一種油氣彈簧的制作方法

本發明涉及汽車機械技術領域，尤其涉及一種油氣彈簧。

背景技術：

油氣彈簧不僅是汽車懸架的彈性元件，而且也起到液壓減振器的作用，可以衰減車輪所受路面顛簸引起車身的振動，其減振作用依靠阻尼裝置提供。油氣彈簧具有以下特點：非線性剛度、非線性阻尼、車身高度調節、懸架系統結構緊湊、通用性、適應性好、改變油氣彈簧腔填充壓力，可以得到不同的懸架剛度特性和蓄能器儲能大。

單氣室油氣彈簧結構簡單，但車身高度受簧上質量影響較大；為獲取理想的彈簧特性，可采用雙氣室油氣彈簧。雙氣室油氣彈簧結構較復雜，但相對單氣室油氣彈簧優化了變剛度特性，通過合理選擇主氣室與反壓氣室的參數可以得到恰當的懸架剛度特性。

油氣彈簧的阻尼功能一般是通過設置節流孔實現。一般將節流孔內置在油氣彈簧缸體內，缸體裝配完成后，阻尼參數是不可調整的。為提高阻尼的適應性，采用外置的阻尼閥，通過電磁驅動閥芯，實現節流孔徑的大小變化，分為有級調節和無級調節兩種；其結構復雜，且當電磁功能失效時，車輛在無阻尼情況下行駛，將大大影響乘員舒適性，甚至影響行車安全。

也就是說，現有技術中的油氣彈簧，存在阻尼功能調節結構復雜，調節不便的技術問題。

技術實現要素：

本發明通過提供一種油氣彈簧，解決了現有技術中的油氣彈簧，存在的阻尼功能調節結構復雜，調節不便的技術問題。

本申請實施例提供了如下技術方案：

一種油氣彈簧，包括：

蓄能器、阻尼裝置和油氣彈簧缸，所述油氣彈簧缸與所述蓄能器通過軟管連接；所述阻尼裝置與所述軟管連接，并設置在所述蓄能器和所述油氣彈簧缸之間；

所述油氣彈簧缸包括：上吊耳總成、缸體、活塞總成、導向套總成和下吊耳總成；其中，所述上吊耳總成和所述下吊耳總成分別位于所述油氣彈簧缸的兩端；所述上吊耳總成與所述軟管連通；所述缸體的一端與所述上吊耳總成可拆卸的連接，所述缸體的另一端與所述導向套總成可拆卸的連接；所述活塞總成的一端穿設于所述缸體和所述導向套總成內，所述活塞總成的另一端與所述下吊耳總成可拆卸的連接。

可選的，所述蓄能器、所述軟管、所述缸體內壁和所述活塞總成的端面圍成主腔；所述活塞內壁與所述下吊耳總成圍成桿內腔；所述活塞外壁、所述缸體內壁和所述導向套總成端面圍成環形腔，所述活塞總成上設置有通孔，所述通孔連通所述桿內腔和所述環形腔；其中，當所述活塞總成向靠近所述上吊耳總成的方向移動時，所述主腔壓力升高，所述桿內腔和所述環形腔壓力降低；當所述活塞總成向遠離所述上吊耳總成的方向移動時，所述主腔壓力降低，所述桿內腔和所述環形腔壓力升高。

可選的，所述上吊耳總成包括：上吊耳、O型密封圈和密封擋圈；其中，所述O型密封圈和所述密封擋圈設置于所述上吊耳與所述缸體的結合部，所述O型密封圈為彈性密封圈，以增加所述上吊耳總成與所述缸體的連接密封性。

可選的，所述上吊耳總成還包括：孔用彈性擋圈和向心軸承；其中，所述上吊耳上開設有上吊耳吊圈通孔；所述孔用彈性擋圈和所述向心軸承設置在所述上吊耳吊圈通孔內。

可選的，所述活塞總成包括：鎖緊螺母、壓緊環、唇形組合密封圈、端蓋、抗磨環和活塞桿；其中，所述鎖緊螺母、所述壓緊環、所述唇形組合密封圈和所述抗磨環均套設在所述活塞桿的第一端；所述第一端為靠近所述上吊耳總成的一端；其中，所述端蓋與所述活塞桿的第一端連接，以密封所述活塞桿的內腔；所述鎖緊螺母擠壓所述壓緊環，進而擠壓所述唇形組合密封圈；所述唇形組合密封圈為彈性密封圈，以增加所述活塞總成與所述缸體內壁的密封性。

可選的，所述導向套總成包括：壓緊環、唇形組合密封圈、O型密封圈、密封擋圈、導向套殼體和抗磨環；其中，所述壓緊環、所述唇形組合密封圈、所述O型密封圈、所述密封擋圈和所述抗磨環均套設在所述導向套殼體上；所述壓緊環擠壓所述唇形組合密封圈，以增加所述活塞總成與所述缸體內壁的密封性。

可選的，所述唇形組合密封圈包括：O型圈和與所述O型圈連接的密封唇，所述密封唇的尺寸大于所述O型圈；當所述O型圈被所述壓緊環擠壓時，所述O型圈變形使所述密封唇外徑增大，以實現自補償。

可選的，所述油氣彈簧還包括：刮塵圈總成，所述刮塵圈總成包括刮塵圈和刮塵圈殼體；所述刮塵圈和所述刮塵圈殼體通過螺栓及墊片與所述導向套總成固定連接。

可選的，所述下吊耳總成包括：O型密封圈、密封擋圈、下吊耳、孔用彈性擋圈和向心軸承；其中，所述O型密封圈和所述密封擋圈設置于所述下吊耳與所述活塞總成的結合部，所述O型密封圈為彈性密封圈，以增加所述下吊耳總成與所述活塞總成的連接密封性；其中，所述下吊耳上開設有下吊耳吊圈通孔；所述孔用彈性擋圈和所述向心軸承設置在所述下吊耳吊圈通孔內。

可選的，所述上吊耳總成和所述下吊耳總成上均開設有用于填充液體和/或氣體的填充閥。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

1、本申請實施例提供的油氣彈簧，采用分體式結構，油氣彈簧缸體與蓄能器中間采用軟管連接，阻尼裝置設在油氣彈簧缸體和蓄能器之間的連接軟管上，使得雙氣室油氣彈簧具有一定的擴展性，可以擴展連接控制閥組，一方面，通過分體式設計，將阻尼裝置外設，提高阻尼調節的便利性；另一方面，通過軟管實現蓄能器與缸體主腔的剛性閉鎖。

2、本申請實施例提供的油氣彈簧，在關鍵部件連接部設置壓緊環作用在唇形組合密封圈的O型圈上，O型圈擠壓變形，使密封唇外徑增大，這種結構具有自補償功能，有效的提高和保證了油氣彈簧的密封性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例中油氣彈簧的結構圖；

圖2為本申請實施例中油氣彈簧缸的結構圖；

圖3為本申請實施例中刮塵圈總成的結構圖；

圖4為本申請實施例中上吊耳總成的結構圖；

圖5為本申請實施例中下吊耳總成的結構圖；

圖6為本申請實施例中活塞總成的結構圖；

圖7為本申請實施例中導向套總成的結構圖；

圖8為本申請實施例中油氣彈簧的剖面圖。

具體實施方式

本申請實施例通過提供一種油氣彈簧，解決了現有技術中的油氣彈簧，存在的阻尼功能調節結構復雜，調節不便的技術問題。實現了提高阻尼調節的便利性和實現蓄能器與缸體主腔的剛性閉鎖的技術效果。

為解決上述技術問題，本申請實施例提供技術方案的總體思路如下：

本申請提供一種油氣彈簧，包括：

蓄能器、阻尼裝置和油氣彈簧缸，所述油氣彈簧缸與所述蓄能器通過軟管連接；所述阻尼裝置與所述軟管連接，并設置在所述蓄能器和所述油氣彈簧缸之間；

所述油氣彈簧缸包括：上吊耳總成、缸體、活塞總成、導向套總成和下吊耳總成；其中，所述上吊耳總成和所述下吊耳總成分別位于所述油氣彈簧缸的兩端；所述上吊耳總成與所述軟管連通；所述缸體的一端與所述上吊耳總成可拆卸的連接，所述缸體的另一端與所述導向套總成可拆卸的連接；所述活塞總成的一端穿設于所述缸體和所述導向套總成內，所述活塞總成的另一端與所述下吊耳總成可拆卸的連接。

通過上述內容可以看出，本申請實施例提供的油氣彈簧，采用分體式結構，油氣彈簧缸體與蓄能器中間采用軟管連接，阻尼裝置設在油氣彈簧缸體和蓄能器之間的連接軟管上，使得雙氣室油氣彈簧具有一定的擴展性，可以擴展連接控制閥組，一方面，通過分體式設計，將阻尼裝置外設，提高阻尼調節的便利性；另一方面，通過軟管實現蓄能器與缸體主腔的剛性閉鎖。

為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細說明，應當理解本發明實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術方案的詳細的說明，而不是對本申請技術方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術特征可以相互組合。

在本實施例中，提供了一種油氣彈簧，請參考圖1和圖2，所述油氣彈簧包括：

蓄能器1、阻尼裝置2和油氣彈簧缸3，所述油氣彈簧缸3與所述蓄能器1通過軟管4連接；所述阻尼裝置2與所述軟管4連接，并設置在所述蓄能器1和所述油氣彈簧缸3之間；

所述油氣彈簧缸3包括：上吊耳總成100、缸體203、活塞總成300、導向套總成400和下吊耳總成600；其中，所述上吊耳總成100和所述下吊耳總成600分別位于所述油氣彈簧缸3的兩端；所述上吊耳總成100與所述軟管3連通；所述缸體203的一端與所述上吊耳總成100可拆卸的連接，所述缸體203的另一端與所述導向套總成400可拆卸的連接；所述活塞總成300的一端穿設于所述缸體203和所述導向套總成400內，所述活塞總成300的另一端與所述下吊耳總成600可拆卸的連接。

在具體實施過程中，所述油氣彈簧可以是汽車懸架的彈性元件，也可以是移動機器人的彈性元件，在此不作限制。

下面詳細介紹所述油氣彈簧的結構和工作原理：

首先，介紹所述油氣彈簧的結構。

在具體實施過程中，所述蓄能器1的類型可以為隔膜式、皮囊式和活塞式等；所述阻尼裝置2的安裝位置可以裝在軟管4中間，或者裝在蓄能器1端部，或者裝在油氣彈簧缸3的油口處，在本申請中不作限制。

在具體實施過程中，所述蓄能器1通過專用的抱箍固定在車架上。阻尼裝置2可固定在油氣彈簧缸3的油口處，或固定在蓄能器1油口處，也可安裝在車架上。

在本申請實施例中，如圖3所示，所述油氣彈簧還包括：刮塵圈總成500，所述刮塵圈總成500包括刮塵圈501和刮塵圈殼體502；所述刮塵圈501和所述刮塵圈殼體502通過螺栓202及墊片201與所述導向套總成400固定連接。所述刮塵圈總成500用于防止灰塵進入缸體203。

在具體實施過程中，所述油氣彈簧缸3的主要連接方式為：上吊耳總成100與缸體203為螺紋連接，并如圖2所示，通過墊片201和鎖緊螺母301防松；活塞總成300與下吊耳總成600為螺紋連接；導向套總成400與缸體203為螺紋連接；刮塵圈總成500與導向套總成400通過螺栓202及墊片201連接，當然，在具體實施過程中，各關鍵部件也可以通過卡口結構或摩擦結構連接，在此不作限制。

具體來講，導向套總成400、刮塵圈總成500與缸體203直接螺栓連接，節約了空間。

在本申請實施例中，如圖4所示，所述上吊耳總成100包括：

上吊耳101、O型密封圈102和密封擋圈103；

其中，所述O型密封圈102和所述密封擋圈103設置于所述上吊耳101與所述缸體203的結合部，所述O型密封圈102為彈性密封圈，以增加所述上吊耳總成100與所述缸體203的連接密封性。

進一步，所述上吊耳總成100還包括：

孔用彈性擋圈104和向心軸承105；其中，所述上吊耳101上開設有上吊耳吊圈通孔；所述孔用彈性擋圈104和所述向心軸承105設置在所述上吊耳吊圈通孔內。所述向心軸承105用來連接車上的銷軸，實現與車架的連接。

類似的，如圖5所示，所述下吊耳總成600包括：

O型密封圈102、密封擋圈103、下吊耳601、孔用彈性擋圈104和向心軸承105；

其中，所述O型密封圈102和所述密封擋圈103設置于所述下吊耳601與所述活塞總成300的結合部，所述O型密封圈102為彈性密封圈，以增加所述下吊耳總成600與所述活塞總成300的連接密封性；

其中，所述下吊耳上開設有下吊耳吊圈通孔；所述孔用彈性擋圈104和所述向心軸承105設置在所述下吊耳吊圈通孔內。

具體來講，油氣彈簧缸3的下吊耳總成600通過銷軸和懸架臂與車輪相連，上吊耳總成100通過銷軸和固定在車架上的支座與車架相連。由于油氣彈簧的上吊耳101和下吊耳601內部安裝有向心軸承105，向心軸承105具有自動調心作用，可消除由于油氣彈簧上吊耳101和下吊耳601兩安裝點左、右出現偏離引起油氣彈簧內活塞總成300在上下運動過程中與缸體203產生偏磨的問題。

在本申請實施例中，如圖6所示，所述活塞總成300包括：

鎖緊螺母301、壓緊環302、唇形組合密封圈303、端蓋304、抗磨環305和活塞桿306；

其中，所述鎖緊螺母301、所述壓緊環302、所述唇形組合密封圈303和所述抗磨環305均套設在所述活塞桿306的第一端；所述第一端為靠近所述上吊耳總成100的一端；

其中，所述端蓋304與所述活塞桿306的第一端連接，以密封所述活塞桿306的內腔；所述鎖緊螺母301擠壓所述壓緊環302，進而擠壓所述唇形組合密封圈303；所述唇形組合密封圈303為彈性密封圈，以增加所述活塞總成300與所述缸體203內壁的密封性。

如圖6所示，按照所述第一端至與所述第一端相對的第二端的方向，依次設置所述端蓋304、所述唇形組合密封圈303、兩個所述壓緊環302和所述鎖緊螺母301。

進一步，所述唇形組合密封圈303包括：O型圈和與所述O型圈連接的密封唇，所述密封唇的尺寸大于所述O型圈；當所述O型圈被所述壓緊環擠壓時，所述O型圈變形使所述密封唇外徑增大，以實現自補償。

具體來講，所述壓緊環302可以有兩個，兩個壓緊環302在鎖緊螺母301的擠壓下發生一定的彈性形變，產生類似碟簧的作用力，同時壓緊環302作用在唇形組合密封圈303的O型圈上，O型圈擠壓變形，使密封唇外徑增大，這種結構具有自補償功能，即使唇形組合密封圈303發生磨損，在碟簧力的作用下，唇口外徑能變大，保證密封作用。抗磨環在往復運動中起支撐作用。

當然，在具體實施過程中，所述壓緊環302的數量可以設置為3個或4個，在此不作限制。

在本申請實施例中，所述導向套總成400用于引導所述活塞總成300往返運動的方向，如圖7所示，所述導向套總成400包括：

壓緊環302、唇形組合密封圈303、O型密封圈102、密封擋圈103、導向套殼體401和抗磨環305；

其中，所述壓緊環302、所述唇形組合密封圈303、所述O型密封圈102、所述密封擋圈103和所述抗磨環305均套設在所述導向套殼體401上；所述壓緊環302擠壓所述唇形組合密封圈303，以增加所述活塞總成300與所述缸體203內壁的密封性。

與所述活塞總成300類似，所述導向套總成400的壓緊環302可以有兩個，兩個壓緊環302在刮塵圈總成500的擠壓下發生一定的彈性形變，產生類似碟簧的作用力，同時壓緊環302作用在唇形組合密封圈303的O型圈上，O型圈擠壓變形，使密封唇外徑增大，這種結構具有自補償功能，即使密封圈發生磨損，在碟簧力的作用下，唇口外徑能變大，保證密封作用。抗磨環在往復運動中起支撐作用。

當然，在具體實施過程中，所述壓緊環302的數量可以設置為3個或4個，在此不作限制。

具體來講，油氣彈簧工作時，額定壓力往往達到十幾兆帕，若行車時油氣彈簧發生泄露，會降低懸架性能、影響車輛正常行駛，嚴重時威脅車輛及人員的人身安全。為滿足整車輕量化、小型化設計要求，油氣彈簧缸徑不斷縮小，其額定壓力也在不斷升高，油氣彈簧缸的密封性能顯得尤為重要。本實施例在關鍵部件連接部設置壓緊環302作用在唇形組合密封圈303的O型圈上，O型圈擠壓變形，使密封唇外徑增大，這種結構具有自補償功能，有效的提高和保證了油氣彈簧的密封性。

在本申請實施例中，所述上吊耳總成100和所述下吊耳總成600上均開設有用于填充液體和/或氣體的填充閥606。

具體來講，本實施例提供的油氣彈簧采用分體式結構，便于布置安裝；采用唇形組合密封圈303的新型密封結構，具有自補償功能，在高壓、直線往復運動工況下密封性好，壽命長，只需一次填充，維護保養方便；采取阻尼裝置2外置，針對不同軸荷的車輛，便于進行優化設計，提高了通用性。進一步，通過在連接軟管4處可連接供油泵、油箱等，實現車身高度調節，針對不同工況，設置合適的車高，提高了車輛的操縱穩定性和通過性。

接下來，介紹所述油氣彈簧的工作原理。

請參考圖8，圖8為所述油氣彈簧的剖面圖，如圖8所示，所述蓄能器1、所述軟管4、所述缸體203內壁和所述活塞總成300的端面圍成主腔801；所述活塞總成300內壁與所述下吊耳總成600圍成桿內腔802；所述活塞總成300外壁、所述缸體203內壁和所述導向套總成400端面圍成環形腔803，所述活塞總成300上設置有通孔，所述通孔連通所述桿內腔802和所述環形腔803；

其中，當所述活塞總成300向靠近所述上吊耳總成100的方向移動時，所述主腔801壓力升高，所述桿內腔802和所述環形腔803壓力降低；當所述活塞總成300向遠離所述上吊耳總成100的方向移動時，所述主腔801壓力降低，所述桿內腔802和所述環形腔803壓力升高。

具體來講，所述油氣彈簧屬于雙氣室油氣彈簧，通過設置主腔801和反壓腔的填充壓力和體積。可以獲得不同的彈簧剛度、輸出力特性；通過優化填充參數，能匹配出最佳的懸架性能。其中，所述反壓腔為所述桿內腔802和所述環形腔803。

需要說明的是，主腔801通過軟管4與蓄能器1連接，蓄能器1的氣端有接口，通過工裝來填充壓縮氣體；蓄能器1內隔膜、皮囊或其他裝置將液壓油與氮氣分開，其中，蓄能器1的體積和蓄能器1填充的氣體壓力等參數可以根據工況設定。主腔801充滿液壓油；所述主腔801中的液壓油可以從上吊耳總成100的填充閥606注入。桿內腔802和所述環形腔803通過預充液壓油與氮氣形成內置式蓄能腔，液壓油和氮氣不分離；桿內腔802和所述環形腔803的液壓油與氮氣可以從下吊耳總成600的填充閥606注入；其中，反壓腔填充液壓油后的體積和反壓腔填充氣體壓力等參數可以根據工況設定。

具體的彈性壓縮和伸張原理為：壓縮行程時，主腔801內，油氣彈簧缸空間減小，液體流向蓄能器1，氮氣受到壓縮壓力升高；同時，反壓腔內，環形腔803體積增大，桿內腔802液壓油流向環形腔803，氮氣體積增大、壓力降低。伸張行程時，主腔801內，油氣彈簧缸空間增大，液體由蓄能器1流出，氮氣體積增大壓力降低；反壓腔內，環形腔803體積減小，環形腔803液壓油流向桿內腔802，氮氣體積減小、壓力升高。

當油氣彈簧工作時，油氣彈簧內氮氣的壓縮與膨脹，相當于氣體彈簧，該彈性元件能緩沖車輪傳遞過來的作用力，而阻尼裝置2的作用相當于減振器，可以衰減車輪所受路面顛簸引起車身的振動，該阻尼裝置2具有由不同直徑節流孔結構，且雙向節流孔徑不同，實現了壓縮和回彈行程的不同阻尼。

具體來講，阻尼裝置2改變液壓油通過油路時的孔徑，產生粘滯阻尼，衰減車輛在不平路面上的振動。壓縮行程時，液壓油通過壓縮閥孔，由主腔801流向蓄能器1，孔徑d1；伸張行程時，液壓油通過復原孔，由蓄能器1流向主腔801，孔徑d2(d2>d1)。因此阻尼裝置2的存在，使油氣彈簧工作時，在壓縮和復原行程產生不同的阻尼力，壓縮阻尼小于復原阻尼。

經驗證，本發明提供的油氣彈簧的行程較長，可以達到230mm；承載能力強，最大耐壓40MPa，可以用于重型或超重型越野車上。

上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優點：

1、本申請實施例提供的油氣彈簧，采用分體式結構，油氣彈簧缸體與蓄能器中間采用軟管連接，阻尼裝置設在油氣彈簧缸體和蓄能器之間的連接軟管上，使得雙氣室油氣彈簧具有一定的擴展性，可以擴展連接控制閥組，一方面，通過分體式設計，將阻尼裝置外設，提高阻尼調節的便利性；另一方面，通過軟管實現蓄能器與缸體主腔的剛性閉鎖。

2、本申請實施例提供的油氣彈簧，在關鍵部件連接部設置壓緊環作用在唇形組合密封圈的O型圈上，O型圈擠壓變形，使密封唇外徑增大，這種結構具有自補償功能，有效的提高和保證了油氣彈簧的密封性。

盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。