，其特征在于，包括增压装置（5）、单向阀（4）、单向阀（6）、充气电磁阀（8）、放气电磁阀（2）、高压罐（7）、低压罐（3）和空气压缩机（9）；所述增压装置（5）的出气口（29）与单向阀（6）的进气端相连接，单向阀（6）的出气端与高压罐（7）的进气端相连接，出气端通过二位三通电磁阀（8）分别连通与空气压缩机（9）和车辆的空气弹簧（1）；空气弹簧（1）通过电磁阀（2）与低压罐（3）进气口相连通，所述低压罐（3）的出气口与单向阀（4）进气口连接，单向阀（4）的出气口与增压装置（5）的进气口（28）和气压触动开关（18）上面的气动接头（30）连接；所述增压装置包括腔体（11）、密封盖（16）、第一扇叶（12）、第二扇叶（13）、第三扇叶（14）、第四扇叶（15）、螺旋弹簧（17）气压触动开关（18）和曲柄连杆机构；所述腔体（11）为一端开口的圆筒，密封盖（16）与腔体（11）的开口之间密封连接；所述第一扇叶（12）、第二扇叶（13）、第三扇叶（14）和第四扇叶（15）将腔体（11）沿圆周方向依次分割成低压腔、压缩腔、一级蓄能腔和二级蓄能腔四个密封腔，所述进气口（28）与出气口（29）通过单向阀分别连通低压腔和二级蓄能腔；所述第四扇叶（15）固定在腔体（11）的侧壁内，第二扇叶（13）、第三扇叶（14）和第四扇叶（15）的内端设置为T形曲面与中轴配合密封，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丽琴，杨阳阳，耿国庆，焦魏，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32