具有非对称形状孔口的阻尼空气弹簧制造技术

一种用于重型车辆的悬架组件的具有阻尼特征的空气弹簧，其包括波纹管室、活塞室和非对称孔口。非对称孔口与空气弹簧的波纹管室和活塞室流体连通。非对称孔口向重型车辆的空气弹簧提供非对称的阻尼特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有非对称形状孔口的阻尼空气弹簧相关申请的交叉引用本申请要求在2016年2月23日提交的美国临时专利申请序列号No.62/298,688的权益。
本专利技术整体涉及用于重型车辆的车轴/悬架系统的领域。更特别地，本专利技术涉及一种用于重型车辆的、利用空气弹簧来缓冲车辆的乘坐的车轴/悬架系统。更具体地，本专利技术涉及一种用于重型车辆车轴/悬架系统的具有阻尼特征的空气弹簧，其中，该空气弹簧利用非对称形状的孔口来促进车轴/悬架系统的非对称阻尼，以提高运转期间针对重型车辆的具体应用的乘坐质量。
技术介绍
多年来，在重型卡车和拖拉机挂车行业中使用空气悬架系统后臂刚性梁式车轴/悬架系统和前臂刚性梁式车轴/悬架系统已经非常流行。虽然该车轴/悬架系统具有多样的结构形式，但是它们的结构通常类似并且类似之处在于每个系统通常包括一对悬架组件。在一些重型车辆中，悬架组件直接连接到车辆的主框架。在其他重型车辆中，车辆的主框架支撑子框架，并且悬架组件直接连接到子框架。对于那些支撑子框架的重型车辆，子框架可以是不可移动或可移动的，所述可移动的子框架通常被称为滑块箱、滑块子框架、滑块底架、或辅助滑块框架。为了方便和清楚起见，在此将参考主构件，应当理解的是，这种参考是示例性的，并且本专利技术适用于从主要框架、可移动子框架和不可移动子框架的主构件悬挂的重型车辆车轴/悬架系统。具体而言，车轴/悬架系统的每个悬架组件都包括纵向延伸的细长梁。每根梁通常位于构成车辆框架的一对间隔开的纵向延伸的主构件和一个或多个横向构件中的相应一个的附近和下方。更具体地，每根梁在其一个端部处枢转地连接到悬挂装置，该悬挂装置又附接到车辆的主构件中的相应的一个并且从其悬挂下来。车轴在每根梁的中点左右至梁的与其枢转连接端相对的端部之间的选定位置处、在所述一对悬架组件的梁之间横向延伸并通常通过一些装置连接至该梁。与枢转连接端相对的梁端也连接到空气弹簧或其他弹簧机构，所述空气弹簧或其它弹簧机构又连接到主构件中的相应一个。高度控制阀安装在主构件或其他支撑结构上并且可操作地连接到梁和空气弹簧，以保持车辆的离地高度。制动系统以及可选地用于为车辆的车轴/悬架系统提供阻尼的一个或多个减震器也安装在车轴/悬架系统上。梁可以相对于车辆的前端从枢转连接部向后或向前延伸，从而分别限定了通常所称的后臂车轴/悬架系统或前臂车轴/悬架系统。然而，为了本文所包含的描述的目的，应理解术语“后臂”将包括相对于车辆的前端向后或向前延伸的梁。重型车辆的车轴/悬架系统起到缓冲乘坐、减振和稳定车辆的作用。更具体地说，当车辆在道路上行驶时，其车轮遇到将各种力、载荷和/或应力(这里统称为力)施加到安装有车轮的相应车轴上并进而施加到连接到并且支撑车轴的悬架组件上的路况。为了最小化这些力在车辆运行时对车辆所造成的不利影响，车轴/悬架系统被设计成反抗和/或吸收这些力中的至少一些。这些力包括车轮在遇到某些路况时的竖直运动产生的竖直力、车辆的加速和减速以及某些路况引起的前后力、和与横向车辆运动相关(例如车辆转弯和车道变换操纵)的侧向负载和扭转力。为了解决这种不同的力，车轴/悬架系统具有不同的结构要求。更具体地说，车轴/悬架系统需要具有相当刚性的梁，以为了使车辆所经受的摆动量最小化，并因此提供本领域已知的侧倾稳定性。然而，还期望车轴/悬架系统相对柔性以协助缓冲车辆遭受的竖直撞击，并且提供顺应性以使车轴/悬架系统的部件抵抗故障，由此增加车轴/悬架系统的耐久性。还希望抑制由这些力引起的振动或振荡。空气弹簧是车轴/悬架系统的一个关键部件，其可缓冲车辆遭受竖直撞击时的乘坐。过去，在车轴/悬架系统上使用减震器来为车轴/悬架系统提供阻尼特征。最近，已经开发出具有阻尼特征的空气弹簧，其消除了减震器，并且空气弹簧为车轴/悬架系统提供阻尼。在本申请的受让人HendricksonUSA，L.L.C所拥有的美国专利No.8,540,222中示出并描述了一种具有阻尼特征的空气弹簧。用于重载空气悬浮式车轴/悬架系统的传统无阻尼特征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他柔性材料形成，并可操作地安装在活塞的顶部。活塞通常由钢、铝、纤维增强塑料或其他刚性材料形成，并且通过本领域公知类型的紧固件安装在悬架组件的梁的顶板的后端上。包含在空气弹簧内的加压空气的体积或“空气体积”是决定空气弹簧的弹簧刚度的主要因素。更具体地说，该空气体积包含在波纹管内，并且在一些情况下包含在空气弹簧的活塞内。空气弹簧的空气体积越大，空气弹簧的弹簧刚度越低。在重型车辆工业中通常更希望较低的弹簧刚度，这是因为它在运转期间为车辆提供更温和的乘坐感觉。现有技术的没有阻尼特征的空气弹簧虽然在车辆运转期间为车辆货物和乘客提供缓冲，但是几乎没有向车轴/悬架系统提供阻尼特征。这种阻尼特征通常替代地由一对液压减震器提供，尽管也使用单个减震器并且在本领域中单个减震器通常是众所周知的。减震器中的每一个均安装在车轴/悬架系统的悬架组件的相应一个的梁上和车辆的主构件中的相应一个上、并且在其间延伸。这些减震器增加了车轴/悬架系统的复杂性和重量。此外，由于减震器是车轴/悬架系统的维修项目，因此其将不时地需要维护和/或更换，这还增加了车轴/悬架系统的额外维护和/或更换成本。车辆可运载的货物数量受当地、州和/或国家道路和桥梁法律的约束。大多数道路和桥梁法律的基本原则是限制车辆可运载的最大载荷，并限制单根车轴可承受的最大载荷。由于减震器相对较重，因此这些部件会给车轴/悬架系统增加不希望的重量，并因此减少重型车辆可运载的货物量。取决于所使用的减震器，它们还为车轴/悬架系统增加了不同程度的复杂性，这也是不希望的。具有阻尼特征的空气弹簧(例如在本申请的受让人HendricksonUSA，LLC拥有的美国专利No.8,540,222中示出和描述的空气弹簧)包括具有空腔的活塞，该空腔经由至少一个开口与波纹管流体连通，该开口在车轴/悬架系统的操作期间在活塞和波纹管容积之间提供受限的空气连通。空气弹簧的空气体积与车辆的高度控制阀流体连通，所述车辆的高度控制阀又与空气源(例如空气供应箱)流体连通。高度控制阀通过引导气流进出车轴/悬架系统的空气弹簧而有助于保持车辆的期望离地高度。活塞室和波纹管室之间的受限制的空气连通在运转期间为车轴/悬架系统提供阻尼。更具体地，当车轴/悬架系统经历颠簸事件时，例如当车轮在道路中遇到路缘或凸出的隆起物时，车轴竖直向上朝向车辆底盘移动。在这种颠簸事件中，当车辆的车轮行驶越过道路上的路缘或凸起的隆起物时，波纹管室被车轴/悬架系统压缩。空气弹簧的波纹管室的压缩导致波纹管室的内部压力增加。因此，波纹管室和活塞室之间产生压差。该压差导致空气从波纹管室通过一个或多个开口流入活塞室。空气将来回流过波纹管室和活塞室之间的一个或多个开口，直到活塞室和波纹管室的压力均衡。通过限制空气来回流动通过一个或多个开口会导致发生阻尼。相反，当车轴/悬架系统遇到回弹事件时，例如当车轮在道路上遇到大孔或凹陷时，车轴竖直向下远离车辆底盘移动。在这种回弹事件中，当车辆的车轮行进到道路中的孔或凹陷中时，车轴/悬架系统使波纹管室扩展。空气弹簧的波纹管室的扩展导致波纹管室的内部压力降低。结果，波纹管室和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于重型车辆的悬架组件的具有阻尼特征的空气弹簧，其包括：具有波纹管室的波纹管；具有活塞室的活塞；和与所述波纹管室和所述活塞室流体连通的不对称孔口，其中，所述不对称孔口为所述重型车辆的所述空气弹簧提供不对称的阻尼特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.23 US 62/298,6881.一种用于重型车辆的悬架组件的具有阻尼特征的空气弹簧，其包括：具有波纹管室的波纹管；具有活塞室的活塞；和与所述波纹管室和所述活塞室流体连通的不对称孔口，其中，所述不对称孔口为所述重型车辆的所述空气弹簧提供不对称的阻尼特征。2.根据权利要求1所述的用于重型车辆的悬架组件的具有阻尼特征的空气弹簧，其中，所述不对称孔口包括水平横截面，所述水平横截面包括从由圆形、卵形、椭圆形和多边形组成的组中选择的形状。3.根据权利要求1所述的用于重型车辆的悬架组件的具有阻尼特征的空气弹簧，其中，所述不对称形状的孔口包括与圆柱形开口相邻的圆锥形开口，所述圆柱形开口和所述圆锥形开口彼此对准。4.根据权利要求3所述的用于重型车辆的悬架组件的具有阻尼特征的空气弹簧，其中，所述圆锥形开口形成在连接到所述活塞的保持板中，并且所述圆柱形开口形成在所述空气弹簧的所述活塞的顶板中。5.根据权利要求3所述的用于重型车辆的悬架组件的具有阻尼特征的空气弹簧，其中，所述圆锥形开口形成在保持板中和所述活塞的顶板的一部分中，并且所述圆柱形开口形成在活塞的所述顶板中。6.根据权利要求1所述的用于重型车辆的悬架组件的具有阻尼特征的空气弹簧，其中，所述不对称形状的孔口包括倒角开口和圆柱形开口，所述倒角开口和所述圆柱形开口彼此对准。7.根据权利要求6所述的用于重型车辆的悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·德罗伦奇斯，J·J·帕特森，D·鲁巴尔斯基，
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