一种空气弹簧及空气弹簧的高度和刚度解耦方法技术

本发明专利技术公开一种空气弹簧高度和刚度解耦方法，根据空气弹簧需要调节的高度和刚度调节范围，采用两个刚度可调、且刚度调节范围不同的独立气室，通过上下布局的形式串联，通过两个气室的进排气量，达到不同气压组合，实现定刚度条件下高度可变和定高度条件下刚度可变功能。本发明专利技术还公开一种高度和刚度解耦的空气弹簧，包括两个独立的、刚度和高度可随气压变化的气室，两个气室上下串联，一个气室的垂向变形尺寸较另一个大，另一个气室的径向变形尺寸较前一个大，所述气室分别连接外部气体装置，单独对两气室充放气，通过分别控制进排气量来控制气室内压力的大小，获得不同的气压组合，从而得到两个气室不同的高度和刚度，实现空气弹簧的高度和刚度解耦。空气弹簧的高度和刚度解耦。空气弹簧的高度和刚度解耦。

【技术实现步骤摘要】
一种空气弹簧及空气弹簧的高度和刚度解耦方法


[0001]本专利技术属于汽车车用悬架以及驾驶室座椅
，具体涉及高度和刚度解耦的空气弹簧。

技术介绍

[0002]随着消费者对汽车舒适性的追求提高，汽车良好的NVH性能成为了汽车的核心竞争力之一。空气弹簧有着自重轻、固有频率小、刚度可调节等性能，被广泛应用于商用车、重型卡车以及高档汽车上，在车辆中悬架和驾驶室均可应用。不仅如此，在轨道交通、工业设备、航空、航海等领域均有应用。
[0003]虽然空气弹簧应用广泛且具备上述优良性能，但存在高度和刚度调节耦合的问题，在空气弹簧充气时既提高了自身高度，又增加了空气弹簧的刚度，当汽车在不平整路面上转向、急刹车或者急加速时，若调节空气弹簧自身高度刚度必然增大，从而使得车内乘坐舒适性不理想。因此，实现空气弹簧在较高的高度条件依旧有较小的刚度，是保证舒适性的关键。
[0004]针对以上问题，公开号为CN106122340A的专利文献公开了一种刚度和车身高度调节的空气弹簧，该空气弹簧由高度控制腔和刚度控制腔构成，高度控制腔为液压腔，刚度控制腔为空气腔。该方法会增加空气弹簧自重，使得空气弹簧固有频率发生较大变化，另外除空气供压及调节装置外，还需要液压供压及调节装置，这会增加成本及控制难度。还有公开号为CN111322341B和公开号为CN105673759B的专利文献公开的技术，基本原理为在柱体空间内添加一活塞，使其分割为两个独立腔体，通过两个独立腔体的不同气压实现高度和刚度的独立调节。但是该形式的空气弹簧自重较大，并且活塞受到使用过程中温度和磨损的影响，密封和寿命问题有待考量。

技术实现思路

[0005]针对应用中空气弹簧高度调节和刚度调节需求，本专利技术提出一种空气弹簧的高度和刚度解耦方法，并设计一种基于膜式空气弹簧的高度和刚度可独立控制的空气弹簧，满足车辆单独调整车身姿态和舒适性的需求。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下：
[0007]本专利技术的目的之一是提供一种空气弹簧的高度和刚度解耦方法，所述方法是根据空气弹簧需要调节的高度和刚度调节范围，采用串联两个刚度可调、且刚度调节范围不同的独立气室，以上下布局的形式，通过两个气室的进排气量，达到不同气压组合，实现定刚度条件下高度可变和定高度条件下刚度可变功能。
[0008]本专利技术进一步提供一种高度和刚度解耦的空气弹簧，其包括两个独立的、刚度和高度可随室内气压变化的气室，两个气室上下串联，一个气室的垂向变形尺寸较另一个大，另一个气室的径向变形尺寸较前一个大，两个气室均设计有进排气口，分别连接外部气体装置，单独对两气室充放气，通过分别控制进排气量来控制气室内压力的大小，获得不同的
气压组合，从而得到两个气室不同的高度和刚度，实现空气弹簧的高度和刚度解耦。
[0009]本专利技术中，该空气弹簧只需要使用两个独立的气室，彼此不发生气体交换即可，布置形式上采用上下结构。可采用上囊式下膜式、上囊式下囊式、上膜式下囊式或上膜式下膜式的类型。
[0010]如在某一个支撑高度条件下实现刚度的变化，可对上气室进行充气，使得内部的压力变高，同时下气室进行放气。使得内部的压力变低，此时高度将维持不变，刚度值发生改变，由此可实现该支撑高度条件下刚度在一定范围内连续变化。如此，就可得到一个高度对应多个刚度的效果。同理，若想要在某一刚度条件下实现高度的变化，仅需改变上下两气室的气压，达到预先设定的气压即可实现定刚度变高度的效果。
[0011]本专利技术的优点如下：
[0012]1、空气弹簧高度和刚度可实现独立调节。本专利技术通过对上下两个气室充放气，利用不同的气压组合实现一个高度对应多个刚度的效果，实现了空气弹簧高度和刚度独立调节。可实现车辆在较高的高度条件下拥有较小刚度，提升了车辆的舒适性和通过性。
[0013]2、空气弹簧的自重轻，自振频率低，制备简单，安装方便。整个空气弹簧无复杂机械结构，质量仅有密封、橡胶以及连接件，因此保持着空气弹簧自重轻，自振频率低的优点。由于构成和与一般空气弹簧相同，无复杂结构，因此在制备上较简单，安装上易操作。
[0014]3、控制因素少，时效性较好。使用该空气弹簧，在对上下两个气室在进行充放气时，只用控制上下气室的充放气阀门即可，且上下气室可根据目标高度或刚度同时计算，缩减计算时长，控制时效性较好。
[0015]4、高度和刚度解耦在各车型中可通用化。由于车型的不同，需要对车辆进行调节的高度和刚度范围差异较大。本专利技术可根据车型，开发出不同高度和刚度调节范围空气弹簧。面对不同的车型，在明确要调节的高度和刚度范围后，合理设计膜式空气弹簧体积和刚度等结构参数，或者合理选取市场中已有的空气弹簧，采用上下布置的形式，利用不同气压组合得到上下气室充放气的高度和刚度变化规律即可完成解耦。合理设计空气弹簧体积和，采用上下结构形式，即可实现解耦，解耦方法具有通用性，可在各种车型中使用。
[0016]本专利技术在汽车上通常应用于悬架以及驾驶室座椅中，根据车用空气弹簧而设计，但不仅限于该领域，还可用于精密仪器隔振等需要调节高度和刚度的隔振设备上。
附图说明
[0017]图1为高度与刚度解耦的膜式空气弹簧剖视图结构示意图；
[0018]图2为下气室限位橡胶堆三维局部剖视图；
[0019]图3为压板和底座三维局部剖视图；
[0020]图4为下气室盖板三维视图；
[0021]图中，1
‑
下气室底座，2
‑
下气室气囊，3
‑
下气室压板，4
‑
下气室限位橡胶堆，5
‑
下气室盖板，6
‑
连接板，7
‑
上气室盖板，8
‑
上气室气囊，9
‑
上气室限位橡胶堆，10
‑
下气室压板，11
‑
上气室底座，12，19
‑
底座加强板，13
‑
上气室进气孔，14
‑
上气室排气孔15，16
‑
固定螺栓，17
‑
下气室排气孔，18
‑
下气室进气孔，20
‑
上气室，21
‑
下气室。
具体实施方式
[0022]下面通过具体的实施并结合附图对本专利技术做进一步的描述，在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]实施例1：
[0024]本实施例涉及一种空气弹簧的高度和刚度解耦方法，所述空气弹簧采用上下结构，两个气室相互独立，彼此不发生气体交换。可采用上囊式下膜式、上囊式下囊式、上膜式下囊式或上膜式下膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气弹簧高度和刚度解耦方法，其特征在于，所述方法是根据空气弹簧需要调节的高度和刚度调节范围，采用两个刚度可调、且刚度调节范围不同的独立气室，以上下布局的形式串联，通过控制两个气室的进排气量，达到不同气压组合，实现定刚度条件下高度可变和定高度条件下刚度可变功能。2.根据权利要求1所述的空气弹簧高度和刚度解耦方法，其特征在于，两个气室中，一个气室的垂向变形尺寸较另一个大，另一个气室的径向变形尺寸较前一个大，两个气室均设计有进排气口，分别连接外部气体装置，单独对两气室充放气，通过分别控制进排气量来控制气室内压力的大小，获得不同的气压组合，从而得到两个气室不同的高度和刚度，实现空气弹簧的高度和刚度解耦。3.一种高度和刚度解耦的空气弹簧，其特征在于，包括两个独立的、刚度和高度可随室内气压变化的气室，两个气室上下串联，一个气室的垂向变形尺寸较另一个大，另一个气室的径向变形尺寸较前一个大，两个气室均设计有进排气口，分别连接外部气体装置，单独对两气室充放气，通过分别控制进排气量来控制气室内压力的大小，获得不同的气压组合，从而得到两个气室不同的高度和刚度，实现空气弹簧的高度和刚度解耦。4.根据权利要求3所述的高度和刚度解耦的空气弹簧，其特征在于，上气室的垂向变形尺寸大于下气室，下气室的径向尺寸大于上...

【专利技术属性】
技术研发人员：付江华，李文俊，魏先文，陈哲明，陈宝，李婉婷，黄超，尹亚坤，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：