用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合技术方案

本发明专利技术涉及一种用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合，其包括阻尼空气弹簧和减震器，两者均可操作地附接到车轴/悬架系统。阻尼空气弹簧主要在第一频率范围内为车轴/悬架系统提供阻尼。减震器主要在第二频率范围内为车轴/悬架系统提供阻尼。第一频率范围为约0.0Hz至约6.0Hz，第二频率范围为约0.0Hz至约13.0Hz。

A combination of damping air springs and shock absorbers for a axle / suspension system for heavy vehicles

The invention relates to a combination of damping air spring and shock absorber for axle / suspension system of heavy-duty vehicle, including damping air spring and shock absorber, both of which can be attached to axle / suspension system. The damping air spring is mainly used to provide damping for the axle / suspension system in the first frequency range. The shock absorbers mainly provide damping for the axle / suspension system in the second frequency range. The first frequency range is about 0.0Hz to about 6.0Hz, and the second frequency range is about 0.0Hz to about 13.0Hz.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合相关申请的交叉引用本申请要求2015年3月25日提交的美国临时专利申请No.62/137,866的优先权。
本专利技术主要涉及用于重型车辆的车轴/悬架系统的
更特别地，本专利技术涉及用于重型车辆的空气悬挂式车轴/悬架系统，其利用阻尼空气弹簧来缓冲车辆的乘行。更具体地，本专利技术涉及用于重型车辆的空气悬挂式车轴/悬架系统的与减震器结合使用的阻尼空气弹簧的组合，其中，优化阻尼空气弹簧以便有助于在选定的频率范围内为车轴/悬架系统提供阻尼特性，并且优化减震器以便有助于在与由阻尼空气弹簧进行阻尼的频率范围大体不同的选定的频率范围内为车轴/悬架系统提供阻尼。一起工作的阻尼空气弹簧和减震器的组合相互补充，以便在车轴/悬架系统在运行期间所遇到的整个临界频率范围内提供优化的阻尼，从而增加车轴/悬架系统的乘行舒适特性，并且延长车轴/悬架系统的部件、轮胎和其他车辆部件的寿命，以及潜在地降低车轴/悬架系统的重量。
技术介绍
多年以来，在重型卡车、公共汽车以及牵引式挂车行业使用一个或多个空气悬挂式拖臂和导向臂刚性梁型车轴/悬架系统一直是很普遍的。尽管这种车轴/悬架系统可以存在广泛变化的结构形式，但是通常它们的结构的相似之处在于每个系统通常包括悬架组件对。在一些重型车辆中，悬架组件直接连接到车辆的主车架上。在其他重型车辆中，车辆的主车架支撑副车架，并且悬架组件直接连接到副车架。对于那些支撑副车架的重型车辆，副车架可以是不可移动的或是可移动的，可移动的副车架通常被称为滑动箱、滑动副车架、滑动底盘或次级滑动车架。为了方便和清楚的目的，本文将参考主构件，但是应当理解，这种参考是作为示例性的，并且本专利技术适用于从如下部件的主构件悬挂的重型车辆车轴/悬架系统，所述部件为主车架、可移动的副车架和不可移动的副车架。具体地，车轴/悬架系统的每个悬架组件均包括纵向延伸的细长梁。每个梁通常位于形成车辆框架的一个或多个横向构件以及间隔开的纵向延伸的一对主构件的相应的一个的附近和下方。更具体地，每个梁在其一个端部处枢转地连接到悬挂件，所述悬挂件转而附接到车辆的主构件中的相应的一个主构件并且从所述相应的一个主构件悬垂。车轴在悬架组件对的梁之间横向延伸，并且通常在从每个梁的大约中点处到与所述梁的枢转连接端部相对的所述梁的端部之间的选定位置处由一些装置连接到所述悬架组件对的梁。与枢转连接端部相对的梁的端部还连接到空气弹簧或其等同物，所述空气弹簧转而连接到主构件中的相应的一个主构件。空气弹簧在运行期间缓冲车辆的乘行，并且在一些情况下提供阻尼。高度控制阀安装在主构件或其他支撑结构上并且被可操作地连接到梁和空气弹簧，以便保持车辆的悬架装载高度。制动系统和一个或多个减震器也安装在车轴/悬架系统上。减震器在运行期间为车辆的车轴/悬架系统提供阻尼。梁可以从枢转连接处相对于车辆的前部向前或向后延伸，从而分别定义了通常所称的拖臂车轴/悬架系统或导向臂车轴/悬架系统。然而，为了包含在本说明书中的描述的目的，应当理解，术语“拖臂”将包括相对于车辆的前端部向后或向前延伸的梁。重型车辆的车轴/悬架系统用于缓冲乘行、抑制振动并稳定车辆。更特别地，当车辆在道路上行进时，其车轮会遇到将各种力、载荷和/或应力(这里统称为力)传递到其上安装有车轮的相应的车轴，并且转而传递到连接到车轴并支撑车轴的悬架组件的道路状况。为了最小化这些力在车辆运行时对车辆的不利影响，车轴/悬架系统被设计成抵抗和/或吸收这些力中的至少一些。这些力包括：当车轮遇到某些道路状况时由车轮的竖直移动引起的竖直力；由车辆的加速和减速引起的前后力；以及与横向的车辆移动(例如车辆的转向和车道变换操作)相关联的侧向载荷和扭转力。为了解决这些不相同的力，车轴/悬架系统具有不同的结构要求。更特别地，期望车轴/悬架系统相当刚性以便最小化车辆经受的摆动量，并且从而提供本领域中已知的侧倾稳定性。然而，还期望车轴/悬架系统相对柔性以便有助于缓冲车辆受到的竖直冲击，并提供柔顺性使得车轴/悬架系统的部件免受故障，从而提高车轴/悬架系统的耐用性。还期望的是抑制由这些力产生的振动或振荡。车轴/悬架系统的缓冲车辆乘行时受到的竖直冲击的关键部件是空气弹簧，而减震器通常为车轴/悬架系统提供阻尼特性(尽管也已经利用了具有阻尼特性的空气弹簧)。在重型空气悬挂式车轴/悬架系统中所使用的通常的无阻尼特性类型的空气弹簧包括三个主要部件：柔性波纹管、活塞和波纹管顶板。波纹管通常由橡胶或其它柔性材料形成，并且被操作地安装在活塞的顶部上。活塞通常由钢、铝、纤维增强塑料或其他刚性材料形成，并通过本领域普遍公知的紧固件而被安装在悬架组件的梁的顶板的后端部上。容纳在空气弹簧内的加压空气的体积或“空气容积”是决定空气弹簧的弹簧系数的主要因素。更具体地，该空气容积容纳在波纹管内，并且在某些情况下容纳在空气弹簧的活塞内。空气弹簧的空气容积越大，空气弹簧的弹簧系数越低。在重型车辆行业中，更低的弹簧系数通常更为理想，因为更低的弹簧系数在运行期间为车辆提供了更舒适的乘行。通常，活塞包含中空腔(所述中空腔与波纹管连通并且通过允许活塞和波纹管容积之间的空气的不受限制的连通而增加了空气弹簧的空气容积)，或者活塞具有大体中空的圆筒形状并且不与波纹管容积连通，由此活塞不会对空气弹簧的空气容积有所贡献。空气弹簧的空气容积与空气源(例如供气箱)流体连通，并且还与车辆的高度控制阀流体连通。高度控制阀通过引导空气流流入和流出车轴/悬架系统的空气弹簧来帮助保持所期望的车辆悬架装载高度。现有技术的空气弹簧(例如如上所述的空气弹簧)在车辆运行期间为车辆、货物和乘客(多位乘客)提供缓冲的同时，还对车轴/悬架系统提供少量(如果有的话)阻尼。尽管也使用单个减震器并且所述单个减震器在本领域中一般是众所周知的，但这种阻尼却通常由一对液压减震器来提供。减震器通常包括填充有流体的缸体。具有安装在其端部上的隔板的柱塞纵向布置在流体填充的缸体内，使得柱塞和隔板可以在流体填充的缸体内运动。隔板通常包括多个开口，并且还包括安装在隔板上的排放阀。排放阀包括更大的开口，所述更大的开口允许本领域通常公知的两级阻尼曲线。减震器缸体安装到悬架组件中的相应的一个悬挂组件的梁，并且柱塞安装到车辆的主构件中的相应的一个主构件。当梁在车辆运行期间朝向主构件向上旋转时，柱塞和隔板穿过流体填充的缸体向下运动。当梁在车辆运行期间远离主构件向下旋转时，柱塞和隔板穿过流体填充的缸体向上运动。柱塞和隔板穿过流体填充的缸体的运动导致车轴/悬架系统的粘滞阻尼。对于重型车辆的拖车来说，在车轴/悬架系统(多个车轴/悬架系统)的最佳阻尼处于临界时的频率为从车身振动模式的约1.8Hz至车轮跳动模式的约13Hz。在这些固有频率下，车轴/悬架系统易于移动，因此在这些频率下的道路输入可能导致在车轴/悬架系统中的移动的积累，这可能潜在不利地影响车轴/悬架系统的性能。现有技术的减震器在更高频率下具有不断增加的阻尼曲线。这意味着随着车轴/悬架系统上的输入频率的增加，减震器为车轴/悬架系统提供的阻尼也在增加。这种在更高输入频率下增加的阻尼导致通过减震器作用在车轴/悬架系统上的力的传递性增加，这转而可以降低车轴/悬架系统在更高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合，包括：阻尼空气弹簧，所述阻尼空气弹簧可操作地附接到所述车轴/悬架系统，和减震器，所述减震器可操作地附接到所述车轴/悬架系统，由此所述阻尼空气弹簧主要在第一临界频率范围内为所述车轴/悬架系统提供阻尼，所述减震器主要在第二临界频率范围内为所述车轴/悬架系统提供阻尼，所述第一临界频率范围和所述第二临界频率范围彼此不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.25 US 62/137,8661.一种用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合，包括：阻尼空气弹簧，所述阻尼空气弹簧可操作地附接到所述车轴/悬架系统，和减震器，所述减震器可操作地附接到所述车轴/悬架系统，由此所述阻尼空气弹簧主要在第一临界频率范围内为所述车轴/悬架系统提供阻尼，所述减震器主要在第二临界频率范围内为所述车轴/悬架系统提供阻尼，所述第一临界频率范围和所述第二临界频率范围彼此不同。2.根据权利要求1所述的用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合，其中，所述第一临界频率范围为约0.0Hz至约6.0Hz。3.根据权利要求1所述的用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合，其中，所述第二临界频率范围为约0.0Hz至约13Hz。4.根据权利要求1所述的用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合，其中，所述第二临界频率范围为大于约6.0Hz。5.根据权利要求1所述的用于重型车辆的车轴/悬架系统的阻尼空气弹簧和减震器的组合，所述阻尼空气弹簧还包括波纹管腔室和活塞腔室，所述波纹管腔室经由至少一个开口与所述活塞腔室流体连通。6.根据权利要求4所述的用于重型车辆的车轴/...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·富尔顿，A·J·韦斯特内格，T·J·朗，
申请(专利权)人：亨德里克森美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US