新型油气弹簧的制作方法

本实用新型涉及一种新型油气弹簧。

背景技术：

油气弹簧是汽车油气悬架系统中的核心部件，其一端通过关节轴承铰接在车体上、另一端通过关节轴承铰接在轮系上，起减振和升降车体的作用。但现有油气弹簧中普遍存在的问题是油气弹簧结构尺寸较大，造成安装受限。所以在不影响油气弹簧导向性能的前提下能增加行程的油气弹簧结构研发就显得极为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型油气弹簧以解决现有技术中油气弹簧伸缩行程较小的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的新型油气弹簧采用以下技术方案：

新型油气弹簧，包括缸筒、活塞杆和活塞组件，所述活塞组件导向密封地安装在缸筒内，活塞杆朝上延伸且固定在活塞组件上，缸筒的上端设置有密封组件，密封组件在保证缸筒内部空间与外界隔绝的同时又可供活塞杆沿其导向滑动，密封组件的下端直径小于缸筒内径而形成了第一凸出部，第一凸出部与缸筒之间形成第一环槽，活塞组件的上端设置有可供第一凸出部插入的第二环槽，第二环槽的设置使得活塞组件上端形成了可插入第一环槽中的第二凸出部，第二环槽的内、外径均大于活塞杆的外径。

活塞杆为中空筒状，活塞杆内部导向密封地安装有浮动活塞，活塞组件与缸筒之间围成了A腔室，浮动活塞将活塞杆内部空间分隔成相互独立的B腔室与C腔室，位于密封组件与活塞组件之间的活塞杆与缸筒之间空隙形成D腔室，活塞组件上设置有单向阀和阻尼孔，单向阀的进口连通A腔室、出口连通B腔室，阻尼孔的两端分别连通A腔室与D腔室。

所述第一凸出部的高度等于第二环槽的深度。

所述第一凸出部的外径与第二环槽的外径适配，第二环槽的槽口外设置有锥形扩口部。

活塞杆的上端设置有用于连接车体的上铰链座，上铰链座上开设有连通C腔室与外界气源的气体进出通道，气体进出通道上设置有气体控制阀；缸筒的下端设置有用于连接轮系的下铰链座，下铰链座上开设有连通A腔室与外部油源的油液进出通道。

所述活塞组件包括活塞、阻尼器和背紧端盖，背紧端盖与阻尼器通过夹紧固定的方式安装在活塞的下端，背紧端盖上开设有内螺纹面，阻尼器上开设有与其适配的外螺纹面，阻尼器螺纹固定在背紧端盖上，且阻尼器与背紧端盖相对的两端面同时与活塞的相应端面形状适配而夹紧在活塞上；活塞上端的内径大于活塞杆的外径而形成所述第二凸出部及第二环槽。

背紧端盖与活塞之间具有供活塞杆安装的环腔，活塞上与环腔对应的内壁面上设置有供活塞杆下端螺纹安装的内螺纹面。

所述密封组件包括导向套、端盖及锁紧螺母，导向套密封安装在缸筒内，其伸出缸筒的部分凸出设置有直径小于缸筒上端直径的凸缘，缸筒外周面上开设有供端盖及锁紧螺母螺纹安装的外螺纹面，端盖的上端设置有用于与凸缘上端面挡止配合的挡台，挡台将导向套压紧固定在缸筒上端；导向套的下端外径小于缸筒内径而形成所述第一凸出部及第一环槽。

所述凸缘设置在导向套的中部，导向套位于凸缘上方的部分其外径小于所述挡台的内径。

上铰链座与缸筒上端之间设置有随着活塞杆的伸缩而改变长度的可伸缩防尘罩，可伸缩防尘罩用于防止杂质粘附在伸出的活塞杆外周面上。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型的新型油气弹簧的伸缩行程等于活塞杆的伸缩距离，在活塞杆的伸缩过程中活塞组件的外周面起导向作用，为活塞杆在缸筒内的滑动导向，活塞组件的内周面与活塞杆同步运动，不承担导向作用。同时密封组件的内周面起导向作用，为活塞杆的滑动导向，密封组件的外周面与缸筒之间位置固定，不承担导向作用。所以第一环槽与第二环槽的设置不会减小活塞杆伸缩过程中导向段的长度，不会影响导向性能。同时在活塞杆伸出的过程中，活塞组件上端面运动至与密封组件下端面齐平后，第一凸出部会插入第二环槽中、第二凸出部会插入第一环槽中而使得活塞杆能够继续向上运动，直到第二环槽的槽底接触第一凸出部或是第二凸出部的上端接触第一环槽的槽底时才停止，有效地增加了油气弹簧的伸缩行程。

附图说明

图1为本实用新型的新型油气弹簧的一个实施例的结构示意图；

图2为图1中安装有密封组件位置处的局部放大图；

图3为图1中安装有活塞组件位置处的局部放大图。

具体实施方式

本实用新型的新型油气弹簧的具体结构如图1至图3所示，包括两端开口的缸筒1，缸筒1的下端设置有下铰链座8，下铰链座8封堵缸筒1的下端开口。下铰链座8上设置有用于安装在轮系上的关节轴承，下铰链座8上还开设有油液进出通道81，油液进出通道上设置有油液控制阀，油液控制阀打开时，外接油源与缸筒1内部空间连通。一般的外接油源为油泵，此时还可以将油泵当成油液控制阀使用而省去油液进出通道81上的油液控制阀。

缸筒1内插装有活塞杆4，活塞杆4为两端开口的管体，活塞杆4插入缸筒1内的下端固定有活塞组件2，活塞组件2包括阻尼器21、背紧端盖22和活塞23。活塞23与缸筒1内壁面密封配合的同时还可沿缸筒1的内壁面导向移动。活塞杆4内插装有浮动活塞5，浮动活塞5与活塞杆4内壁面密封配合的同时还可沿活塞杆5的内壁面导向移动。浮动活塞5的外壁面上沿其轴线方向间隔开设有多道环槽，每个环槽中均嵌装有用于实现浮动活塞5与活塞杆4内壁面密封配合的密封元件34。活塞23下方的缸筒1内部空间为A腔室，活塞杆4内空间被浮动活塞5分割成独立的B腔室与C腔室。缸筒1的上端设置有密封组件3，活塞杆4可沿密封组件3导向移动。位于密封组件3与活塞组件2之间的活塞杆4与缸筒1之间空隙形成D腔室，本实施例中D腔室为环腔。

为增加活塞23与缸筒1的周面密封性能，活塞23的外周面上开设有环槽，环槽是嵌装有弹性材料制成的孔用导向带24。

阻尼器21包括单向阀25，背紧端盖22上开设有与单向阀25出口连通的通气孔，单向阀20的出口经通气孔与B腔室连通，单向阀20的进口连通A腔室。活塞23上开设有阻尼孔26，A腔室通过阻尼孔26与缸筒1与活塞杆4之间的环腔D连通。

活塞杆4的上端设置有上铰链座7，上铰链座7封堵活塞杆8的上端开口，上铰链座7上设置有用于安装在车体上的关节轴承和气体进出通道71，气体进出通道71连通外界大气与活塞杆4内部空间，气体进出通道71上设置气体控制阀72。打开气体控制阀72时外界大气与活塞杆4内部空间，关闭气体控制阀72时隔断外界大气与活塞杆4内部空间。气体控制阀72与气体进出通道71的设置可方便向C腔室中补充使用过程中泄露出去的氮气，以保持C腔室内的气压稳定。

同时，上、下铰链座上均开有储油孔，用于定期向关节轴承补充润滑脂，减缓其磨损变形，延长使用寿命。

上铰链座7与缸筒1上端之间设置有可伸缩防尘罩6，可伸缩防尘罩6的结构类似波纹管，其长度可随活塞杆4的伸缩变化，可伸缩防尘罩6的目的是防止杂质粘附在伸出的活塞杆4外周面上并随着活塞杆4的缩回被带入缸筒内而污染油液。

活塞组件2的具体安装形式如下：活塞23的下段内径小于上段内径，在活塞上段的内周面上开设有内螺纹面，背紧端盖22与阻尼器21通过夹紧固定的方式安装在活塞13的下段上。具体说，背紧端盖22下端开设有内螺纹面，阻尼器21上开设有与其适配的外螺纹面，且阻尼器21主体部分的直径小于活塞23下段内径、阻尼器下端的直径大于活塞23下段内径。所以可将背紧端盖22置于活塞23上段的凹槽内，背紧端盖22会被活塞23下段所挡止。阻尼器21的主体部分插入活塞23的下段后，阻尼器21的下端被活塞23下段所挡止。再将阻尼器21螺纹固定在背紧端盖22上，阻尼器21与背紧端盖22相对的两端面即可夹紧活塞23的下段。为使夹紧更牢固，阻尼器21与背紧端盖22相对的两端面与活塞23的相应端面形状贴合适配。活塞23上段内径大于背紧端盖22外径，所以在活塞23与背紧端盖22之间形成了环腔，该环腔的尺寸与活塞杆4尺寸一致，因而活塞杆14的下端插入安装在该环腔内。具体是在活塞23上与环腔对应的内壁面上设置有内螺纹面，活塞杆23下端开设有与其适配的外螺纹面。

密封组件3包括导向套31、端盖32及锁紧螺母33。导向套31插装在缸筒1的上端，再通过端盖32和锁紧螺母33将导向套31锁紧固定在缸筒1上端。具体是：导向套31密封安装在缸筒1内，其伸出缸筒1的部分凸出设置有直径小于缸筒1上端直径的凸缘35，缸筒1外周面上开设有供端盖32及锁紧螺母33螺纹安装的外螺纹面，端盖32的上端设置有用于与凸缘35上端面挡止配合的挡台36，挡台36将导向套压紧固定在缸筒1上端。本实施例中，所述凸缘35设置在导向套31的中部，导向套31位于凸缘35上方的部分外径小于挡台36的内径。

为保证密封效果、避免缸筒1内油液由密封组件中渗出，导向套31的内、外周面上均开设有环槽，内周面的环槽中嵌装有用于实现导向套31与活塞杆4外周面之间周面密封的密封元件34，外周面的环槽中嵌装有用于实现导向套31与缸筒1内壁面间周面密封的密封元件34。

本实用新型的油气弹簧既可以升降车体、也可以减小行驶过程中车体振动。车辆在静态时，油气弹簧内的压力和车载负荷相平衡，C腔室内气体被压缩，气腔和油腔的压力相等。需要升高车体时，通过油液进出通道81向A腔室注入液压油，A腔室压力升高，A腔室内液压油经单向阀25流入B腔室、经阻尼孔26流入环腔D内，推动浮动活塞5压缩C腔室内气体使气体压力升高。当油气压力超过车载负荷时，活塞杆4外伸、车体升高。需要降下车体时，通过油液进出通道81将A腔室内液压油放出，单向阀25关闭隔断B腔室与A腔室，在车体自重作用下活塞杆8收缩、车体下降，这样就可方便地实现车体的升降。在实际使用中，可根据不同路况很方便地调节车体高度，提高车辆的通过性能。

车辆在行驶时，油液进出通道81与气体进出通道71均被关断。遇到路面冲击时，车体与轮系间的距离被压缩，油气弹簧长度缩短，相当于载荷增大，此时活塞杆4会收缩，A腔室内部分油液通过单向阀25进入B腔室并推动浮动活塞5压缩C腔室内气体、另一部分油液通过阻尼孔26进入环腔D，液压油在各腔室内的流动使得车体的振动幅度小于轮系的振动幅度，从而起到缓冲、减振作用。当气腔内的压缩气体反弹时，单向阀25关闭隔断A腔室与B腔室，浮动活塞5与活塞杆4之间相对位置关系保持不变，只能是环腔D内油液通过阻尼孔进入A腔室，从而保证了车体振动的迅速衰减，该过程中阻尼孔26所产生的阻尼还吸收了部分冲击能量使车体平稳回弹、达到了提高行驶平顺性的目的。

为增加油气弹簧的伸缩行程，导向套31的下端外径小于缸筒1的内径，活塞23上端内径大于活塞杆4的外径。所以导向套31下端形成了第一凸出部311，导向套31与缸筒1之间形成了第一环槽312；活塞23上端形成了第二凸出部231，活塞23上端与活塞杆4之间形成了第二环槽232。同时第一凸出部311的外径小于第二环槽232的外径，所以在活塞杆4伸出的过程中，活塞23上端面运动至与导向套31下端面齐平后，第一凸出部311会插入第二环槽232中、第二凸出部231会插入第一环槽311中而使得活塞23能够继续向上运动，直到第二环槽232的槽底接触第一凸出部311或是第二凸出部231的上端接触第一环槽312的槽底时才停止。

在本实施例中，第一凸出部311的高度与第二环槽232的深度相同，所以在第二凸出部231接触第一环槽311槽底的同时，第二环槽232的槽底也会同时接触第一凸出部311，使第一凸出部311与第一环槽312的槽底同时承压。在其他实施例中，第一凸出部的高度与第二环槽的深度也可不同，但这种情况下活塞杆4伸出到极限位置后，只有第一凸出部与第一环槽的槽底中的其中一个承压，导向套受力不均匀较易损坏。

在本实施例中，第一凸出部311的尺寸与第二环槽232的尺寸极为接近，为便于第一凸出部311与第二环槽232的插装，第二环槽232的口沿处设置有锥形扩口部233。在其他实施例中，也可以将第一凸出部311加工地更小或是将第二环槽232直径加工地更大以方便第一凸出部与第二环槽的插装，此时扩口部233也可省去。

由上述分析过程可知，油气弹簧的伸缩行程等于活塞杆4的伸缩距离，在活塞杆4的伸缩过程中活塞23的外周面起导向作用，为活塞23在缸筒1内的滑动导向，活塞23的内周面与活塞杆4同步运动，不承担导向作用。同时导向套31的内周面起导向作用，为活塞杆4的滑块导向，导向套31的外周面与缸筒1之间位置固定，不承担导向作用。所以第一环槽312与第二环槽232的设置不会减小活塞杆4伸缩过程中导向段的长度，不会影响导向性能。