CN100372698C - 液压式车辆消扭悬架装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可消除车身扭转载荷的液压式消扭悬架装置。是将分别设置在各个车轮悬架上的液压缸通过管路与由活塞和缸体组成的四腔液压平衡器闭合连通而成，即：左前、右后、左后、右前悬架液压缸(8)、(11)、(10)、(9)依次与四腔液压平衡器的(4)、(5)、(6)、(7)四个腔室相连通；其四腔液压平衡器之四个腔室遵循以下液压关联式结构分布：当活塞右移时，腔室(4)、(5)同时减压，腔室(6)、(7)同时增压；当活塞左移时，腔室(6)、(7)同时减压，腔室(4)、(5)同时增压。该装置可使四轮负荷均匀，保证车辆在不平路面上行驶时，具有良好的路面适应性和接地性，减轻车身扭转负荷，改善行驶平顺性和通过性。

Description

液压式车辆消扭悬架装置

技术领域

本发明涉及轮式车辆的悬架装置，特别是一种可消除车身扭转载荷的消扭悬架装置。

背景技术

目前，四轮轮式车辆的液压悬架，各轮液压缸间都是独立的，当车辆在不平路面上行驶时，车身与车架将受到很大的扭转载荷，同时造成各轮载荷的不均匀分布，因而降低了车轮与地面间的附着力和通过性，而且地面对车辆的不对称扰动，也会加剧车辆在不平路面上行驶时的振动，降低车辆行驶的平顺性。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的液压式车辆消扭悬架装置，采用该装置可使在不平路面行车中有效消除车身所受的扭转载荷，以充服目前车辆悬架存在的上述缺点，提高车辆的使用寿命和行车的平稳性及通过性。

参照图1，本发明是将分别设置在各个车轮悬架上的液压缸通过管路与由活塞和缸体组成的四腔液压平衡器闭合连通而成，即：左前、右后、左后、右前悬架液压缸8、11、10、9依次与四腔液压平衡器的4、5、6、7四个腔室相连通；其四腔液压平衡器之四个腔室遵循以下液压关联式结构分布：当活塞右移时，腔室4、5同时减压，腔室6、7同时增压；当活塞左移时，腔室6、7同时减压，腔室4、5同时增压。

本发明新型悬架装置通过四腔液压平衡器的作用，可以消除路面激励中对扭分量的影响，使四轮负荷较为均匀，从而保证了车辆在不平路面上行驶时，具有良好的路面适应性和接地性，同时减轻由于车轮负荷不均匀所引起的车身扭转负荷，改善车辆的行驶平顺性和通过性。

附图说明

图1是消扭悬架装置系统示意图；

图2是12轮汽车的消扭悬架装置系统示意图；

图3是消扭悬架装置之四腔液压平衡器的另一种结构示意图；

图4是以油气分隔式油气弹簧作为车轮悬架液压缸的消扭悬架装置示意图：

图5是以油气不分隔式油气弹簧作为车轮悬架液压缸的消扭悬架装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明之结构作进一步详细阐述。

参照图1，一种液压式车辆消扭悬架装置，是将分别设置在各个车轮悬架上的液压缸通过管路与由活塞和缸体组成的四腔液压平衡器闭合连通而成，即：左前、右后、左后、右前悬架液压缸8、11、10、9依次与四腔液压平衡器的4、5、6、7四个腔室相连通；其四腔液压平衡器之四个腔室遵循以下液压关联式结构分布：当活塞右移时，腔室4、5同时减压，腔室6、7同时增压；当活塞左移时，腔室6、7同时减压，腔室4、5同时增压。

所述的四腔液压平衡器之缸体1内设有两个间隔1.1、1.2，活塞杆3穿置于两个间隔1.1、1.2上，活塞杆3中部设有活塞2与间隔1.1、1.2将缸体1内腔间隔成四腔室4、5、6、7。

对于多轮车辆，是将所有车轮悬架之液压缸分成左前、左后、右前、右后四组，每组中液压缸并联在同～管路上与四腔液压平衡器之相对应的腔室相连通。如图2所示，是将12轮汽车的12个车轮悬架上的液压缸按左侧前三、后三，右侧前三、后三分成四组，各组中液压缸并联在同一管路上，将左前、右后、左后、右前液压缸组8、11、10、9依次与四腔液压平衡器的4、5、6、7四个腔室相连通。

参照图3，是四腔液压平衡器的另一种结构形式，四腔液压平衡器之缸体l’内设有一个间隔1.3，活塞杆3’穿置于缸体1’上，活塞杆3’上设有两个活塞12、13置于间隔1.3的两侧，将缸体1’内腔间隔成四腔室4、5、6、7。

本发明消扭悬架装置的工作原理：

1．路面不平度输入的分解：

任意不平路面对汽车四轮的垂直输入都可以分解为车身中心的垂直位移q₁车身侧倾，车身纵倾θ与车身扭转τ四个分量。对于两轴车辆，其四轮相应的路面不平度输入为：q₁(i＝l，2，3，4，]一右前轮，2一左前轮，3一左后轮，4一右后轮)。对其进行变换，可得：

其中，B_l、B₂为前、后轮距，L为轴距；q为路面垂向输入分量，单位m：为路面侧倾输入分量，单位rad；θ为路面俯仰输入分量，单位rad；τ为路面对扭输入分量，单位rad/m。

2．不同路面输入下的工作

a)当车轮受到路面的垂向位移输入时(q_i=q，i=1，2，3，4)，四个车轮向上移动，各悬架工作缸内的活塞上移，使工作缸及其对应的调节腔的油液压强增大，从而左后、右前悬架对液压调节系统的活塞产生向左的附加推力，左前、右后悬架对液压调节系统的活塞产生向右的附加推力。由于左、右两个前(后)悬架的附加力互相抵消，液压调节系统的活塞处于力平衡状态，无移动。即，在此工况下，新型悬架系统等效于常规悬架系统。

b)当车轮受到路面侧倾角输入时(q₁＝-0.5B₁·，q₂＝0.5B₁·，q₃＝0.5B₂·，q₄＝-0.5B₂·)，左侧两车轮向上移动，右侧两车轮向下移动，与此相对应，与左侧悬架相连的腔室增压，与右侧悬架相连的腔室减压。即，从左至右，液压调节系统四个腔室的增减压状态为：增压、减压、增压、减压。平衡缸中活塞环与活塞的两压力平衡，平衡缸不动作，与不加消扭平衡缸的普通悬架性能相同。

c)当车轮受到路面俯仰角输入时：(q₁＝-0.5L·θ，q₂＝-0.5L·θ，q₃＝0.5L·θq₄＝0.5L·θ)，两前轮向下移动，后轮向上移动，与此相对应，与前悬架相连的腔室减压，与后悬架相连的腔室增压。即，从左至右，液压调节系统四个腔室的增减压状态为：增压、减压、减压、增压。由于左、右两个前(后)悬架的附加力互相抵消，故液压调节系统的活塞处于力平衡状态，无移动，此时新型悬架系统等效于常规悬架。

d)当车轮受到路面对扭输入时：(q₁＝0.25B₁·L·τ，q₂＝-0.25B₁·L·τ.q₃＝0.25B₂·L·τq₄＝-0.25B₂.L·τ)，后车轮向上移动，左前、右后车轮向下移动，与此相对应，与右前、左后悬架相连的腔室增压，与左前、右后悬架相连的腔室减压。即，从左至右，液压调节系统四个腔室的增减压状态为：增压、增压、减压、减压。各个悬架作用于液压调节系统活塞的附加力方向一致，推动液压调节系统的活塞向右移动，直至各腔室及各悬架工作缸内腔的压强恢复常态(两个与前(后)悬架相连的腔室压强相等)，从而消除了路面对扭输入引起的对车架的扭转负荷并减小了各轮负荷变化。

综上所述，本发明新型悬架装置是通过四腔液压平蘅器的作用，可以消除路而激励中对扭分量的影响，使四轮负荷较为均匀，从而保证了车辆在不平路面上仃驶时，具有良好的路面适应性和接地性，同时减轻由于车轮负荷不均匀所引起的车身扭转负荷，改善车辆的行驶平顺性和通过性。

液压平衡器为四腔活塞式，它与所有悬架相连以消除左右轮载荷不同引起的车身的扭转负荷。图1与2为单活塞式液压平衡器，其储液室自身分成三个腔室，其中间腔室由活塞环分成两个腔室。图3为双活塞式液压平衡器，其储液室自身分成两个腔室，每个腔室又分别由活塞环分成两个腔室。双活塞式液压平衡器与单活塞式液压平衡器不同之处在于两端活塞杆伸出储液室之外，便于系统加油时控制活塞的正常位置。

如图4所示，可采用油气分隔式油气弹簧作为所述的各车轮悬架之液压缸，即通过管路直接将油气弹簧工作缸内腔与四腔液压平衡器的相应腔室连通。

如图5所示，也可采用油气不分隔式油气弹簧作为所述的各车轮悬架之液压缸，为避免气体进入所述的四腔液压平衡器，在悬架液压缸与四腔液压平衡器相连通的管路上还串联一储油罐13，即储油罐13的上端与悬架液压缸相连通，其下端与四腔液压平衡器之腔室相连通。

Claims (5)

1.一种液压式车辆消扭悬架装置，其特征在于将分别设置在各个车轮悬架上的油气弹簧工作缸通过管路与由活塞和缸体组成的四腔液压平衡器闭合连通而成，即：左前、右后、左后、右前悬架上的油气弹簧工作缸(8、11、10、9)依次与四腔液压平衡器的(4、5、6、7)四个腔室相连通；其四腔液压平衡器之四个腔室遵循以下液压关联式结构分布：当活塞右移时，与左前悬架上的油气弹簧工作缸相连通的腔室(4)、与右后悬架上的油气弹簧工作缸相连通的腔室(5)同时减压，另两个腔室(6、7)同时增压；当活塞左移时，与左后悬架上的油气弹簧工作缸相连通的腔室(6)、与右前悬架上的油气弹簧工作缸相连通的腔室(7)同时减压，另两个腔室(4、5)同时增压。

2.根据权利要求1所述的一种液压式车辆消扭悬架装置，其特征在于所述的四腔液压平衡器之缸体(1)内设有两个间隔(1.1、1.2)，活塞杆(3)穿置于两个间隔(1.1、1.2)上，活塞杆(3)中部设有活塞(2)与两个间隔(1.1、1.2)将缸体(1)内腔间隔成四腔室(4、5、6、7)。

3.根据权利要求1所述的一种液压式车辆消扭悬架装置，其特征在于所述的四腔液压平衡器之缸体(1′)内设有一个间隔(1.3)，活塞杆(3′)穿置于缸体(1′)上，活塞杆(3′)上设有两个活塞(12、13)置于间隔(1.3)的两侧，将缸体(1′)内腔间隔成四腔室(4、5、6、7)。

4.根据权利要求1所述的一种液压式车辆消扭悬架装置，其特征在于对于多轮车辆，是将所有车轮悬架之油气弹簧工作缸分成左前、左后、右前、右后四组，每组中油气弹簧工作缸并联在同一管路上与四腔液压平衡器之相对应的腔室相连通。

5.根据权利要求1所述的一种液压式车辆消扭悬架装置，其特征在于所述的悬架上的油气弹簧工作缸与四腔液压平衡器相连通的管路上还串联一储油罐(13)，即储油罐(13)的上端与悬架上的油气弹簧工作缸相连通，其下端与四腔液压平衡器之腔室相连通。

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