CN120080673A 空气悬架系统及车辆 （上海精智实业股份有限公司）

(19)国家知识产权局(普通合伙)31402F16F15/023(2006.01)空气悬架系统及车辆换电磁阀组进行供气切换。系统还具备充气泵、21.一种空气悬架系统，其特征在于，包括机械模块(1)和电子中控模块(2):机械模块(1),包含：阀体(3),内部设有气路(4);空气供给单元，通过气路(4)与阀体(3)连接；切换电磁阀组(8)和稳压保护阀(9),设于阀体(3)上并与气路(4)连通；过滤腔室组件(11),通过进出气口组件与气路(4)连接；压力传感器(14)及干燥腔室组件(15),用于监测和干燥压缩空气；电子中控模块(2),包括：模块外壳，由中控上盖(16)和中控底座(17)构成；中控PCBA电路板(18),固定设置于中控底座(17)分内腔中；切换电磁阀线圈(19),设置于中控PCBA电路板(18)上并通过导线与电路板电连接；其中，所述中控PCBA电路板(18)包含电磁阀驱动电路，用于通过导线向切换电磁阀线圈(19)发送脉冲控制信号，调节切换电磁阀组(8)的开闭状态；所述空气供给单元将经过过滤腔室组件(11)的空气压缩，压缩空气经干燥腔室组件(15)进入阀体内部的气路(4)和切换电磁阀组(8),并由电子中控模块(2)控制切换电磁阀组(8)的开启或关闭，实现供气切换。2.根据权利要求1所述的空气悬架系统，其特征在于：所述空气供给单元包括充气泵(6)和充气电机(7);所述充气泵(6)设置在阀体(3)的内部，所述充气电机(7)安装在阀体(3)外部，且通过传动组件连接于充气泵(6),为空气弹簧提供压缩空气。3.根据权利要求2所述的空气悬架系统，其特征在于：所述阀体(3)包含两个腔室，用于安装充气泵(6);所述充气泵(6)包含两个连接臂(6-1),所述充气电机(7)包含偏心轮机构(7-1),所述连接臂(6-1)通过连接臂安装口(6-1-2)与电机轴(7-2)相连，电机得电后通过偏心轮机构(7-1)将旋转运动转化为直线往复运动以压缩空气。4.根据权利要求1所述的空气悬架系统，其特征在于：所述干燥腔室组件(15)包含一个或多个分内腔(15-1),分内腔(15-1)内部装有干燥剂(15-2),分内腔(15-1)外侧套有塑料外壳(15-3),所述塑料外壳(15-3)侧壁设有两处进出气口(15-3-1),通过0型圈(15-4)与阀体(3)密封连接，并通过干燥器固定螺栓(15-5)固定。5.根据权利要求1所述的空气悬架系统，其特征在于：所述过滤腔室组件(11)包含空气过滤器(11-1)、进出气管(11-2)、插嘴组件(11-3)、进出气口组件(11-4),所述进出气管(11-2)与阀体(3)的连接处设置单向阀(12),所述单向阀(12)直接置于阀体(3)腔内，并通过密封垫(12-1)与支撑底座(12-2)过盈紧配。6.根据权利要求1所述的空气悬架系统，其特征在于：所述切换电磁阀组(8)包括多组切换电磁阀和多组空气电磁阀；所述多组切换电磁阀分别为：一号切换电磁阀(8-1),用于控制压缩空气向空气弹簧供气；二号切换电磁阀(8-2),用于控制空气弹簧排出的压缩空气重新进入储气罐；三号切换电磁阀(8-3),用于控制储气罐输出的压缩空气经充气泵(6)压缩后向空气弹四号切换电磁阀(8-4),用于控制压缩空气向储气罐储存或直接供气；3所述多组空气电磁阀分别为：五号空气电磁阀(8-5)、六号空气电磁阀(8-6)、七号空气电磁阀(8-7)、八号空气电磁阀(8-8),分别控制向不同空气弹簧供气或接收排气；九号排气电磁阀(8-9),用于排出再生废气。7.根据权利要求4所述的空气悬架系统，其特征在于：所述干燥腔室组件(15)出口处设有防反限流阀(10),用于防止高压气体回流，并在干燥器再生模式下利用储气罐高压气体对干燥剂(15-2)脱水。8.根据权利要求2所述的空气悬架系统，其特征在于：所述充气泵(6)包含两处出气口(6-2),其中一处出气口与稳压保护阀(9)连接，当压力达到阈值时，稳压保护阀(9)开启，气体流回充气泵进气口(6-3)以实现机械保护。9.根据权利要求1所述的空气悬架系统，其特征在于：所述压力传感器(14)安装在切换电磁阀与空气电磁阀之间，用于监测气路内部压力。10.根据权利要求3所述的空气悬架系统，其特征在于：所述充气电机(7)的电机插头(7-4)通过导电母端子组件(21)插接或与中控PCBA电路板(18)焊接实现电气连接。11.根据权利要求1所述的空气悬架系统，其特征在于：所述切换电磁阀线圈(19)与中控底座(17)过盈配合预安装，并通过焊接与中控PCBA电路板(18)电气连接。12.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1～11中任一项所述的空气悬架系统。4空气悬架系统及车辆技术领域[0001]本发明涉及汽车空气悬架技术领域，具体涉及一种空气悬架系统，同时还涉及一种应用该空气悬架系统的车辆。背景技术[0002]空气悬架系统由空气弹簧、电动泵或压缩机等关键组件构成，其技术起源可追溯至航空领域，随后逐步应用于卡车、客车等重型车辆，并因其卓越的舒适性和高度可调性而备受青睐。空气悬架能够根据行驶路况和驾驶需求自动调整悬挂的软硬程度，显著提升驾[0003]尽管空气悬架系统具有诸多优势，但其高昂的维修成本和相对不足的耐用性一直制约着其广泛应用。近年来，随着新能源汽车市场的快速发展和汽车技术的不断进步，空气悬架系统逐渐成为高性能和豪华车型的标准配置，并逐步渗透至中低配置级别的新能源车型，尤其是在重载和越野场景中表现出色。[0004]然而，现有空气悬架系统仍面临诸多技术挑战。例如，部分系统结构复杂、集成度振粗糙度)性能不佳，影响了驾乘体验和车辆整体性能。因此，开发一种结构紧凑、集成度发明内容[0005]本发明的一个目的在于提供一种结构紧凑、节约空间、装配拆卸简单且性能优越的空气悬架系统，解决现有空气悬架系统中存在的维修成本高、耐用度不足以及响应速度慢等问题。[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：机械模块包含阀体、气路、空气供给单元、压力传感器及干燥腔室组件。气路设于阀体内部，空气供给单元通过气路与阀体连接。阀体上设有切换电磁阀组、稳压保护阀、防反限流阀，且均与阀体内部的气路相连通。过滤腔室组件通过进出气口组件与阀体内部的气路连接。[0007]电子中控模块包括相互配合构成模块外壳的中控上盖和中控底座，固定设置于中控底座分内腔中的中控PCBA电路板，以及设置于中控PCBA电路板上并通过导线与电路板电连接的切换电磁阀线圈。[0008]中控PCBA电路板包含电磁阀驱动电路，用于通过导线向切换电磁阀线圈发送脉冲控制信号，调节空气悬架系统的电磁阀开闭状态。[0009]空气供给单元将经过过滤腔室组件的空气压缩，压缩空气经干燥腔室组件进入阀体内部的气路，通过稳压保护阀和防反限流阀后进入切换电磁阀组，由电子中控模块控制5切换电磁阀组的开启或关闭进行供气切换。[0010]本发明除上述技术特征以外，还在如下方面做了优化改进：作为本发明的一种优选技术方案，所述空气悬架系统的空气供给单元包括充气泵和充气电机；所述充气泵设置在阀体的内部，所述充气电机安装在阀体外部，且通过传动组件连接于充气泵，为空气弹簧提供压缩空气。[0011]作为本发明的一种优选技术方案，所述阀体包含两个腔室，用于安装充气泵；所述充气泵包含两个连接臂，所述充气电机包含偏心轮机构，连接臂通过连接臂安装口与电机轴相连，电机得电后通过偏心轮机构将旋转运动转化为直线往复运动以压缩空气。[0012]作为本发明的一种优选技术方案，所述干燥腔室组件包含一个或多个分内腔，分内腔内部装有干燥剂，分内腔外侧套有塑料外壳，所述塑料外壳侧壁设有两处进出气口，通过0型圈与阀体密封连接，并通过干燥器固定螺栓固定。[0013]作为本发明的一种优选技术方案，所述过滤腔室组件包含空气过滤器、进出气管、插嘴组件、进出气口组件，所述进出气管与阀体的连接处设置单向阀，所述单向阀直接置于阀体腔内，并通过密封垫与支撑底座过盈紧配。[0014]作为本发明的一种优选技术方案，所述切换电磁阀组包括多组切换电磁阀和多组空气电磁阀；所述多组切换电磁阀分别为一号切换电磁阀、二号切换电磁阀、三号切换电磁阀、四号切换电磁阀；其中，一号切换电磁阀用于控制压缩空气向空气弹簧供气；二号切换电磁阀用于控制空气弹簧排出的压缩空气重新进入储气罐；三号切换电磁阀用于控制储气罐输出的压缩空气经充气泵压缩后向空气弹簧供气；四号切换电磁阀用于控制压缩空气向储气罐储存或直接供气；所述的多组空气电磁阀分别为五号空气电磁阀、六号空气电磁阀、七号空气电磁阀、八号空气电磁阀、九号排气电磁阀；所述五号空气电磁阀、六号空气电磁阀、七号空气电磁阀、八号空气电磁阀，分别控制向不同空气弹簧供气或接收排气；所述九[0015]作为本发明的一种优选技术方案，所述干燥腔室组件出口处设有防反限流阀，用于防止高压气体回流，并在干燥器再生模式下利用储气罐高压气体对干燥剂脱水。[0016]作为本发明的一种优选技术方案，所述充气泵包含两处出气口，其中一处出气口与稳压保护阀连接，当压力达到阈值时，稳压保护阀开启，气体流回充气泵进气口以实现机械保护。[0017]作为本发明的一种优选技术方案，所述压力传感器安装在切换电磁阀与空气电磁阀之间，用于监测气路内部压力。[0018]作为本发明的一种优选技术方案，所述充气电机的电机插头通过导电母端子组件插接或与中控PCBA电路板焊接实现电气连接。[0019]作为本发明的一种优选技术方案，所述切换电磁阀线圈与中控底座过盈配合预安[0020]本发明的另一目的在于提供一种车辆，该车辆应用了上述空气悬架系统。[0021]结合上述技术内容的描述，本发明一种空气悬架系统的技术效果主要体现在以下几个方面：本发明提供了一种具有降空气悬架系统，其技术效果主要体现在以下几个方面：1.高度集成化与结构紧凑性6集成化程度高：本发明的空气悬架系统通过整合机械模块和电子中控模块，实现了高度的集成化设计。这种设计不仅减少了零部件的数量，还显著降低了系统的整体重量和体积，使得安装空间更加紧凑，便于在车辆有限的空间内布置。[0022]结构紧凑：机械模块中的阀体、气路、空气供给单元、压力传感器及干燥腔室组件等关键部件通过优化设计，实现了紧凑的布局，提高了系统的整体效率和可靠性。[0023]2.高效的气路控制与精准的电磁阀驱动高效气路控制：系统通过气路将空气供给单元与阀体内部相连通，结合切换电磁阀组、稳压保护阀和防反限流阀等部件，实现了对压缩空气的高效控制和精确调节。这种设计确保了空气悬架系统在不同行驶工况下的稳定性和舒适性。[0024]精准的电磁阀驱动：电子中控模块中的中控PCBA电路板集成了电磁阀驱动电路，能够通过导线向切换电磁阀线圈发送脉冲控制信号，精准地调节电磁阀的开闭状态。这种设计提高了系统的响应速度和控制精度，使得空气悬架系统能够根据驾驶需求快速调整悬挂状态。[0025]3.优化干燥与过滤功能高效的干燥处理：干燥腔室组件通过内置的干燥剂，有效去除了压缩空气中的水分，防止了水分对系统部件的腐蚀和损害。同时，防反限流阀的设计防止了高压气体的回流，并在干燥器再生模式下利用储气罐的高压气体对干燥剂进行脱水处理，延长了干燥剂的使用寿命。[0026]精细的过滤功能：过滤腔室组件通过空气过滤器、进出气管等部件，有效去除了空气中的杂质和颗粒物，确保了压缩空气的清洁度。这种设计减少了系统部件的磨损和故障率，提高了系统的可靠性和使用寿命。[0027]4.多功能的切换电磁阀组与灵活的供气模式多功能的切换电磁阀组：切换电磁阀组包括多组切换电磁阀和多组空气电磁阀，能够实现多种供气模式的切换。这种设计满足了不同行驶工况和驾驶需求下的悬挂调节要[0028]灵活的供气模式：系统通过切换电磁阀组的控制，实现了压缩空气向空气弹簧的供气、空气弹簧排出的压缩空气重新进入储气罐、储气罐输出的压缩空气经充气泵压缩后向空气弹簧供气等多种供气模式。这种设计使得空气悬架系统能够根据车辆的实际需求进行灵活调节。[0029]5.安全可靠的保护机制稳压保护阀与防反限流阀：稳压保护阀和防反限流阀的设计有效防止了高压气体的浪费和回流，保护了系统部件免受损坏。同时，这些保护机制还提高了系统的可靠性和安全性，确保了空气悬架系统在恶劣工况下的稳定运行。[0030]压力传感器监测：压力传感器能够实时监测气路内部的压力变化，一旦压力超过设定值，系统将自动采取措施进行保护，防止因压力过高而导致的部件损坏或故障。[0031]综上所述，本发明的空气悬架系统通过高度集成化设计、高效的气路控制与精准的电磁阀驱动、优化的干燥与过滤功能、多功能的切换电磁阀组与灵活的供气模式以及安全可靠的保护机制等技术手段，实现了对车辆悬挂系统的精确调节和高效控制，显著提高了车辆的舒适性和稳定性。7附图说明[0032]图1是本发明的机械模块示意图；图2是本发明的电子中控模块示意图；图3是本发明的阀体示意图；图4是本发明的管路示意图；图5是本发明的机械模块分解示意图；图6是本发明的电子中控模块分解示意图；图7是本发明的连接臂示意图；图8是本发明的电机示意图；图9是本发明的干燥器示意图；图10是本发明的过滤腔室分解示意图；图11是本发明的单向阀示意图；图12是本发明的电磁阀示意图；图13是本发明的充气泵进出气口示意图；图14是本发明的气路原理图。换电磁阀；8-2、二号切换电磁阀；8-3、三号切换电磁阀；8-4、四号切换电磁阀；8-5、五号空气电磁阀；8-6、六号空气电磁阀；8-7、七号空气电磁阀；8-8、八号空气电磁阀；8-9、九号排具体实施方式[0034]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。[0035]一、关于本发明中描述性用语的说明本发明结合技术方案给出的实施例是为了使本发明更透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本发明的范围。应注意到：除非本发明另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件相对布置应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为对本发明技术方案的一种限制。于各个附图中的方向来定义的，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。8不代表针对对象的特定排序。[0038]在本发明中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。[0039]另外，本发明对于相关领域普通技术人员已知的技术、设备不做详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。[0040]二、本申请技术方案所要解决的核心技术问题现有空气悬架系统虽以其卓越的舒适性和高度可调性受到青睐，但仍存在诸多技术缺陷和挑战。一方面，部分系统结构设计复杂，集成度较低，这不仅增加了装配和拆卸的难度，还导致了维修成本的高昂。用户在面对系统故障时，往往需要承担繁重的维修费用和时间成本。另一方面，部分空气悬架系统的响应速度较慢，无法迅速适应行驶路况和驾驶需性能不佳，车辆在行驶过程中产生的噪音和振动较大，严重降低了驾乘体验和车辆的整体性能。因此，急需开发一种结构紧凑、集成度高、响应速度快且NVH性能优异的空气悬架系统，以满足市场对高性能和舒适性车辆的需求。[0041]三、基于上述问题，本发明特别给出了解决上述问题的技术方案，下面结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案以及工作原理及技术效果。[0042]为了更清楚地说明本申请，现对空气悬架的工作原理做如下说明：空气悬架是通过传感器实时监测车身高度变化，行车电脑根据这些信号精确控制空气压缩机和排气阀门的开启与关闭，从而实现对空气弹簧的自动压缩或伸长，进而调节汽车的离地高度。这种智能调节机制不仅提升了车辆的舒适性和稳定性，还增强了其在不同路况下的适应性和操控性。[0043]在高速行驶时，空气悬架系统会使车身变硬，从而提高车身的稳定性，减少侧倾和颠簸；而在低速行驶或长时间行驶在不平路面时，则会变软，以吸收更多的震动和冲击，提升驾乘的舒适性和平稳性。此外，随着自动驾驶技术的逐渐成熟和普及，空气悬架系统的稳定性和可靠性也变得尤为重要，其普及应用已成为大势所趋。[0044]如图1、图2、图5所示，本实施例提供了一种空气悬架系统，包括机械模块1和电子中控模块2。[0045]其中，机械模块1负责空气的压缩、过滤、干燥和分配，而电子中控模块2则负责系统的控制和监测，确保空气悬架系统能够根据不同的行驶工况和驾驶需求进行精确调节。如图3、图4所示，阀体3内部设有气路4,用于引导压缩空气的流动。阀体上集成有切换电磁阀组8、稳压保护阀9和防反限流阀10,这些阀门均与阀体内部的气路相连通，确保气流的精确控制。[0047]如图5、图7、图8所示，空气供给单元包括充气泵6和充气电机7。充气泵6设置在阀体3内部，包含两个连接臂6-1,每个连接臂头部开有四处通气孔，使低压气体通往加压舱；9尾部设有连接臂安装口6-1-2,与充气电机7的电机轴7-2相连。充气电机7通过偏心轮机构7-1将旋转运动转化为直线往复运动，驱动充气泵6压缩空气。[0048]如图13所示，充气泵6设有两处出气口6-2,其中一处与稳压保护阀9相连。当出气口压力达到设定值时，稳压保护阀9开启，气体流回充气泵进气口6-3,实现机械保护功能。[0049]如图1、图5、图9所示，干燥腔室组件15包含一个或多个分内腔15-1,内部装有干燥剂15-2.分内腔外侧套有塑料外壳15-3,侧壁设有两处进出气口15-3-1,通过0型圈15-4与阀体密封连接，并通过干燥器固定螺栓15-5固定，确保压缩空气的干燥处理。[0050]如图10、图11所示，过滤腔室组件11包括空气过滤器11-1、进出气管11-2、插嘴组件11-3和进出气口组件11-4.进出气管11-2与阀体3的连接处设有单向阀12,单向阀12通过密封垫12-1与支撑底座12-2过盈紧配，确保气流的单向流动。[0051]如图1、图5所示，压力传感器14安装在一号切换电磁阀8-1至四号切换电磁阀8-4和五号空气电磁阀8-5至八号空气电磁阀8-8之间，用于实时监测气路内部压力变化。[0052]手动排气组件13允许用户在需要时手动排放系统中的气体，便于系统维护和调试。[0053]结合上述描述本申请中机械模块的具体工作原理如下：空气供给与压缩：空气供给单元由充气泵6和充气电机7组成。充气电机得电后，通过传动组件(如偏心轮机构7-1和连接臂6-1)带动充气泵工作，将外界空气吸入并压缩。[0054]压缩后的空气首先进入过滤腔室组件11,通过空气过滤器11-1去除杂质和颗粒物。[0055]气体干燥：经过过滤的压缩空气进入干燥腔室组件15,在这里，分内腔15-1内的干燥剂15-2吸收空气中的水分，确保压缩空气的干燥。[0056]干燥后的压缩空气通过塑料外壳15-3的进出气口15-3-1进入阀体3内部的气路4。[0057]气体分配与压力调节：压缩空气在阀体内部的气路中流动，通过切换电磁阀组8的控制，被分配到不同的空气弹簧中。切换电磁阀组包括多个电磁阀，如一号切换电磁阀8-1用于向空气弹簧供气，二号切换电磁阀8-2用于将空气弹簧排出的气体重新引入储气罐等。[0058]稳压保护阀9用于监测气路中的压力，当压力超过设定值时，自动开启以释放部分气体，保护系统免受过高压力的影响。[0059]防反限流阀10防止高压气体回流，确保气流的单向流动。[0060]压力监测与手动排气：压力传感器14实时监测气路内部的压力变化，并将信号传输给电子中控模块，以便进行精确控制。[0061]手动排气组件13允许用户在需要时手动排放系统中的气体，便于系统的维护和调试。如图6所示，电子中控模块包括中控上盖16和中控底座17,两者配合构成模块外[0063]中控PCBA电路板18包含电磁阀驱动电路，通过导线向切换电磁阀线圈19发送脉冲控制信号，精准调节电磁阀的开闭状态。[0064]如图5、图12、图14所示，切换电磁阀组8包括多组切换电磁阀和多组空气电磁阀，分别用于控制压缩空气的流向和供气模式。例如：一号切换电磁阀8-1用于控制压缩空气向空气弹簧供气。[0065]二号切换电磁阀8-2用于控制空气弹簧排出的压缩空气重新进入储气罐。[0066]三号切换电磁阀8-3用于控制储气罐输出的压缩空气经充气泵压缩后向空气弹簧供气。[0067]四号切换电磁阀8-4用于控制压缩空气向储气罐储存或直接供气。[0068]五号空气电磁阀8-5至八号空气电磁阀8-8分别控制向不同空气弹簧供气或接收排气。[0069]九号排气电磁阀8-9用于排出再生废气。[0070]如图6、图8所示，充气电机7的电机插头7-4通过导电母端子组件21插接或与中控PCBA电路板18焊接实现电气连接。[0071]切换电磁阀线圈19与中控底座17过盈配合预安装，并通过焊接与中控PCBA电路板18电气连接。接地弹簧22确保系统的电气安全。[0072]结合上述描述，本申请中电子中控模块的具体工作原理如下：信号处理与控制：电子中控模块的中控PCBA电路板18是系统的核心控制部件，它包含电磁阀驱动电路等关键电路。[0073]中控PCBA电路板接收来自压力传感器14等传感器的信号，并根据预设的控制算法进行处理，生成相应的控制信号。[0074]电磁阀驱动：切换电磁阀线圈19接收来自中控PCBA电路板的脉冲控制信号，通过电磁力的作用实现电磁阀的开闭状态切换。[0075]通过控制不同电磁阀的开闭，电子中控模块能够实现对压缩空气流向的精确控制，从而满足不同行驶工况和驾驶需求下的悬挂调节要求。[0076]电气连接与接地：充气电机7的电机插头7-4通过导电母端子组件21插接或与中控PCBA电路板18焊接实现电气连接，确保电机的正常工作。[0077]切换电磁阀线圈19与中控底座17过盈配合预安装，并通过焊接与中控PCBA电路板18电气连接，实现信号的可靠传输。[0078]接地弹簧22确保系统的电气安全，防止静电干扰和漏电现象的发生。[0079]三、系统整体工作流程1、系统启动与初始化电子中控模块(包括中控上盖、中控底座及中控PCBA电路板)上电启动，进行内部电路自检和初始化设置。[0080]机械模块的充气泵和充气电机处于待命状态，等待控制信号。[0081]压力传感器等传感器开始实时监测气路内部压力变化，并将数据传递给电子中控模块。[0082]2、空气供给与压缩电子中控模块根据驾驶需求或预设条件，向充气电机发出启动信号。[0083]充气电机通过偏心轮机构等传动组件带动充气泵工作，将外界空气吸入并压缩。[0084]压缩后的空气进入过滤腔室组件，通过空气过滤器去除杂质和颗粒物。[0085]3、气体干燥与净化经过过