一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节系统技术方案

现代汽车悬架系统中的空气弹簧对于提高车辆的平顺性、舒适性和保护道路及货物起到了重要的作用。人们为了扩大空气弹簧调节刚度范围，采用了主、副气室相连，通过其通道上的电磁阀来改变压缩气体容积的方式来实现。这种刚度调节的控制信号由多路传感器采集，送交电脑处理后发出动作指令，将空气弹簧的刚度分段调整为软、硬几挡。但这种控制方式的响应时滞稍大。本发明专利技术就是针对这一问题研发的新型刚度调节系统。它直接利用气囊内的压力信号来控制主、副气室通道上的节流口开度，达到刚度连续调整的目的。并利用主、副气室的压差控制其通道上的另一节流阀以达到削弱凸块对车身的冲击。本发明专利技术结构简单，响应迅速可靠，成本低廉，大步跨越了现有技术。

A new type of air spring stiffness adaptive continuous regulating system

The air spring in the modern automobile suspension system plays an important role in improving the ride comfort, comfort and protection of the road and the goods. In order to expand the stiffness range of the air spring, the main and auxiliary air chambers are connected to realize the change of the compressed gas volume through the electromagnetic valve on the passage. The control signals of the stiffness adjustment are collected by a multi-channel sensor and sent to the computer for instruction. The rigidity of the air spring is adjusted into a few blocks of soft and hard parts. But the response time of this control method is slightly larger. The present invention is a new type of stiffness regulating system developed for the problem. It directly uses the pressure signal in the air bag to control the opening of the throttle orifice on the main and auxiliary air passages, so as to achieve the goal of continuously adjusting the rigidity. The pressure difference between the main and secondary air chambers is used to control another throttle valve in the channel to weaken the impact of the bump on the vehicle body. The invention has the advantages of simple structure, fast response, reliability and low cost, striding over the prior art.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车辆空气悬架用空气弹簧的刚度连续调节系统和方 法。这种自适应刚度调节的空气弹簧尤其适应于载客大巴，城市公交大巴，也适应于货运大卡车和轨道交通车辆及其它车辆和机械设备D技术现状为了改善汽车的行驶平顺性，提高乘坐的舒适性，减轻车辆对道路 和货物的损坏，发达国家在其载客大巴，城市公交大巴，货运大卡车和轨 道交通车辆及其它车辆的悬架系统中广泛地采用了空气弹簧。我国为了赶 超这一发展方向，近年来也在大力推广和强制性采用空气弹簧。在不断发 展的空气弹簧技术中，为了进一步扩大空气弹簧的可变刚度的范围，以利 其更适用于车辆载荷的变化，人们开展了深入的探索。目前比较成熟的技 术是将空气弹簧的气室分为主、副气室，通过控制主、副气室间的连接通 道上的电磁阀来实现弹性气体容积的改变而达到改变空气弹簧的刚度。在 非主动悬架的空气悬架系统中空气弹簧的刚度的控制一般釆用刚度分段式控制，将空气弹簧的刚度分为软、硬两挡或软、中、硬三挡。这种刚度 调节系统的控制信号由多路传感器采集，送交微处理机处理后发出控制指 令，由执行机构调节空气弹簧的刚度。它的主要不足在于系统的响应时滞稍大；其次，由于系统的信号的采集处理到执行较为繁杂，其成本远高于普通的空气悬架；再者，空气弹簧的刚度不能连续调节。 专利技术目的和解决方案本专利技术的目的就是要研发出一种低成本的，能自动根据车辆的载荷和行驶及道路的状况自适应调节刚度的空气弹簧、 一种简单可靠、响应快捷的弹簧刚度自适应连续调节系统。本专利技术的解决方法是将现有技术中的控制信号由ECU发出的电信号 改变为空气弹簧气囊内的空气压力信号，由该压力信号直接作用于一气动 滑阀阀芯的一端，而另一端由弹簧力作用。车辆空载时，空气弹簧气囊内 空气压力乘以滑阀阀芯的截面积所产生的推力与弹簧力平衡，该节流阀的 节流口处于最大开口，空气弹簧的刚度为最小；当车辆的载荷增加，气囊 内空气压力上升，作用在滑阀阀芯的截面积所产生的推力增大，推动滑阀 阀芯克服弹簧力下移，达到新的平衡，滑阀阀芯下移即关小了主、副气室 间的连接通道上的节流口 ，縮小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大， 适应相应的载荷。当车辆拐弯，由于惯性的作用，靠弯道外侧的空气弹簧 的气囊内空气压力上升，与此同时，同样关小了主、副气室间的连接通道 上的节流口，使空气弹簧的刚度增大，从而阻止了车身的进一步倾斜；当 车辆急速起步或急刹停车时，若空气弹簧的刚度不随之增大，同样由于惯 性的作用，会使车身产生后仰和前倾现象，本专利技术同样具有当车身产生后 仰和前倾发生时，提高后、前空气弹簧的刚度的功能，有效地抑制这种现 象的加剧。为了削弱车辆在行驶过程中道路上的凸块对车身的冲击，本专利技术在 主、副气室的通道上并联了另一由主、副气室的压差控制的节流阀。当车 轮碰到凸块，主气室的压力迅速增长，该增长的压力导致了主、副气室的 压差迅速增长，当该将压差作用于阀芯的截面积所产生的推力大于弹簧 力，该阀迅速打开，加大了主、副气室间的连接通道上的节流口面积，迅 速地降低了空气弹簧的刚度，减轻了道路上的凸块对车身的冲击。而当车 轮越过了凸块，即压力脉冲消失，主、副气室的压差下降，该闽由弹簧力 推动迅速关闭，气囊内空气压力恢复正常，空气弹簧的刚度也随之复原。 本专利技术的控制信号直接取自主气室的压力，无需采集与转换，也无需 由ECU处理后再发出调节指令，执行机构再执行之。将控制信号和调节指 令合为一体，作用迅速、可靠，其响应时滞可以忽略，空气弹簧的刚度调 节灵敏度大为提高；由于将控制信号和调节指令合为一体，无需再有信号 的采集处理系统，成本大为下降；由于本专利技术的控制指令为主、副气室的 压力，空气弹簧的刚度随主气室的压力变化而调节，调节顺畅连续。四附图说明附图1是本专利技术的系统原理图。五、 实施方式本专利技术的具体实施方式是当车辆静止、空载时，空气弹簧主气室l 内空气压力乘以节流阀3的阀芯的截面积所产生的推力与弹簧5的弹簧力平衡，节流阀3的节流口处于最大开口，空气弹簧的刚度为最小；当车辆 的载荷增加，主气室l内空气压力上升，作用在节流阀3的阀芯的端面上 所产生的推力增大，推动节流阀3的阀芯克服弹簧5的弹簧力下移，达到 新的平衡，节流阀3的闽芯下移即关小了主气室1与副气室2间的连接通 道上的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，适应相应 的载荷。当车辆拐弯，由于惯性的作用，靠弯道外侧的空气弹簧的主气室 l内的空气压力上升，同时关小了节流阀3的节流口，缩小了弹性气体容 积，使空气弹簧的刚度增大，保持车身的平稳。当车辆急刹停车时，同样 由于惯性的作用，会使前悬挂上的的空气弹簧的主气室1内的空气压力上 升，同时关小了节流阀3的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的 刚度增大，阻止了车身的前倾；反之，当车辆急速起步，本专利技术同样具有 提高后空气弹簧的刚度的功能，有效地抑制了后仰现象的加剧。当车轮碰 到凸块，在主气室l内产生了一个压力脉冲，该压力脉冲在关小节流阀3 的节流口的同时，导致了主气室1与副气室2的压差迅速增长并同时打开 了节流口面积梯度大于节流阔3的节流阀4，加大了主气室1和副气室2 间的连接通道上的节流口面积，迅速地降低了空气弹簧的刚度，减轻了道 路上的凸块对车身的冲击。而当车轮越过了凸块，即压力脉冲消失，主、 副气室的压差下降，节流阀4迅速关闭，主气室l内空气压力恢复正常， 空气弹簧的刚度也随之复原。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节系统，由主气室１、副气室２、节流阀３、节流阀４、弹簧５和６等组合构成，其特征是：当车辆静止、空载时，空气弹簧主气室１内空气压力乘以节流阀３的阀芯的截面积所产生的推力与弹簧５的弹簧力平衡，节流阀３的节流口处于最大开口，空气弹簧的刚度为最小；当车辆的载荷增加，主气室１内空气压力上升，作用在节流阀３的阀芯的端面上所产生的推力增大，推动节流阀３的阀芯克服弹簧５的弹簧力下移，达到新的平衡，节流阀３的阀芯下移即关小了主气室１与副气室２间的连接通道上的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，适应相应的载荷；当车辆拐弯，由于惯性的作用，靠弯道外侧的空气弹簧的主气室１内的空气压力上升，同时关小了节流阀３的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，保持车身的平稳；当车辆急刹停车时，同样由于惯性的作用，会使前悬挂上的的空气弹簧的主气室１内的空气压力上升，同时关小了节流阀３的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，阻止了车身的前倾；反之，当车辆急速起步，本专利技术同样具有提高后空气弹簧的刚度的功能，有效地抑制了后仰现象的加剧；当车轮碰到凸块，在主气室１内产生了一个压力脉冲，该压力脉冲在关小节流阀３的节流口的同时，导致了主气室１与副气室２的压差迅速增长并同时打开了节流口面积梯度大于节流阀３的节流阀４，加大了主气室１和副气室２间的连接通道上的节流口面积，迅速地降低了空气弹簧的刚度，减轻了道路上的凸块对车身的冲击；而当车轮越过了凸块，即压力脉冲消失，主、副气室的压差下降，节流阀４迅速关闭，主气室１内空气压力恢复正常，空气弹簧的刚度也随之复原。...

【技术特征摘要】
1.一种新型空气弹簧刚度自适应连续调节系统，由主气室1、副气室2、节流阀3、节流阀4、弹簧5和6等组合构成，其特征是当车辆静止、空载时，空气弹簧主气室1内空气压力乘以节流阀3的阀芯的截面积所产生的推力与弹簧5的弹簧力平衡，节流阀3的节流口处于最大开口，空气弹簧的刚度为最小；当车辆的载荷增加，主气室1内空气压力上升，作用在节流阀3的阀芯的端面上所产生的推力增大，推动节流阀3的阀芯克服弹簧5的弹簧力下移，达到新的平衡，节流阀3的阀芯下移即关小了主气室1与副气室2间的连接通道上的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，适应相应的载荷；当车辆拐弯，由于惯性的作用，靠弯道外侧的空气弹簧的主气室1内的空气压力上升，同时关小了节流阀3的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，保持车身的平稳；当车辆急刹停车时，同样由于惯性的作用，会使前悬挂上的的空气弹簧的主气室1内的空气压力上升，同时关小了节流阀3的节流口，缩小了弹性气体容积，使空气弹簧的刚度增大，阻止了车身的前倾；反之，当车辆急速起步，本发明同样具有提高后空气弹簧的刚度的功能，有效地抑制了后仰现象的加剧；当车轮碰到凸块，在主气室1内产生了一个压力脉冲，该压力脉冲在关小节流阀3的节流口的同时，导致了主气室1与副气室2的压差迅速增长并同时打开了节流口面积梯度大于节流阀3的节流阀4，加大了主气室1和副气室2间的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺勍，
申请(专利权)人：贺勍，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]