CN101519026B - 一种车辆底盘悬架减振闭锁一体化装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆底盘悬架减振闭锁一体化装置，涉及车辆底盘悬架的减振和闭锁装置。本发明主要包括活塞杆和缸筒、活塞、锁死阀、直流电磁铁、储油罐等。本发明装置安装在车体和车桥之间，具有结构紧凑，占用空间小，安装方便，能完成车辆底盘悬架双向刚性锁死和减振，灵敏度高，可靠性好，能适应车辆底盘的恶劣环境，成本低廉等特点。本发明装置可广泛用作各种车辆的底盘悬架的减振和闭锁装置，特别适用结构空间紧凑的车辆、尤其可适用于作专用车和特种车辆、重型车辆底盘悬架的减振和自锁装置，满足车辆的特殊使用要求。

Description

一种车辆底盘悬架减振闭锁一体化装置

一、技术领域

本发明属于车辆底盘悬架结构技术领域，具体涉及车辆底盘悬架的减振和闭锁装置。

二、背景技术

汽车悬架系统作为支持车身，改善乘坐舒适性的系统，在汽车的底盘结构中有着重要作用。为了防止车辆悬架弹跳，实现底盘悬架的双向刚性自锁，将会提高车辆的使用要求。在一些专用车和特种车辆中，如轮式起重机、高空作业车等，在一些工况下需要实现底盘悬架的双向刚性自锁，除了油气悬架系统外，其它类型的悬架系统都难以具备这种双向自锁功能。但采用油气悬架实现自锁功能会导致车辆成本大幅度上升。现有的悬架系统附加自锁装置又存在可靠性、反应速度、成本与适用范围等局限性。

现有车辆底盘的悬架闭锁装置，如公开号为CN1298812的“汽车悬架闭锁装置”专利，公开的一种空气悬架锁止装置，车辆底盘上的减振器与锁止装置是分开设置的，且锁止装置是被安装到车辆已有减振器上。该悬架锁止装置包括：有一对钢带的制动带、支承制动带的支承架、控制制动带的控制装置(即梯形框架)及控制致动装置的致动器。该锁止装置安装在车辆已有减振器的缸筒下部的活塞杆上部。该装置的主要缺点是：1.是借助现有减振器功能而增加的附属机械锁死装置，结构较为复杂，且易受车辆底盘的泥、水及灰尘等恶劣环境的影响，使机械锁止装置失灵，达不到悬架闭锁的作用；2.该装置需结合车辆已有的减振器实现锁止动作，而现有减振器的缸筒内腔被固接在活塞杆上的活塞分隔为上、下腔，并通过装设于活塞内的位于活塞杆两边的伸张阀和流通阀将缸筒的上、下腔连通，并且仅依靠制动带的摩擦力进行锁死，进而导致该锁死机构在重载、高压工况下，不能实现车辆底盘悬架双向刚性闭锁死；3.该锁止装置本身不具备减振功能，根本不能脱离原有减振器独立工作；4.仅局限于使用空气致动器类型车辆，并且仅局限在停车制动工况，适用范围有限，且依靠空气致动器产生的锁止能力有限；5.减振器与锁止装置分离，占用底盘空间大。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有车辆底盘悬架闭锁装置的不足之处，提供一种底盘悬架减振闭锁装置于一体，具有减振器功能的车辆底盘悬架闭锁装置，具备在正常行驶工况下，满足底盘减振的要求；为防止车辆弹跳，能实现车辆底盘悬加双向刚性闭锁，能适应车辆底盘的恶劣环境，结构简单、紧凑、安装方便等特点。

实现本发明目的的技术方案是：一种车辆底盘悬架减振闭锁一体化装置，主要包括活塞杆和缸筒、活塞、锁死阀、直流电磁铁、储油罐等。缸筒下端的端盖通过衬套和销轴固接有带吊耳的转接头，其吊耳通过销轴和销子固定在车桥上，在缸筒内装设有固接有活塞杆的活塞，活塞将缸筒内腔分隔为互不相通的上下两腔。缸筒的顶部装设有导向座，导向座通过螺纹与缸筒紧固连接，导向座与缸筒和导向座与活塞杆之间，分别设置有密封圈，用以防止工作过程中油液外泄。在导向座的上端与活塞杆之间装设有防尘密封圈，防尘密封圈通过放置在导向座上的卡圈固定，用以防止车架上的水、泥及灰尘进入缸筒内。在缸筒上腔(即有杆腔)靠近导向座部处的缸筒壁上，设置一上通气孔，在上通气孔处固接有上通气孔座，装油时，能将腔内的空气排出，保证油液顺利注入腔内。

活塞通过螺纹及防松销子固接在活塞杆的下端，在活塞底部开设有沿活塞均匀分布的三个流通孔。在活塞上部并位于活塞杆的两侧，分别装设有伸张阀系和压缩阀系，对应于伸张阀系下端有伸张阀通油道，伸张阀通油道与活塞杆内的回油道连通，对应于压缩阀系下端有压缩阀通油道，压缩阀通油道与活塞杆内的回油道连通。活塞的下端通过螺栓固接有直流电磁铁，直流电磁铁通过罩盖封闭，罩盖与直流电磁铁通过密封垫和螺栓连接，用以防止油液进入。在活塞内对应于直流电磁铁的线圈处，开设一斜孔，以便直流电磁铁线圈的绝缘导线经活塞杆内的回油道和活塞杆上的导线孔引出。对应于直流电磁铁推杆上端有一锁死阀。锁死阀下端设有锁死阀座，用以防止锁死阀向下移动。锁死阀座通过螺纹与活塞紧固。锁死阀上端设置一锁死阀弹簧，锁死阀弹簧通过弹簧落座固定，弹簧刚度根据实际要求设置。锁死阀与活塞和锁死阀座与活塞之间均装设有密封圈，用以防止工作时有油液泄漏。活塞与缸筒、活塞与活塞杆、活塞与锁死阀、活塞与锁死阀座之间，均分别设置有密封圈，用以防止工作过程中油液泄露。

装设于缸筒内活塞上的伸张阀系，为沿活塞周向均匀设置三个伸张阀系。每个伸张阀系由伸张阀弹簧，锥形伸张阀片和伸张阀座组成，在锥形伸张阀片上设置有伸张阀常通孔，锥形伸张阀片由伸张阀弹簧固定，伸张阀弹簧通过弹簧落座固定，弹簧刚度按要求设定，伸张阀座上设置有伸张阀阻尼孔，伸张阀座与导向座通过螺纹固接。当活塞相对于缸筒作拉伸运动时，在有杆腔内的压力较小时，油液经过设置在伸张阀系的伸张阀常通孔流出，在工作过程中，有杆腔内压力将不断增大，当达到设定压力时，油液将克服伸张阀弹簧力做功，推开伸张阀系的锥形伸张阀片卸荷，整个过程中，伸张阀系的伸张阀常通孔及阻尼孔将提供阻尼力，满足减振器拉伸工作时的减振要求。

装设于缸筒内活塞上的的压缩阀系，为沿活塞周向均匀设置三个压缩阀系。每个压缩阀系由压缩阀弹簧、压缩阀片、压缩阀弹簧挡座及卡圈组成，压缩阀片由压缩阀弹簧固定，压缩阀弹簧通过弹簧落座固定，弹簧挡座上设置有压缩阀常通孔，压缩阀弹簧阀座经卡圈固定限位。当活塞相对于缸筒作压缩运动时，因压缩阀系的压缩阀弹簧刚度较小，油液很容易将压缩阀片推开流入到有杆腔内，整个过程中，压缩阀常通孔及高压软管将提供阻尼力，满足减振器压缩工作时的减振要求。

活塞杆顶端有吊耳，吊耳通过支架和销轴固接在车架上。在活塞杆上部位于吊耳的下方，对应于储油罐的一侧开设有通油孔，在通油孔处焊接有管接头，以便与储油罐的出油口连通，在活塞杆上部对应于通油孔的另一侧开设有绝缘导线孔，以便直流电磁铁的线圈的绝缘导线引出。在活塞杆内开设有回油道，回油道的上端与通油孔连通，回油道的下端分别与伸张阀通油道和压缩阀通油道及活塞下方的三个通油孔连通。固接于活塞下端的直流电磁铁的线圈的绝缘导线经活塞上的斜孔和活塞杆内的回油道及活塞杆上部的绝缘导线孔引出后，与车载24V直流电源相连接。

储油罐通过焊接在储油罐上的卡槽和活塞杆吊耳顶端连接，储油罐上方设有盖子，盖子通过螺纹与储油罐连接，保证油罐与大气相通。

本发明的工作过程：当装备有本装置的车辆在行驶过程中，车体振动使活塞杆(与车架连接)可相对于液压缸筒(与车桥相连)做往复运动，无杆腔与有杆腔油液通过设置在活塞上的流通孔、伸缩阀油道、压缩阀油道及回油道互相连通。当活塞相对于缸筒作拉伸运动时，有杆腔油液通过设置在缸筒内活塞上的伸张阀系进入无杆腔，同时储油罐油液经回油道及时为无杆腔提供补偿油液，此时由于压缩阀为一单向阀因而处于关闭状态；当有杆腔内压力较小时，油液经过设置在伸张阀系的常通孔流出，在工作过程中，有杆腔内压力将不断增大，当达到一定设定压力时，油液将克服伸张阀弹簧力做功，推开伸张阀系的锥形伸张阀片卸荷，整个过程中，伸张阀系的常通孔及阻尼孔以及整个油路管道将提供一定的阻尼力，满足减振器拉伸工作时的减振要求；当活塞相对于缸筒作压缩运动时，无杆腔油液经设置在缸筒内活塞上的压缩阀系进入有杆腔腔，同时无杆腔内部分剩余的油液将经回油道流回储油罐内；由于压缩阀系的压缩弹簧刚度较小，油液很容易将压缩阀片推开流入到有杆腔内，整个过程中，常通孔及整个油路管道将提供一定的阻尼力，满足减振器压缩工作时的减振要求；此时的闭锁减振系统便具有一般减振器的工作性能。

当装备有本装置的车辆在特定工况下，需要将底盘悬架锁死时，则在上述通路中，将直流电磁铁线圈通电，通电后电磁铁推杆将推动锁死阀向上运动，从而将缸筒内活塞上的流通孔、伸张阀油道、压缩阀油道及回油道等油路阻断开，液压缸筒的无杆腔和有杆腔因油路不通从而形成液压闭锁，由于液压油液的不可压缩性，使得车桥和车体成为刚性连接，即悬架实现双向刚性闭锁。

采用上述技术方案后，主要有以下效果：

1.本发明装置的控制阀体放在缸筒内的活塞体上，储油罐放置在活塞杆顶端，通过直流电磁铁作用推动一锁死阀将油路锁死，工作过程简单、结构紧凑，占用空间小，安装方便；装置设有的防尘部件(如J形防尘密封圈、防尘套等)密封性好，选用的直流电磁铁动作灵敏度高，可靠性好。本发明装置能在较为恶劣的环境中实现悬架刚性锁死。

2.本发明装置在活塞上设置伸张阀系和压缩阀系，并在活塞上开有流通孔、伸张阀油道及压缩阀油道，并巧妙的在几种连通油道之间设置一锁死阀，从而满足闭锁装置在高负荷、高压的特定工况下，能够实现以活塞为界的上下两腔互为不通，能达到悬架的刚性锁死目的。

3.本发明装置在活塞上设置伸张阀系和压缩阀系，并且两种阀系的孔系直径可事先根据车辆类型及工作要求按照一般减振器的设置原则合理设置，由此使得装备有本装置的车辆在正常工作中能达到与一般减振器一样的工作特性，满足底盘减振要求。由此本装置可直接替代车辆原有减振器而独立工作。

4.本发明装置选用常用的直流电磁铁作为悬架闭锁控制器，以车载24伏电源为动力源，因此本装置可适用于各类备有24伏电源的车辆，并且依据装置的工作原理，无论车辆是处于行进过程还是停止都可以实现底盘悬架的双向锁死。

本发明可广泛应用作各种车辆的悬架减振和闭锁装置，且可替代原有减振器而独立工作，特别适合安装于结构较紧凑的车辆，尤其可适用于作专用车和特种车辆、重型车辆底盘悬架的减振和自锁装置，满足车辆的特殊使用要求。

四、附图说明

图1为本发明的系统结构正视剖面水平放置图；

图2为图1中A处放大结构图；

图3为图1中储油罐的侧视图。

图中：1转接头，2衬套，3销轴，4缸筒，5直流电磁铁，6流通孔，7伸张阀油道，8防松销子，9回油道，10绝缘导线，11通气孔座，12导向座，13密封圈，14卡圈，15管接头，16储油罐，17绝缘导线孔，18活塞杆，19压缩阀油道，20活塞，21电磁铁推杆，22锁死阀座，23锁死阀，24锁死阀弹簧，25压缩阀片，26压缩阀弹簧，27压缩阀弹簧挡座，28卡圈，29伸张阀座，30锥形伸张阀片，31伸张阀弹簧，32斜孔，33罩盖，34卡槽。

五、具体实施方式

下面结合具体实施方式进一步说明本发明。

实施例：

如图1-3所示：一种车辆底盘悬架减振闭锁一体化装置，主要包括活塞杆18和缸筒4、活塞20、锁死阀23、直流电磁铁5、储油罐16等。缸筒4下端的端盖通过衬套2和销轴3固接有带吊耳的转接头1，其吊耳通过销轴和销子固定在车桥上，在缸筒内装设有固接有活塞杆18的活塞20，活塞18将缸筒4内腔分隔为互不相通的上下两腔。缸筒4的顶部装设有导向座12，导向座12通过螺纹与缸筒4紧固连接，导向座12与缸筒4、导向座12与活塞杆18之间分别设置有密封圈，用以防止工作过程中油液外泄。在导向座12的上端与活塞杆18之间装设有防尘密封圈，防尘密封圈通过放置在导向座12上的卡圈(28)固定，用以防止车架上的水、泥及灰尘进入缸筒内。在缸筒4上腔(即有杆腔)靠近导向座处的缸筒壁上，设置一上通气孔，在上通气孔处固接有上通气孔座11，装油时，能将腔内的空气排出，保证油液顺利注入腔内。

活塞20通过螺纹及防松销子8固接在活塞杆18的下端，在活塞20底部开有沿活塞均匀分布的三个流通孔6。在活塞20上部并位于活塞杆18的两侧，分别装设有伸张阀系和压缩阀系，对应于伸张阀系下端有伸张阀通油道7，伸张阀通油道7与活塞杆18内的回油道9连通，对应于压缩阀系下端有压缩阀通油道19，压缩阀通油道19与活塞杆18内的回油道9连通。活塞20的下端通过螺栓固接有直流电磁铁5，直流电磁铁5通过罩盖33封闭，以防止油液进入，罩盖33与直流电磁铁通过密封垫和螺栓连接。在活塞内对应于直流电磁铁5的线圈处，开设一斜孔32，以便直流电磁铁5线圈的绝缘导线10经活塞杆18内的回油道9和活塞杆18上的导线孔17引出。对应于直流电磁铁推杆21上端有一锁死阀23。锁死阀23下端设有锁死阀座22，防止锁死阀23向下移动。锁死阀座22通过螺纹与活塞20紧固。锁死阀23上端连接一锁死阀弹簧24，锁死阀弹簧24则由设置好的弹簧落座固定，弹簧刚度根据实际要求设置。锁死阀23与活塞20，锁死阀座22与活塞20之间装有密封圈，以防止工作时有油液泄漏。活塞20与缸筒4、活塞20与活塞杆18、活塞20与锁死阀23及或活塞20与锁死阀座22之间，均分别设置有密封圈防止工作过程中油液泄露。

装设于缸筒内活塞上的伸张阀系，为沿活塞20周向均匀设置三个伸张阀系。每个伸张阀系由伸张阀弹簧31、锥形伸张阀片30和伸张阀座29组成，在锥形伸张阀片30上设置有伸张阀常通孔，锥形伸张阀片30由伸张阀弹簧31固定，伸张阀弹簧31通过弹簧落座固定，弹簧刚度按要求设定，伸张阀座29上设置有伸张阀阻尼孔，伸张阀座29与导向座12通过螺纹固接。当活塞相对于缸筒4作拉伸运动时，在有杆腔内压力较小时，油液经过设置在伸张阀系的伸张阀常通孔流出，在工作过程中，有杆腔内压力将不断增大，当达到设定压力时，油液将克服伸张阀弹簧力做功，推开伸张阀系的锥形伸张阀片卸荷，整个过程中，伸张阀系的伸张阀常通孔及阻尼孔将提供阻尼力，满足减振器拉伸工作时的减振要求。

装设于缸筒内活塞上的的压缩阀系，为沿活塞周向均匀布置三个压缩阀系。每个压缩阀系由压缩阀弹簧26、压缩阀片25、压缩阀弹簧挡座27及卡圈28组成，压缩阀片25由压缩阀弹簧26固定，压缩阀弹簧26通过弹簧落座固定，压缩阀弹簧挡座27上设置有压缩阀常通孔，压缩阀弹簧挡座27经卡圈28固定限位。当活塞20相对于缸筒4作压缩运动时，因压缩阀系的压缩阀弹簧刚度较小，油液很容易将压缩阀片推开流入到有杆腔内，整个过程中，压缩阀常通孔及高压软管将提供阻尼力，满足减振器压缩工作时的减振要求。

活塞杆18顶端有吊耳，吊耳通过支架和销轴固接在车架上。在活塞杆18上部位于吊耳的下方，对应于储油罐的一侧开设有通油孔，在通油孔处焊接有管接头15，以便与储油罐的出油口连通，在活塞杆18上部对应于通油孔的另一侧开设有绝缘导线孔17，以便直流电磁铁的线圈的绝缘导线10引出。在活塞杆18内开设有回油道9，回油道9的上端与通油孔连通，回油道9的下端分别与伸张阀通油道7和压缩阀通油道19及活塞20下方的三个流通孔6连通。固接于活塞20下端的直流电磁铁5的线圈的绝缘导线10经活塞20上的斜孔32和活塞杆18内的回油道9及活塞杆18上部的绝缘导线孔17引出后，与车载24V直流电源相连接。

储油罐16通过焊接在储油罐上的卡槽34和活塞杆18吊耳顶端连接，储储油罐16上方设有盖子，通过螺纹与储油罐连接，保证油罐与大气相通。

Claims (3)

1.一种车辆底盘悬架减振闭锁一体化装置，主要包括活塞杆(18)和缸筒(4)、活塞(20)，其特征在于还有锁死阀(23)、直流电磁铁(5)、储油罐(16)，缸筒(4)下端的端盖通过衬套(2)和销轴(3)固接有带吊耳的转接头(1)，其吊耳通过销轴和销子固定在车桥上，在缸筒内装设有固接有活塞杆(18)的活塞(20)，活塞(20)将缸筒(4)内腔分隔为互不相通的上下两腔，缸筒(4)的顶部装设有导向座(12)，导向座(12)通过螺纹与缸筒(4)紧固连接，导向座(12)与缸筒(4)、导向座(12)与活塞杆(18)间分别设置有密封圈，在导向座(12)的上端与活塞杆(18)之间装设有防尘密封圈，防尘密封圈通过放置在导向座(12)上的卡圈(28)固定，在缸筒(4)上腔靠近导向座处的缸筒壁上，设置一上通气孔，在上通气孔处固接有上通气孔座(11)，活塞(20)通过螺纹及防松销子(8)固接在活塞杆(18)的下端，在活塞(20)底部开有沿活塞均匀分布的三个流通孔(6)，在活塞(20)上部并位于活塞杆(18)的两侧，分别装设有伸张阀系和压缩阀系，对应于伸张阀系下端有伸张阀通油道(7)，伸张阀通油道(7)与活塞杆(18)内的回油道(9)连通，对应于压缩阀系下端有压缩阀通油道(19)，压缩阀通油道(19)与活塞杆(18)内的回油道(9)连通，活塞(20)的下端通过螺栓固接有直流电磁铁(5)，直流电磁铁(5)通过罩盖(33)封闭，罩盖(33)与直流电磁铁通过密封垫和螺栓连接，在活塞内对应于直流电磁铁(5)的线圈处，开设一斜孔(32)，对应于直流电磁铁推杆(21)上端有一锁死阀(23)，锁死阀(23)下端设有锁死阀座(22)，锁死阀座(22)通过螺纹与活塞(20)紧固，锁死阀(23)上端连接一锁死阀弹簧(24)，锁死阀弹簧(24)通过弹簧落座固定，弹簧刚度根据实际要求设置，锁死阀(23)与活塞(20)，锁死阀座(22)与活塞(20)之间装有密封圈，活塞(20)与缸筒(4)、活塞(20)与活塞杆(18)、活塞(20)与锁死阀(23)及活塞(20)与锁死阀座(22)之间分别设置有密封圈，装设在缸筒内活塞(20)上的伸张阀系，为沿活塞(20)周向均匀设置三个伸张阀系，装设在缸筒内活塞(20)上的压缩阀系，为沿活塞(20)周向均匀布置三个压缩阀系，活塞杆(18)顶端有吊耳，吊耳通过支架和销轴固接在车架上，在活塞杆(18)上部位于吊耳的下方，对应于储油罐的一侧开设有通油孔，在通油孔处焊接有管接头(15)，在活塞杆(18)上部对应于通油孔的另一侧开设有绝缘导线孔(17)，活塞杆(18)内开设有回油道(9)，回油道(9)的上端与通油孔连通，回油道(9)的下端分别与伸张阀通油道(7)和压缩阀通油道(19)及活塞(20)下方的三个流通孔(6)连通，固接于活塞(20)下端的直流电磁铁(5)的线圈的绝缘导线(10)经活塞(20)上的斜孔(32)和活塞杆(18)内的回油道(9)及活塞杆(18)上部的绝缘导线孔(17)引出后，与车载24V直流电源相连接，储油罐(16)通过焊接在储油罐上的卡槽(34)和活塞杆(18)吊耳顶端连接，储油罐(16)上方设有盖子，通过螺纹与储油罐连接。

2.按照权利要求1所述的一种车辆底盘悬架减振闭锁一体化装置，其特征在于所述的伸张阀系，由伸张阀弹簧(31)、锥形伸张阀片(30)和伸张阀座(29)组成，在锥形伸张阀片(30)上设计有伸张阀常通孔，锥形伸张阀片(30)由伸张阀弹簧(31)固定，伸张阀弹簧(31)通过弹簧落座固定，弹簧刚度按要求设定，伸张阀座(29)上设计有伸张阀阻尼孔，伸张阀座(29)与导向座(12)通过螺纹固接。

3.按照权利要求1所述的一种车辆底盘悬架减振闭锁一体化装置，其特征在于所述的压缩阀系，由压缩阀弹簧(26)、压缩阀片(25)、压缩阀弹簧挡座(27)及卡圈(28)组成，压缩阀片(25)由压缩阀弹簧(26)固定，压缩阀弹簧(26)通过弹簧落座固定，压缩阀弹簧挡座(27)上设计有压缩阀常通孔，压缩阀弹簧挡座(27)经卡圈(28)固定限位。

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