一种空气弹簧自动补气装置的制作方法

本发明涉及汽车悬架中的空气弹簧，具体是空气弹簧的自动补气装置，当空气弹簧高度过小时对空气弹簧进行自动补气。

背景技术：

空气弹簧由于其优良的减振特性，被广泛的应用于汽车悬架上。现今空气弹簧悬架普遍采用外部储气罐、电磁阀及其控制器对空气弹簧进行充放气操作，当空气弹簧高度过大或过小时，控制器控制电磁阀打开，使空气弹簧与外部储气罐相通。这种充放气装置，由于难以保证装置极高的气密性，因此经常需要启动压缩机将空气压缩至储气罐并对空气弹簧充气，不仅耗费一定的能源同时装置复杂且占用空间较大。

技术实现要素：

本发明针对现有空气弹簧充放气技术的不足，提供了一种简单可靠的空气弹簧自动补气装置，在空气弹簧气压不足、车身高度较低时，通过回收一定的汽车悬架振动能量将空气压缩至空气弹簧内，完成空气弹簧的自动补气，提高车身高度，节约能量和节约汽车内部空间。

本发明一种空气弹簧自动补气装置采用的技术方案如下：本发明由进气单向阀、出气单向阀、顶杆和压缩缸组成，压缩缸的缸体上端固定连接车辆簧上质量，顶杆位于压缩缸的正下方且固定连接车辆簧下质量；压缩缸的缸体是倒T型的空腔结构，下段的内径大于上段的内径，压缩缸下段的内腔下端密封连接能够沿压缩缸下段内壁上下移动的大活塞，压缩缸上段的内腔中密封连接能够沿压缩缸上段内壁上下移动的小活塞，大活塞和小活塞之间形成的下方油腔中充满液压油，小活塞和压缩缸顶端之间形成的上方气室中设有回位弹簧，外部空气通过进气单向阀进入所述上方气室，所述上方气室通过出气单向阀连接空气弹簧。

本发明相对现在技术具有的优点是：

1、本发明利用车辆悬架振动能量，将空气压缩至空气弹簧中，同时只在空气弹簧需要补气时才能够触发，不仅节约能量、简单无需控制，能够取代由压缩机、储气罐、电磁阀组成的传统结构的空气弹簧充气装置。

2、本发明由两个单向阀控制气体流动方向，由顶杆与压缩缸配合对空气进行压缩并压入空气弹簧内，在空气弹簧内气体足量时不工作，在空气弹簧内气体减少到一定程度时利用悬架振动能量自动对空气弹簧补气，并在补入足够气体时自动停止补气。

3、本发明能在车辆行驶过程中因气压不足导致车身高度较低的情况下进行自动补气，提高车身高度，从而提高车辆的舒适性及悬架寿命。

附图说明

图1为本发明一种空气弹簧自动补气装置的结构示意图；

图2为图1中空气弹簧不需要补气时的过程图；

图3为图1中空气弹簧需要补气时的过程图；

图4为图3恢复到初始状态的过程图。

图中：A.进气单向阀；B.出气单向阀；C.顶杆；D0.压缩缸；D1.大活塞；D3.液压油；D2.小活塞；D4.回位弹簧；KT.空气弹簧；ZN.阻尼器；H1.簧上质量；H2.簧下质量。

具体实施方式

如图1所示，本发明与车辆悬架的空气弹簧KT与阻尼器ZN并联，共同安装在车辆簧下质量H2与簧上质量H1中间。本发明由进气单向阀A、出气单向阀B、顶杆C和压缩缸D0组成。压缩缸D0的缸体上端固定连接于车辆簧上质量H1，顶杆C固定连接于车辆簧下质量H2，在车辆簧上质量H1和顶杆C之间是压缩缸D0，顶杆C位于压缩缸D0的正下方。在压缩缸D0的缸体内腔中由下至上依次设有大活塞D1、液压油D3、小活塞D2和回位弹簧D4。

压缩缸D0的缸体是倒T型的空腔结构，下段的内径大于上段的内径。在压缩缸D0下段的内腔下端是大活塞D1，大活塞D1与压缩缸D0下段之间密封连接，大活塞D1既是压缩缸D0的底盖，又能够沿压缩缸D0下段的内壁上下移动。顶杆C位于大活塞D1的正下方，顶杆C的外径小于大活塞D1的外径。在空气弹簧KT正常工作不需要充气时，顶杆C的上端面与大活塞D1的下端面不接触，顶杆C与大活塞D1之间具有一定的间隙。

压缩缸D0上段的内腔中设有小活塞D2，小活塞D2与压缩缸D0上段内壁之间密封连接，小活塞D2能够沿压缩缸D0上段的内壁上下移动。在大活塞D1和小活塞D2之间形成一个密封的下方油腔，在这个下方油腔中充满液压油D3。

小活塞D2和压缩缸D0顶端之间形成一个密封的上方气室，小活塞D2的上端固定连接回位弹簧D4的下端，回位弹簧D4的上端固定连接于簧上质量H1。在上方气室的侧壁上开有一个进气口和一个出气口，进气口连接进气单向阀A，外部空气K可通过进气单向阀A进入上方气室，出气口通过出气单向阀B连接空气弹簧KT，上方气室中的气体可通过出气单向阀B进入空气弹簧KT。

顶杆C的中心轴与压缩缸D0的中心轴共线，也与大活塞D1、小活塞D2和回位弹簧D4的中心轴共线。

如图2所示，在车辆行驶过程中，由于悬架被不停的压缩与拉伸，以簧上质量H1作为参照，则意味着车辆簧下质量H2不停的相对于簧上质量H1作上下运动，车辆簧下质量H2能够向上压缩到极限位置L1，向下拉伸到极限位置L2。此时，固定在簧下质量H2上的顶杆C也相对于固定在簧上质量H1上压缩缸D0上下运动。如果此时由于空气弹簧KT内部空气足量，空气弹簧KT高度足够高，悬架被压缩到压缩极限位置L1时，即簧下质量H2相对于簧上质量H1位于悬架压缩极限位置L1时，顶杆C上端面没有接触到大活塞D1的下端面，此时空气弹簧KT不需要补气。

如图3所示，在车辆行驶过程中，由于空气弹簧KT不可能做到完全密封，因此空气弹簧KT中的气体在不停的泄露到外界，空气弹簧KT高度也逐渐降低，例如空气弹簧KT从图3中原簧上质量所在的高度处OH1降低到图示的簧上质量H1处，这也意味着簧上质量H1相对于簧下质量H2之间的距离减小，此时固定在簧上质量H1上的压缩缸D0与固定在簧下质量H2上的顶杆C之间的距离也在减小。当空气弹簧KT中的气体泄漏到一定程度时，在悬架被压缩到极限位置L1时，即簧下质量H2相对于簧上质量H1位于悬架压缩极限位置L1时，顶杆C上端面先接触到压缩缸D0内部大活塞D1下端面，然后向上推动大活塞D1，使大活塞D1向上移动，此时压力通过大活塞D1传递给液压油D3，液压油D3推动小活塞D2，小活塞D2压缩回位弹簧D4和上方气室中的空气。当压缩空气压力超过外界空气K的压力时，进气单向阀A关闭，当压缩的空气压力超过空气弹簧KT内气体的压力时，出气单向阀B被压缩空气顶开，压缩空气进入空气弹簧KT，为空气弹簧KT补入一定的气体，如此自动为空气弹簧KT补气。

如图4所示，补气后的空气弹簧KT被拉伸，带动簧下质量H2相对于簧上质量H1向下运动，顶杆C相对于压缩缸D0向下运动。此时在回位弹簧D4的作用下，小活塞D2被向下推动，压力通过小活塞D2传递给液压油D3，并推动大活塞D1向下运动。在小活塞D2逐渐往下运动的过程中，上方气室中的空气压力逐渐降低，当其气压低于空气弹簧KT气压时，出气单向阀B关闭，当其气压低于外界空气K的压力时，进气单向阀A被外界空气K顶开，外界空气K进入上方气室内，最终小活塞D2和大活塞D1均恢复到初始位置。如此，从开始压缩空气至恢复初始位置，完成了一个工作循环。在数次工作循环后，空气弹簧KT将被补入足量的空气，此时即使悬架被压缩到极限位置L1，上方气室中内的气体气压依然无法被压缩至比空气弹簧KT内气体气压大，补气自动停止。因此，本发明在车辆空气弹簧KT不需要补气时不工作。在车辆空气弹簧KT需要补气时即被触发，利用悬架振动的能量吸入外界空气，对空气压缩并对空气弹簧KT补气，在补气完成后即停止自动补气。