CN102476571B - 汽车自动变阻主动悬架 - Google Patents

Abstract

汽车自动变阻主动悬架，属于汽车部件，特别是一种汽车主动悬架。本发明的技术方案是：汽车自动变阻主动悬架由减震器和控制部分组成，减震器内的浮动芯双向变阻阀把内部空间分隔成两个工作室，阀体上有浮动芯通孔，通孔内有浮动芯，两侧有阻尼孔，阻尼孔经阻尼孔通道与阀体上、下面连通；减震器内装有电磁控双向压力阀，阀体上有进、出气通道，通道内有封堵阀体、弹簧，外端固定电磁铁，阀体内有横向通孔；控制部分由电磁控双向压力阀与驾驶室内的控制盒及汽车头部和尾部的加速度感应开关连接。本发明的优点：无需外置动力就能实现悬架的主动控制，且整体结构紧凑，体积小，加工装配简单，维修方便，成本较低，是中低档汽车悬架的升级换代产品。

Description

汽车自动变阻主动悬架

技术领域

本发明属汽车部件，特别是一种汽车主动悬架。 

背景技术

汽车悬架可分为被动悬架和主动悬架，以及弹簧悬架、液压悬架、空气弹簧悬架、电磁悬架等等，与汽车操控的稳定性和乘坐的舒适性密切相关。主动悬架与被动悬架相比，无论对震动的减震效果，还是对车身稳定性的控制以及乘坐舒适度，主动悬架都有着明显的优势。 

但是，目前在中低端汽车上很少配备主动悬架，其主要原因是：第一，主动悬架的结构复杂，制造成本较高。例如，电子控制的主动式液压悬架，能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动。在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元,控制单元根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作，从而控制车辆高度及运动状态。第二个原因是，主动悬架需由一个外置的电机或压力泵提供控制动力，结构元件较多，占用较大空间，特别是中小型桥车的前悬架，更是难有安装的空间。例如，空气悬架是用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送给弹簧和减震器的空气室中，以此来改变车辆的高度。在减震器内设有电动机，电动机受微机的信号控制。电动机改变通气孔的大小，从而改变衰减力的大小。以上部件都会增加体积和安装难度。第三个原因，主动悬架装置额外增加了汽车的燃油消耗。 

发明内容

本发明的目的是通过调整电磁控双向压力阀进出通道电磁铁的开或关，无需外置动力就能实现主动调节，使车辆在不增加油耗的前提下实现悬架的主动控制。 

本发明的技术方案是：汽车自动变阻主动悬架由减震器和控制部分组成，其中减震器由外工作缸和内工作缸通过滑动轴承套在一起，外工作缸上端口有密封环，安装在内工作缸内部下端的浮动芯双向变阻阀把外工作缸和内工作缸的内部空间分隔成工作A室和工作B室，浮动芯双向变阻阀的变阻阀体中心有 一个贯通上下端面的浮动芯通孔，浮动芯通孔内有一个浮动芯，在浮动芯的上、下端面分别连接有弹簧，两弹簧的上下端各有一个空心螺丝分别固定在浮动芯通孔两端，浮动芯通孔两侧有阻尼孔，阻尼孔分别通过阻尼孔通道与变阻阀体上、下端面连通，在内工作缸上端外侧开有一个与外部空间连通的通孔，内工作缸内部通孔以下位置安装有电磁控双向压力阀，电磁控双向压力阀的压力阀体上有进气通道和出气通道，两通道均为一端为大孔、一端为小孔形状，在大小孔的交接处各有一封堵阀体，封堵阀体的上、下面各连接有一个弹簧，弹簧的另一端连接有电磁铁，电磁铁固定在大孔端口，压力阀体内上段与下段分别开有横向通孔，将进气通道与出气通道大小端孔相连通；控制部分由电磁控双向压力阀与安装在汽车驾驶室内的控制盒相连接，再与安装在汽车头部和尾部的加速度感应开关连接。 

本发明的有益效果：该发明无需外置动力就能实现悬架的主动控制，且整体结构紧凑合理，体积小，加工装配简单，维修方便，成本较低，是中低档汽车悬架的升级换代产品。 

附图说明

附图1是本发明剖面示意图。 

附图2是浮动芯双向变阻阀剖面示意图。 

附图3是电磁控双向压力阀剖面示意图。 

附图4是液体介质储液缸剖面示意图。 

具体实施方式一 

减震器腔内可使用空气介质或液体介质。使用空气介质的汽车自动变阻主动悬架由减震器和控制部分组成。 

悬架的下端通过外工作缸6下端的下安装环7与车轮相连接，悬架的上端通过内工作缸4上端的上安装环1安装在汽车车身上。下安装环7与上安装环1根据不同的车型加工成不同的安装结构。在汽车行驶中，车轮受到地面的冲击，装配在减震器外工作缸6中上部的弹簧托盘5与内工作缸4上端的弹簧托盘2之间的弹簧3，缓冲冲击力对车身的作用，减震器抑制弹簧3的震动。 

减震器由外工作缸6和内工作缸4通过滑动轴承10、11套在一起，外工作缸6上端口有密封环12，安装在内工作缸4内部下端的浮动芯双向变阻阀9把外工作缸6和内工作缸4的内部空间分隔成工作A室8和工作B室13。 

在汽车静止时，工作A室8和工作B室13中的空气压力处于静平衡状态，外工作缸6和内工作缸4相对位置不发生移动，悬架高度不变。 

在汽车行驶中，车轮受到地面的冲击，弹簧托盘5与弹簧托盘2之间的弹簧3发生压缩或伸长，外工作缸6和内工作缸4相对位置发生移动，工作A室8的内部空间体积发生减小或增大，空气通过浮动芯双向变阻阀9在工作A室8和工作B室13之间流动。 

浮动芯双向变阻阀9的变阻阀体9—11中心有一个贯通上下端面的浮动芯通孔9—9，浮动芯通孔9—9内有一个浮动芯9—4，浮动芯9—4的形状为圆柱体或球体。在浮动芯9—4的上、下端面连接有上弹簧9—10、下弹簧9—5，上空心螺丝9—1、下空心螺丝9—6固定在浮动芯通孔9—9上下两端，浮动芯通孔9—9两侧有右阻尼孔9—3、左阻尼孔9—8，右阻尼孔9—3和左阻尼孔9—8的数量分别为1—20个，孔径为0.5—10mm。当右阻尼孔9—3和左阻尼孔9—8的数量分别为1个时，其形状为长方形孔，孔面积为1—400mm²。右阻尼孔9—3、左9—8分别通过右阻尼孔通道9—2、左阻尼孔通道9—7与变阻阀体9—11上、下端面连通。 

当工作A室8的空间体积减小时，工作A室8的空气压力增大，空气同时从下空心螺丝9—6中间、左阻尼孔通道9—7、左阻尼孔9—8进入浮动芯通孔9—9，浮动芯9—4在空气压力的作用下推动上弹簧9—10压缩，同时拉动下弹簧9—5伸长，而向上移动（移动的幅度随工作A室8的空气压力的变化而变化），打开右阻尼孔9—3，（打开右阻尼孔9—3面积的大小，随浮动芯9—4的移动幅度而变化），空气通过右阻尼孔9—3，经右阻尼孔通道9—2流向工作B室13。当工作B室13与工作A室8的空气压力平衡时，浮动芯9—4在上弹簧9—10和下弹簧9—5的弹力作用下回到中心位置，使右阻尼孔9—3关闭。 

当工作A室8的空间体积增大时，浮动芯9—4做与工作A室8的空间体积减小时的相反动作，使空气从工作B室13流向工作A室8。 

在内工作缸4上端外侧开有一个与外部空间连通的通孔15，内工作缸4内 部通孔15以下位置安装有电磁控双向压力阀14，电磁控双向压力阀14的压力阀体14—4上有进气通道14—3和出气通道14—9，两通道均为一端为大孔、一端为小孔形状，在大小孔的交接处有右封堵阀体14—5和左封堵阀体14—10，右封堵阀体14—5的下面与左封堵阀体14—10的上面各连接有右弹簧14—6和左弹簧14—11，右弹簧14—6的下面与左弹簧14—11的上面各有一个固定在大孔端口的右电磁铁14—7和左电磁铁14—1，压力阀体14—4内上段与下段分别开有上横向通孔14—2和下横向通孔14—8，将进气通道14—3与出气通道14—9大小端孔相连通。 

当工作B室13中的空气压力，超过电磁控双向压力阀14中右弹簧14—6对右封堵阀体14—5或左弹簧14—11对左封堵阀体14—10的压力时，右弹簧14—6或左弹簧14—11压缩，进气通道14—3或出气通道14—9打开，空气通过电磁控双向压力阀14，和内工作缸4上端的通孔15流入或流出工作B室13，当工作B室13中的空气压力，小于电磁控双向压力阀14中右弹簧14—6对右封堵阀体14—5或左弹簧14—11对左封堵阀体14—10的压力时，右弹簧14—6或左弹簧14—11在弹力作用下伸长，推动右封堵阀体14—5或左封堵阀体14—10，将进气通道14—3或出气通道14—9关闭。 

电磁控双向压力阀14与安装在汽车驾驶室内的控制盒相连接，再与安装在汽车头部和尾部的加速度感应开关连接。 

在汽车行驶中，按下安装在汽车驾驶室内控制盒上的控制按钮，通过电路启动电磁控双向压力阀14上的右电磁铁14—7和左电磁铁14—1，右电磁铁14—7和左电磁铁14—1产生动作，使右弹簧14—6与左弹簧14—11压缩或伸长，右弹簧14—6和左弹簧14—11对右封堵阀体14—5与左封堵阀体14—10的压力增大或减小，使工作B室13与工作A室8中空气的平衡压力增大或减小，在悬架上下震动的过程中，外工作缸6与内工作缸4的平衡位置移动，减震器的高度增大或减小，从而使悬架的高度增大或减小，汽车底盘的离地间隙也随之增大或减小。 

当汽车的运动状态发生变化时，安装在汽车头部和尾部的加速度感应开关，根据感应到的汽车加速度的变化和方向，通过汽车驾驶室内控制盒中的电路，启动四个车轮悬架减震器内电磁控双向压力阀14中的右电磁铁14—7和左电磁铁14—1，实时调整四轮悬架的高度，从而控制汽车在加速、刹车、转向及高速行驶时的运动姿态。 

具体实施方式二 

液体介质的汽车自动变阻主动悬架，其工作方式与控制方法与空气介质的 汽车自动变阻主动悬架相同，不同之处在于：通孔15在使用液体介质时，为外置储液缸的接口，其位置在内工作缸4的上端面或内工作缸4的上端外侧,外置储液缸的缸体17安装在内工作缸4的上面,上安装环1的下面,或安装在车身上,通过管道把通孔15与储液缸接口18相连。在储液缸上面，空气可由气孔16进入储液缸内，在储液缸内，由浮动塞19把液体和空气隔开。当悬架开始工作，储液缸中的液体增加或减少时，浮动塞19随液面的上升或下降而上下浮动，使储液缸中液体的压力与外部空气压力始终保持平衡。 

本发明由于紧凑的装配结构，安装使用空间小。空气介质的汽车自动变阻主动悬架兼有金属弹簧和空气弹簧的特性，特别适合中小型车辆的前悬架。能直接安装在现有的汽车底盘上，既使是微型车上也能装配。通用机械设备就能加工制造零部件，使加工工艺变得非常简单，适合批量生产。本发明无需外置动力就能实现对行驶汽车的主动调节，不会增加汽车燃油的消耗。同时，只要做成合适的尺寸，把悬架上的上安装环1、下安装环7做成不同的安装结构，就可在不同底盘的车辆上进行安装。悬架既可以整体应用，也可把减震器和弹簧分别安装，对现有车辆进行升级改造。 

Claims (8)

1.汽车自动变阻主动悬架，由减震器和控制部分组成，减震器由外工作缸（6）和内工作缸（4）通过滑动轴承（10、11）套在一起，外工作缸（6）上端口有密封环（12），安装在内工作缸（4）内部下端的浮动芯双向变阻阀（9）把外工作缸（6）和内工作缸（4）的内部空间分隔成工作A室（8）和工作B室（13），其特征在于：浮动芯双向变阻阀（9）的变阻阀体（9—11）中心有一个贯通上下端面的浮动芯通孔（9—9），浮动芯通孔（9—9）内有一个浮动芯（9—4），在浮动芯（9—4）的上、下端面分别连接有上弹簧（9—10）、下弹簧（9—5），上弹簧（9—10）上端有一个上空心螺丝（9—1），下弹簧（9—5）下端有一个下空心螺丝（9—6），上空心螺丝（9—1）、下空心螺丝（9—6）分别固定在浮动芯通孔(9—9)上下两端，浮动芯通孔（9—9）两侧分别有右阻尼孔（9—3）、左阻尼孔（9—8），右阻尼孔（9—3）、左阻尼孔（9—8）分别通过右阻尼孔通道（9—2）、左阻尼孔通道（9—7）与变阻阀体（9—11）上、下端面连通，在内工作缸（4）上端外侧开有一个与外部空间连通的通孔（15），内工作缸（4）内部通孔（15）以下位置安装有电磁控双向压力阀（14），电磁控双向压力阀（14）的压力阀体（14—4）上有进气通道（14—3）和出气通道（14—9），两通道均为一端为大孔、一端为小孔形状，在大小孔的交接处分别有右封堵阀体（14—5）和左封堵阀体（14—10），右封堵阀体（14—5）的下面与左封堵阀体（14—10）的上面各连接有右弹簧（14—6）和左弹簧（14—11），右弹簧（14—6）的下面与左弹簧（14—11）的上面各有一个固定在大孔端口的右电磁铁（14—7）和左电磁铁（14—1），压力阀体（14—4）内上段与下段分别开有上横向通孔（14—2）和下横向通孔（14—8），将进气通道（14—3）与出气通道（14—9）大小端孔相连通；控制部分由电磁控双向压力阀（14）与安装在汽车驾驶室内的控制盒相连接，再与安装在汽车头部和尾部的加速度感应开关连接。 

2.根据权利要求1所述的汽车自动变阻主动悬架，其特征在于：外工作缸（6）的中上部有弹簧托盘（5），内工作缸（4）的上端有弹簧托盘（2），两弹簧托盘之间有弹簧（3），外工作缸（6）的下端有下安装环（7），内工作缸（4）的上端有上安装环（1）。 

3.根据权利要求1或2所述的汽车自动变阻主动悬架，其特征在于：浮动芯（9—4）的形状为圆柱体或球体。 

4.根据权利要求1或2所述的汽车自动变阻主动悬架，其特征在于：右阻尼孔（9—3）和左阻尼孔（9—8）的数量分别为1—20个，孔径为0.5—10mm。 

5.根据权利要求1或2所述的汽车自动变阻主动悬架，其特征在于：当右阻尼孔（9—3）和左阻尼孔（9—8）的数量分别为1个时，其形状为长方形孔，孔面积为1—400mm²。 

6.根据权利要求1或2所述的汽车自动变阻主动悬架，其特征在于：减震器腔内使用空气介质或液体介质。 

7.根据权利要求1或2所述的汽车自动变阻主动悬架，其特征在于：内工作缸（4）上端外侧的通孔（15）在使用液体介质时为外置储液缸的接口，其位置在内工作缸（4）的上端外侧或内工作缸（4）的上端面。 

8.根据权利要求2所述的汽车自动变阻主动悬架，其特征在于：在使用液体介质时,外置储液缸安装在内工作缸（4）的上面,上安装环（1）的下面,或安装在车身上,通过管道与外置储液缸接口相连。 

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