一種可變剛度的空氣彈簧制造技術

本發明專利技術公開一種車輛懸架系統的可變剛度的空氣彈簧，氣囊底座固定連接螺桿上端，沿螺桿軸向上同軸套有套筒及直齒輪，套筒下端與直齒輪的上端同軸固接，套筒空套在螺桿外，套筒外圈表面上固定裝有滾柱軸向布置的第一滾柱軸承；直齒輪通過中心螺紋孔與螺桿連接，直齒輪上表面上裝有滾柱徑向布置的第二滾柱軸承；氣囊襯托中心接觸套在第一滾柱軸承外，氣囊襯托底面置放在第二滾柱軸承上；直齒輪邊緣處連接自由轉動的導向圓環托架，導向圓環托架一側固定連接導向輪，導向輪可在槽型導軌中上下移動，導向圓環托架固定連接電動機的殼體，電動機的輸出軸上有主動齒輪，主動齒輪與直齒輪嚙合；通過對電動機通斷時長的控制實現空氣彈簧剛度的無級可調。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于車輛懸架系統的
，具體是用于車輛懸架系統的空氣彈簧。?
技術介紹
傳統的車輛懸架系統的空氣彈簧的剛度一經確定就不可改變，因而不能適應復雜多變的行駛工況，無法滿足汽車乘坐舒適性及操作穩定性的要求。空氣彈簧利用氣體的可壓縮性實現其彈性作用，具有緩沖、隔振的功能。安裝空氣彈簧的懸架系統有比一般懸架更好的行駛平順性及乘坐舒適性。在駕駛過程中如果對空氣彈簧剛度進行合理調節，可以使懸架系統與整車性能得到合理的匹配。?空氣彈簧按結構型式可以分為囊式、膜式兩種。囊式空氣彈簧的剛度較大，可以采用增加輔助氣室的方法減小空氣彈簧的剛度，膜式空氣彈簧同樣也可以通過增加附加氣室得到較小的剛度。根據空氣彈簧剛度公式可以發現膜式空氣彈簧剛度除了與容積大小有關外，還與有效面積變化率有關，而有效面積變化率又與有效直徑變化率有著密切的關系，查閱相關文獻可知有效直徑變化率取決于活塞形狀。由于膜式空氣彈簧結構的特殊性，可以通過改變底座形狀的方法改變彈簧的剛度。?現有技術大多數是通過增加附加氣室并改變附加氣室的大小來改變空氣彈簧的剛度，這種通過增加附加氣室的方法往往是有級可調的，一般都是采用剛度分段式控制，即把彈簧的剛度分為軟、中、硬三檔，這種剛度調節不是連續的，而對于實際的路面更希望剛度是無級可調才能更好的適應路面的狀況的變化。而且附加氣室的體積往往很大，甚至有三至四倍于空氣彈簧大小，給安裝帶來不便，且浪費本就有限的整車空間。?
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可變剛度的空氣彈簧，無需附加氣室，通過自舉升機構壓縮或釋放氣囊，從而改變空氣彈簧有效面積，獲得較為理想的剛度特性，實現空氣彈簧剛度的無級可調。?本專利技術采用的技術方案：本專利技術包括一個氣囊，氣囊底部中間固定連接氣囊底座，氣囊底表面與氣囊襯托上表面接觸在一起，氣囊底座固定連接螺桿的上端，螺桿的下端固定連接車架，沿螺桿的軸向上同軸套有套筒及直齒輪，套筒的下端與直齒輪的上端同軸固接在一起，套筒空套在螺桿外，套筒的外圈表面上固定裝有滾柱軸向布置的第一滾柱軸承；直齒輪通過中心螺紋孔與螺桿連接，直齒輪的外徑大于套筒的外徑，在直齒輪的上表面上裝有滾柱徑向布置的第二滾柱軸承；氣囊襯托的中心接觸套在第一滾柱軸承外，氣囊襯托的底面置放在第二滾柱軸承上；直齒輪的邊緣處連接自由轉動的導向圓環托架，導向圓環托架的一側固定連接導向輪，導向輪可在槽型導軌中上下移動，槽型導軌固定連接車架；導向圓環托架固定連接電動機的殼體，電動機的輸出軸上有主動齒輪，主動齒輪與直齒輪嚙合。??本專利技術的有益效果是：?1、本專利技術通過對電動機通斷時長的控制實現空氣彈簧剛度的無級可調，且只需切換電動機正反轉即可增加或減小剛度。?2、本專利技術中的自舉升機構直接安裝在氣囊底部，與螺桿成為一個可相對移動的整體，因此不會像附加氣室那樣占用很大的空間，節約了有限的整車空間?3、本專利技術結構簡單，生產成本低，性能可靠。附圖說明為了更全面地理解本專利技術的結構和工作原理，結合以下附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細說明。?圖1是本專利技術一種可變剛度的空氣彈簧壓縮前（下止點位置）的結構示意圖；?圖2是圖1中自舉升機構示意圖；圖3是圖2中去掉了氣囊襯托3、車架7和槽型導軌10之后的結構放大示意圖；圖4是本專利技術一種可變剛度的空氣彈簧壓縮后（上止點位置）的結構示意圖；圖5是本專利技術在使用時的整車控制示意圖。圖中：1.氣囊頂蓋；2.氣囊；3.氣囊襯托；4.導向圓環托架；5.1.套筒；5.2.套筒上的滾柱軸承；5.3.直齒輪上的滾柱軸承；5.4.直齒輪；6.螺桿；6a.螺桿下止點；6b.螺桿上止點；7.車架；8.電動機；9.導向輪；10.槽型導軌；11.氣囊底座；12.控制器；13.車速傳感器；14.壓力傳感器。?具體實施方式?圖1為本專利技術壓縮前的結構，具體指空氣彈簧處于螺桿6的螺桿下止點6a時的結構，此時，氣囊2是未壓縮時，空氣彈簧剛度最小。再參見圖2，本專利技術包括一個氣囊2，氣囊2的頂部是氣囊頂蓋1，氣囊2的底部中間固定連接氣囊底座11，氣囊2的底表面與氣囊襯托3的上表面接觸在一起。?在氣囊2的下方設置一個自舉升機構，再參見圖3，自舉升機構包括螺桿6、套筒5.1、直齒輪5.4、電動機8、導向輪9、槽型導軌10等。氣囊底座11固定在螺桿6的上端，螺桿6的下端固定連接車架7，螺桿6與車架7相垂直，螺桿6的直徑需滿足剛度要求。沿螺桿6的軸向上同軸套有套筒5.1以及直齒輪5.4，其中，套筒5.1的下端與直齒輪5.4的上端沿同軸方向固定焊接在一起，套筒5.1與螺桿6有間隙配合，套筒5.1的內徑大于螺桿6的外徑，套筒5.1空套在螺桿6外，當螺桿6旋轉時，套筒5.1不跟隨轉動，在套筒5.1的外圈表面上固定裝有滾柱軸承5.2，滾柱軸承5.2的滾柱軸向布置。??直齒輪5.4的中心是螺紋孔，直齒輪5.4通過螺紋孔與螺桿6連接，因為螺紋結構具有自鎖能力，所以當直齒輪5.4旋轉到不同位置時能保持當前位置固定不變而不需要額外的鎖緊機構。直齒輪5.4的外徑要大于套筒5.1的外徑，在直齒輪5.4的上表面上裝有滾柱軸承5.3，滾柱軸承5.2的滾柱徑向布置。氣囊襯托3的中心接觸套在滾柱軸承5.2外，使滾柱軸承5.2與氣囊襯托3內側表面接觸，起到限制氣囊襯托3徑向移動的作用，同時，氣囊襯托3的底面置放在滾柱軸承5.2上，滾柱軸承5.2用來支撐氣囊襯托3。?在直齒輪5.4的上邊緣處開有一圈上凹槽、下邊緣開有一圈下凹槽，導向圓環托架4套在上、下凹槽中并可以沿上、下凹槽自由地轉動。導向圓環托架4的一側上端面和下端面均沿直齒輪5.4的徑向延伸至直齒輪5.4的外部，并且上端面和下端面的延伸末端處分別固定連接一個導向輪9，兩個導向輪9一上一下安裝在槽型導軌10中，可以在槽型導軌10中同時上下垂直移動，導向輪9上下移動的行程受螺桿6下止點6a和上止點6b的限制。槽型導軌10垂直固定在車架7上，槽型導軌10與螺桿6同相并且相平行。在導向圓環托架4的延伸的上端面和下端面之間設置電動機8，電動機8的殼體固定在導向圓環托架4上，在電動機8的輸出軸上安裝主動齒輪，主動齒輪嚙合直齒輪5.4，由電動機8帶動直齒輪5.4轉動。導向圓環托架4的作用主要是為電動機8和導向輪9的安裝提供支撐。???參見圖4的空氣彈簧壓縮后的結構，具體指空氣彈簧處于上止點6b時的結構。電動機8帶動直齒輪5.4轉動后，直齒輪5.4沿著螺桿6向上移動，同時導向圓環托架4也在導向輪9的作用下帶著電動機8沿著槽型導軌10向上移動，抬升氣囊襯托3，到達上止點6b位置處時電動機8停止動作，得到壓縮后氣囊2以及行程范圍內空氣彈簧最大剛度。氣囊襯托3與空氣彈簧氣囊2直接接觸，且由于與套筒5.1上的滾柱軸承5.2和直齒輪5.4上的滾柱軸承5.3接觸，因此氣囊襯托3不會隨著直齒輪5.4的轉動而轉動，只會沿著螺桿6軸線方向上下移動，從而保證了壓縮和釋放空氣彈簧時的可靠性。????參見圖5，整車的懸架系統采用四個本專利技術空氣彈簧，將四個空氣彈簧的四本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可變剛度的空氣彈簧，包括一個氣囊（2），氣囊（2）底部中間固定連接氣囊底座（11），氣囊（2）底表面與氣囊襯托（3）上表面接觸在一起，其特征是：氣囊底座（11）固定連接螺桿（6）的上端，螺桿（6）的下端固定連接車架（7），沿螺桿（6）的軸向上同軸套有套筒（5.1）及直齒輪（5.4），套筒（5.1）的下端與直齒輪（5.4）的上端同軸固接在一起，套筒（5.1）空套在螺桿（6）外，套筒（5.1）的外圈表面上固定裝有滾柱軸向布置的第一滾柱軸承（5.2）；直齒輪（5.4）通過中心螺紋孔與螺桿（6）連接，直齒輪（5.4）的外徑大于套筒（5.1）的外徑，在直齒輪（5.4）的上表面上裝有滾柱徑向布置的第二滾柱軸承（5.3）；氣囊襯托（3）的中心接觸套在第一滾柱軸承（5.2）外，氣囊襯托（3）的底面置放在第二滾柱軸承（5.2）上；直齒輪（5.4）的邊緣處連接自由轉動的導向圓環托架（4），導向圓環托架4的一側固定連接導向輪（9），導向輪（9）可在槽型導軌（10）中上下移動，槽型導軌（10）固定連接車架（7）；導向圓環托架（4）固定連接電動機（8）的殼體，電動機（8）的輸出軸上有主動齒輪，主動齒輪與直齒輪（5.4）嚙合。...

【技術特征摘要】
1.一種可變剛度的空氣彈簧，包括一個氣囊（2），氣囊（2）底部中間固定連接氣囊底座（11），氣囊（2）底表面與氣囊襯托（3）上表面接觸在一起，其特征是：氣囊底座（11）固定連接螺桿（6）的上端，螺桿（6）的下端固定連接車架（7），沿螺桿（6）的軸向上同軸套有套筒（5.1）及直齒輪（5.4），套筒（5.1）的下端與直齒輪（5.4）的上端同軸固接在一起，套筒（5.1）空套在螺桿（6）外，套筒（5.1）的外圈表面上固定裝有滾柱軸向布置的第一滾柱軸承（5.2）；直齒輪（5.4）通過中心螺紋孔與螺桿（6）連接，直齒輪（5.4）的外徑大于套筒（5.1）的外徑，在直齒輪（5.4）的上表面上裝有滾柱徑向布置的第二滾柱軸承（5.3）；氣囊襯托（3）的中心接觸套在第一滾柱軸承（5.2）外，氣囊襯托（3）的底面置放在第二滾柱軸承（5.2）上；直齒輪（5.4）的邊緣處連接自由轉動的導向圓環托架（4），導向圓環托架4的一側固定連接導向輪（9），導向輪（9）可在槽型導軌（10）中上下移動，槽型導軌（10）固定連接車架（7）；導向圓環托架（4）固定連接電動機（8）的殼體，電動機（8）的輸出軸上有主動齒輪，主動齒輪與直齒輪（5.4）嚙合。
2.?...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李仲興，馬孜立，江洪，李萌，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32