带有附加气室的分体式活塞、空气弹簧及装配工艺的制作方法

本发明属于空气弹簧领域，尤其涉及一种带有附加气室的分体式活塞、采用该带有附加气室的分体式活塞的空气弹簧以及空气弹簧的装配工艺。
背景技术：
：空气弹簧是一种较为理想的弹性元件，具有理想的非线性力学特性，广泛应用于商用车驾驶室、列车二级悬架、车辆悬架、设备减震等多个领域。空气弹簧优越的力学特性能为车辆提供良好的乘坐舒适性。空气弹簧总体上可以分为囊式空气弹簧和膜式空气弹簧。膜式空气弹簧通常由上盖板、橡胶气囊和活塞等组成。现有技术中，活塞一般为整体式结构，为提高车辆舒适性，需要较低的空气弹簧刚度，往往通过增加附加气室以降低空气弹簧刚度。带附加气室的整体式活塞虽达到了降低空气弹簧刚度的目的，但其制造工艺复杂、质量一致性差、成本高。而外置附加气室以降低空气弹簧刚度的方案占用空间较大，不利于布置在紧凑的空间内，外置附件多，增加了损坏的几率，安装不便。技术实现要素：因此，对带有附加气室的分体式活塞及其空气弹簧的需求显得极其迫切。本发明的目的在于，提供一种能够实现调节空气弹簧刚度带有附加气室的分体式活塞、空气弹簧及装配工艺。本发明通过如下技术方案实现：提供一种带有附加气室的分体式活塞，所述带有附加气室的分体式活塞包括活塞主体和上端盖，所述活塞主体和上端盖之间通过螺纹连接，所述活塞主体和上端盖之间形成密封的附加气室。作为上述技术方案的进一步改进，所述上端盖上设置有用于与活塞主体螺纹连接的内螺纹部，用于与活塞主体过盈密封的第一密封圈，以及用于安装第一密封圈的第一密封部；所述第一密封圈用于径向密封所述附加气室。作为上述技术方案的进一步改进，所述活塞主体上设置有用于与上端盖螺纹连接的外螺纹部，用于与上端盖过盈密封的第二密封圈，以及用于安装第二密封圈的第二密封部，所述第二密封圈用于轴向密封所述附加气室。作为上述技术方案的进一步改进，所述带有附加气室的分体式活塞还包括用于锁紧所述活塞主体和所述上端盖的紧固环，所述紧固环扣合于所述活塞主体和所述上端盖上。作为上述技术方案的进一步改进，所述带有附加气室的分体式活塞还包括电磁阀，所述电磁阀固定于活塞主体和上端盖之间，所述附加气室环绕于所述电磁阀外部；所述电磁阀内部设置有气流通道，所述气流通道连接附加气室以及空气弹簧主气室；所述电磁阀用于控制附加气室与空气弹簧主气室之间的连通或隔断。作为上述技术方案的进一步改进，所述电磁阀上设置有用于与上端盖过盈密封的第三密封圈，用于安装第三密封圈的第三密封部，用于与活塞主体过盈密封的第四密封圈，以及用于安装第四密封圈的第四密封部。作为上述技术方案的进一步改进，所述上端盖中设置有用于安装电磁阀的上安装座，所述活塞主体中设置有用于安装电磁阀的下安装座；所述电磁阀固定于上安装座和下安装座中；所述第三密封圈与第三密封部和上安装座之间形成过盈配合，所述第四密封圈与第四密封部和下安装座之间形成过盈配合。作为上述技术方案的进一步改进，，所述活塞主体和上端盖均由聚酰胺注塑成型。本发明还提供了一种空气弹簧，所述空气弹簧包括活塞，与活塞相连接的气囊，以及设于气囊上用于安装空气弹簧的盖板；空气弹簧通过盖板安装在承载式车身或车架上；所述活塞为权利要求1所述的带有附加气室的分体式活塞。本发明还提供了一种空气弹簧的装配工艺，包括以下步骤：s1，将上端盖装配于活塞主体的顶部；s2，将活塞主体的底部装配于气囊中；s3，将上端盖的顶部固定在汽车下摆臂上；s4，将盖板固定在承载式车身或车架上。本发明的有益效果至少包括：本发明的带有附加气室的分体式活塞中，活塞主体和上端盖分体式组合，生产效率高、产品一致性好、占用空间小、装配工艺简单、生产成本远低于整体式活塞；通过附加气室改变空气弹簧整体容积大小，从而调节空气弹簧刚度进而获得更好的整车性能。附图说明图1是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的分解示意图；图2是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的剖视示意图；图3是根据图2中a部分的放大示意图；图4是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的上端盖的立体示意图；图5是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的上端盖的剖视示意图；图6是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的上端部的俯视示意图；图7是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的活塞主体的立体示意图；图8是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的活塞主体的剖视示意图；图9是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的活塞主体的仰视示意图；图10是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的电磁阀的剖视示意图；图11是根据本发明第一实施例的带有附加气室的分体式活塞的电磁阀的剖视示意图；图12是根据本发明第一实施例的空气弹簧的剖视示意图；图13是根据本发明第一实施例的空气弹簧的立体示意图；图14是根据本发明第一实施例的空气弹簧和下摆臂的立体示意图；图15是根据本发明第一实施例的空气弹簧的装配工艺的流程示意图；图16是根据本发明第二实施例的带有附加气室的分体式活塞的剖视示意图；图17是根据本发明第二实施例的空气弹簧的剖视示意图。具体实施方式下面将结合本发明的实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。第一实施例首先，参照图1至图15对本发明的第一实施例涉及带有附加气室的分体式活塞100、空气弹簧1000及空气弹簧1000的装配工艺进行说明。如图1、图2、图3和图8所示，所述带有附加气室的分体式活塞100包括活塞主体1和上端盖2，所述活塞主体1和上端盖2之间通过螺纹连接，所述活塞主体1、和上端盖2之间形成密封的附加气室4。参阅图3、图4和图5，所述上端盖2上设置有用于与活塞主体1螺纹连接的内螺纹部21，用于与活塞主体1过盈密封的第一密封圈5，以及用于安装第一密封圈5的第一密封部22；所述第一密封圈5用于径向密封所述附加气室4。所述内螺纹部21位于上端盖2外环内侧，与活塞主体1上的外螺纹部11相配合。第一密封部22由上端盖2外环的下端横向向外延伸，在第一密封部22的下端面设置容纳第一密封圈5的第一凹槽23。在本实施例中，所述的径向密封是指防止空气从径向的方向上进入或离开所述附加气室4。参阅图4和图6，所述上端盖2顶端沿圆周方向均布设置有用于安装固定的六个缺口式槽24，所述上端盖2中设置有用于安装电磁阀3的上安装座25。参阅图3、图7和图8，所述活塞主体1上设置有用于与上端盖2螺纹连接的外螺纹部11，用于与上端盖2过盈密封的第二密封圈6，以及用于安装第二密封圈6的第二密封部12；所述第二密封圈6用于轴向密封所述附加气室4。外螺纹部11位于活塞主体1上端外侧，与上端盖2上的内螺纹部21相配合。第二密封部12位于外螺纹部11的下方，第二密封部12上有容纳第二密封圈6的第二凹槽13。第二密封部12的下端有横向向外延伸的用于与第一密封部22配合的凸缘14。在本实施例中，所述的轴向密封是指防止空气从轴向的方向上进入或离开所述附加气室4。本实施例的带有附加气室的分体式活塞100通过第一密封圈5对所述附加气室4进行径向密封，通过第二密封圈6对所述附加气室4进行轴向密封。通过径向密封和轴向密封这两个相互垂直方向上的双重密封方式，保障了气密性。参阅图9，所述活塞主体1底部设置有十字形凹槽16，十字型凹槽16通过专用工具带动活塞主体1旋转以便将上端盖2和活塞主体1通过螺纹拧紧。参阅图8，所述活塞主体1下端沿圆周方向设置有防滑线17，所述防滑线17用于与空气弹簧1000的气囊200进行扣压连接与密封。参阅图7和图8，所述活塞主体1中设置有用于安装电磁阀3的下安装座15。参阅图7和图8，所述活塞主体1中还设置有通孔19，所述通孔19用于连接电磁阀3中的气流通道和空气弹簧主气室300。所述活塞主体1内部设计有加强筋18，用于加强带有附加气室的分体式活塞100的结构，使得带有附加气室的分体式活塞100更加稳固。参阅图2和图3，所述带有附加气室的分体式活塞100还包括用于锁紧活塞主体1和上端盖2的紧固环7，所述紧固环7扣合于所述活塞主体1和所述上端盖2上。所述活塞主体1和上端盖2之间通过螺纹连接并通过紧固环7锁紧。紧固环7的截面为凹槽型，紧固环7通过将第一密封部22和第二密封部12的凸缘14扣压在紧固环7的凹槽中，通过扣压方式锁紧活塞主体1和上端盖2。所述紧固环7采用低合金钢制成。低合金钢是指合金元素总量小于5％的合金钢，与碳素结构钢相比，使用低合金高强度钢可以减小结构件的尺寸，使重量减轻。节约重量对车辆的结构是非常重要的，能够减少车的重量和减少能量消耗，有利于改善整车的综合性能。活塞主体1和上端盖2通过螺纹拧紧，使得位于第二密封部12中的第二密封圈6与活塞主体1和上端盖2之间形成过盈配合。活塞主体1和上端盖2通过紧固环7将第一密封部22和第二密封部12的凸缘14锁紧，从而使得位于第一密封部22中的第一密封圈5与活塞主体1和上端盖2之间形成过盈配合。过盈密封是指活塞主体1、上端盖2和电磁阀3之间通过密封圈过盈配合的方式来进行密封，通过过盈密封的方式保障了带有附加气室的分体式活塞100的气密性，活塞主体1和上端盖2通过螺纹连接并结合紧固环7锁紧保障了带有附加气室的分体式活塞100的紧固性。参阅图2、图10和图11，所述带有附加气室的分体式活塞100还包括电磁阀3，所述电磁阀3固定于活塞主体1和上端盖2之间，所述附加气室4环绕于所述电磁阀3外部；所述电磁阀3内部设置有气流通道，所述气流通道连接附加气室4以及空气弹簧主气室300；所述电磁阀3用于控制附加气室4与空气弹簧主气室300之间的连通或隔断。所述电磁阀3上设置有用于与上端盖2过盈密封的第三密封圈8，用于安装第三密封圈8的第三密封部31，用于与活塞主体1过盈密封的第四密封圈9，以及用于安装第四密封圈9的第四密封部32。所述第三密封部31位于上安装座25中，所述第四密封部32位于下安装座15中；所述第三密封圈8与第三密封部31和上安装座25之间形成过盈配合，所述第四密封圈9与第四密封部32和下安装座15之间形成过盈配合；所述带有附加气室的分体式活塞100通过第三密封圈8和第四密封圈9过盈密封，保证了带有附加气室的分体式活塞100内部以及附加气室4的密封性，通过上安装座25和下安装座15将电磁阀3固定，保证了带有附加气室的分体式活塞100的紧固性。所述电磁阀3顶端设置有进气嘴33和电插头34；所述电磁阀3内部设置有气流通道，所述气流通道连接进气嘴33、附加气室4以及空气弹簧主气室300。通过电磁阀3控制气流通道的开合，从而控制附加气室4与空气弹簧主气室300之间的连通或隔断。所述进气嘴33为快插式接头，所述电插头34为两线式插头。快插式接头是一种即插即用的连接方式，通过快插式连接，可以将气管很方便地插入进气嘴33或拔出进气嘴33，而无需任何工具，密封性好。所述活塞主体1和上端盖2均由聚酰胺注塑成型。聚酰胺俗称尼龙(nylon)，英文名称polyamide，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。聚酰胺具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。如下表1中为整体式活塞和本实施例中的分体式活塞100的性能对比列表，生产效率高、占用空间小、生产成本远低于整体式活塞；轻量化效果明显，减小了非簧载质量，有利于提高车辆的综合性能。类型整体式活塞分体式活塞有益效果活塞总重量10.1kg1.5kg轻量化提升85％生产效率15件/1小时25件/1小时生产效率提升67％产品合格率98％99.99％合格率提升1.99％占用横向空间220mm直径空间160mm直径空间空间占用降低27％表1参阅图12至图14，本发明还公开了一种空气弹簧1000，该空气弹簧1000包括活塞100，与活塞100相连接的气囊200，以及设于气囊200上用于安装空气弹簧的盖板400；空气弹簧1000通过盖板400安装在承载式车身或车架上；其中，活塞100是指上述的分体式活塞100。根据本实施例中的空气弹簧1000用于乘用车的减震，通过将带有附加气室的分体式活塞100的活塞主体1下端与气囊200进行扣压连接与密封，通过控制电磁阀3的通断电来控制空气弹簧主气室300和附加气室4的连通和隔断，达到改变空气弹簧1000内部容积大小的目的，从而调节空气弹簧1000刚度进而获得更好的整车性能。参阅图14和图15，本发明还公开了一种空气弹簧1000的装配工艺，其包括以下步骤：s1:通过螺纹连接将上端盖2装配于活塞主体1的顶部；s2：将活塞主体1的底部装配于气囊200中；s3：将上端盖2的顶部固定在汽车下摆臂500上；s4：将盖板1固定在承载式车身或车架上。根据本实施例的空气弹簧1000的装配工艺，其中，在步骤s1中具体的包括以下步骤：s11，将第三密封圈8套设在电磁阀3的第三密封部31中，将第四密封圈9套设在电磁阀3的第四密封部32中；s12，将进气嘴33安装在电磁阀3的顶端；s13，将第二密封圈6安装在活塞主体1上第二密封部12的第二凹槽13中；s14，将第一密封圈5安装在上端盖2上第一密封部22的第一凹槽中23；s15，将电磁阀3垂直安装于活塞主体1的下安装座15中，此时电磁阀3的第四密封部32位于下安装座15中且第四密封圈9与第四密封部32和下安装座15之间形成过盈配合；s16，将上端盖2装配于活塞主体1的顶部，同时电磁阀3第三密封部31位于上端盖2的上安装座25中；通过专用工具与活塞主体1底部的十字型凹槽16配合带动活塞主体1旋转将上端盖2和活塞主体1通过螺纹拧紧；s17，通过紧固环7将上端盖2的第一密封部22和活塞主体1的第二密封部12的凸缘14扣压在紧固环7的凹槽中，通过扣压方式锁紧活塞主体和上端盖。在步骤s3中，上端盖2可通过螺栓固定的方式固定在汽车下摆臂500上，具体的可通过六个螺栓与上端盖2顶端沿圆周方向均布设置的六个缺口式槽24配合装配来进行固定。另外，在步骤s2中，带有附加气室的分体式活塞100的活塞主体1下端与气囊200进行扣压连接与密封，其具体装配方式为本领域技术人员所熟知的公知常识，在此不再赘述。在步骤s4中，盖板1可通过多个螺栓固定在承载式车身或车架上，其具体装配方式为本领域技术人员所熟知的公知常识，在此不再赘述。空气弹簧1000通过带有附加气室的分体式活塞100安装在悬架的下摆臂500上，气囊200上的盖板400通过螺栓固定在承载式车身或车架上。当车轮上、下跳动时，下摆臂500随之上下摆动，此时轮胎振动通过下摆臂500传至带有附加气室的分体式活塞100，带有附加气室的分体式活塞100上下运动，通过带有附加气室的分体式活塞100的附加气室4和空气弹簧主气室300中的压缩空气及气囊200将振动再传递到盖板400及车身上，空气弹簧1000中的压缩空气及气囊200的理想非线性力学特性使得传递到车身的振动大大减小，提高了车辆乘坐舒适性。本发明的带有附加气室的分体式活塞100中，活塞主体1、上端盖2和电磁阀3分体式组合，生产效率高、产品一致性好、占用空间小、装配工艺简单、生产成本远低于整体式活塞；通过电磁阀3将附加气室4与采用该活塞的空气弹簧1000的空气弹簧主气室300隔开，通过控制电磁阀3的通断电来控制主气室和附加气室4的连通和隔断，达到控制空气弹簧1000内部容积大小进而实现调节空气弹簧1000刚度的目的。本发明的带有附加气室的分体式活塞100中,上端盖2及活塞主体1均由高强度尼龙注塑成型，工艺成熟、简单，易于批量生产；轻量化效果明显，减小了非簧载质量，有利于提高车辆的综合性能；通过密封圈密封，安装简单，工艺成熟，气密性与紧固性好；采用附加气室4内置方式，具有节省安装空间，附加气室4容积大，容积比(附加气室4容积/空气弹簧主气室300容积之比)大，刚度调节级数大、安装与维护简单、轻量化的特点，能使车辆根据行驶工况实现空气弹簧1000刚度二级调节，改善整车的综合性能；具有良好的推广价值。第二实施例接着，参照图16至图17，对本发明的第二实施例涉及的带有附加气室的分体式活塞100a进行说明。此外，除非特别说明，第二实施例涉及的带有附加气室的分体式活塞100a的构成，与第一实施例中参照图1至图4说明的构成相同。以下，主要对第二实施例涉及的带有附加气室的分体式活塞100a的构成中与第一实施例不同的构成部分进行说明，对与第一实施例涉及的带有附加气室的分体式活塞100相同的结构进行简略说明。本实施例中的带有附加气室的分体式活塞100a包括活塞主体1a和上端盖2a，所述上端盖2a的顶部为封闭状。本实施例中的空气弹簧1000a包括活塞100a，与活塞100a相连接的气囊200a，以及设于气囊200a上用于安装空气弹簧的盖板400a。空气弹簧主气室300a和附加气室4a通过活塞主体1a中的通孔连通，从而改变空气弹簧1000a整体容积大小，从而调节空气弹簧1000a刚度进而获得更好的整车性能。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。当前第1页12