[实用新型]气弹簧

说明书

技术领域：

本实用新型涉及由压缩空气构成的弹性减震机械装置，具体地说是一种气弹簧，它适合使用于汽车、火车等机动车辆及其它缓冲装置，还特别适用于军用坦克、装甲车等的悬架系统。

背景技术：

我们知道：由于气体弹簧具有比较接近理想弹簧的二次曲线的弹力变化特性，它已经被广泛地使用于豪华客车和高档轿车的悬架系统。就目前来说，在主动悬架中普遍应用的橡胶空气弹簧，它具有结构简单的优点，但是它的压缩刚度和伸长刚度都是按相同的曲线变化的，使得空气弹簧在大幅度压缩后将会产生较大的弹性振荡，严重影响其舒适稳定性能，这是空气弹簧自身固有的技术性缺陷，为了克服空气弹簧这个缺陷，现在使用空气弹簧时还需要另行配装一组减震器，可为空气弹簧在大幅度压缩后的伸长时提供一个相反的阻力，以便尽可能地阻止空气弹簧在快速伸长时产生的振荡。尽管如此，它自行调整悬架刚度和阻尼的能力较弱，调节悬架刚度和阻尼的精确度也较低，它的调整能力也只能勉强与道路的一个路面段大体相适应，但是，它不能因应道路上各个具体障碍点进行实时个点调整悬架的刚度和阻尼力，即是说，现有空气弹簧不具备因应具体障碍点而进行实时调节刚度和阻尼的能力。这是由于它在压缩和伸长过程中其刚度都是按相同曲线变化的性质所决定的。迄今为止，配备有刚度可调橡胶空气弹簧和阻尼可调减震器的主动悬架就其电控系统也相当复杂，所以这种主动悬架装置的生产成本和维护费用都非常昂贵，这不利于空气悬架的推广使用。

实用新型内容：

本实用新型是在空气弹簧技术的基础上，提出一种能因应具体障碍个点进行“实时”调节刚度和阻尼的气弹簧，它的依据是：气弹簧在压缩和伸长过程中的刚度将按不同的曲线变化。本实用新型提出的气弹簧是对现有空气弹簧压缩和伸长刚度变化规律的进一步补充和完善。它具有结构简单、制造方便、生产成本低、空间布置灵活，使用时不须配备减震器即具有极佳的缓冲减震效果，可广泛适用于汽车、火车、军用机动车辆和飞机起落架及其它缓冲装置，它能随着路面起伏而“实时”调节其刚度来适应路面障碍个点的变化，具有极佳的缓冲传力性能。

它是通过如下技术方案来实现的：它主要由缸盖、缸体、活塞和活塞杆构成，活塞配装于缸体内，活塞杆连接于活塞上，其特征在于：在配装有活塞的缸体内由活塞分隔缸体成主气腔和副气腔，在缸体的主气腔与副气腔之间设置有相互沟通的阻尼气道。本实用新型的结构特点是由活塞分隔缸体形成的主、副气腔和设置于主、弹气腔之间相互沟通的阻尼气道构成封闭的压缩空气弹性系统。我们将主气腔对活塞上端面形成的弹力称为主弹簧，将副气腔对活塞下端面形成的弹力称为副弹簧，主、副弹簧对活塞的弹性作用力方向相反、大小不等。当活塞受到一个外力而上下位移即整体对外表现为气弹簧压缩或伸长时，由于阻尼气道对不同流速的介质会产生不等的阻尼力的作用，使主、副气腔内具有不等的压强，加之活塞上、下端面具有不等的有效受压面积，主弹簧的弹力变量总是大于副弹簧的弹力变量，气弹簧整体对外表现为刚度随活塞相对于缸体的位移速度和位移量而变化。只需通过合理地设计阻尼气道的阻尼系数和气弹簧的缸、杆截面面积之比，即能使气弹簧达到刚度变化“实时性”的理想状态，具有极佳的缓冲效果。现对它的工作原理作详尽的说明：

1、气弹簧的压缩过程：

当活塞相对于缸体向上移动时，气弹簧整体对外表现为压缩，阻尼气道对从主气腔压缩到副气腔的气体的阻尼随压缩速度的增加而增加，主气腔和副气腔内的压强之差也随压缩速度、压缩幅度增加而增加，气弹簧表现为压缩刚度随压缩速度和压缩幅度增加而增加。

2、气弹簧的伸长过程：

在压缩后活塞相对于缸体向下移动时，气弹簧整体对外表现为伸长，虽然压缩过程中主气腔的压强大于副气腔的压强，但气弹簧开始伸长后的短时间内，在阻尼气道的阻尼作用下副气腔的压强就会大于主气腔的压强，使得气弹簧在压缩以后伸长开始时的刚度大于压缩末端的刚度，并随气弹簧的伸长而减小，因伸长速度越快，主、副气腔的压强差就越大，所以气弹簧的伸长刚度也会随伸长速度增加而增加。

综上所述，气弹簧的压缩刚度会随压缩行程和压缩速度的增加而增加；伸长刚度随伸长幅度增加而减小，但随伸长速度增加而增加。

本实用新型还具有如下技术特征：

所说的阻尼气道设置于缸体的缸壁壁体内，在生产制造缸体部件时，在缸体的缸壁壁体内按照设计要求的阻尼系数预埋制造加工出阻尼气道，能更方便于批量生产配合组装合格的气弹簧产品。