用于重载车辆的具有阻尼特征结构的空气弹簧制造技术

本发明专利技术涉及用于重载车辆车桥/悬架系统的空气弹簧，其包括操作地连接到活塞腔室的波纹管腔室。在波纹管腔室和活塞腔室之间设置有开口，以便允许流体在波纹管腔室和活塞腔室之间连通。开口的横截面面积以及波纹管腔室和活塞腔室的体积被调谐，以优化空气弹簧的阻尼特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及用于重载车辆的车桥/悬架系统的领域。更具体地，本专利技术涉及用于重载车辆的空气悬挂式车桥/悬架系统，其采用空气弹簧以缓冲车辆的行驶。更具体地，本专利技术涉及重载车辆的空气悬挂式车桥/悬架系统的空气弹簧，其中空气弹簧被优化，以便根据空气弹簧的波纹管腔室的体积、空气弹簧的活塞腔室的体积以及一个或多个开口的尺寸，使得空气弹簧具有阻尼特性，继而使得车桥/悬架系统具有阻尼特性，该一个或多个开口在波纹管腔室和活塞腔室之间形成在空气弹簧中并且与波纹管腔室和活塞腔室连通。更具体地，活塞腔室和波纹管腔室之间的空气流通过位于空气弹簧的活塞腔室和波纹管腔室之间的开口为空气弹簧提供粘性阻尼。
技术介绍
使用空气悬挂式尾随和引导臂刚性梁型车桥/悬架系统多年来在重载卡车和牵引车-拖车工业中倍受欢迎。尽管这样的车桥/悬架系统可能在结构形式上广为变化，但是通常他们的结构的类似之处在于，每个系统通常都包括一对悬架组件。在某些重载车辆中，悬架组件直接连接到车辆的初级框架。在其它重载车辆中，车辆的初级框架支撑子框架，并且悬架组件直接连接到子框架。对于支撑子框架的那些重载车辆，子框架可以是不可动的或者可以是可动的，可动的子框架常常被称为滑动器箱、滑动器子框架、滑动器底架或次级滑动器框架。为了方便和清楚的目的，本文将以主构件为基准，应当理解，这样的基准是以举例的方式，并且本专利技术应用于从主构件悬挂的重载车辆的车桥/悬架系统初级框架、可动子框架和不可动子框架。具体地，车桥/悬架系统的每个悬架组件都包括纵向延伸的长形梁。每个梁通常都定位成与形成车辆的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相邻并且处于该相应一个的下方。更具体地，每个梁都在其一个端部处枢转地连接到吊架，继而附接到车辆的主构件中的相应一个且从该相应一个悬挂。轴在一对悬架组件的梁之间横向地延伸，并且通常通过某些手段在从每个梁的大致中点到梁的与其枢转连接端部相对的端部所选择的位置处连接到该对悬架组件的梁。与枢转连接端部相对的梁端部也连接到空气弹簧，或其等同形式，继而连接到主构件中相应的一个。高度控制阀安装在主构件或其它支撑结构上，并且操作地连接到梁和空气弹簧，以便维持车辆的行驶高度。制动系统和用于为车辆的车桥/悬架系统提供阻尼的一个或多个吸震器也安装在车桥/悬架系统上。梁可以相对于车辆的前方从枢转连接部向后或向前延伸，从而限定通常被分别称为尾随臂或引导臂车桥/悬架系统的结构。然而，为了本文中所含的说明的目的，应当理解，术语“尾随臂”将涵盖相对于车辆的前端向后或向前延伸的梁。重载车辆的车桥/悬架系统用来缓冲行驶、衰减振动、以及稳定车辆。更具体地，当车辆在道路上行进时，其车轮所遇到的道路条件向安装车轮的相应轴施加各种力、载荷和/或应力(在本文中统称为力)，继而向与轴连接且支撑轴的悬架组件施加各种力、载荷和/或应力。为了最小化这些力在车辆操作时对车轮的不利影响，车桥/悬架系统设计成反应和/或吸收这些力中的至少一些。这些力包括竖向力，其在车轮遇到某些道路条件时由车轮的竖向运动引起；纵向力，其由车辆的加速和减速引起；以及侧向载荷和扭转力，其与车辆横向运动相关，例如车辆的转动和变道操纵。为了应对这样完全不同的力，车桥/悬架系统具有不同的结构需求。更具体地，期望车桥/悬架系统相当刚性，以最小化车辆所经历的摇摆量，从而提供本领域中所谓的侧倾稳定性。然而，还期望的是，车桥/悬架系统相对柔性，以帮助缓冲车辆以使其免于竖向冲击，并且提供柔性而使得车桥/悬架系统的各部件抵抗失效，从而增加车桥/悬架系统的耐久性。还期望衰减由这些力导致的振动或震荡。缓冲车辆的行驶以使其免于竖向冲击的车桥/悬架系统的关键部件是空气弹簧，同时吸震器通常为车桥/悬架系统提供阻尼特性。用于重载空气悬挂式车桥/悬架系统的典型空气弹簧包括三个主部件柔性波纹管、活塞和波纹管顶部板。波纹管通常由橡胶或其它柔性材料形成，并且操作地安装在活塞的顶部上。活塞通常由钢、铝、纤维强化塑料或其它刚性材料形成，并且通过紧固件安装在悬架组件的梁的顶部板的后端部上。容纳在空气弹簧中的增压空气的体积或“空气体积”是确定空气弹簧的弹簧刚度的主要因素。更具体地，该空气体积容纳在波纹管内，并且在某些情况下容纳在空气弹簧的活塞中。空气弹簧的空气体积越大，则空气弹簧的弹簧刚度越低。在重载车辆工业中，较低的弹簧刚度通常是更加期望的，原因是其为车辆在操作期间提供较软的行驶。通常，活塞包含中空腔体，该中空腔体与波纹管连通，并且通过允许活塞和波纹管体积之间的不受限制的空气连通而增加空气弹簧的空气体积，或者活塞具有大致中空的圆柱形形状且不与波纹管体积连通，从而活塞无助于空气弹簧的空气体积。空气弹簧的空气体积与空气源(例如空气供应罐)流体连通，并且还与车辆的高度控制阀流体连通。通过将空气流引入和引出车桥/悬架系统的空气弹簧，高度控制阀帮助维持车辆的期望行驶高度。现有技术的空气弹簧(例如上述空气弹簧)在车辆操作期间为车辆货物和乘客提供缓冲的同时为车桥/悬架系统提供很少(如果有的话)的阻尼特性。相反，这样的阻尼特性通常由一对液压吸震器提供，但是单个吸震器也已经得到使用并且是本领域中众所周知的。吸震器中的每一个都安装在车桥/悬架系统的悬架组件中相应一个的梁与车辆的主构件中相应一个上并且在车桥/悬架系统的悬架组件中相应一个的梁与车辆的主构件中相应一个之间延伸。这些吸震器增加了车桥/悬架系统的复杂度和重量。此外，因为吸震器为车桥/悬架系统的保养项目，其需要不时进行维护和/或更换，所以它们也增加了车桥/悬架系统的额外维护和/或更换成本。车辆可以承载的货物的量受地方、州和/或国家道路和桥梁法律的监管。大多数道路和桥梁法律之后的基本原则是限制车辆能够承载的最大载荷，并且限制各个轴能够支撑的最大载荷。因为吸震器较重，所以这些部件增加了车桥/悬架系统的不期望的重量，并且因此降低了重载车辆能够承载的货物的量。根据所采用的吸震器，它们还增加了车桥/悬架系统的变化复杂程度，这也是不期望的。某些现有技术的空气弹簧已经尝试通过在空气弹簧的波纹管和活塞腔室之间设置阀来为空气弹簧提供阻尼特性。其它现有技术的空气弹簧已经尝试通过在空气弹簧的波纹管和活塞腔室之间形成开口来为空气弹簧提供阻尼特性，该开口被与该开口相邻地安装的橡胶舌片部分地覆盖，以便为空气弹簧提供阻尼特性。其它现有技术的空气弹簧已经包括波纹管和活塞之间的大开口，以允许两个体积之间的完全的不受限制的空气连通，从而增大空气体积，并且因此减小空气弹簧的弹簧刚度，在操作期间为车辆提供较软的行驶。然而，包括阀的现有技术的空气弹簧是复杂的，并且需要可能随时间而损坏的阀部件，这需要进行更换的费用和时间。包括具有橡胶舌片的开口的现有技术的空气弹簧通常限制某些空气沿一个方向运动，但是允许空气沿相反方向自由流动。此外，这些橡胶舌片与阀一样，是空气弹簧内的额外部件，可能会磨损，从而需要昂贵的修复和/或维护。此外，这些在波纹管和活塞之间包括开口的现有技术的空气弹簧没有考虑波纹管腔室的体积、活塞腔室的体积或者在波纹管腔室和活塞腔室之间形成的与波纹管腔室和活塞腔室连通的开口的尺寸和/或数量，来为空气弹簧提供改进的阻尼特性。通过提供波纹管腔室本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.10 US 61/381,4771.一种空气弹簧，其包括: 波纹管腔室，所述波纹管腔室操作地连接到活塞腔室，所述波纹管腔室和所述活塞腔室之间设置有至少一个开口，以用于所述波纹管腔室和所述活塞腔室之间的流体连通，从而以平方英寸表示的所述至少一个开口的横截面面积与以立方英寸表示的所述活塞腔室的体积、与以立方英寸表示的所述波纹管腔室的体积的比为从大约1:600:1200至大约1:14100:23500。2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其中所述至少一个开口的横截面面积为从大约0.039平方英寸到大约0.13平方英寸。3.根据权利要求1所述的空气弹簧，其中所述至少一个开口的横截面面积为大约0.06平方英寸。4.根据权利要求1所述的空气弹簧，其中所述活塞腔室的体积为从大约150立方英寸到大约550立方英寸。5.根据权利要求1所述的空气弹簧，其中所述活塞腔室的体积为大约240立方英寸。6.根据权利要求1所述的空气弹簧，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·维斯特内奇，M·J·基勒，
申请(专利权)人：亨德里克森美国有限责任公司，
类型：
国别省市：