CN104354556B - 一种改良型车辆悬架机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改良型车辆悬架机构，包括轮毂座、悬架座，轮毂座的上下两端分别通过上连杆和下连杆与悬架座的上下两端连接，悬架座固定在车身底盘上，在下连杆的中部设和悬架座的上端连接有避震器；在轮毂座的上端的悬架座的下端之间设置有补偿器；避震器包括和活塞组件A压缩介质组件，支座A和支座B之间通过压缩介质组件弹性连接，在活塞组件A的活塞腔A内填充有阻尼油；补偿器包括活塞组件B，活塞组件的活塞腔B内填充有阻尼油；活塞腔B的底部与活塞腔A的底部之间通过限流阀连接；通过调节阀门可以调整阻尼油的流动速率，本发明可以有效提高悬架结构的环境耐受力。
Description
技术领域
本发明涉一种改良型车辆悬架机构，属于车辆悬架领域。
背景技术
现市场上比较普遍的车辆悬架结构之一就是四连杆的悬架机构，此种机构采用四连杆作为主要的支撑和转动机构，通过一个单根的气压或者弹簧的避震器作为支撑和缓冲之用，一般为了控制避震器器的压缩速率和压缩线性，会在避震器内部设置一个增阻机构，但传统避震器的增阻机构和压缩介质（弹簧或空气）受环境（一般是温度、气压）影响比较大，特别是单个的避震器更容易受环境影响，同时，在受到路面的冲击时，整个冲击都由避震器进行吸收，所以对于单只避震所要求的强度较高，如果强度不达标，在一些长下坡的坑洼路面，很容易发生避震器的损坏，最后导致整个悬架连杆的折断或损毁，影响车辆安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有悬架采用单只避震器，压缩线性受环境影响较大且强度要求较高的技术问题，提供一种带有补偿器的改良型车辆悬架结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种改良型车辆悬架机构，包括轮毂座、悬架座，所述轮毂座的上下两端分别通过上连杆和下连杆与悬架座的上下两端连接，所述悬架座、轮毂座、上连杆、下连杆之间构成一个可变形的平行四边形结构，所述悬架座固定在车身底盘上，在下连杆的中部设置有转动座A，在悬架座的上端设置有一个转动座B，在转动座A和转动座B之间连接有避震器；
在轮毂座的上端与上连杆转动连接位置同轴设置有转动座C，在悬架座与下连杆转动连接位置同轴设置有转动座D，所述转动座C与转动座D之间设置有补偿器；
所述避震器包括支座A和支座B，在支座A和支座B之间通过活塞组件A可伸缩连接，在活塞组件A的外部设置有压缩介质组件，所述支座A和支座B之间通过压缩介质组件弹性连接，在所述活塞组件A的活塞空腔A内填充有阻尼油；
所述补偿器包括支座C和支座D，在所述支座C和支座D之间通过活塞组件B可伸缩连接，所述活塞组件B的活塞空腔B内填充有阻尼油；
所述活塞空腔B的底部与活塞空腔A的底部之间通过一个阀门A连接；通过调节阀门改变活塞空腔A与活塞空腔B之间阻尼油的流动速率。
作为本发明的进一步创新，所述悬架还包括阻尼油补偿腔，所述阀门A为三项阀，所述三项阀的出口a与活塞空腔A连通，所述三项阀的出口b与活塞空腔B连通，所述三项阀的出口c与阻尼油补偿腔连通，所述三项阀的出口c与阻尼油补偿腔之间还设置有供油泵，通过供油泵对活塞空腔A和活塞空腔B提供工作压力。
作为本发明的进一步创新，所述阀门A是电磁阀。
作为本发明的进一步创新，所述上连杆包括连接头A和连接头B，在连接头A和连接头B之间通过一个由弹性材料制成的连接杆连接。
作为本发明的进一步创新，所述压缩介质组件包括舒张弹簧A、垫环A和垫环B，所述垫环A固定在支座A上，所述垫环B固定在支座B上，所述舒张弹簧设置在垫环A和垫环B之间。
作为本发明的进一步创新，支座A内设置有一个与活塞空腔A连通的引流腔A，在支座A上设置有一个外挂油瓶A，所述活塞空腔A通过引流腔A与外挂油瓶A的顶部连通，在外挂油瓶A中部设置有一个活塞A，所述活塞A与外挂油瓶A的底部之间设置有舒张弹簧B，所述活塞A在舒张弹簧B的驱动下为阻尼油提供工作压力，在所述外挂油瓶A的顶部设置有连接孔A，所述外挂油瓶A通过连接孔A与活塞空腔B连通。
作为本发明的进一步创新，支座C内设置有一个与活塞空腔B连通的引流腔B，在支座C上设置有一个外挂油瓶B，所述活塞空腔B通过引流腔B与外挂油瓶B的顶部连通，在外挂油瓶B中部设置有一个活塞B，所述活塞B与外挂油瓶B的底部之间设置有舒张弹簧C，所述活塞B在舒张弹簧C的驱动下为阻尼油提供工作压力，在所述外挂油瓶B的顶部设置有连接孔B，所述外挂油瓶B通过连接孔B与活塞空腔A连通。
作为本发明的进一步创新，所述支座C与支座D之间还设置有一个空气活塞组件，所述空气活塞组件包括固定在支座C上的空气活塞外壳和固定在支座D上的空气活塞杆，所述空气活塞杆内部为半封闭的空心结构，所述活塞组件B同轴设置在空气活塞组件的中部，活塞组件B包括活塞杆B与活塞外壳B，所述活塞外壳B的外壁与空气活塞杆的内壁之间滑动连接，空气活塞杆的环形壁面上端部与空气活塞外壳内壁、活塞外壳B的外壁之间构成一个气压空腔，通过移动空气活塞杆环形壁面上端部，实现对气压空腔的压缩，在空气活塞外壳上还设置有一个气体三项阀，所述气体三项阀的接口d与气压空腔连通，气体三项阀的接口e上通过一个电磁阀与外界空气连通，气体三项阀的接口f通过一个连接管与一个空气泵连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明在四连杆的避震结构中又加入了一个补偿器，与主避震器之间共享油路，补偿器的作动与避震器的作动同步，在避震器压缩的同时，补偿器被拉伸，只要控制补偿器与避震器阻尼油腔之间的阻尼油流动速率，就可以控制避震器的压缩线性；
（1）补偿器可以对受温度和气压影响的阻尼油进行补偿，相比于单个避震器的阻尼油速率控制结构，避震器与补偿器之间的阻尼油同步运作，可以减少因为温度、气压变化所带来的阻尼密度和粘度变化对避震系统的影响，而且本结构不同于普通的同步压缩或者舒张，本结构为反向的压缩或舒张，不会因为阻尼油的膨胀或收缩对避震器的线性带来影响；
（2）补偿器可以在避震器的阻尼结构发生损坏时，取代避震器内部的阻尼器对避震器的压缩线性进行控制，提高稳定性。
2、本结构通过一个阻尼油补偿腔对阻尼器内的阻尼油进行补充或者排出，使得避震器和阻尼器内的阻尼油保持在一个相对稳定的工作体积，同时补偿腔内的供油泵可以为阻尼油提供一定的工作压力，防止在失重状态时，阻尼油无法及时的被压入到阻尼油孔内。
3、本结构的电磁阀更适于电子控制，可以及时的根据路况对阻尼油的油路进行控制。
4、本发明的上连杆为弹性材料制成，因为避震器与下连杆连接，可以对下连杆收到的冲击带来一定的缓解，而上连杆的冲击则可以通过弹性材料制成的本体进行一定的吸收，提高整个悬架结构的耐用性和稳定性。
5、避震器采用弹簧作为压缩介质，弹簧相比于气体压缩介质，受环境的影响更小，更适合各种路况和环境，同时弹簧的压缩介质相比于气体压缩介质其加工精度要求也更低，在较大的沙尘和泥浆情况下，还能保持良好的避震性能。
6、本发明在避震器和补偿器上均设置了外挂油瓶，外挂油瓶自身可以对阻尼油提供一定的工作压力，将空气排出到阻尼油路以外，同时也可以在避震器与补偿器之间的油路断开时，为阻尼油提供一定的作动空腔，保证悬架系统可以一直处于可压缩状态。
7、本结构在补偿器的阻尼油腔外壁设置了一个空气压缩空腔，在必要时，可以将空气压缩腔抽至负压，再对空气压缩空腔进行封闭，从而通过一个负压式的空气避震器对避震器进行辅助，从而提高在较大落差或冲击时，整个悬架对振动的吸收能力，可以防止避震器发生打底，造成损坏。
8、也可以对本结构中的空气压缩空腔进行充气，补偿器发生拉伸，同时避震器发生压缩，从而降低整个悬架的高度；通过上述动作，使得车辆的整体高度降低，可以有效的降低风阻，提高悬架的硬度，使得车辆可以由越野舒适度为优先的模式转变为速度为优先的模式，提高车辆悬架结构的泛用度。
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是本发明四连杆机构的框架图；
图2是本发明避震器的结构简图；
图3是本发明补偿器的结构简图；
图4是本发明的安装简图；
图中包括：轮毂座1、转动座C1-1、悬架座2、转动座D2-1、上连杆3、连接杆3-1、连接头A3-2、连接头B3-3、下连杆4、转动座A4-1、避震器5、座B5-1、支座A5-2、引流腔A5-3、外挂油瓶A5-4、舒张弹簧A5-5、活塞组件A5-6、垫环B5-7、垫环A5-8、补偿器6、支支座C6-1、活塞外壳B6-2、活塞杆B6-3、空气活塞杆6-4、空气活塞外壳6-5、气体三项阀6-7、支座D6-8、转动座B7。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1~4所示，本发明为一种改良型车辆悬架机构，包括轮毂座1、悬架座2，所述轮毂座1的上下两端分别通过上连杆3和下连杆4与悬架座2的上下两端连接，所述悬架座2、轮毂座1、上连杆3、下连杆4之间构成一个可变形的平行四边形结构，所述悬架座2固定在车身底盘上，在下连杆4的中部设置有转动座A4-1，在悬架座2的上端设置有一个转动座B7，在转动座A4-1和转动座B7之间连接有避震器5；
在轮毂座1的上端与上连杆3转动连接位置同轴设置有转动座C1-1，在悬架座2与下连杆4转动连接位置同轴设置有转动座D2-1，所述转动座C1-1与转动座D2-1之间设置有补偿器6；
所述避震器5包括支座A5-2和支座B5-1，在支座A5-2和支座B5-1之间通过活塞组件A5-6可伸缩连接，在活塞组件A5-6的外部设置有压缩介质组件，所述支座A5-2和支座B5-1之间通过压缩介质组件弹性连接，在所述活塞组件A5-6的活塞空腔A内填充有阻尼油；
所述压缩介质组件包括舒张弹簧A5-5、垫环A5-8和垫环B5-7，所述垫环A5-8固定在支座A5-2上，所述垫环B5-7固定在支座B5-1上，所述舒张弹簧设置在垫环A5-8和垫环B5-7之间；
所述补偿器6包括支座C6-1和支座D6-8，在所述支座C6-1和支座D6-8之间通过活塞组件B可伸缩连接，所述活塞组件B的活塞空腔B内填充有阻尼油；
所述支座C6-1与支座D6-8之间还设置有一个空气活塞组件，所述空气活塞组件包括固定在支座C6-1上的空气活塞外壳6-5和固定在支座D6-8上的空气活塞杆6-4，所述空气活塞杆6-4内部为半封闭的空心结构，所述活塞组件B同轴设置在空气活塞组件的中部，活塞组件B包括活塞杆B6-3与活塞外壳B6-2，所述活塞外壳B6-2的外壁与空气活塞杆6-4的内壁之间滑动连接，空气活塞杆6-4的环形壁面上端部与空气活塞外壳6-5内壁、活塞外壳B6-2的外壁之间构成一个气压空腔，通过移动空气活塞杆6-4环形壁面上端部，实现对气压空腔的压缩，在空气活塞外壳6-5上还设置有一个气体三项阀6-7，所述气体三项阀6-7的接口d与气压空腔连通，气体三项阀6-7的接口e上通过一个电磁阀与外界空气连通，气体三项阀6-7的接口f通过一个连接管与一个空气泵连接；
支座A5-2内设置有一个与活塞空腔A连通的引流腔A5-3，在支座A5-2上设置有一个外挂油瓶A5-4，所述活塞空腔A通过引流腔A5-3与外挂油瓶A5-4的顶部连通，在外挂油瓶A5-4中部设置有一个活塞A，所述活塞A与外挂油瓶A5-4的底部之间设置有舒张弹簧B，所述活塞A在舒张弹簧B的驱动下为阻尼油提供工作压力，在所述外挂油瓶A5-4的顶部设置有连接孔A，所述外挂油瓶A5-4通过连接孔A与活塞空腔B连通；
支座C6-1内设置有一个与活塞空腔B连通的引流腔B，在支座C6-1上设置有一个外挂油瓶B6-6，所述活塞空腔B通过引流腔B与外挂油瓶B6-6的顶部连通，在外挂油瓶B6-6中部设置有一个活塞B，所述活塞B与外挂油瓶B6-6的底部之间设置有舒张弹簧C，所述活塞B在舒张弹簧C的驱动下为阻尼油提供工作压力，在所述外挂油瓶的B顶部设置有连接孔B，所述外挂油瓶B6-6通过连接孔B与活塞空腔A连通；
所述连接孔A与连接孔B之间通过一个阀门A连接；通过调节阀门改变活塞空腔A与活塞空腔B之间阻尼油的流动速率；
所述悬架还包括阻尼油补偿腔，所述阀门A为电磁三项阀，所述电磁三项阀的出口a与活塞空腔A连通，所述电磁三项阀的出口b与活塞空腔B连通，所述电磁三项阀的出口c与阻尼油补偿腔连通，所述电磁三项阀的出口c与阻尼油补偿腔之间还设置有供油泵，通过供油泵对活塞空腔A和活塞空腔B提供工作压力；
所述上连杆3包括连接头A3-2和连接头B3-3，在连接头A3-2和连接头B3-3之间通过一个由弹性材料制成的连接杆3-1连接；
本发明有两种主要工况和一种辅助工况：
主要工况A：
在初始状态下，本发明的避震器5不受压处于全长状态，此时避震器5处于舒张状态，补偿器6处于全压缩状态，补偿器6上气体三项阀6-7接口e上的电磁阀处于打开状态，气压空腔与外界空气连通；
如果收到冲击，则避震器5受到压缩，补偿器6逐渐被拉伸，避震器5内的阻尼油被活塞组件A5-6压出，经由阀门A进入到补偿器6的活塞空腔B内，冲击消失后，阻尼油从补偿器6内经由活塞组件B排出，经由阀门A进入到避震器5的活塞空腔A内，阻尼油的流动速率（避震器5的压缩速率）主要由阀门A的打开程度进行控制；
相比于单只的避震器5，阻尼油的整个回路与避震器5为分体结构，阻尼油的控制由补偿器6和避震器5配合完成，可以一定的防止环境变化对避震器5压缩线性的影响，同时也可以提高整个结构的强度，同步作动的避震器5和补偿器6也可以降低整个避震系统的框量，提高稳定性；
当阻尼油因为气温变化，密度发生变化时，阻尼油可以经过阀门A的出口c，在供油泵的作用下，对应的增加或者减少整个阻尼油路中阻尼油的总体积，从而保证阻尼油在活塞组件A5-6和活塞组件B内填充比例的恒定，保证整个阻尼油路可以正常的工作，也可以防止空气进入到阻尼油路中影响避震器5效率；
在高速路况，振动较小的情况下，可以断开活塞组件A5-6与活塞组件B之间的油路，阻尼油分别由外挂油瓶A5-4和外挂油瓶B6-6进行压缩控制，以避震器5为例，避震器5压缩时，阻尼油从活塞组件A5-6压入到外挂油瓶A5-4内，外挂油瓶A5-4内的支撑活塞A的舒张弹簧A5-5被压缩，实现阻尼油流动，在越野路况时，外挂油瓶A5-4和外挂油瓶B6-6不仅可以实现排气，同时也可以在小震动以及阻尼油填充比例存在误差时，进行一定的修正和补偿；
同时因为避震器5和补偿器6在完全压缩时，均为刚性部件，所以打底时，对连杆带来的冲击也比较大，所以上连杆3为弹性结构，可以进行一定的微量形变，防止整个悬架结构在受到冲击时发生的损坏。
主要工况B：
在比较严峻的越野路面或者下台阶时，可能单支避震器5不足以完全吸收冲击力，所以在必要时，补偿器6上的空气活塞可以作为一个负压形的空气避震介质对避震器5进行辅助，空气活塞外壳6-5上的气体三项阀6-7接口e连接有一个电磁阀，在一般路况下，电磁阀处于常开状态，空气活塞不提供任何的辅助避震作用，只有在冲击较大时，可以控制电磁阀处于关闭状态，并且借由空气泵，对空气活塞进行抽气，使之达到一定的真空度，如果受到冲击，悬架发生作动，那么补偿器6上的空气活塞因为负压，可以产生一个反向的抗拉伸力，从而辅助弹簧介质的避震器5对冲击进行吸收，提高整个悬架结构的泛用度。
辅助工况：
在高速行驶时，需要降低车身抖动的可能性以及悬架的灵敏度，提高一定的驾驶舒适度和发动机输出转化率，此时可以封闭接口e上的电磁阀，提高空气泵对空气活塞进行充气，随着补偿器6的被拉伸，避震器5不断的被压缩，从而使得车身底盘的高度发生降低，车身外壳受到的风阻也会相应的降低，与此同时因为避震器5的压缩，整个悬架压缩线性会变硬，但同时因为空气活塞内存在一定的空气压力，所以线性可以得到一定的修正，悬架不会因为过硬影响到舒适度，变硬后的悬架结构可以提高发动机的动力转化率，降低油耗。
（本说明书中所述的悬架结构的软和硬主要指的是引起悬架作动，最低冲击力的大小，悬架越硬，则其作动所需要的最小冲击力越大，反应比较不灵敏，但同时，车轮轴输出动力时，悬架方面所消耗的动力会更小，效率会更高，同时如果悬架较软，则其对应路面颠簸的反馈会比较灵敏，越野舒适度会更高。）
本发明中的空气泵、阻尼油补偿腔、供油泵及相关电控系统均可按照在车辆底盘等相关位置。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种改良型车辆悬架机构，包括轮毂座、悬架座，所述轮毂座的上下两端分别通过上连杆和下连杆与悬架座的上下两端连接，所述悬架座、轮毂座、上连杆、下连杆之间构成一个可变形的平行四边形结构，所述悬架座固定在车身底盘上，其特征是：在下连杆的中部设置有转动座A，在悬架座的上端设置有一个转动座B，在转动座A和转动座B之间连接有避震器；
在轮毂座的上端与上连杆转动连接位置同轴设置有转动座C，在悬架座与下连杆转动连接位置同轴设置有转动座D，所述转动座C与转动座D之间设置有补偿器；
所述避震器包括支座A和支座B，在支座A和支座B之间通过活塞组件A可伸缩连接，在活塞组件A的外部设置有压缩介质组件，所述支座A和支座B之间通过压缩介质组件弹性连接，在所述活塞组件A的活塞空腔A内填充有阻尼油；
所述补偿器包括支座C和支座D，在所述支座C和支座D之间通过活塞组件B可伸缩连接，所述活塞组件B的活塞空腔B内填充有阻尼油；
所述活塞空腔B的底部与活塞空腔A的底部之间通过一个阀门A连接；通过调节阀门改变活塞空腔A与活塞空腔B之间阻尼油的流动速率；
所述阀门A是电磁阀；所述上连杆包括连接头A和连接头B，在连接头A和连接头B之间通过一个由弹性材料制成的连接杆连接。
2.如权利要求1所述的一种改良型车辆悬架机构，其特征是：所述悬架还包括阻尼油补偿腔，所述阀门A为三项阀，所述三项阀的出口a与活塞空腔A连通，所述三项阀的出口b与活塞空腔B连通，所述三项阀的出口c与阻尼油补偿腔连通，所述三项阀的出口c与阻尼油补偿腔之间还设置有供油泵，通过供油泵对活塞空腔A和活塞空腔B提供工作压力。
3.如权利要求1所述的一种改良型车辆悬架机构，其特征是：所述压缩介质组件包括舒张弹簧A、垫环A和垫环B，所述垫环A固定在支座A上，所述垫环B固定在支座B上，所述舒张弹簧A设置在垫环A和垫环B之间。
4.如权利要求1所述的一种改良型车辆悬架机构，其特征是：支座A内设置有一个与活塞空腔A连通的引流腔A，在支座A上设置有一个外挂油瓶A，所述活塞空腔A通过引流腔A与外挂油瓶A的顶部连通，在外挂油瓶A中部设置有一个活塞A，所述活塞A与外挂油瓶A的底部之间设置有舒张弹簧B，所述活塞A在舒张弹簧B的驱动下为阻尼油提供工作压力，在所述外挂油瓶A的顶部设置有连接孔A，所述外挂油瓶A通过连接孔A与活塞空腔B连通。
5.如权利要求1所述的一种改良型车辆悬架机构，其特征是：支座C内设置有一个与活塞空腔B连通的引流腔B，在支座C上设置有一个外挂油瓶B，所述活塞空腔B通过引流腔B与外挂油瓶B的顶部连通，在外挂油瓶B中部设置有一个活塞B，所述活塞B与外挂油瓶B的底部之间设置有舒张弹簧C，所述活塞B在舒张弹簧C的驱动下为阻尼油提供工作压力，在所述外挂油瓶B的顶部设置有连接孔B，所述外挂油瓶B通过连接孔B与活塞空腔A连通。
6.如权利要求1所述的一种改良型车辆悬架机构，其特征是：所述支座C与支座D之间还设置有一个空气活塞组件，所述空气活塞组件包括固定在支座C上的空气活塞外壳和固定在支座D上的空气活塞杆，所述空气活塞杆内部为半封闭的空心结构，所述活塞组件B同轴设置在空气活塞组件的中部，活塞组件B包括活塞杆B与活塞外壳B，所述活塞外壳B的外壁与空气活塞杆的内壁之间滑动连接，空气活塞杆的环形壁面上端部与空气活塞外壳内壁、活塞外壳B的外壁之间构成一个气压空腔，通过移动空气活塞杆环形壁面上端部，实现对气压空腔的压缩，在空气活塞外壳上还设置有一个气体三项阀，所述气体三项阀的接口d与气压空腔连通，气体三项阀的接口e上通过一个电磁阀与外界空气连通，气体三项阀的接口f通过一个连接管与一个空气泵连接。
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