CN101837716B - 一种用于矿用自卸车的悬挂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于矿用自卸车的悬挂装置，包括缸筒及活塞杆筒，活塞杆筒内侧与缸筒内侧构成缸筒油腔，活塞杆筒下端套有活塞，缸筒上端设有缸套，缸筒内侧与活塞杆筒外侧构成环形油腔，环形油腔分别经开设于活塞杆筒上的内阻尼孔及内阻尼单向阀通道与缸筒油腔连接，其特征在于：所述缸筒外侧近所述内阻尼孔处设有外阻尼机构，所述外阻尼机构内开设有外阻尼油腔，所述外阻尼油腔由外阻尼单向阀通道分隔成上油腔及下油腔，所述上油腔经通孔与环形油腔连通，所述下油腔经外阻尼孔与缸筒油腔连通，所述外阻尼孔位于所述活塞空载行程之下、满载行程之上。本发明通过设置外阻尼机构，使得悬挂装置能兼顾空载及满载工况下车辆对刚度和阻尼性能的需求。

Description

一种用于矿用自卸车的悬挂装置
技术领域
本发明涉及一种悬挂装置，具体涉及一种用于矿用自卸车的悬挂装置。
背景技术
在日常的工程建设中，常常需要使用到工程载重车，工程载重车主要用于各种材料的运输，工程载重车中尤其以矿用自卸车的使用较为普遍。矿用自卸车是矿用运输车，属于矿山开采设备之一，主要用于矿山的矿石及其它散料的运输。矿用自卸车在行驶过程中由于负载、道路状况等行驶情况的变化，车辆对刚度和阻尼特性要求高，因此车辆都设置有悬挂装置。
悬挂装置就是减震装置，是车辆的车架与车桥或车轮之间的一切传力装置的总称，其功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证车辆平稳行驶。悬挂装置应有的功能是支持车身，改善乘坐驾驶舒适性。一般来说，矿用自卸车的悬挂装置分为非独立悬挂和独立悬挂两种。非独立悬挂装置的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮联通车桥一起通过弹性悬挂装置悬挂在车架或车身下面，非独立悬挂装置具有结构简单、成本低、强度高、行车中前轮定位变化小的特点，但是其舒适性及操纵稳定性都较差，不适合推广使用。独立悬挂装置是每一侧的车轮都是单独的通过弹性悬挂装置悬挂在车架或车身下面，其优点是质量轻，减少了车身受到的冲击，并且提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。
然而在实际的使用中，一般矿用自卸车的悬挂装置的设计多以车辆的某一种工况作为设计基准，例如以空载工况为基准设计则会导致满载时车辆冲击大、操作人员驾驶舒适性差的问题。由上述可知，目前普遍使用的悬挂装置存在一个较大的问题，就是无法同时兼顾空载及满载工况下矿用自卸车对刚度和阻尼性能的需求。
发明内容
本发明目的是提供一种用于矿用自卸车的悬挂装置，通过对结构的改进，使得悬挂装置能兼顾空载及满载工况下矿用自卸车对刚度和阻尼性能的需求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于矿用自卸车的悬挂装置，包括一与矿用自卸车车桥相连的缸筒及与矿用自卸车车架相连且设置于缸筒内的活塞杆筒，所述活塞杆筒内侧与所述缸筒内侧间构成缸筒油腔，所述活塞杆筒下端套有活塞组成活塞杆组件，所述缸筒上端套有有缸套组成缸筒组件，所述缸筒内侧与活塞杆筒外侧间构成环形油腔，所述环形油腔分别经开设于活塞杆筒上的内阻尼孔及内阻尼单向阀通道与所述缸筒油腔连接，所述缸筒外侧近所述内阻尼孔处设有外阻尼机构，所述外阻尼机构内部开设有外阻尼油腔，所述外阻尼油腔由外阻尼单向阀通道分隔成上油腔及下油腔，所述上油腔经通孔与环形油腔连通，所述下油腔经外阻尼孔与缸筒油腔连通，所述外阻尼孔位于所述活塞空载行程之下、满载行程之上。
上述技术方案中，悬挂装置主要包括有与车架相连的活塞杆筒和与车桥相连的缸筒，活塞杆筒下端套有活塞构成活塞组件，缸筒上套设有缸套构成缸筒组件，活塞杆筒内侧与缸筒内侧围成缸筒油腔，缸筒油腔内上部充入加压氮气，下部充入油液，缸筒内侧与活塞杆筒外侧围成环形油腔，该油腔通过开设于活塞杆筒上的内阻尼孔及内阻尼单向阀通道与缸筒油腔连通，矿用自卸车行驶过程中负载及行驶条件的变化驱动活塞杆组件在缸筒组件中往复运动，从而改变缸筒油腔及环形油腔的容积，缸筒油腔容积的变化使腔体内的加压氮气压缩或膨胀进而储存或释放能量以缓冲车辆振动。外阻尼机构设置于缸筒外侧，内部开设有外阻尼油腔，该油腔被外阻尼单向阀通道分隔为上油腔及下油腔，上油腔经通孔与环形油腔连通，下油腔经外阻尼孔与缸筒油腔连通，外阻尼孔随着活塞杆组件在缸筒中往复行程变化而导通和关闭，使得下油腔与缸筒油腔之间连通或关闭，从而兼顾空载及满载状况下对刚度和阻尼性能的要求。
上述技术方案中，活塞杆组件在缸筒组件中往复运动行程变化可控制所述外阻尼孔开闭：所述外阻尼孔设置于所述活塞空载行程之下、满载行程之上，从而随着活塞在缸筒内的往复运动而导通或闭合，使得下油腔与缸筒油腔之间导通或闭合。车辆满载时，悬缸工作压力大，氮气的压缩行程大，活塞杆组件封闭了下油腔与缸筒油腔之间的通道，外阻尼机构不起作用，系统仅靠内阻尼孔及内单向阀通道调节阻尼大小，获得较大的阻尼作用；车辆空载时，氮气的压缩行程小，活塞杆组件运动到相对缸筒较上部位置，下油腔与缸筒油腔之间的通道处于连通状态，此时外阻尼机构起作用，使车辆空载时内阻尼孔、内阻尼单向阀和外阻尼单向阀同时作用，得到相对满载工况较小的阻尼作用，达到良好的缓冲作用。
进一步的技术方案，所述内阻尼单向阀通道中设置一内阻尼单向阀芯，所述内阻尼单向阀芯为一实心钢球。所述内阻尼阀芯两端分别连通缸筒油腔及环形油腔，中间为变截面通口并设置内阻尼单向阀芯(实心钢球)，随着缸筒油腔及环形油腔压差变化调整阀芯位置控制通道开闭及两腔之间的流通面积调节阻尼力大小。
进一步的技术方案，所述外阻尼单向阀通道中设置一外阻尼单向阀芯，所述外阻尼单向阀芯内为一空心钢球。外阻尼单向阀通道设置变截面通道，装有空心钢球，钢球垂直方向布置，有利于提高阀芯运动的灵敏度，阀芯受上油腔与下油腔之间压差变化的驱动而改变在变截面通道中的位置从而改变液流面积调节阻尼力大小。
进一步的技术方案，所述活塞杆筒上端开设有杆筒油堵及充气阀，所述杆筒油堵及充气阀分别与缸筒油腔连通。所述杆筒油堵及充气阀的开设，用于向缸筒油腔中填充油液及氮气。
进一步的技术方案，所述外阻尼机构上端开设有外阻尼油堵，所述外阻尼油堵与上油腔连通。所述外阻尼油堵的开设便于与上油腔连通的环形油腔及外阻尼油腔中的空气排出以保证腔体内充满油液。
本发明的工作原理：悬挂装置中，缸筒油腔内填充有加压氮气和液压油，由加压氮气和液压油构成油气弹簧提供悬挂装置所需变刚度的同时，不需独立的减震器，即可通过装置与油气弹簧缸筒油腔与环形油腔间的内阻尼孔及内阻尼单向阀产生阻尼力缓冲振动，并在空载时启用外阻尼机构调节阻尼力的大小，满载时外阻尼管路关闭；保证悬挂装置在不同负载情况下具有良好的变刚度特性及自适应变阻尼性能。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明通过在缸筒外侧设置外阻尼机构，该机构由外阻尼单向阀通道分隔为上油腔及下油腔，上油腔经通孔与环形油腔连通，下油腔经外阻尼孔与缸筒油腔连通，活塞随负载情况的变化在缸筒内往复运动控制下油腔和缸筒油腔之间通道的开闭，从而启用或者关闭外阻尼管路，改变油液流通面积，使得悬挂装置能兼顾空载及满载工况下矿用自卸车对刚度和阻尼性能的需求；
2.本发明在外阻尼机构上开设有外阻尼油堵，便于环形油腔及外阻尼油腔中的空气排出，保证油腔内充满油液；
3.本发明只需在缸筒外侧增设一外阻尼机构，无须对现有悬挂装置进行大规模改造，易于实现；
4.本发明使用方便，缓冲减震效果好，适合推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例一中内阻尼单向阀通道结构示意图；
图3为本发明实施例一中满载时外阻尼单向阀通道结构示意图；
图4为本发明实施例一中空载时外阻尼单向阀通道结构示意图。
其中：1、缸筒；2、活塞杆筒；3、缸筒油腔；4、活塞；5、缸套；6、环形油腔；7、内阻尼孔；8、内阻尼单向阀通道；9、外阻尼机构；10、外阻尼单向阀通道；11、上油腔；12、下油腔；13、外阻尼孔；14、内阻尼单向阀芯；15、外阻尼单向阀芯；16、杆筒油堵；17、充气阀；18、外阻尼油堵。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见图1至图4所示，一种用于矿用自卸车的悬挂装置，包括一与矿用自卸车车桥相连的缸筒1及与矿用自卸车车架相连且设置于缸筒1内的活塞杆筒2，所述活塞杆筒2上端开设有杆筒油堵16及充气阀17，所述活塞杆筒2内侧与所述缸筒1内侧间构成缸筒油腔3，所述杆筒油堵16及充气塞17分别与缸筒油腔3连通，所述活塞杆筒2下端套设有活塞4，所述缸筒1上端设有缸套5，所述缸筒内侧与活塞杆筒外侧间构成环形油腔6，所述环形油腔分别经开设于活塞杆筒上的内阻尼孔7及内阻尼单向阀通道8与所述缸筒油腔连接，所述内阻尼单向阀通道包括一内阻尼阀芯14，所述内阻尼单向阀芯内为一实心钢球；所述缸筒1外侧近所述内阻尼孔7处设有外阻尼机构9，所述外阻尼机构9内部开设有外阻尼油腔，所述外阻尼油腔由外阻尼单向阀通道10分隔成上油腔11及下油腔12，所述外阻尼单向阀通道包括一外阻尼单向阀芯15，所述外阻尼单向阀芯为一空心钢球，所述上油腔11经通孔与环形油腔6连通，所述下油腔12经外阻尼孔13与缸筒油腔3连通，所述外阻尼孔13位于所述活塞4空载行程之下、满载行程之上，所述外阻尼机构9上端开设有外阻尼油堵18，所述外阻尼油堵与上油腔11连通。
悬挂装置工作原理参加图1所示，矿用自卸车行驶时，路面的起伏不平引起活塞杆筒在缸筒内上下运动，当活塞杆筒在缸筒内往复运动时，由于氮气的可压缩性可以填充由于活塞缩入或伸出缸筒造成气腔的体积变化，气体的弹性变形能够储存和释放能量，当活塞杆筒缩入缸筒内时，缸筒油腔中的氮气受到压缩，储存能量；当活塞杆筒伸出时，缸筒油腔中的氮气体积膨胀，释放所储存的能量。当活塞杆筒在缸筒内往复运动时，环形油腔的容积也同时发生变化，活塞杆筒缩入时，环形油腔腔容积变大，液腔的油液经由内阻尼孔和内阻尼单向阀通道向环形油腔补充；当活塞杆伸出时，环形油腔容积减小，此时油液由环形油腔经由内阻尼孔进入缸筒油腔。当油液在流入和流出缸筒油腔，内阻尼孔和内阻尼单向阀通道会对油液产生一定的阻尼作用消耗由振动产生的能量，起到一个双向减振器的作用。
参见图2所示，内阻尼单向阀通道因通道两端缸筒油腔与环形油腔压差变化驱使单向阀芯的运动而开启和关闭，单向阀芯的位置不同改变缸筒油腔和环形油腔的流通面积。在活塞杆筒伸出时，也就是当油气弹簧回弹时，内阻尼单向阀通道关闭，只有内阻尼孔做通道，相对地增加了阻尼作用，延缓回弹速度；活塞杆筒缩入缸筒时内阻尼单向阀通道开启，内阻尼孔及内阻尼单向阀通道同时起作用增加了液体的过流面积，对油液的阻尼作用相对减少。
参见图3、4所示，活塞杆筒在缸筒中往复运动行程变化可控制下油腔和缸筒油腔之间的外阻尼孔的开闭：矿用自卸车满载时，悬缸工作压力大，氮气的压缩行程大，活塞杆筒封闭了外阻尼孔，外阻尼管路不起作用，装置仅靠内阻尼孔及内阻尼单向阀通道调节阻尼大小，获得较大的阻尼作用；矿用自卸车空载时，悬缸工作压力变小，氮气压缩行程小，活塞杆筒运动到相对缸筒较上部位置，外阻尼孔处于连通状态，此时外阻尼单向阀通道起作用，通过上油腔和下油腔的压差变化驱使外阻尼单向阀芯在通道内的运动，改变油液过流面积，使车辆空载时内阻尼孔、内阻尼单向阀和外阻尼单向阀同时作用，得到相对满载工况较小的阻尼作用，达到良好的缓冲作用。

Claims (5)

1.一种用于矿用自卸车的悬挂装置，包括一与矿用自卸车车桥相连的缸筒(1)及与矿用自卸车车架相连且设置于缸筒(1)内的活塞杆筒(2)，所述活塞杆筒(2)内侧与所述缸筒(1)内侧间构成缸筒油腔(3)，所述活塞杆筒(2)下端套有活塞(4)组成活塞杆组件，所述缸筒(1)上端套有缸套(5)组成缸筒组件，所述缸筒(1)内侧与活塞杆筒(2)外侧间构成环形油腔(6)，所述环形油腔(6)分别经开设于活塞杆筒(2)上的内阻尼孔(7)及内阻尼单向阀通道(8)与所述缸筒油腔(3)连接，其特征在于：所述缸筒(1)外侧近所述内阻尼孔(7)处设有外阻尼机构(9)，所述外阻尼机构(9)内部开设有外阻尼油腔，所述外阻尼油腔由外阻尼单向阀通道(10)分隔成上油腔(11)及下油腔(12)，所述上油腔(11)经通孔与环形油腔(6)连通，所述下油腔(11)经外阻尼孔(13)与缸筒油腔(3)连通，所述外阻尼孔(13)位于所述活塞(4)空载行程之下、满载行程之上。
2.根据权利要求1所述的一种用于矿用自卸车的悬挂装置，其特征在于：所述内阻尼单向阀通道(8)中设置一内阻尼单向阀芯(14)，所述内阻尼单向阀芯为一实心钢球。
3.根据权利要求1所述的一种用于矿用自卸车的悬挂装置，其特征在于：所述外阻尼单向阀通道(10)中设置一外阻尼单向阀芯(15)，所述外阻尼单向阀芯内为一空心钢球。
4.根据权利要求1所述的一种用于矿用自卸车的悬挂装置，其特征在于：所述活塞杆筒(2)上端开设有杆筒油堵(16)及充气阀(17)，所述杆筒油堵及充气阀分别与缸筒油腔(3)连通。
5.根据权利要求1所述的一种用于矿用自卸车的悬挂装置，其特征在于：所述外阻尼机构(9)上端开设有外阻尼油堵(18)，所述外阻尼油堵与上油腔(11)连通。
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