专利名称：一种带附加气室的空气弹簧专用流量控制阀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于车辆空气悬架系统领域，具体涉及一种空气弹簧的流量控制阀， 用于空气悬架的半主动控制，对悬架的刚度和阻尼进行调节。
背景技术：
车辆空气悬架的半主动控制主要涉及控制悬架的刚度和阻尼。在空气弹簧的节流管控制的通流面积不变的条件下，通过改变附加气室体积，刚度可独立变化，不影响阻尼大小。在附加气室体积不变的条件下，改变通流面积大小，固有频率和阻尼都会变化。因此，为实现精确地调节空气弹簧悬架的刚度和阻尼，最好的处理方法是先调节空气弹簧的节流管的通流面积大小，使悬架达到所需的阻尼，再调节附加气室大小，使之达到所需刚度。调节空气弹簧的节流管的目的是得到一个合适的阻尼，而悬架刚度的变化可以通过调节附加气室体积来弥补。因此，准确调节节流管的通流面积，获得恰当的悬架阻尼，是实现空气弹簧悬架半主动控制的前提条件。在附加气室体积不变，通流面积变化时，随着节流管通流面积从零开始增加，阻尼比将会先增大后减小，且一开始变化速度很快，而通流面积增大到一定程度后，阻尼比变化速度就会很慢。目前，常用控制的节流管通流面积的装置为节流阀，其缺陷是1、不能针对节流孔的阻尼特性对调节的精确程度进行修正，即针对性不强。2、忽视了在高频振动下，管路中空气惯性对附加气室性能的影响。由于在高频率的情况下附加气室的作用不大，系统的整体动态弹簧系数几乎跟单纯的空气悬架的差不多，产生这种现象的原因就是管路中的空气具有惯性，减弱此影响的办法就是增加管径。具体地说，如果节流管管径不够大，附加气室与主气室界限分明，当输入信号频率达到IOHz左右，会导致附加气室的作用完全丧失，即失去调节刚度的能力。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述常用节流阀的不足，提供一种带附加气室的空气弹簧专用流量控制阀，实现通流面积分级控制的同时提供更大的通流面积，减小附加气室在高频振动中效应削弱的现象，利于附加气室在高频振动下继续发挥作用。本实用新型采用的技术方案是包括一个控制阀管体，控制阀管体上部是控制室 a,下部是与控制室a同轴且连接附加气室的管路c，侧部是连接主气室的管路b，控制室a 的上端是上盖，上盖内设置步进电机，步进电机通过输出轴与控制阀芯同轴连接，控制阀芯从上至下依次是连续的d、e、f、g和h段，d、e段的横截面为圆形且分别与控制室a、管路c 的内径间隙配合；f、g段的横截面为外径依次减小的圆台形，h段的横截面为圆锥形。本实用新型结合了节流管的阻尼变化特性，通过优化结构，实现对通流面积的分级控制。在阻尼比随通流面积变化剧烈时，通流面积缓慢变化，调节更精确；在阻尼比随通流面积变化缓慢时，通流面积变化快一些，调节更灵敏。以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述；
图1为本实用新型的结构剖视图图2为空气弹簧阻尼比随通流面积变化的曲线图。图中4.上盖；5.步进电机；6.控制阀芯；7.控制阀管体。
具体实施方式
参见
图1，本实用新型包括一个控制阀管体7，控制阀管体7上部是控制室a，下部是连接附加气室的管路c，侧部是连接主气室的另一管路b，控制室a和管路c同轴，并且控制室a的管径大于管路c的管径，控制室a和管路b、c三者相互连通。管路b的内径应不小于管路c内径，同时不大于控制室a内径。在控制室a的上端固定安装上盖4，上盖4内设置步进电机5，步进电机5通过输出轴与控制阀芯6同轴连接，步进电机5由设置在控制阀管体7外部的驱动器驱动工作，控制阀芯6在控制室a和管路c内的升降由步进电机6 控制。控制阀芯6从上至下分为连续的5段，依次是d、e、f、g、h段，其中，d段的横截面为圆形，其外径与控制室a的内径间隙配合，e段的横截面也为圆形，外径与管路c的内径间隙配合，以进一步封闭附加气室。保证控制阀芯6上下两侧气体压力相等，方便控制阀芯6 上下移动。f、g段的横截面为圆台形，且f、g段的外径依次减小，最后是h段，h段的横截面为圆锥形，由此可知，e、f、g、h段的横截面积的大小互不相同，并且依次减小。e、f、g、h 段的外径均小于下部管路c的内径，使e、f、g、h段可伸入管路c内。本实用新型在工作时，通过车身上的速度传感器、车身高度传感器等各种传感器， 采集到汽车悬架半主动控制所需的信号，输入到汽车上的E⑶中。通过E⑶计算，得出悬架所需的阻尼大小，进而计算成所需通流面积，再换算成控制阀芯6的高度信号、步进电机5 所需转过的角度。ECU将这一高度信号传输到步进电机5，步进电机5旋转，带动控制阀芯 6上下运动。由控制阀管体7与控制阀芯6相配合，会产生一个通流管路中的通流截面，这个通流截面的面积，是由控制阀管体7下端通孔截面积与控制阀芯6所堵住的面积相减而得到的。通孔截面积不变，而随着控制阀芯6的上升或下降，不同位置能堵住的面积会发生变化，从而导致通流面积变化，从而实现了通流面积的分级控制，使悬架阻尼发生变化。即控制阀芯6在不同高度时，e、f、g、h段的不同段伸入管路c内，即e、f、g、h段不同的横截面封堵通向附加气室的管路c，可形成不同的通流截面积，从而得到不同的阻尼比。参见图2，由空气悬架阻尼比随通流面积的变化曲线可知，阻尼的峰值产生在通流面积较小时，阻尼比变化比较明显。通流面积较大时，阻尼变化缓慢。当开度超过一定值后， 则可认为阻尼保持在接近于0的值，基本不变。为使半主动控制进行的更加精确合理，要对变化快的部分控制的精细一些，对变化缓慢的部分控制的相对粗糙一些。因此，控制阀管体 7的具体调节方式如下一开始处于完全打开的状态，h段的锥顶位于控制室a内以及管口 c的上截面之上，控制阀芯6在步进电机5的作用下，逐渐下降。当h段下降到与管口 c的上截面相交时，进入粗调阶段，即通流面积随步进电机5移动单位长度而变化显著，可克服空气惯性产生的附加气室在高频输入下调节作用丧失的不足。当控制阀芯6继续下降，直至g段与管口 c的上截面相交时，进入中调阶段，步进电机5移动单位长度，通流面积变化幅度稍小，从而能较准确地调节阻尼。当f段与管口 c的上截面相交时，进入精调阶段，步进电机5移动单位长度，通流面积变化很缓慢。在精调阶段，即使很小的孔口开度变化也会引起不小的阻尼比变化，如果某时刻汽车工况不需要附加气室，则可将控制阀芯6进一步下降，e段位于管道c内，关闭管道C。通过这一系列的调节，在车辆行驶过程中，可即时获得汽车悬架所需阻尼比。由于粗调阶段的主要功能只是解决附加气室的高频响应问题，只要能保证这一阶段通流面积能迅速增大即可，因此，可以将h段的锥度设计的很大，甚至去掉。另外，控制阀芯6的f、g、h段也可制成连续的阶梯轴，这样，对阻尼比的调节就变成非连续的。
权利要求1.一种带附加气室的空气弹簧专用流量控制阀，包括一个控制阀管体(7)，控制阀管体(7)上部是控制室a，下部是与控制室a同轴且连接附加气室的管路c，侧部是连接主气室的管路b，控制室a的上端是上盖(4)，其特征是上盖(4)内设置步进电机(5)，步进电机 (5)通过输出轴与控制阀芯(6)同轴连接，控制阀芯(6)从上至下依次是连续的d、e、f、g 和h段，d、e段的横截面为圆形且分别与控制室a、管路c的内径间隙配合；f、g段的横截面为外径依次减小的圆台形，h段的横截面为圆锥形。
2.根据权利要求1所述的一种带附加气室的空气弹簧专用流量控制阀，其特征是管路b的内径不小于管路c内径且不大于控制室a内径。
专利摘要本实用新型公开一种带附加气室的空气弹簧专用流量控制阀，控制阀管体上部是控制室a，下部是与控制室a同轴且连接附加气室的管路c，侧部是连接主气室的管路b，控制室a的上端是设有步进电机上盖，步进电机与控制阀芯同轴连接，控制阀芯从上至下依次是连续的d、e、f、g和h段，d、e段的横截面为圆形且分别与控制室a、管路c的内径间隙配合；f、g段的横截面为外径依次减小的圆台形，h段的横截面为圆锥形，e、f、g或h段伸入管路c内形成不同的通流截面积，实现对通流面积的分级控制；在阻尼比随通流面积变化剧烈时，通流面积缓慢变化，调节更精确；在阻尼比随通流面积变化缓慢时，通流面积变化快一些，调节更灵敏。
文档编号F16F9/34GK202040259SQ20112012808
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者李仲兴, 江洪, 王申旭, 王静, 琚龙玉 申请人:江苏大学