机械式双腔空气弹簧的制作方法

本发明属于汽车空气弹簧，具体涉及一种机械式双腔空气弹簧。

背景技术：

1、空气弹簧是一种利用压缩空气作为弹性介质的弹簧，其工作原理是利用空气的可压缩性来实现弹性作用。空气弹簧具有较佳的非线性特性，能够为车身提供较为平稳的支撑力，广泛应用于各种车辆的悬架系统中，空气弹簧的刚度对车辆的舒适性和操控稳定性有着重要影响。空气弹簧一般包括顶座、囊皮、活塞和减振器组件，所述囊皮上端密封连接在所述顶座上，所述囊皮下端密封连接在所述活塞上，顶座、囊皮和活塞围成密闭的主腔室，减振器包括连接在活塞上的减振器套筒以及与减振器套筒伸缩连接的伸缩杆，伸缩杆一般连接在顶座上。当车辆所处路况较为恶劣时，车辆上下颠簸并剧烈抖动，空气弹簧原有刚度不足，无法为车身提供足够的支撑力，极易导致空气弹簧中减振器组件的伸缩杆和减振器套筒触底碰撞，进而使得空气悬架和车身受到冲击，影响驾驶舒适度，甚至导致减振器和整个空气弹簧损坏。

2、现有技术常采用在空气弹簧气体容腔中设置弹性缓冲垫的方式来避免减振器组件的伸缩杆直接触底。当路况恶劣且空气弹簧刚度不足时，缓冲垫受撞击后压缩变形实现对减振器伸缩杆或减振器套筒的缓冲，避免减振器伸缩杆直接触底，减小空气悬架和车身受到的冲击力，提高驾驶舒适度。但当缓冲垫受到的冲击力过大时，车内人员仍会有较强不适感，而且缓冲垫受到多次撞击后容易损坏，需要频繁维护和更换缓冲垫，浪费人力。

3、为进一步保证车辆在恶劣路况条件下的舒适度，部分空气弹簧通过设置体积可调的气腔来调节其刚度。如公开号为cn216478633u的中国发明专利，其公开了一种双腔式空气弹簧，记载了相互分隔的主腔室和副腔室，通过设置电磁阀控制主副腔的连通与否实现有效作用腔室体积的调节，进而实现空气弹簧的刚度调节。例如，当车辆行驶至路况恶劣的路段时，关闭电磁阀使主腔室和副腔室相互隔离，此时，有效作用腔室为主腔室，减小了有效作用腔室的体积，提高了空气弹簧的刚度。该方案中的电磁阀一般由行车电脑控制，二者通信连接，这就需要增设相关信号线路和元件，结构复杂、所需安装空间大，成本也会大幅的增加。另外，从人工操作行车电脑、行车电脑向电磁阀发送信号、到电磁阀接收信号后执行动作、再到动作执行完成，这中间大概需要0.3～0.5s的时间间隔，电磁阀动作不及时仍会导致减振器伸缩杆触底，该刚度切换方式还导致车辆能耗增大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种机械式双腔空气弹簧，可通过快速切换空气弹簧的有效作用气腔的体积来调节空气弹簧的刚度，结构简单，节约成本。

2、本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种机械式双腔空气弹簧，包括顶座、囊皮、活塞和减振器组件，所述囊皮的上端密封连接在所述顶座上，所述囊皮的下端密封连接在所述活塞上，所述顶座、所述囊皮和所述活塞围成密闭的主腔室；减震器组件包括减振器套筒和伸缩杆；

3、所述活塞内设有副腔室，所述主腔室与所述副腔室通过通气道相连通；所述伸缩杆穿过所述副腔室、所述通气道和所述主腔室与顶座连接；

4、所述主腔室中设置有与所述顶座随动的密封塞，所述密封塞与通气道形成密封结构。

5、进一步的，所述密封塞安装在顶座或所述伸缩杆上。

6、进一步的，所述密封塞包括柱塞本体和支撑环板，所述支撑环板外周设置有与所述通气道内径适配的弹性密封圈。

7、进一步的，所述柱塞本体上设有轴向通孔，所述伸缩杆贯穿所述柱塞本体的轴向通孔与所述柱塞本体固定连接；

8、所述顶座上设有卡槽，所述柱塞本体卡接安装在所述卡槽内。

9、进一步的，所述密封圈材质为丁腈橡胶。

10、进一步的，所述伸缩杆的伸缩端设有压板，所述减振器套筒与所述压板之间设有缓冲垫；

11、所述顶座为所述压板，所述柱塞本体为所述缓冲垫。

12、进一步的，所述副腔室内设有密封套，所述密封套外周面上设有外凸的限位部，所述限位部搭接在所述活塞的顶面上，所述密封套的外侧壁与所述副腔室内壁密封连接；所述密封套内腔为所述通气道。

13、进一步的，所述密封套内壁上端设有由内向外倾斜向上布置的导向坡面，所述密封圈的下端设有由内向外倾斜向上布置的外凸导向弧面。

14、进一步的，所述密封套的内周面包覆有自润滑涂层，所述密封圈的材质为自润滑材质。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种机械式双腔空气弹簧，通过设置通气道使主腔室与副腔室相连通，通过设置密封塞并控制密封塞与通气道的配合状态实改变空气弹簧有效作用腔室的体积，实现空气弹簧的刚度调节；根据行驶路况的崎岖程度与活塞相对顶座上下伸缩运动幅度呈正相关的运动规律、利用活塞自身的上下伸缩幅度自动控制密封塞与通气道的配合状态，实现主腔室与副腔室的连通/隔离状态的及时切换、空气弹簧有效作用腔室体积的及时切换，快速高效的实现空气弹簧的刚度调节，提高驾驶舒适度和稳定性，节约车辆能耗，节约人力，提高空气弹簧使用寿命；另外，本发明结构简单，无需额外架设线路等电控原件，节约安装空间。本发明还通过缓冲垫来避免空气弹簧刚度调至极大值后仍无法满足行车需求时伸缩杆与减振器套筒刚性碰撞，进一步提高恶劣路况下驾驶稳定性和舒适度，提高减振器组件和空气弹簧整体的使用寿命，保证行车安全。通过设置密封圈代替密封塞直接与通气道侧壁密封连接、通过设置密封套代替活塞直接与密封塞密封连接，磨损后仅更换密封圈和密封套即可，方便加工制作，方便维护，节约成本。通过在密封套内壁包覆有自润滑涂层、将密封圈设置为自润滑密封圈保证密封塞和通气道侧壁相对滑动顺畅度，缓密封塞和通气道外壁的磨损，延长空气弹簧寿命。

技术特征：

1.一种机械式双腔空气弹簧，包括顶座(1)、囊皮(2)、活塞(3)和减振器组件(4)，所述囊皮(2)的上端密封连接在所述顶座(1)上，所述囊皮(2)的下端密封连接在所述活塞(3)上，所述顶座(1)、所述囊皮(2)和所述活塞(3)围成密闭的主腔室(51)；减震器组件(4)包括减振器套筒(41)和伸缩杆(42)；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的机械式双腔空气弹簧，其特征在于：所述密封塞(6)安装在顶座(1)或所述伸缩杆(42)上。

3.根据权利要求2所述的机械式双腔空气弹簧，其特征在于：所述密封塞(6)包括柱塞本体(61)和支撑环板(63)，所述支撑环板(63)外周设置有与所述通气道(7)内径适配的弹性密封圈(62)。

4.根据权利要求3所述的机械式双腔空气弹簧，其特征在于：所述柱塞本体(61)上设有轴向通孔，所述伸缩杆(42)贯穿所述柱塞本体(61)的轴向通孔与所述柱塞本体(61)固定连接；

5.根据权利要求3所述的机械式双腔空气弹簧，其特征在于：所述密封圈(62)材质为丁腈橡胶。

6.根据权利要求3所述的机械式双腔空气弹簧，其特征在于：所述伸缩杆(42)的伸缩端设有压板(43)，所述减振器套筒(41)与所述压板(43)之间设有缓冲垫(8)；

7.根据权利要求3-6中任一项权利要求所述的机械式双腔空气弹簧，其特征在于：所述副腔室(52)内设有密封套(71)，所述密封套(71)外周面上设有外凸的限位部(72)，所述限位部(72)搭接在所述活塞(3)的顶面上，所述密封套(71)的外侧壁与所述副腔室(52)内壁密封连接；所述密封套(71)内腔为所述通气道(7)。

8.根据权利要求7所述的机械式双腔空气弹簧，其特征在于：所述密封套(71)内壁上端设有由内向外倾斜向上布置的导向坡面(73)，所述密封圈(62)的下端设有由内向外倾斜向上布置的外凸导向弧面(64)。

9.根据权利要求7所述的机械式双腔空气弹簧，其特征在于：所述密封套(71)的内周面包覆有自润滑涂层，所述密封圈(62)的材质为自润滑材质。

技术总结
本发明属于汽车空气弹簧技术领域，具体涉及一种机械式双腔空气弹簧,其包括顶座、囊皮、活塞和减振器组件，囊皮的上端密封连接在顶座上，囊皮的下端密封连接在活塞上，顶座、囊皮和活塞围成密闭的主腔室；减震器组件包括减振器套筒和伸缩杆；活塞内设有副腔室，主腔室与副腔室通过通气道相连通；伸缩杆穿过副腔室、通气道和主腔室与顶座连接；主腔室中设置有与顶座随动的密封塞，密封塞与通气道形成密封结构。利用路况对活塞自身的上下伸缩运动幅度的影响来控制密封塞与通气道密封连接的时机，进而实现主腔室与副腔室连通/隔离状态的快速切换，改变空气弹簧有效作用腔室体积，快速、高效的实现空气弹簧刚度调节，提高驾驶舒适度，节约成本。

技术研发人员：唐康林,李益稳,徐晓光,毛立明,陈钊,田焕学,李耀武
受保护的技术使用者：四川宁江山川机械有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5