CN103016468A - 一种液力惯容器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力惯容器装置，包括双筒式减震器和液压马达以及工作状态转换机构。本发明在传统减震器和惯容器两种工作状态之间进行转换。阻尼减震器工作缸的上腔和下腔分别与液压马达两端通过高压软管相连。当处于惯容器工作状态时，外力沿轴向方向施加于工作缸内的空心活塞杆时，活塞相对于缸体作直线运动，上腔与下腔之间形成压差，压差推动油液全部从高压腔经过液压马达流入低压腔，从而推动液压马达转动，获得惯容器特征。当处于减震器工作状态时，上腔与下腔的油液全部通过活塞上液压阀流通，不流经液压马达，从而获得减震器特征。

Description

一种液力惯容器装置

技术领域

本发明涉及一种液力惯容器装置，特指工作状态可转换的液力惯容器装置。

背景技术

机电一体化已经成为新世纪工程领域的一个重要发展方向。在这种一体化过程中经常需要将机械与电子系统网络化后当成一个大系统来研究。传统工程应用中，机械与电子系统存在两种对应关系，一种是“力-电压”对应，即质量、阻尼和弹簧分别与电感、电阻和电容对应，另一种是“力-电流”对应，即质量、阻尼和弹簧分别与电容、电阻和电感对应。只有在机械与电子网络严格对应后，大量的电子网络理论和研究方法才可以应用于机械系统，包括汽车悬架系统、车辆转向系统、火车悬架系统、建筑隔振系统、直升机隔振系统、动力吸振装置等等。

上述电子网络元件均具有两个独立、自由的端点，即电感、电阻和电容的两个端点均不受特定参考点的限制。然而，质量元件其加速度须以惯性坐标系为基础，这表明质量元件不是一个真正的两端点元件。这就造成了机械与电子网络不能严格的对应起来，使得大量的电子网络理论和研究电子网络的方法不能应用于机械网络的分析与综合，限制了机械网络的的性能。

针对该问题，必须找到一种真正的两端点机械元件来替代质量元件。一种名为惯容器的机械装置应运而生。这种装置不需要以惯性坐标系为参考系，是一种真正的两端点元件。中国专利200810123830.8公开了一种齿轮齿条惯容器（又叫齿轮齿条惯性质量蓄能器或齿轮齿条惯性蓄能器），但齿轮在啮合时齿间存在背隙（回程间隙）却是个严重的问题。背隙会导致旋转过程中两相邻齿不能有效地接触，此外，该装置还有载荷低的缺点。中国专利201010510953.4公布了一种液力惯容器装置，但是这种惯容器装置在车辆的应用中需要与阻尼装置并联，以避免惯容器被击穿。中国专利201010510953.4公布了一种液力惯容器装置虽然解决了背隙和载荷的问题，但是没能解决液压回路存在最低流量限制的问题。因此，虽然需要一种液力惯容器，在消除背隙、保证较大载荷的情况下，能够克服最低流量限制的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：通过提供一种液压式惯容器装置，解决了机械式惯容器装置的背隙和承载能力有限的问题，同时设计了工作状态转换机构，克服了液压装置存在最低流量限制的问题

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：双筒式减震器上腔与下腔的油液的流通有两个回路，回路A为油液直接通过活塞B上的液压阀从一腔流入另一腔，回路B为油液从一腔经过高压软管流经液压马达后流入另一腔。在某一时刻，只有一条回路是通路状态。当装置处于减震器工作状态时，回路A通路，回路B闭路；当处于惯容器工作状态时，回路A闭路，回路B闭路。

本发明的具体结构为：包括双筒式减震器、工作状态转换机构和惯容特性的液压马达；所述的双筒式减震器包括空心活塞杆、顶盖、油封、导向器、储油筒、工作缸、活塞A、活塞B、流通阀、伸张阀和底盖；所述筒状储油筒内设置同轴心线的工作缸，所述底盖密封储油筒的下口，所述顶盖和油封将工作缸与储油筒之间的上口密封隔断；工作缸内设置同轴心线的空心活塞杆，空心活塞杆内设置同轴心线的柱塞，所述柱塞与空心活塞杆内壁配合，沿空心活塞杆轴向滑动；在所述空心活塞杆的下端设有活塞B将工作缸分为上下两个工作腔；在所述空心活塞杆外壁上，与工作缸之间设有活塞A；将上工作腔分为上下两个部分；在空心活塞杆侧壁与活塞A连接处的上下两边分别在径向加工有流通孔，流通孔在空心活塞杆侧壁上周向均匀分布；所述活塞B上设有贯通上下两个气室的流通阀和伸张阀，所述流通阀和伸张阀分别位于距离活塞B中心轴线一定距离的圆周上，且对称均匀分布；在所述工作缸一侧的上端和下端分别开设流通孔A和流通孔B；液压马达的两端分别通过高压软管A和高压软管B与流通孔A和流通孔B相连；所述的工作状态转换机构包括气室盖、限位块、气室底座、弹簧、膜片、柱塞；工作状态转换机构包括膜片、弹簧、下部开口的圆筒状气室盖和上部开口的圆筒状气室底座，所述气室盖和气室底座构成一个气室，气室盖上开有气孔；气室盖与气室底座之间采用螺纹连接；所述膜片将气室分为上气室和下气室，膜片设在气室盖与气室底座之间；所述空心活塞杆和柱塞伸出储油筒外，所述空心活塞杆上端与气室底座的底部连接，所述柱塞顶端设为圆盘状，所述柱塞圆盘状顶端在弹簧的预紧力作用下压紧在膜片与弹簧之间，限位块设于所述柱塞圆盘状顶端与气室底座之间限制弹簧的最大变形量。

工作缸的底部设有压缩阀和补偿阀，所述压缩阀和补偿阀分别位于距离工作缸底部中心轴线一定距离的圆周上，且对称均匀分布.

空心活塞杆与活塞A采用焊接方法连接。上吊耳设置在气室盖上，所述下吊耳设置在底盖上。

本发明的有益效果是：能够将汽车行驶过程中的振动能量转化为机械能进行回收。对于传统汽车，可以实现节能；对于电动汽车，可以延长其的续驶里程，提高电池利用率。引入液压马达作为能量转换元件，解决了背隙的问题，并且能够承受较大载荷。可以在传统减震器和惯容器两种工作状态之间进行转换，可根据车辆的不同工况选择最优工作状态，提升工作性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一种工作状态可转换的液压式惯容器装置示意图。

图2是工作状态转换机构示意图。

图中，1.上吊耳，2.工作状态转换机构，3.气室盖，4.限位块，5.气室底座，6.空心活塞杆，7.储油筒，8.工作缸，9.柱塞，10.双筒式减震器，11.活塞A，12.活塞B，13.流通阀，14.补偿阀，15.底盖，16.下吊耳，17.压缩阀，18.高压软管A，19.流通孔A，20.伸张阀，21.液压马达，22.二位二通阀，23.高压软管B，24.流通孔B，25.导向器，26.油封，27.顶盖，28.弹簧，29.膜片，30气孔。

具体实施方式

在图1中，工作状态转换机构2由气室盖3和气室底座5构成一个气室，膜片29将气室分为上气室和下气室，柱塞的顶端加工成圆片形断面，在弹簧28的预紧力作用下压紧在膜片29与弹簧28之间，限位块4负责限制弹簧28的最大变形量。当上气室压力增大时，上、下气室形成压差，膜片29向下移动从而推动柱塞9沿着空心活塞杆6内壁轴向移动。

与空心活塞杆6内壁配合的柱塞9沿空心活塞杆6内壁向下移动的极限位置受到限位块4的限制，是位于极限位置的柱塞9能够完全将位于活塞A11上部，周布于空心活塞杆壁上的流通孔堵死。

装置处于减震器工作状态时，工作状态转换机构2的上气室与下气室压力相等，柱塞处于一般位置，二位二通阀22处于闭路状态。油液全部从下腔流过流通阀后通过位于活塞A11下部周布于空心活塞杆6壁上的流通孔流入空心活塞杆内部，再从位于活塞A11上部周布于空心活塞杆6壁上的流通孔流出到达上腔，即回路A通路、回路B闭路。

装置处于惯容器工作状态时，工作状态转换机构2的上气室压力增加，柱塞在压差作用下向下移动至极限位置，将位于活塞A11上部，周布于空心活塞杆壁上的流通孔堵死，同时二位二通阀22处于通路状态。油液全部从下腔经过高压软管A18流入液压马达21，在经过高压软管B23流入上腔。

Claims (4)

1.一种液力惯容器装置，其特征在于，包括双筒式减震器（10）、工作状态转换机构（2）和惯容特性的液压马达（21）；所述的双筒式减震器(10)包括空心活塞杆（6）、顶盖（27）、油封（26）、导向器（24）、储油筒（7）、工作缸（8）、活塞A（11）、活塞B（12）、流通阀（13）、伸张阀（20)和底盖（15）；所述筒状储油筒（7）内设置同轴心线的工作缸（8），所述底盖（15）密封储油筒（7）的下口，所述顶盖（27）和油封（26）将工作缸（8）与储油筒（7）之间的上口密封隔断；工作缸（8）内设置同轴心线的空心活塞杆（6），空心活塞杆（6）内设置同轴心线的柱塞（9），所述柱塞（9）与空心活塞杆（6）内壁配合，沿空心活塞杆（6）轴向滑动；在所述空心活塞杆（6）的下端设有活塞B（12）将工作缸（8）分为上下两个工作腔；在所述空心活塞杆（6）外壁上，与工作缸（8）之间设有活塞A（11）；将上工作腔分为上下两个部分；在空心活塞杆（6）侧壁与活塞A（11）连接处的上下两边分别在径向加工有流通孔，流通孔在空心活塞杆（6）侧壁上周向均匀分布；所述活塞B（12）上设有贯通上下两个气室的流通阀（13）和伸张阀（20)，所述流通阀（13）和伸张阀（20)沿周向对称均匀分布；在所述工作缸（8）一侧的上端和下端分别开设流通孔A（19）和流通孔B（24)；液压马达的两端分别通过高压软管A（18）和高压软管B（23）与流通孔A（19）和流通孔B（24）相连；所述的工作状态转换机构(2)包括气室盖(3)、限位块（4）、气室底座（5）、弹簧（28）、膜片（29）、柱塞（9）；工作状态转换机构（2）包括膜片（29）、弹簧（28）、下部开口的圆筒状气室盖（3）和上部开口的圆筒状气室底座（5），所述气室盖（3）和气室底座（5）构成一个气室，气室盖（3）上开有气孔（30）；气室盖（3）与气室底座（5）之间采用螺纹连接；所述膜片（29）将气室分为上气室和下气室，膜片（29）设在气室盖与气室底座之间；所述空心活塞杆（6）和柱塞（9）伸出储油筒（7）外，所述空心活塞杆（6）上端与气室底座（5）的底部连接，所述柱塞（9）顶端设为圆盘状，所述柱塞（9）圆盘状顶端在弹簧（28）的预紧力作用下压紧在膜片（29）与弹簧（28）之间，限位块（4）设于所述柱塞（9）圆盘状顶端与气室底座（5）之间限制弹簧（28）的最大变形量。

2.根据权利要求2所述的一种液力惯容器装置，其特征在于，所述工作缸（8）的底部设有压缩阀（17）和补偿阀（14），所述压缩阀（17）和补偿阀（14）沿周向对称均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的一种液力惯容器装置，其特征在于，所述空心活塞杆（6）与活塞A（11）采用焊接方法连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种液力惯容器装置，其特征在于，还包括上吊耳（1）和下吊耳（16），所述上吊耳（1）设置在气室盖（3）上，所述下吊耳（16）设置在底盖（15）。

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