本发明专利技术提供一种被动式可变刚度纵向推力杆及安装该纵向推力杆的空气悬架，纵向推力杆包括前后吊环、前后弹簧、工作腔、支撑杆、前后活塞、活塞杆、橡胶套、连接杆和油液；空气悬架包括四连杆导向机构、减震器、空气弹簧、连接板和均衡梁；所述四连杆导向机构包括两根纵向推力杆和V形杆；在急加速和急减速工况下，纵向推力杆刚度值变大并相当于一根刚性杆，从而保护空气弹簧免受纵向力，改善汽车的稳定性；在其他行驶工况下，纵向推力杆整体刚度变小，而油液流过中间细长管道又可以产生较大阻尼力，提高汽车行驶的平顺性；实现了不同工况下汽车稳定性与平顺性的兼顾；另外，通过纵向推力杆的刚度可调和阻尼作用，进一步改善四连杆导向机构的特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车空气悬架导向机构研究领域，具体涉及一种用于空气悬架导向机构的被动式可变刚度纵向推力杆及安装该纵向推力杆的空气悬架。
技术介绍
随着人们对汽车舒适性及平顺性要求的日益提高，空气悬架越来越受到人们的重视，空气悬架具有刚度较低，刚度可随车辆的载荷变化而变化，在空载或满载下，悬架固有频率基本保持不变，因此，与传统悬架相比，空气悬架可以进一步提高汽车平顺性，使得乘坐舒适性更佳。空气悬架由于采用了空气弹簧，因此可以实现刚度可调及更好的平顺性，但是由于空气弹簧只能承受垂直载荷，不能承受纵向力和横向力，因此导向机构的主要作用之一是承受和传递垂直力以外的力和力矩。导向机构有多种形式，包括钢板弹簧、四连杆、A形架等，目前导向机构的优化主要是从导向机构的形式，布置等方面出发，对纵向推力杆主要从材料、强度等方面进行优化设计，但是这些设计与优化并不能很好的解决汽车平顺性与稳定性之间的矛盾。在急减速与急加速工况下，汽车需要更好的稳定性并且保护空气弹簧不受纵向力，因此传统纵向推力杆可以通过传递纵向载荷来保护空气弹簧并提高抗“点头”或“仰头”性，但是在其他工况下，如匀速行驶下，空气弹簧所受纵向力很小，因此汽车平顺性成为主要问题，由于传统的纵向推力杆刚度不可变，因此路面不平引起的振动会通过纵向推力杆传递到车架和车身，从而造成汽车平顺性不佳。另外尽管传统设计中纵向推力杆两端会装有橡胶衬套起到有限的缓冲作用，但是随着冲击次数的增加，橡胶衬套容易疲劳失效甚至脱落，导致汽车平顺性下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种被动式可变刚度纵向推力杆及安装该纵向推力杆的空气悬架，兼顾不同工况下对平顺性和稳定性的要求，本专利技术将纵向推力杆设计为刚度可调，同时还具有阻尼作用，用以衰减路面传递的振动，从而提高汽车平顺性。本专利技术的技术方案是：一种被动式可变刚度纵向推力杆，包括前弹簧、前活塞、油液、工作腔、橡胶套、连接杆、后活塞、后弹簧和活塞杆；所述工作腔的两端分别为圆柱形的前工作腔和后工作腔，中间为直径比前工作腔和后工作腔小的圆柱形中间管道，前工作腔和后工作腔分别通过锥形腔与中间管道两端连通；所述连接杆的形状与工作腔相同，连接杆的两端分别为圆柱体，中间为直径比圆柱体小的圆柱杆，两端的圆柱体分别经过锥形部分与圆柱杆的两端过渡连接；所述连接杆安装在工作腔内、且连接杆的两端分别位于前工作腔和后工作腔，圆柱杆位于中间管道内、且可左右移动；所述前活塞和后活塞的一侧分别与连接杆的两端固定连接、且前活塞和后活塞分别与前工作腔和后工作腔间隙配合；所述前弹簧一端与前工作腔底部连接，另一端与前活塞的另一侧连接；所述活塞杆的一端与后活塞固定为一体，另一端伸出后工作腔的底部；所述后弹簧套在活塞杆上、且一端与后工作腔底部连接，另一端与后活塞的另一侧连接；所述前活塞和后活塞之间的工作腔中注满油液。上述方案中，所述前工作腔和后工作腔的锥形腔靠近中间管道的两端内壁分别装有橡胶套。上述方案中，还包括前吊环和支撑杆；所述前吊环底端与支撑杆一端焊接为一体，前吊环与车架或车桥采用螺栓连接，支撑杆另一端与前工作腔焊接固定。上述方案中，还包括后吊环；所述后吊环底端与活塞杆的一端焊接为一体，后吊环与车桥或车架采用螺栓连接。一种安装有所述被动式可变刚度纵向推力杆的空气悬架，包括四连杆导向机构、减震器、空气弹簧、连接板和均衡梁；所述四连杆导向机构包括两根纵向推力杆和V形杆；所述连接板下端与纵向推力杆的一端连接，上端安装在车架上，所述V形杆安装于主减速器与车架之间、且夹角端固定在主减速器的外壳上、另外两端分别固定在车架上；所述均衡梁安装在车桥上，空气弹簧与减震器安装在均衡梁与车架之间。本专利技术的有益效果是：1.急加速或急减速工况下，汽车稳定性为首要问题，由于中间连接杆两侧锥形部分与工作腔壁上的橡胶套接触，导致纵向推力杆刚度值变大并相当于一根刚性杆，可以更好地承担纵向力及大部分载荷转移，从而使得纵向推力杆可以保护空气弹簧免受纵向力，提高汽车抗“点头”和“仰头”性能，改善稳定性。2.其他工况下，汽车平顺性为首要问题，由于连接杆不与工作腔壁上的橡胶套接触，并随着前后活塞往复运动，因此纵向推力杆刚度值变低，通过车桥传递到车架的冲击减小，另外通过活塞的往复运动可以缓冲车桥与车架之间的振动，而工作腔中的油液流过中间细长管道又可以产生较大阻尼力，油液的阻尼特性可以衰减振动能量，所以此时的纵向推力杆可以缓冲吸收由于路面不平等因素引起的车架与车桥之间的纵向振动冲击，实现汽车乘坐舒适性与平顺性的提高。3.本专利技术使得纵向推力杆可以兼顾不同工况下汽车对稳定性与平顺性的侧重，解决传统纵向推力杆刚度不可调，只注重保护空气弹簧免受纵向力和汽车稳定性，却损害一般工况下汽车的平顺性和舒适性的问题。4.本专利技术在不同工况下，刚度调节响应迅速，且属于被动调节，无需消耗额外能量，结构简单，安装方便实用。5.本专利技术所述安装该纵向推力杆的空气悬架包括纵向推力杆与V形杆形成的四连杆导向机构，本专利技术主要承受纵向力并且可以根据不同工况进行刚度调节，V形杆主要承受横向力以及一部分纵向力，通过本专利技术的刚度可调和阻尼作用，进一步改善四连杆导向机构的特性，使得四连杆导向机构既可以在急加速和急减速工况下保护空气弹簧，提高汽车稳定性，又可以在其他工况下降低刚度，改善汽车平顺性。附图说明图1为本专利技术一实施方式的纵向推力杆结构示意图；图2为本专利技术一实施方式的急减速工况下纵向推力杆工作状态示意图；图3为本专利技术一实施方式的急加速工况下纵向推力杆工作状态示意图；图4为本专利技术一实施方式的其他工况下纵向推力杆工作状态示意图；图5为本专利技术一实施方式的采用本专利技术的空气悬架左视图；图6为本专利技术一实施方式的采用本专利技术的空气悬架俯视图。图中，1、前吊环；2、支撑杆；3、前弹簧；4、前活塞；5、油液；6、工作腔；7、橡胶套；8、连接杆；9、后活塞；10、后弹簧；11、活塞杆；12、后吊环；13、减震器；14、V形杆；15、车架；16、空气弹簧；17、均衡梁；18、车桥；19、车轮；20、纵向推力杆；21、连接板；22、主减速器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。图1所示为本专利技术所述被动式可变刚度纵向推力杆的一种实施方式，所述被动式可变刚度纵向推力杆，包括前吊环1、支撑杆2、前弹簧3、前活塞4、油液5、工作腔6、橡胶套7、连接杆8、后活塞9、后弹簧10、活塞杆11和后吊环12。所述工作腔6的两端分别为圆柱形的前工作腔601和后工作腔602，中间为直径比前工作腔601和后工作腔602小的圆柱形中间管道603，前工作腔601和后工作腔602分别通过锥形腔与中间管道603两端连通；所述前工作腔601和后工作腔602的锥形腔靠近中间管道603的两端内壁分别装有橡胶套7。所述连接杆8的形状与工作腔6相同，连接杆8的两端分别为圆柱体，中间为直径比圆柱体小的圆柱杆，两端的圆柱体分别经过锥形部分与圆柱杆的两端过渡连接；所述连接杆8安装在工作腔6内、且连接杆8的两端分别位于前工作腔601和后工作腔602，圆柱杆位于中间管道603内、且可左右移动。所述前活塞4和后活塞9的一侧分别与连接杆8的两端固定连接、且前活塞4和后活塞本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种被动式可变刚度纵向推力杆，其特征在于，包括前弹簧(3)、前活塞(4)、油液(5)、工作腔(6)、橡胶套(7)、连接杆(8)、后活塞(9)、后弹簧(10)和活塞杆(11)；所述工作腔(6)的两端分别为圆柱形的前工作腔(601)和后工作腔(602)，中间为直径比前工作腔(601)和后工作腔(602)小的圆柱形中间管道(603)，前工作腔(601)和后工作腔(602)分别通过锥形腔与中间管道(603)两端连通；所述连接杆(8)的形状与工作腔(6)相同，连接杆(8)的两端分别为圆柱体，中间为直径比圆柱体小的圆柱杆，两端的圆柱体分别经过锥形部分与圆柱杆的两端过渡连接；所述连接杆(8)安装在工作腔(6)内、且连接杆(8)的两端分别位于前工作腔(601)和后工作腔(602)，圆柱杆位于中间管道(603)内、且可左右移动；所述前活塞(4)和后活塞(9)的一侧分别与连接杆(8)的两端固定连接、且前活塞(4)和后活塞(9)分别与前工作腔(601)和后工作腔(602)间隙配合；所述前弹簧(3)一端与前工作腔(601)底部连接，另一端与前活塞(4)的另一侧连接；所述活塞杆(11)的一端与后活塞(9)固定为一体，另一端伸出后工作腔(602)的底部；所述后弹簧(10)套在活塞杆(11)上、且一端与后工作腔(602)底部连接，另一端与后活塞(9)的另一侧连接；所述前活塞(4)和后活塞(9)之间的工作腔中注满油液(6)。...
【技术特征摘要】
1.一种被动式可变刚度纵向推力杆，其特征在于，包括前弹簧(3)、前活塞(4)、油液(5)、工作腔(6)、橡胶套(7)、连接杆(8)、后活塞(9)、后弹簧(10)和活塞杆(11)；所述工作腔(6)的两端分别为圆柱形的前工作腔(601)和后工作腔(602)，中间为直径比前工作腔(601)和后工作腔(602)小的圆柱形中间管道(603)，前工作腔(601)和后工作腔(602)分别通过锥形腔与中间管道(603)两端连通；所述连接杆(8)的形状与工作腔(6)相同，连接杆(8)的两端分别为圆柱体，中间为直径比圆柱体小的圆柱杆，两端的圆柱体分别经过锥形部分与圆柱杆的两端过渡连接；所述连接杆(8)安装在工作腔(6)内、且连接杆(8)的两端分别位于前工作腔(601)和后工作腔(602)，圆柱杆位于中间管道(603)内、且可左右移动；所述前活塞(4)和后活塞(9)的一侧分别与连接杆(8)的两端固定连接、且前活塞(4)和后活塞(9)分别与前工作腔(601)和后工作腔(602)间隙配合；所述前弹簧(3)一端与前工作腔(601)底部连接，另一端与前活塞(4)的另一侧连接；所述活塞杆(11)的一端与后活塞(9)固定为一体，另一端伸出后工作腔(602)的底部；所述后弹簧(10)套在活塞杆(11)上、且一端与后工作腔(602)底部连接，另一端与后活塞(9)的另一侧连接；所述前活塞(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，单海强，徐兴，孙晓强，李贤波，葛跃峰，李忠敏，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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