双容积空气弹簧的制作方法

本公开通常涉及空气弹簧的。特别地，其涉及一种双容积空气弹簧组件和系统，以用于支撑负载、隔离车辆中的振动和冲击、和在需要弹簧作用的其他地方(诸如机器底座、建筑物等)。此外，其还涉及一种用于调节空气弹簧组件的弹簧刚度的方法。

背景技术：

1、为了使车辆的乘客和货物免受由道路起伏、颠簸、坑洞等造成的不需要的力的影响，各种类型的机械弹簧(例如线圈弹簧、叶片弹簧和连杆)主要使用在车辆中。然而，空气弹簧用于高端车辆以具有更平稳的行驶。空气弹簧仅为特定负载和特定悬架高度组合提供最佳弹簧刚度。已知的空气弹簧不能为不同负载和悬架高度的各种组合提供最佳弹簧刚度。为了更好的行驶质量、舒适性、操控性和安全性，期望针对悬架的高度和负载的每种组合都具有最佳弹簧刚度。

2、气囊通常用作车辆中的空气弹簧，但当悬架高度较低时，所需的弹簧刚度较小，但气囊提供更高的弹簧刚度；当悬架高度较高时，所需的弹簧刚度较高，但气囊提供较小的弹簧刚度。因此，需要一种空气弹簧组件和系统来为不同的条件和负载提供所需的弹簧刚度值。此外，这种气囊的缺点是，当发生影响车辆安全的大偏转时，它们不能有效地处理转弯、制动和加速过程中的力。此外，气囊不能满足在不同负载条件、道路条件和空气悬架高度下提供最佳性能的要求。

3、专利文献us76386525b1公开了一种用于卡车悬架的双容积空气弹簧，其包括提供可变容积和固定容积室的气囊室。这些腔室通过可关闭的孔口相互连接。气囊设有柱状(post-like)孔口闭合器，当气囊被充分压缩时，该柱状孔口闭合器被推入孔口，而当气囊未被压缩时，柱状孔口闭合器从孔口抽出。在正常操作中，孔口是打开的，腔室的组合容积是可用的，从而导致弹簧刚度低。孔口闭合器具有相对柔性的孔口闭合部分和刚性或半刚性的部分，当柔性部分基本上完全压缩时，刚性或半刚性部分用作止动块。当孔口完全关闭时，弹簧具有较高的弹簧刚度。

4、另一专利文献us7156382b2公开了一种空气弹簧组件，其包括安装到活塞气囊的主气囊，使得活塞气囊为主气囊提供滚动表面。活塞气囊压力的变化会改变主空气弹簧的有效刚度。随着选择性地修改滚降表面(roll-off surface)的直径，活塞气囊容积的相对较小的变化会使空气弹簧组件的弹簧刚度发生变化。

5、虽然引用的参考文献公开了不同类型的空气弹簧组件，以为特定负载和特定悬架高度提供最佳弹簧刚度，但它们不能为不同负载和悬架高度的各种组合提供最佳弹簧刚度，引用的参考文献中没有教导表明所公开的布置能够通过为不同负载和悬架高度的各种组合提供最佳弹簧刚度来实现车辆中乘客的控制、稳定性、安全性和舒适性。在引用的参考文献us7156382b2中，努力地实现这一目标，然而，很难预测和控制活塞气囊的直径，因此，也很难预测和控制压缩和膨胀循环期间的弹簧刚度。此外，这种空气弹簧组件由于滚降表面而不耐用。

6、因此，需要提供一种简单、耐用且具有成本效益的能够消除传统空气弹簧组件的上述问题的解决方案，其中通过为不同负载和悬架高度的各种组合提供最佳弹簧刚度来确定车辆中乘客的控制、稳定性、安全性和舒适性。

7、发明目的

8、本公开的一般目的是提供一种空气弹簧组件，其能够为负载条件、道路条件和悬架高度的不同组合提供不同的弹簧刚度值。

9、本公开的目的是提供一种简单、耐用和具有成本效益的解决方案。

10、本公开的另一目的是为车辆中的乘客提供更好的控制、安全性和舒适性。

11、本公开的另一目的是提供一种能够同轴地设置阻尼器单元的空气弹簧组件。

12、本公开的另一目的是提供重量轻、高效的空气弹簧组件和能够在车辆中轻松实现的系统。

13、本公开的另一目的是提供一种简单有效的方法来调节空气弹簧组件的弹簧刚度。

技术实现思路

1、本公开的一个方面通常涉及空气弹簧的技术领域。特别地，其涉及一种双容积空气弹簧组件和系统，以用于支撑负载、隔离车辆中的振动和冲击、和在需要弹簧作用的其他地方(诸如机器底座、建筑物等)。此外，其还涉及一种用于调节空气弹簧组件的弹簧刚度的方法。

2、在一个方面，本公开公开了一种用于车辆的空气弹簧组件。空气弹簧组件包括在一端的第一构件和在相对端的第二构件。空气弹簧组件还包括可偏转隔膜，该可偏转隔膜配置成至少部分地限定主空气容积室并且至少部分地限定副空气容积室。主空气容积室设置有用于在其中充入空气的第一入口，副空气容积室设置有用于在其中充入空气的第二入口。可偏转隔膜将主空气容积室和副空气容积室分隔开，使得在主空气容积室和副空气容积室之间产生的空气压差的变化引起可偏转隔膜的偏转。

3、在一个方面，空气弹簧组件包括阻尼器单元，该阻尼器单元与主空气容积室配置在一起，并至少部分保持在空气弹簧组件内部。阻尼器单元的第一端适于与第一构件一起联接至车辆的一个部分，并且阻尼器单元的另一端适于与第二构件一起联接至车辆的另一部分，使得当负载施加在车辆上时，与阻尼器单元相关联的活塞杆与空气弹簧组件一起从扩展位置相应地移动到压缩位置。

4、在另一方面，空气弹簧组件包括阻尼器单元，该阻尼器单元与主空气容积室配置在一起，并完全保持在空气弹簧组件内部。阻尼器单元的第一端适于与第一构件一起联接至车辆的一个部分，并且阻尼器单元的另一端适于与第二构件一起联接至车辆的另一部分，使得当负载施加在车辆上时，与阻尼器单元相关联的活塞杆与空气弹簧组件一起从扩展位置相应地移动到压缩位置。

5、在一个方面，主空气容积室由第一构件的内表面、第二构件的内表面、柔性壁构件的内表面和偏转隔膜的内表面限定。

6、在一个方面，副空气容积室由第一构件的内表面和可偏转隔膜的外表面限定。

7、在一个方面，当主空气容积室和副空气容积室内的空气压力相等时，可偏转隔膜保持在第一位置。此外，当主空气容积室和副空气容积室之间的空气压力差发生变化时，可偏转隔膜偏转到一个或多个第二位置。

8、在一个方面，空气弹簧组件包括多个传感器，该多个传感器与空气弹簧组件配置在一起，以监测空气弹簧组件的一个或多个操作参数，并相应地将监测到的操作参数传输到车辆的电子控制单元。

9、在另一方面，本公开公开了一种用于车辆的空气弹簧组件。空气弹簧组件包括在一端的第一构件和在相对端的第二构件。此外，空气弹簧组件还包括主空气容积室和副空气容积室。活塞弹簧配置为通过支撑件装配到车辆的一个部分，其中活塞弹簧包括气缸和活塞杆，活塞杆可移动地配置在活塞内并通过密封构件与气缸气密密封。气缸包括至少一个通道，用于允许空气在气缸和主空气容积室之间流动。空气弹簧组件还包括可偏转隔膜，该可偏转隔膜配置成至少部分地限定主空气容积室并且至少部分地限定副空气容积室。主空气容积室设置有用于空气的入口和出口的第一通道，而副空气容积室设置有用于空气的入口和出口的第二通道。在主空气容积室和副空气容积室之间产生的空气压力差的变化引起可偏转隔膜的偏转。由于在主空气容积室和副空气容积室之间产生的空气压差的变化，活塞杆从扩展位置移动到压缩位置，并且偏转隔膜从第一位置偏转到第二位置。

10、在一个方面，至少柔性壁构件限定了主空气容积室的至少部分。

11、在一个方面，至少活塞弹簧限定了主空气容积室的至少部分。此外，至少活塞弹簧的气缸中的通道将气缸流体地连接到主空气容积室。

12、在另一方面，本公开公开了一种空气弹簧系统，包括至少一个空气弹簧组件和多个车辆传感器，该多个车辆传感器配置为测量多个车辆特性并相应地产生多个传感器信号，多个传感器信号给出许多车辆特性中的一个或多个的信息，车辆特性包括但不限于车辆负载、悬架高度、侧偏(cornering)、制动、加速、偏航速率、转弯(turning)等。空气弹簧组件还包括：阀组件，配置为控制进入和离开至少一个空气弹簧组件的空气供应；和控制单元，可操作地联接到多个传感器和阀组件。控制单元配置为从多个车辆传感器接收多个传感器信号，分析接收到的传感器信号以确定至少包括车辆的弹簧刚度的期望的弹簧特性，并且产生输出信号以致动阀组件以修改主空气容积室和副空气容积室中的至少一个内的压力和/或容积，从而在车辆中实现期望的弹簧特性。

13、在又一方面，本公开公开了一种调节空气弹簧组件的弹簧刚度的方法。该方法包括提供与副空气容积室相邻的主空气容积室以及至少部分地限定主空气容积室和至少部分地限定副空气容积室的可偏转隔膜的步骤。该方法还包括改变主空气容积室和副空气容积室中的任何一个或其组合内的压力或容积以改变空气弹簧组件的弹簧刚度的步骤。

14、本发明的主题的各种目的、特征、方面和优点将从以下对优选实施例的详细描述以及相同的数字表示相同的部件的附图中变得更加明显。