CN102991296B - 油气悬挂装置、油气悬架、底盘和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，该油气悬挂装置(10；20)包括依次连通的气源(11；21)、控制回路(12；22)和执行回路(13；23)，在所述控制回路(12；22)中，所述气源(11；21)的气压转化为所述执行回路(13；23)的液压。本发明还公开了具有该油气悬挂装置的油气悬架、具有该油气悬架的底盘和具有该底盘的车辆。该油气悬挂装置的悬挂特性较好，车辆平顺性变高，运输效率较高。

Description

油气悬挂装置、油气悬架、底盘和车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体地，涉及一种油气悬挂装置、具有该油气悬挂装置的油气悬架、具有该油气悬架的底盘和具有该底盘的车辆。

背景技术

悬架是车辆的车架与车桥或车轮之间的传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传递给车架或车身的冲击力，并且衰减由此引起的振动，以保证车辆能够平顺地行驶。典型的悬架由弹性元件、导向机构和减震器等组成，有的悬架还包括缓冲块、横向稳定杆等，弹性元件又包括钢板弹簧、螺旋弹簧和扭杆弹簧等形式，而现代车辆悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧。

通常，现有的载货汽车和工程车辆(例如自卸车、搅拌车和全路面起重机等)的底盘是由公路用车改进的，其使用钢板弹簧作为悬架的弹性元件。由于载货汽车多数用于长途运输，而工程车辆经常用在工程或矿山上，因此载货汽车和工程车辆经常行驶在凹凸不平的路面上。因为钢板弹簧的刚度为线性的，当载货汽车和工程车辆行驶在凹凸不平的路面上时，钢板弹簧的刚度不能随着路况适应性地调整，导致悬架的悬挂性能不理想，悬挂特性较差，从而通常需要降低车速来补偿车辆的悬挂性能，因此导致车辆的平顺性变差，运输效率较低。

另外，由于钢板弹簧悬架的悬挂性能较差，从而车辆在行驶的过程中，特别是载货汽车在空车运载的过程中，车辆颠簸较大。长期使用之后，车载电气元件受到颠簸振荡，导致电气元件损坏，寿命降低，可靠性不高，使得车辆运行不稳定。

同时，由于载货汽车的载荷变化较大，钢板弹簧的刚度不能随着载荷的变化而变化，导致载货汽车在不同的车况下不能适应性调整，从而悬挂特性较差，性能不理想，导致车辆平顺性变差，运输效率较低。

因此，需要一种变刚性的油气悬架，使得悬架的悬挂特性较好，车辆平顺性变高，运输效率较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种油气悬挂装置、具有该油气悬挂装置的油气悬架、具有该油气悬架的底盘和具有该底盘的车辆，该油气悬挂装置的悬挂特性较好，车辆平顺性变高，运输效率较高。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种油气悬挂装置，其中，该油气悬挂装置包括依次连通的气源、控制回路和执行回路，在所述控制回路中，所述气源的气压转化为所述执行回路的液压。

优选地，所述控制回路包括气液转换器，该气液转换器设置在所述气源和所述执行回路之间，以将所述气源的气压转化为所述执行回路的液压。

优选地，所述控制回路还包括第一液压缸，该第一液压缸设置在所述气液转换器与所述执行回路之间。

优选地，所述控制回路还包括电磁阀，该电磁阀设置在所述气源和所述气液转换器之间。

优选地，所述控制回路还包括换向阀，该换向阀设置在所述气源和所述气液转换器之间并且与所述电磁阀并联。

优选地，所述执行回路包括第二液压缸，该第二液压缸与所述控制回路连通。

优选地，所述执行回路还包括蓄能器，该蓄能器与所述控制回路连通并且与所述第二液压缸并联。

优选地，所述执行回路还包括液控单向阀，该液控单向阀设置在所述控制回路与所述第二液压缸和蓄能器之间。

优选地，所述执行回路还包括闭锁阀，该闭锁阀设置在所述液控单向阀与所述第二液压缸之间，并且所述第二液压缸通过所述闭锁阀与所述蓄能器连通。

优选地，所述执行回路还包括减振阀，该减振阀设置在所述液控单向阀与所述蓄能器之间，并且所述蓄能器通过所述减振阀和所述闭锁阀与所述第二液压缸连通。

优选地，所述控制回路和所述执行回路分别为并联的多个。

优选地，多个并联的所述控制回路共用一个所述换向阀，该换向阀设置在所述气源和每个所述控制回路的气液转换器之间并且与每个所述控制回路的电磁阀并联。

优选地，所述控制回路为并联的两个。

优选地，所述执行回路为并联的两个或四个或八个。

优选地，所述气源为储气筒，该储气筒内容纳有高压气体。

本发明的另一方面提供一种油气悬架，该油气悬架包括相互独立的多个油气悬挂装置，其中，所述油气悬挂装置为如上所述的油气悬挂装置。

优选地，该油气悬架还包括闭锁装置，该闭锁装置与每个所述油气悬挂装置的执行回路连通。

优选地，所述闭锁装置包括依次连通的气源、闭锁控制回路和并联的多个闭锁执行回路，在所述闭锁控制回路中，所述气源的气压转化为所述多个闭锁执行回路的液压，该多个闭锁执行回路与所述多个油气悬挂装置的执行回路一一对应地连通。

优选地，所述闭锁控制回路包括气液转换器，该气液转换器设置在所述气源和所述闭锁执行回路之间，以将所述气源的气压转化为所述闭锁执行回路的液压。

优选地，所述闭锁控制回路还包括第一液压缸，该第一液压缸设置在所述气液转换器与所述闭锁执行回路之间。

优选地，所述闭锁控制回路还包括电磁阀，该电磁阀设置在所述气源和所述气液转换器之间。

优选地，所述多个闭锁执行回路与所述多个油气悬挂装置的执行回路的闭锁阀一一对应地连通。

优选地，该油气悬架包括相互独立的两个悬挂装置。

本发明的再一方面提供一种车辆的底盘，该底盘包括车架、车轮、车桥和悬架，所述车轮设置在所述车桥的两侧，所述车架设置在所述车桥和车轮的上方，所述油气悬架设置在所述车架与所述车桥和车轮之间，其中，所述油气悬架为如上所述的油气悬架。

优选地，所述车桥包括前桥和后桥，所述前桥与其中一个所述油气悬挂装置连接，所述后桥与另一个所述油气悬挂装置连接。

优选地，所述车桥包括前桥、中桥和后桥，所述前桥与其中一个所述悬挂装置连接，所述中桥和后桥与另一个所述悬挂装置连接。

本发明的又一方面提供一种车辆，该车辆包括发动机、底盘和车身，所述车身和发动机设置在所述底盘上，其中，所述底盘为如上所述的底盘。

通过上述技术方案，本发明的油气悬挂装置可以用于各种油气悬架，可以用于车辆的前桥、中桥和后桥，用于调整车首和车尾的车姿、高度等。由于该油气悬挂装置采用气压驱动，并且通过合适的回路或装置将气压转换为液压，从而驱动其它部件运动，最终实现车辆(特别是载货汽车和工程车辆)的车姿调整、车架高度调节等。同时，由于该油气悬挂装置主要为气动回路和液压回路，其刚度可以根据车况和路况等相对应地进行调节，使得油气悬挂装置适应于车辆的各种驾驶环境，从而提高油气悬挂装置的悬挂特性，车辆行驶的稳定性和平顺性变好。

进一步地，由于车辆行驶稳定，颠簸较小，车载元件(特别是电气元件)受到的振荡较小，保护了这些元件，使其使用寿命延长，可靠性提高。

再者，由于此油气悬挂装置采用气压驱动而不是液压，随车不用携带体积庞大的油箱来提供液压驱动其它部件，并且也不用设置复杂的液压元件来进行各种悬挂操作。另外，气压驱动的气源容易采集(例如随车的空压机和发动机进气源)，安全环保，价格低廉，来源丰富。这样既保证了车辆行驶的安全性，又减轻了车体重量，减少了油液的使用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的第一实施方式的油气悬挂装置的示意图；

图2是本发明的第二实施方式的油气悬挂装置的示意图；

图3是本发明的实施方式的油气悬架的示意图；以及

图4是本发明的实施方式的油气悬架的闭锁装置的闭锁控制回路的示意图。

附图标记说明

10，20    悬挂装置

11，21，31气源

12，22    控制回路

13，23    执行回路

12a，22a，32a    电磁阀

12b，22b，32b    气液转换器

12c，22c，32c    第一液压缸

12d，22d         换向阀

13a，23a         第二液压缸

13b，23b         蓄能器

13c，23c         液控单向阀

13d，23d         减振阀

30               闭锁装置

32               闭锁控制回路

33               闭锁执行回路

33a              闭锁阀

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1和图2所示，本发明的一方面提供一种油气悬挂装置10、20，其中，该油气悬挂装置10、20包括依次连通的气源11、21，控制回路12、22和执行回路13、23，在所述控制回路12、22中，所述气源11、21的气压转化为所述执行回路13、23的液压。

通过上述技术方案，本发明的油气悬挂装置10、20可以用于各种油气悬架，可以用于车辆的前桥、中桥和后桥，用于调整车首和车尾的车姿、高度等。由于该油气悬挂装置10、20采用气压驱动，并且通过合适的回路或装置将气压转换为液压，从而驱动其它部件运动，最终实现车辆(特别是载货汽车和工程车辆)的车姿调整、车架高度调节等。同时，由于该油气悬挂装置10、20主要为气动回路和液压回路，其刚度可以根据车况和路况等相对应地进行调节，使得油气悬挂装置10、20适应于车辆的各种驾驶环境，从而提高油气悬挂装置10、20的悬挂特性，车辆行驶的稳定性和平顺性变好。

进一步地，由于车辆行驶稳定，颠簸较小，车载元件特别是电气元件受到的振荡较小，保护了这些元件，使其使用寿命延长，可靠性提高。

再者，由于此油气悬挂装置10、20采用气压驱动而不是液压，随车不用携带体积庞大的油箱来提供液压驱动其它部件，并且也不用设置复杂的液压元件来进行各种悬挂操作。另外，气压驱动的气源11、21容易采集，例如随车的空压机和发动机进气源，安全环保，价格低廉，来源丰富。这样既保证了车辆行驶的安全性，又减轻了车体重量，减少了油液的使用。

如图1所示，根据本发明的第一实施方式的油气悬挂装置，优选地，所述控制回路12、22包括气液转换器12b、22b，该气液转换器12b、22b设置在所述气源11、21和所述执行回路13、23之间，以将所述气源11、21的气压转化为所述执行回路13、23的液压。通过气液转换器12b、22b将气源11、21的气体压力转换为液压，从而驱动控制回路12、22和执行回路13、23的其它部件运动，实现油气悬挂装置的刚性调节、车姿调整和车架高度调节等操作。气液转换器12b、22b用于气压和液压的转换，其稳定性和传输性较好，可靠性较高，能够将气体压力尽量转换为相同大小的液体压力，转换率较高，减少了能力损失。

如图1所示，为了提高执行回路13、23的液体的压力值，优选地，所述控制回路12、22还包括第一液压缸12c、22c，该第一液压缸12c、22c设置在所述气液转换器12b、22b与所述执行回路13、23之间。由于气压的压力较小，其通过气液转换器12b、22b转换为液压之后的压力也较小。为了提高控制回路12、22传递给执行回路13、23的液压的压力值，设置第一液压缸12c、22c，使得通过第一液压缸12c、22c的出油口侧的压力较高，从而提高执行回路的负载能力和操作性。

如图1所示，为了方便控制油气悬挂装置10、20的工作状态，优选地，所述控制回路12、22还包括电磁阀12a、22a，该电磁阀12a、22a设置在所述气源11、21和所述气液转换器12b、22b之间。电磁阀12a、22a用于控制气源11、21与气液转换器12b、22b之间流通气体的通断，并且可以采用二位三通电磁换向阀，方便驾驶员的在驾驶室内的控制和操作。

当车辆需要进行车姿调整时，电磁阀12a、22a通电，电磁阀12a、22a的进气口和出气口连通，气源11、21的气体通过电磁阀12a、22a流向气液转换器12b、22b，从而进行气液转换；当车辆调整为需要的车姿时，电磁阀12a、22a断电，电磁阀12a、22a的出气口与排气口连通，从而与大气连通，因而保持气液转换器12b、22b液体侧的压力，进而使得执行回路13、23的压力保持恒定，使得车辆保持一定的车姿不变，即根据车型和通常的运行状况保持在标准的高度。

如图1所示，由于车辆的载重量会发生改变，优选地，所述控制回路12、22还包括换向阀12d、22d，该换向阀12d、22d设置在所述气源11、21和所述气液转换器12b、22b之间并且与所述电磁阀12a、22a并联。换向阀12d、22d也用于控制气源11、21与气液转换器12b、22b之间流通气体的通断，并且可以采用各种各样的换向阀，例如二位三通换向阀，但是换向阀12d、22d主要用于车架高度的自动调整，属于车姿的微调。

当通过电磁阀12a、22a的控制将车辆的车姿调整到并保持在标准状态后，在进行车辆的货物装载的过程中，电磁阀12a、22a处于关闭状态并且排气口不与大气连通，由于车辆的重量会发生较大的变化，导致车架的高度发生变化。因而，当车载传感器检测到车架高度超出标准范围时，即低于标准值或高于标准值，整车控制器发送控制信号给换向阀12d、22d使其打开，或者操作换向阀12d、22d使其打开，其进气口A与出气口C连通，以将气源11、21与气液转换器12b、22b连通，对车架进行调整；当车架高度调整到标准范围内时，传感器发送信号给整车控制器，从而关闭换向阀12d、22d，其进气口A与排气口D连通，气源11、21与大气连通，气液转换器12b、22b停止工作，车架高度保持在标准范围内，从而完成车辆装载过程中的车架高度的自动调整，使得油气悬挂装置10、20与车辆的载重量相适应。

如图1所示，根据本发明的第一实施方式的油气悬挂装置，优选地，所述执行回路13、23包括第二液压缸13a、23a，该第二液压缸13a、23a与所述控制回路12、22连通。可以采用液压缸和液压马达作为执行元件，该油气悬挂装置的执行回路13、23采用第二液压缸13a、23a作为执行元件，第二液压缸13a、23a与车轮和车桥连接，将执行回路13、23的液体压力能转换为机械能，从而对车辆的车姿和车架高度等进行调整。可以采用活塞式液压缸，其结构简单，工作可靠，运动平稳，能够可靠、快速、平稳地执行调整车辆的操作。

如图1所示，为了根据车辆行驶的路况对车辆进行调整，优选地，所述执行回路13、23还包括蓄能器13b、23b，该蓄能器13b、23b与所述控制回路12、22连通并且与所述第二液压缸13a、23a并联。当车辆行驶在路面上时，特别是行驶在不平整的路面时，此时车辆的车姿和车架高度已调整完毕，电磁阀12a、22a和换向阀12d、22d处于断开状态，车轮带动车桥上下运动，导致第二液压缸13a、23a的活塞杆运动，使得执行回路13、23内的液压油压力增大，因此设置蓄能器13b、23b来吸收和储存这部分能量。当油气悬挂装置10、20需要这部分能量时，再将能量释放出来。蓄能器13b、23b在车辆行驶过程中，在第二液压缸13a、23a的活塞随着车轮和车桥的运动发生运动的情况下，起到维持执行回路13、23的液体压力平衡和吸收振动的作用，从而保证油气悬挂装置10、20较好的悬挂特性和车辆行驶的平稳性，减小了车辆行驶的颠簸。

为了保证执行回路13、23内的液体压力，如图1所示，优选地，所述执行回路13、23还包括液控单向阀13c、23c，该液控单向阀13c、23c设置在所述控制回路13、23与所述第二液压缸13a、23a和蓄能器13b、23b之间。控制回路13、23通过液控单向阀13c、23c与执行回路13、23的第二液压缸13a、23a和蓄能器13b、23b连通，从而只有当控制回路13、23的液体压力大于液控单向阀13c、23c的预定压力时，液控单向阀13c、23c才打开使得控制回路13、23内的液体流动到第二液压缸13a、23a和蓄能器13b、23b内，从而第二液压缸13a、23a执行车姿调整和车架高度调节等操作。因此，只有在车姿调整和车架高度调节的过程中液控单向阀13c、23c才会处于打开状态，在车辆行驶的过程中，液控单向阀13c、23c处于关闭状态，防止执行回路13、23中的液体回流到控制回路12、22中，导致行驶中车姿变化和车架高度变化等带来的危险，其可以保证进行调节后的车辆的车姿和车架高度的保持。

如图1所示，为了在车辆不行使的状态将油气悬挂装置10、20锁定，优选地，所述执行回路13、23还包括闭锁阀33a，该闭锁阀33a设置在所述液控单向阀13c、23c与所述第二液压缸13a、23a之间，并且所述第二液压缸13a、23a通过所述闭锁阀33a与所述蓄能器13b、23b连通。当车辆处于停驶或制动状态时，特别是工程车辆处于作业状态时，闭锁阀33a处于关闭状态，使得第二液压缸13a、23a与蓄能器13b、23b之间处于截断状态，整个油气悬挂装置10、20处为刚性不变的状态，保证了车姿和车架高度，方便作业。当车辆恢复正常的行驶状态时，闭锁阀33a处于打开状态，第二液压缸13a、23a与蓄能器13b、23b恢复连通，油气悬挂装置10、20恢复悬挂性能。

为了衰减车辆行驶过程中的振动，如图1所示，优选地，所述执行回路还包括减振阀13d、23d，该减振阀13d、23d设置在所述液控单向阀13c、23c与所述蓄能器13b、23b之间，并且所述蓄能器13b、23b通过所述减振阀13e、23e和所述闭锁阀33a与所述第二液压缸13a、23a连通。由于车辆行驶在路面上，特别是凹凸不平的路面，车轮和车桥均发生上下运动，导致第二液压缸13a、23a的活塞和蓄能器13b、23b的浮动活塞均发生上下振动，通过减振阀13d、23d来衰减它们的振动，进一步地衰减车辆行驶时的振动，提高悬挂装置10、20的悬挂性能和车辆行驶的平稳性。

如图2所示，根据本发明的第二实施方式的油气悬挂装置，优选地，所述控制回路12、22和所述执行回路13、23分别为并联的多个。为了实现车姿调整中的车辆高低和车辆各部分的姿态调整，采用多个并联的控制回路12、22和多个并联的执行回路13、23，在进行车姿调整时，控制回路12、22控制车辆高度的上升和下降使其处于标准状态，执行回路13、23操作车桥和车身两侧的车轮；在车架高度的调节时，控制回路12、22控制车架的上升和下降使其处于标准范围内，执行回路13、23操作车桥和车身两侧的车轮。因此，能够实现车辆的各种功能，并且同时在车辆的不同位置进行操作，方便了操作，使得车姿调整和车架高度调节更容易实现。

为了简化油气悬挂装置的结构，如图2所示，优选地，多个并联的所述控制回路12、22共用一个所述换向阀12d、22d，该换向阀12d、22d设置在所述气源11、21和每个所述控制回路12、22的气液转换器12b、22b之间并且与每个所述控制回路12、22的电磁阀12a、22a并联。在车架高度的调节时，换向阀12d、22d用于控制气源11、21与气液转换器12b、22b之间的通断，此时每个控制回路12、22的电磁阀12a、22a均处于断开状态并且排气口D关闭。换向阀12d、22d可以采用二位四通换向阀，在不同的阀位状态实现不同的功能。这样既减少了部件的使用和设置，并且简化了悬挂装置10、20的结构，使其各种功能更容易实现，操作更加方便。

由于控制回路12、22主要是控制上升和下降两种情况，如图2所示，优选地，所述控制回路12、22为并联的两个。采用两个并联的控制回路12、22即可实现车姿调整的上升和下降，以及车架高度自动调整的车架上升和下降，因此，减少了控制回路的设置，简化了油气悬挂装置的结构。

由于执行回路13、23用于调整车首或车尾的姿态和高度，如图2所示，优选地，所述执行回路13、23为并联的两个或四个或八个。当油气悬挂装置10用于车首调节时，由于车首载重量较小，执行回路13为并联的两个；当油气悬挂装置20用于车尾调节时，由于车尾载重量较大，根据车尾的载重量的大小，执行回路23设置为并联的四个或八个。当然，具体根据车辆的运行状况，执行回路13、23设置为并联的两个或四个或八个，可以根据具体需要而定。

为了满足油气悬挂装置10、20的气体的需求，优选地，所述气源11、21为储气筒，该储气筒内容纳有高压气体。储气筒内容纳的高压气体可以来自于随车的空气压缩机提供的压缩空气，将其储存在储气筒中备用，以满足油气悬挂装置10、20的使用需求。

现结合图2对本发明的油气悬挂装置10、20的工作原理进行说明。

首先，在车辆空载的状态下，需要对车辆的车姿进行调整，使其处于标准的车姿状态。以调整车首为例进行说明，车尾的调整与其相同。

车姿的调整是对车辆的高低和姿态的标定，此时换向阀12d处于断开状态，并且排气口D关闭。

当调节车首上升时，打开其中一个控制回路12的电磁阀12a，另一个控制回路12的电磁阀12a处于关闭状态，从而另一个控制回路12不工作，在此不做说明。其中一个控制回路12的电磁阀12a的进气口和出气口连通，气体从气源11通过电磁阀12a流向气液转换器12b产生气压，从而气液转换器12b的活塞在气体压力作用下移动而产生液压，推动第一液压缸12c的活塞运动。当达到一定的压力时，液控单向阀13c打开，液体通过闭锁阀33a流入第二液压缸13a内，同时液体通过减振阀13d流入蓄能器13b内，第二液压缸13a向外做功使得车首抬高。当车首上升到需要的高度时，关闭电磁阀12a，使得电磁阀12a的进气口关闭，出气口与排气口连通而与大气连通，气液转换器12b停止工作，液体压力不再升高，液控单向阀13c受弹簧压力回位而关闭，从而执行回路13保持一定的压力，车首保持在调整后的高度。

当调节车首下降时，打开另一个控制回路12的电磁阀12a，使得该电磁阀12a的进气口和出气口连通，其中一个控制回路12的电磁阀12a的进气口始终关闭，出气口与排气口连通而保持与大气连通。在另一个控制回路12中，气体从气源11通过电磁阀12a流向气液转换器12b产生气压，从而气液转换器12b的活塞在气体压力作用下移动而产生液压，推动第一液压缸12c、22c的活塞运动。当达到一定的压力时，液控单向阀13c打开，由于执行回路13中的液体压力较大，执行回路13中的液体通过液控单向阀13c回流到其中一个控制回路12中，从而液体压力降低使得车首下降。在其中一个控制回路12中，液体推动气液转换器12b的活塞运动，气体通过电磁阀12a的排气口排到大气中。当车首下降到需要的高度时，关闭另一个控制回路12的电磁阀12a，使得电磁阀12a的进气口关闭，出气口与排气口连通而与大气连通，气液转换器12b停止工作，液体压力不再升高，液控单向阀13c受弹簧压力回位而关闭，从而执行回路13保持一定的压力，车首保持在调整后的高度。

然后，在车辆处于调整后的状态下，进行货物的装载或卸载，需要车架的高度随着装载量相应地自动调整，使其处于标准的高度。以车首的调节为例进行说明，车尾的调节与其相同。

车架高度的调整是在车姿调整之后，根据装载量对车架高度的自动微调使其处于标准范围内，以保持车辆一定的车架高度和车辆倾角，此时并联的两个控制回路12的电磁阀12a处于断开状态，并且排气口关闭而不与大气连通。

当进行货物装载时，传感器检测到车首高度降低而超出标准范围，需要调节车首上升，操作换向阀12d，使其进气口A与出气口C连通。在其中一个控制回路12中，气体从气源11通过换向阀12d的进气口A与出气口C流向气液转换器12b产生气压，从而气液转换器12b的活塞在气体压力作用下移动而产生液压，推动第一液压缸12c的活塞运动。当达到一定的压力时，液控单向阀13c打开，液体通过闭锁阀33a流入第二液压缸13a内，同时液体通过减振阀13d流入蓄能器13b内，第二液压缸13a向外做功使得车首抬高。当车首上升到需要的高度时，操作换向阀12d，使其进气口A关闭，出气口B与排气口D连通而与大气连通，气液转换器12b停止工作，液体压力不再升高，液控单向阀13c受弹簧压力回位而关闭，从而执行回路13保持一定的压力，车首保持在调整后的高度。

当进行货物卸载时，传感器检测到车首高度升高而超出标准范围，需要调节车首下降，操作换向阀12d，使其进气口A与出气口B连通。在另一个控制回路12中，气体从气源11通过换向阀12d的进气口A与出气口B流向气液转换器12b产生气压，从而气液转换器12b的活塞在气体压力作用下移动而产生液压，推动第一液压缸12c的活塞运动。当达到一定的压力时，液控单向阀13c打开，由于执行回路13中的液体压力较大，执行回路13中的液体通过液控单向阀13c回流到其中一个控制回路12中，从而液体压力降低使得车首下降。在其中一个控制回路12中，液体推动气液转换器12b的活塞运动，气体通过换向阀12d的排气口D排到大气中。当车首下降到需要的高度时，操作换向阀12d，使其进气口A关闭，出气口B与排气口D连通而与大气连通，气液转换器12b停止工作，液体压力不再升高，液控单向阀13c受弹簧压力回位而关闭，从而执行回路13保持一定的压力，车首保持在调整后的高度。

当完成车姿的调整和车架高度的微调之后，车辆正常行驶时，电磁阀12a和换向阀12d均处于断开状态，控制回路12不工作，液控单向阀13c也处于断开的状态，油气悬挂装置10、20处于变刚性的状态，通过控制回路13对车辆的振动进行缓冲，因此具有很好的悬挂特性。

如图3所示，本发明的另一方面提供一种油气悬架，该油气悬架包括相互独立的多个油气悬挂装置10、20，其中，所述油气悬挂装置10、20为如上所述的油气悬挂装置10、20。

根据本发明的技术方案，相互独立的多个油气悬挂装置10、20分别与车辆的不同部分连接，例如车首和车尾，从而使得车辆的各部分的悬挂性能相对独立，也能够分别对车辆的各部分进行车姿的调整和车架高度的自动调节，使得操作方便。由于车辆各部分的装载情况和车况等不同，因而相对应地调节各个油气悬挂装置10、20，使得油气悬架与各部分相适应，从而进一步提高油气悬架的悬挂性能，车辆行驶的稳定性和平顺性更好。

如图3所示，为了方便操作使得油气悬架转换到闭锁状态，优选地，该油气悬架还包括闭锁装置30，该闭锁装置30与每个所述油气悬挂装置10、20的执行回路13、23连通。在车辆制动的状态下，通过闭锁装置30的操作，使得油气悬架的每个油气悬挂装置10、20的执行回路13、23锁定，从而使得整个油气悬架处于闭锁状态，其刚性不便，方便车辆进行其它的作业，例如起重机的吊装、泵车的输送和挖掘机的挖掘等，保证了车辆油气悬架的稳定性和刚度，避免作业过程中车身出现运动。

如图3所示，优选地，所述闭锁装置30包括依次连通的气源31、闭锁控制回路32和并联的多个闭锁执行回路33，在所述闭锁控制回路32中，所述气源31的气压转化为所述多个闭锁执行回路33的液压，该多个闭锁执行回路33与所述多个油气悬挂装置10、20的执行回路13、23一一对应地连通。

由于该闭锁装置30采用气压驱动，并且通过合适的回路或装置将气压转换为液压，从而驱动其它部件运动，使得多个油气悬挂装置10、20的执行回路13、23均锁定，最终实现车辆的闭锁功能。同时，由于闭锁装置30采用气压驱动而不是液压，随车不用携带体积庞大的油箱来提供液压驱动其它部件，并且也不用设置复杂的液压元件。气压驱动的气源11、21容易采集，例如随车的空压机和发动机进气源，安全环保，价格低廉，来源丰富，减轻了车体重量，减少了油液的使用。

如图4所示，优选地，所述闭锁控制回路32包括气液转换器32b，该气液转换器32b设置在所述气源31和所述闭锁执行回路33之间，以将所述气源31的气压转化为所述闭锁执行回路33的液压。通过气液转换器32b将气源31的气体压力转换为液压，从而驱动闭锁控制回路32和闭锁执行回路33的其它部件运动，实现油气悬架的刚性固定，使得油气悬架处于闭锁状态。气液转换器32b用于气压和液压的转换，其稳定性和传输性较好，可靠性较高，能够将气体压力尽量转换为相同大小的液体压力，转换率较高，减少了能力损失。

如图4所示，为了提高闭锁执行回路33的液体的压力值，优选地，所述闭锁控制回路32还包括第一液压缸32c，该第一液压缸32c设置在所述气液转换器32b与所述闭锁执行回路33之间。由于气压的压力较小，其通过气液转换器32b转换为液压之后的压力也较小。为了提高闭锁控制回路32传递给闭锁执行回路33的液压的压力值，设置第一液压缸32c，使得通过第一液压缸32c的出油口侧的压力较高，从而提高各个闭锁执行回路33的负载能力和操作性，使得油气悬架的闭锁状态稳定，不会由于其它因素的影响而解除。

如图4所示，为了方便控制闭锁装置30的工作状态，优选地，所述闭锁控制回路32还包括电磁阀32a，该电磁阀32a设置在所述气源31和所述气液转换器32b之间。电磁阀32a用于控制气源31与气液转换器32b之间流通气体的通断，并且可以采用二位三通电磁换向阀，方便驾驶员的在驾驶室内的控制和操作。电磁阀32a的控制方式和操作与油气悬挂装置10、20的控制回路12、22的电磁阀12a、22a相同，电磁阀32a通电，油气悬架处于闭锁状态，电磁阀32a断电，油气悬架恢复正常状态，在此不再累述。

如图3所示，为了方便油气悬架的闭锁功能的实现，优选地，所述多个闭锁执行回路33与所述多个油气悬挂装置10、20的执行回路13、23的闭锁阀33a一一对应地连通。通过闭锁控制回路32的控制，然后操作闭锁执行回路33，使得多个油气悬挂装置10、20的执行回路13、23的闭锁阀33a断开，从而第二液压缸13a、23a与蓄能器13b、23b之间的油路断开，使得油气悬架处于刚性闭锁状态，保证车辆结构的稳定性，便于进行作业。

如图3所示，对于大部分的工程车辆和载货汽车来说，优选地，该油气悬架包括相互独立的两个悬挂装置10、20。油气悬架的两个悬挂装置10、20分别实现车首和车尾的悬挂性能，相互独立进行操作，适合于车辆的结构和性能。

本发明的再一方面提供一种车辆的底盘，该底盘包括车架、车轮、车桥和悬架，所述车轮设置在所述车桥的两侧，所述车架设置在所述车桥和车轮的上方，所述油气悬架设置在所述车架与所述车桥和车轮之间，其中，所述油气悬架为如上所述的油气悬架。

本发明的底盘在车架与车桥和车轮之间设置油气悬架，通过装载前对油气悬架的主动调整和装载过程中的自动调整，将车架与车桥和车轮之间的高度保持在合适的范围内以保持一定的车姿，使得油气悬架更加适应于当前的车况，使其更好地发挥其悬挂性能。在行驶的过程中，油气悬架能够更好地缓冲车桥和车轮传递给车架的冲击和振动，使得车辆行驶平稳，减小振动，从而提高底盘的减振性能和稳定性，有利于整车性能的提高。

对于4×2的车辆来说，优选地，所述车桥包括前桥和后桥，所述前桥与其中一个所述油气悬挂装置10连接，所述后桥与另一个所述油气悬挂装置20连接。由于前桥和后桥的作用和结构不同，为了方便车首的前桥和车尾的后桥的调节，前桥与一个油气悬挂装置10连接以对其进行调整，后桥与另一个油气悬挂装置20连接以对其进行调整，使它们适应不同的使用需求和各自的结构特点。

对于6×4的车辆来说，优选地，所述车桥包括前桥、中桥和后桥，所述前桥与其中一个所述悬挂装置10连接，所述中桥和后桥与另一个所述悬挂装置20连接。由于前桥与中桥和后桥的作用和结构不同，为了方便车首的前桥和车尾的中桥、后桥的调节，前桥与一个油气悬挂装置10连接以对其进行调整，中桥和后桥与另一个油气悬挂装置20连接以对其进行调整，使它们适应不同的使用需求和各自的结构特点。

本发明的又一方面提供一种车辆，该车辆包括发动机、底盘和车身，所述车身和发动机设置在所述底盘上，其中，所述底盘为如上所述的底盘。

本发明的车辆采用上述的底盘，该底盘的油气悬架悬挂性能较好，能够对车辆的车姿和车架高度进行调节，使其保证一定的高度。在车辆行驶过程中，减振性和行驶平稳性更佳，能够保护车辆的车身和发动机的其它部件，使得车辆的驾驶性和舒适性提高。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (24)

1.一种油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，该油气悬挂装置(10；20)包括依次连通的气源(11；21)、控制回路(12；22)和执行回路(13；23)，在所述控制回路(12；22)中，所述气源(11；21)的气压转化为所述执行回路(13；23)的液压；

所述控制回路(12；22)包括气液转换器(12b；22b)，该气液转换器(12b；22b)设置在所述气源(11；21)和所述执行回路(13；23)之间，以将所述气源(11；21)的气压转化为所述执行回路(13；23)的液压；

所述控制回路(12；22)还包括电磁阀(12a；22a)，该电磁阀(12a；22a)设置在所述气源(11；21)和所述气液转换器(12b；22b)之间；

所述控制回路(12；22)还包括换向阀(12d；22d)，该换向阀(12d；22d)设置在所述气源(11；21)和所述气液转换器(12b；22b)之间并且与所述电磁阀(12a；22a)并联。

2.根据权利要求1所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述控制回路(12；22)还包括第一液压缸(12c；22c)，该第一液压缸(12c；22c)设置在所述气液转换器(12b；22b)与所述执行回路(13；23)之间。

3.根据权利要求1所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述执行回路(13；23)包括第二液压缸(13a；23a)，该第二液压缸(13a；23a)与所述控制回路(12；22)连通。

4.根据权利要求3所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述执行回路(13；23)还包括蓄能器(13b；23b)，该蓄能器(13b；23b)与所述控制回路(12；22)连通并且与所述第二液压缸(13a；23a)并联。

5.根据权利要求4所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述执行回路(13；23)还包括液控单向阀(13c；23c)，该液控单向阀(13c；23c)设置在所述控制回路(13；23)与所述第二液压缸(13a；23a)和蓄能器(13b；23b)之间。

6.根据权利要求5所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述执行回路(13；23)还包括闭锁阀(33a)，该闭锁阀(33a)设置在所述液控单向阀(13c；23c)与所述第二液压缸(13a；23a)之间，并且所述第二液压缸(13a；23a)通过所述闭锁阀(33a)与所述蓄能器(13b；23b)连通。

7.根据权利要求6所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述执行回路还包括减振阀(13d；23d)，该减振阀(13d；23d)设置在所述液控单向阀(13c；23c)与所述蓄能器(13b；23b)之间，并且所述蓄能器(13b；23b)通过所述减振阀(13e；23e)和所述闭锁阀(33a)与所述第二液压缸(13a；23a)连通。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述控制回路(12；22)和所述执行回路(13；23)分别为并联的多个。

9.根据权利要求8所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，多个并联的所述控制回路(12；22)共用一个所述换向阀(12d；22d)，该换向阀(12d；22d)设置在所述气源(11；21)和每个所述控制回路(12；22)的气液转换器(12b；22b)之间并且与每个所述控制回路(12；22)的电磁阀(12a；22a)并联。

10.根据权利要求9所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述控制回路(12；22)为并联的两个。

11.根据权利要求10所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述执行回路(13；23)为并联的两个或四个或八个。

12.根据权利要求1所述的油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述气源(11；21)为储气筒，该储气筒内容纳有高压气体。

13.一种油气悬架，该油气悬架包括相互独立的多个油气悬挂装置(10；20)，其特征在于，所述油气悬挂装置(10；20)为根据权利要求1-12中任意一项所述的油气悬挂装置(10；20)。

14.根据权利要求13所述的油气悬架，其特征在于，该油气悬架还包括闭锁装置(30)，该闭锁装置(30)与每个所述油气悬挂装置(10；20)的执行回路(13；23)连通。

15.根据权利要求14所述的油气悬架，其特征在于，所述闭锁装置(30)包括依次连通的气源(31)、闭锁控制回路(32)和并联的多个闭锁执行回路(33)，在所述闭锁控制回路(32)中，所述气源(31)的气压转化为所述多个闭锁执行回路(33)的液压，该多个闭锁执行回路(33)与所述多个油气悬挂装置(10；20)的执行回路(13；23)一一对应地连通。

16.根据权利要求15所述的油气悬架，其特征在于，所述闭锁控制回路(32)包括气液转换器(32b)，该气液转换器(32b)设置在所述气源(31)和所述闭锁执行回路(33)之间，以将所述气源(31)的气压转化为所述闭锁执行回路(33)的液压。

17.根据权利要求16所述的油气悬架，其特征在于，所述闭锁控制回路(32)还包括第一液压缸(32c)，该第一液压缸(32c)设置在所述气液转换器(32b)与所述闭锁执行回路(33)之间。

18.根据权利要求17所述的油气悬架，其特征在于，所述闭锁控制回路(32)还包括电磁阀(32a)，该电磁阀(32a)设置在所述气源(31)和所述气液转换器(32b)之间。

19.根据权利要求18所述的油气悬架，其特征在于，所述多个闭锁执行回路(33)与所述多个油气悬挂装置(10；20)的执行回路(13；23)的闭锁阀(33a)一一对应地连通。

20.根据权利要求13所述的油气悬架，其特征在于，该油气悬架包括相互独立的两个悬挂装置(10；20)。

21.一种车辆的底盘，该底盘包括车架、车轮、车桥和悬架，所述车轮设置在所述车桥的两侧，所述车架设置在所述车桥和车轮的上方，所述悬架设置在所述车架与所述车桥和车轮之间，其特征在于，所述悬架为根据权利要求13-20中任意一项所述的油气悬架。

22.根据权利要求21所述的底盘，其特征在于，所述车桥包括前桥和后桥，所述前桥与其中一个所述油气悬挂装置(10)连接，所述后桥与另一个所述油气悬挂装置(20)连接。

23.根据权利要求21所述的底盘，其特征在于，所述车桥包括前桥、中桥和后桥，所述前桥与其中一个所述悬挂装置(10)连接，所述中桥和后桥与另一个所述悬挂装置(20)连接。

24.一种车辆，该车辆包括发动机、底盘和车身，所述车身和发动机设置在所述底盘上，其特征在于，所述底盘为根据权利要求21-23中任意一项所述的底盘。