[发明专利]具有高度调节的空气弹簧和阻尼器单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车身高度调节的空气弹簧和阻尼器单元。

背景技术

与具有被动车轮悬架系统的车辆相比，具有包含主动或半主动车身水平或高度控制系统的车轮悬架系统的机动车提供了多方面优势。恒定的离地间隔（ground clearance）允许操作上的改进，因为车轮的压缩和回弹运动不受车辆负载约束。同样可能的是，例如，在城区行驶，也就是低行驶速度时，提高车身相对于下伏面的高度，并且因此增加离地间隔，以便于例如能够无问题地驶过减速带、路缘或者有高斜坡角的地下停车场入口。在高行驶速度下，为了例如降低车辆的空气阻力，可以在水平控制系统的协助下降低车身。对于汽车尤其是乘用车来说，车身的运动通常主要通过液压装置来阻抑，例如借助于液压油。然而，作为替代，使用空气作为工作介质以产生阻尼力也是可能的，这与采用液压油相比尤其具有环境上的优势。而且，目前市售的车辆水平控制系统相对昂贵并且具有高重量。此外，其需要大量的安装空间并且需要相对大量的能量来运行。

因此，例如，DE102006055757A1公开了一种自抽运（self-pumping）空气弹簧和阻尼器单元，其通过压缩空气来运行并且包括车辆底盘自动水平控制，具有由车身上的弹簧和阻尼器单元的连接点（articulation point）与底盘之间的距离变化来驱动的泵，这一距离变化由车辆的压缩和回弹产生，该压缩和回弹使压缩空气增加，因此，在可变的车辆负载的情况下，空气弹簧和阻尼器单元保持了确定的水平。这个泵主要由两个泵组件构成，这两个泵组件可以相对于彼此运动，这减小了压缩空间，其中一个泵组件连接到一个连接点上，另一泵组件连接到另一连接点上，通过这一方式，在汽车压缩和回弹时，连接点之间距离的变化会转移到两个泵组件之间的距离上。此外，弹簧与阻尼器单元具有两个工作空间，这两个空间由允许通流（throughflow）的节流阀连接，而且包含阻尼介质，该阻尼介质在汽车压缩和回弹过程中通过节流阀的阻尼在两个工作空间进行交换。其中一个工作空间由旋转波纹管（rolling bellows）界定，这一波纹管在旋转对称滚动气缸（rolling cylinder）的曲面上滚动。泵的压缩空间与其中一个工作空间连接以便通过止回阀进行流体传输，因此，在泵的压缩冲程或在压缩过程中，空气由泵泵入一个工作空间。在回弹过程中，空气会通过同样配备的排气装置从工作空间排出，该排气装置实质上具有排气气缸和排气活塞。泵和排气装置通过以下方式彼此匹配，即不考虑车辆负载，在车身的压缩和回弹运动期间始终得到恒定的车辆高度。

此外，DE102005060581A1公开了一种车辆空气弹簧和阻尼器单元，如工作空间一样，该单元具有两个压力空间，这两个压力空间充满压缩空气并且通过气流通道彼此连通，还具有旋转波纹管或者褶皱波纹管（rolling or concertina bellows）形式的可移动壁。压缩空气经由相关的阀门和管线通过压缩机泵入到工作空间，并且同样可以经由这一系统排出。在一个气流方向上，具有可控阻尼的节流阀设置在第一气流通道中，并且设计为先导控制主阀，该主阀向低压侧开口，并且可以向其低压侧提供控制压力。已公开的弹簧和阻尼器单元不能执行自抽运高度调节。

DE4334007A1公开了一种气动弹簧/阻尼器单元，其包含被一侧具有活塞杆的活塞分成两个气室的气缸，在活塞冲程中，气室的容积反方向变化。另外，在活塞杆组件和气缸相邻端之间提供有另外一个气室，所述气室由旋转波纹管封闭，并且通常通过活塞杆上的连接通道与两个气室的其中一个连通。这两个气室可以通过设置在活塞中由阀门控制的传输通道彼此连通。阻尼作用可以通过控制传输通道的节流阻力来改变。然而，DE4334007A1没有公开高度调节。

DE4418120A1描述了一种与DE4334997A1中非常相似的气动弹簧/阻尼器单元，其中，可以按照弹簧冲程的冲程速度和/或冲程行程来控制传输通道中的阀门，以便能够同时改变弹簧的刚度和阻尼作用。

另外，DE4238790A1公开了一种空气弹簧单元，该单元具有主气室和附加气室，主气室的容积在弹簧冲程过程中可以改变，附加气室具有实质恒定的容积并且可以通过可切换的阀门与主气室连通或者分离，因此允许通过打开或者关闭阀门来改变弹簧装置的累进度（progressivity）。然而，所描述的空气弹簧单元不能执行高度调节或者阻尼。