CN105972134B - 液压衬套、汽车悬架系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种液压衬套、汽车悬架系统及车辆。其中，液压衬套包括：第一液腔、第二液腔及阀门，其中，第二液腔与第一液腔相邻设置，且第二液腔具有与第一液腔不同的刚度，阀门设置于第一液腔与第二液腔之间，能够连通第一液腔与第二液腔。本发明实施例可以通过对液压衬套中阀门参数的设计实现现有的液压衬套的液力耦合特性，将对液压衬套性能的设计从对主簧和液腔的设计转变为对阀门参数的设计，从而可以采用形状较为简单的主簧和液腔，降低了对主簧和液腔的设计要求。

Description

液压衬套、汽车悬架系统及车辆

技术领域

本发明属于汽车技术领域，特别是涉及一种液压衬套、汽车悬架系统及车辆。

背景技术

目前，在汽车悬架系统中的较多部位使用了各种形式的橡胶衬套，以通过橡胶变形化解这些部位受到的作用力，降低汽车各连接部件之间的冲击，保持悬架系统的姿态稳定。

由于橡胶衬套受力过于线性，其由小到大变化的线性特性已经无法同时满足在较大载荷下所需的高刚度、大阻尼的减震要求和在较小载荷下所需的低刚度、小阻尼的减震要求，同时橡胶衬套在使用一段时间后，由于老化和疲劳形变的原因，缓解冲击的效果会变差，致使车辆乘坐的舒适性变差。因此，目前已经有越来越多的汽车在悬架系统中使用液压衬套，以解决橡胶衬套受力过于线性的问题，和在使用一段时间后老化和疲劳形变的问题，获得更好的操控性和舒适性。

但是，现有的液压衬套橡胶主簧和液腔的设计要求较高，否则会出现复合刚度过大或过小的问题，不满足性能的需求。

发明内容

本发明实施例要解决的一个技术问题是：提供一种液压衬套、汽车悬架系统及车辆，可以降低对主簧和液腔的设计要求。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种液压衬套，包括：

第一液腔；

第二液腔，与所述第一液腔相邻设置，且所述第二液腔具有与所述第一液腔不同的刚度；及

阀门，设置于所述第一液腔与所述第二液腔之间，能够连通所述第一液腔与所述第二液腔。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，所述第一液腔的刚度大于所述第二液腔的刚度；所述阀门为常闭式阀门，受到液体压力的作用打开；当液压衬套受到压缩时，所述阀门打开，所述第二液腔中的液体通过所述阀门流入所述第一液腔，当液压衬套状态恢复时，所述第一液腔中的液体通过所述阀门流回所述第二液腔。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，所述第一液腔的刚度大于所述第二液腔的刚度；所述阀门包括：压缩阀及补偿阀，所述压缩阀及所述补偿阀均为单向阀；当液压衬套受到压缩时，所述压缩阀打开，所述补偿阀关闭，所述第二液腔中的液体通过所述压缩阀流入所述第一液腔；当液压衬套状态恢复时，所述压缩阀关闭，所述补偿阀打开，所述第一液腔中的液体通过所述补偿阀流回所述第二液腔。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，所述压缩阀的流量小于所述补偿阀的流量。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，所述第二液腔的体积大于所述第一液腔的体积。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，包括：

内筒；

外筒，套设于所述内筒的外侧；

隔板，设置于所述外筒与所述内筒之间，且与所述外筒连接形成所述第一液腔；

主簧，设置于所述内筒与所述隔板之间，且与所述内筒及所述隔板连接形成所述第二液腔；

其中，所述阀门设置于所述隔板上。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，所述外筒及所述隔板均为金属材质，通过焊接方式连接形成所述第一液腔；

所述内筒为金属材质，所述主簧为橡胶材质，所述主簧与所述内筒及所述隔板通过硫化方式连接形成所述第二液腔。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，所述主簧的横截面为圆形。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，在所述第一液腔中设有变形块，所述变形块能够被压缩。

在基于本发明上述液压衬套的另一实施例中，所述变形块的横截面为圆形。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种汽车悬架系统，包括：上述任一实施例所述的液压衬套。

根据本发明实施例的再一个方面，提供一种车辆，包括：上述任一实施例所述的汽车悬架系统。

基于本发明实施例提供的液压衬套、汽车悬架系统及车辆，通过在液压衬套的内部设置两个具有不同刚度的液腔，在两个液腔之间设置阀门，通过阀门连通两个液腔，可以通过对阀门参数的设计实现现有的液压衬套的液力耦合特性，将对液压衬套性能的设计从对主簧和液腔的设计转变为对阀门参数的设计，从而可以采用形状较为简单的主簧和液腔，降低了对主簧和液腔的设计要求，同时解决了现有的液压衬套为了保证各个零件之间的配合，制造工艺十分复杂的问题，降低了设计和加工的难度。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1是本发明液压衬套一个实施例的剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1是本发明液压衬套一个实施例的剖视图。如图1所示，本发明实施例的液压衬套100包括：第一液腔S1、第二液腔S2和阀门110，其中，第二液腔S2与第一液腔S1相邻设置，且第二液腔S2具有与第一液腔S1不同的刚度，阀门110设置于第一液腔S1与第二液腔S2之间，能够连通第一液腔S1与第二液腔S2。

基于本发明实施例提供的液压衬套100，通过在液压衬套100的内部设置两个具有不同刚度的液腔S1和S2，在两个液腔S1和S2之间设置阀门110，通过阀门110连通两个液腔S1和S2，可以通过对阀门110参数的设计实现现有的液压衬套的液力耦合特性，将对液压衬套性能的设计从对主簧和液腔的设计转变为对阀门110参数的设计，从而可以采用形状较为简单的主簧和液腔，降低了对主簧和液腔的设计要求，同时解决了现有的液压衬套为了保证各个零件之间的配合，制造工艺十分复杂的问题，例如，现有的液压衬套需要对各零件进行准确定位，其内部复杂的配合形状要求增加较多的倒角等工艺步骤，以保证各零件能够硫化牢固。因此，基于本发明实施例提供的液压衬套100降低了设计和加工的难度。

另外，基于本发明实施例提供的液压衬套100，通过阀门110可以实现更为细化的可调节性，使液压衬套100减震缓冲的性能控制更加细腻、平顺性和操控性更好，提高了液压衬套的性能。同时，基于本发明实施例提供的液压衬套100，通过阀门110实现更为细化的可调节性，还可以减小液压衬套100在开发完成后再次开发或者升级的难度，提高开发的成功率，如果在开发过程中发现不满足使用需求，可以通过对阀门110参数进行调整，简化开发调试过程，减少样件的制作，节约制作成本，缩短开发周期，从而解决了现有的液压衬套一旦开发完成，再次开发或者升级的难度很大，如果要重新开发，需要重新计算液腔体积和主簧刚度，参数调节难度大，在开发调试过程中需要大量液腔体积和主簧刚度不同的样件，制作成本高，开发周期长的问题。

进一步地，在第一液腔S1和第二液腔S2中均充满稳定的液体。

在一个具体实施例中，第一液腔S1的刚度大于第二液腔S2的刚度，阀门110为常闭式阀门，受到液体压力的作用打开。当液压衬套100受到压缩时，由于第一液腔S1和第二液腔S2具有不同的刚度，第一液腔S1和第二液腔S2产生的变形量不同，第一液腔S1和第二液腔S2中液体压力的增加量也不相同，其中，第二液腔S2产生的变形量较大，第二液腔S2中液体压力的增加量较大，当第二液腔S2中液体的压力达到阀门110设计的压力时，阀门110打开，第二液腔S2中的液体通过阀门110流入第一液腔S1，当液压衬套100不再受到压缩，从压缩状态恢复时，第一液腔S1中的液体通过阀门110流回第二液腔S2。其中，阀门110的数量和开启的压力根据具体的设计需求确定，本实施例不对此做具体限定。

需要说明的是，在本实施例中，如果第一液腔S1的刚度小于第二液腔S2的刚度，在液压衬套100受到压缩和状态恢复时，阀门110将受到第一液腔S1中液体压力的作用打开。

在另一个具体实施例中，第一液腔S1的刚度大于第二液腔S2的刚度，如图1所示，阀门110包括：压缩阀111和补偿阀112，其中压缩阀111和补偿阀112均为单向阀。当液压衬套100受到压缩时，由于第一液腔S1和第二液腔S2具有不同的刚度，第一液腔S1和第二液腔S2产生的变形量不同，第一液腔S1和第二液腔S2中液体压力的增加量也不相同，其中，第二液腔S2产生的变形量较大，第二液腔S2中液体压力的增加量较大，当第二液腔S2中液体的压力达到压缩阀111设计的压力时，压缩阀111打开，补偿阀112关闭，第二液腔S2中的液体通过压缩阀111流入第一液腔S1。当液压衬套100不再受到压缩，从压缩状态恢复时，由于第一液腔S1和第二液腔S2具有不同的刚度，第一液腔S1和第二液腔S2产生的变形量不同，第一液腔S1和第二液腔S2中液体压力的减小量也不相同，其中，第二液腔S2产生的变形量较大，第二液腔S2中液体压力的减小量较大，当第一液腔S1中液体的压力达到补偿阀112设计的压力时，补偿阀112打开，压缩阀111关闭，第一液腔S1中的液体通过补偿阀112流回第二液腔S2。其中，压缩阀111和补偿阀112的数量和开启的压力根据具体的设计需求确定，本实施例不对此做具体限定。

较佳地，将压缩阀111的流量设计为小于补偿阀112的流量，可以有助于液压衬套100快速从压缩状态恢复至平衡状态。

需要说明的是，在本实施例中，如果第一液腔S1的刚度小于第二液腔S2的刚度，在液压衬套100受到压缩和状态恢复时，压缩阀111和补偿阀112打开或者关闭的状态与第一液腔S1的刚度大于第二液腔S2的刚度时相反。

基于本发明实施例提供的液压衬套100，通过对阀门110开启压力的设计，控制两个液腔S1和S2之间液体的流速，可以表现出一定的阻尼作用，因此基于本发明实施例提供的液压衬套100不仅具有第一液腔S1和第二液腔S2中液体产生的阻尼，同时还可以通过阀门110提供阻尼，从而可以解决现有的液压衬套只有通过加大液腔才能够实现高阻尼的单一的阻尼增加方式。同时，由于基于本发明实施例提供的液压衬套100具有两种提供阻尼的结构，因此在对产品进行改进时，可以优先选择调节阀门110这种简单的阻尼设定方式，而不必采用改动液腔这种复杂的方式，易于进行标准化开发和生产。

另外，基于本发明实施例提供的液压衬套100，采用阀门结构连通两个液腔S1和S2，使液体在两个液腔S1和S2之间的流动快，泄压快，能够使液压衬套100从压缩状态尽快恢复至平衡状态。

进一步地，当第一液腔S1的刚度大于第二液腔S2的刚度时，可以将第二液腔S2的体积设计为较第一液腔S1的体积大，以通过第二液腔S2中的液体保护液压衬套100，使液压衬套100在受压过程中不易损坏，而当第一液腔S1的刚度小于第二液腔S2的刚度时，可以将第一液腔S1的体积设计为较第二液腔S2的体积大，则能够达到同样的效果，因此在基于本发明实施例提供的液压衬套100中无需如现有的液压衬套一般在液压衬套中设置缓冲块，简化了液压衬套的结构。

具体地，如图1所示，本发明实施例的液压衬套100包括：阀门110、内筒120、外筒130、隔板140和主簧150，其中，外筒130套设于内筒120的外侧，隔板140设置于外筒130与内筒120之间，且隔板140与外筒130连接形成第一液腔S1，主簧150设置于内筒120与隔板140之间，且主簧150与内筒120及隔板140连接形成第二液腔S2，阀门110设置于隔板140上。

进一步地，外筒130和隔板140均为金属材质，通过焊接方式连接形成第一液腔S1，内筒120为金属材质，主簧150为橡胶材质，主簧150与内筒120及隔板140通过硫化方式连接形成第二液腔S2。因此，基于本发明实施例提供的液压衬套100，由于主簧150的体积不大，橡胶用量较少，在使用一段时间后，因橡胶老化产生的性能衰退较使用较多橡胶的现有的液压衬套少，并且由于金属阀门110性能较好，故在长时间使用后性能衰退较少。

较佳地，将主簧150的横截面设计为圆形，可以使主簧150对各个方向的作用力都具有很好的化解作用，使主簧150能够被均匀压缩，受力均匀，而不易损坏。

进一步地，在第一液腔S1和第二液腔S2中均充满不与金属及橡胶反应的稳定液体。

进一步地，如图1所示，由于第一液腔S1是由金属焊接而成，在液压衬套100受到压力时，不会被压缩，因此通过在第一液腔S1中设置变形块160，使变形块160能够被压缩，可以通过对变形块160体积和刚度的设计，确定流入第一液腔S1的液体的最大体积，进而确定液压衬套100整体的压缩量。

较佳地，将变形块160的横截面设计为圆形，可以使变形块160在受到多个方向的作用力时均匀变形，不易损坏。

进一步地，变形块160为橡胶材质，通过硫化方式连接在外筒130上。

基于本发明实施例提供的液压衬套100，通过外筒130和隔板140采用金属材质，通过焊接方式连接，内筒120采用金属材质，主簧150采用橡胶材质，与隔板140和内筒120通过硫化方式连接，变形块160采用橡胶材质，与外筒130通过硫化方式连接，硫化工艺简单，生产成本低，解决了现有的液压衬套为了保证液腔的形状和各部件的可靠连接，橡胶主簧与关联部件的硫化工艺要求较高的问题。

另外，基于本发明实施例提供的液压衬套100，在生产过程中可以分步进行，即采取将外筒130与变形块160硫化，将外筒130与隔板140焊接，将主簧150与隔板140和内筒120硫化，依次分步进行的生产工艺，将硫化工艺分步进行，可以有利于降低一次成型的废品率，控制和提高产品的成品率。同时，由于在基于本发明实施例提供的液压衬套100的结构中没有现有的液压衬套中过多的硫化结合点，可以使产品的可靠性大幅度增加。

如图1所示，基于本发明实施例提供的液压衬套100，在具体使用时，当液压衬套100受到压缩时，由于外筒130与隔板140不能被压缩，即第一液腔S1不会被压缩，而主簧150会发生变形，即第二液腔S2会被压缩，第二液腔S2的体积减小，第二液腔S2中液体的压力增大，当第二液腔S2中液体的压力达到压缩阀111设计的压力时，压缩阀111打开，第二液腔S2中的液体通过压缩阀111流入第二液腔S2，由于阀门的阻尼作用，表现出一定的阻尼，加之液压衬套100中的液体和主簧150的橡胶被压缩，液压衬套100表现出一定的阻尼和刚性。此时由于补偿阀112处于关闭状态，液体只能由第二液腔S2流入第一液腔S1，由于第一液腔S1的容积不变，第一液腔S1中液体的压力持续增大，液压衬套100的可压缩量越来越小，表现为液压衬套的刚度越来越大，从而可以符合衬套大载荷下高刚度的性能要求。

随着第一液腔S1中液体的压力越来越大，第一液腔S1中的变形块160被压缩产生变形，随着变形块160体积变小，使进入第一液腔S1中的液体不断增多，从而可以维持液压衬套100被压缩的状态，而不会使第一液腔S1中的压力过大导致液压衬套100无法被压缩或者压力超出承受能力。

当液压衬套100不再被压缩，从压缩状态恢复至平衡状态时，由于外筒130与隔板140不能被压缩，即第一液腔S1未被压缩，而主簧150发生了变形，即第二液腔S2被压缩，此时第二液腔S2的体积增大，第二液腔S2中液体的压力减小，当第一液腔S1中液体的压力达到补偿阀112设计的压力时，补偿阀112打开，第一液腔S1中的液体通过补偿阀112流回第二液腔S2，此时由于压缩阀111处于关闭状态，第一液腔S1中液的压力较大，而变形块160已经被压缩，由于变形块160具有自动恢复变形的能力，第一液腔S1中的液体可以快速通过补偿阀112，使液压衬套100尽快恢复平衡状态。

另外，本发明实施例还提供了一种汽车悬架系统，设置有上述任一实施例的液压衬套100。

基于本发明实施例提供的汽车悬架系统，设置有本发明上述任一实施例的液压衬套100，通过在液压衬套100的内部设置两个具有不同刚度的液腔S1和S2，在两个液腔S1和S2之间设置阀门110，通过阀门110连通两个液腔S1和S2，可以通过对阀门110参数的设计实现现有的液压衬套的液力耦合特性，将对液压衬套性能的设计从对主簧和液腔的设计转变为对阀门110参数的设计，从而可以采用形状较为简单的主簧和液腔，降低了对主簧和液腔的设计要求，同时解决了现有的液压衬套为了保证各个零件之间的配合，制造工艺十分复杂的问题，降低了设计和加工的难度。

再者，本发明实施例还提供了一种车辆，设置有上述任一实施例的汽车悬架系统。

基于本发明实施例提供的车辆，设置有本发明上述任一实施例的汽车悬架系统，其通过在液压衬套100的内部设置两个具有不同刚度的液腔S1和S2，在两个液腔S1和S2之间设置阀门110，通过阀门110连通两个液腔S1和S2，可以通过对阀门110参数的设计实现现有的液压衬套的液力耦合特性，将对液压衬套性能的设计从对主簧和液腔的设计转变为对阀门110参数的设计，从而可以采用形状较为简单的主簧和液腔，降低了对主簧和液腔的设计要求，同时解决了现有的液压衬套为了保证各个零件之间的配合，制造工艺十分复杂的问题，降低了设计和加工的难度。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (11)

1.一种液压衬套，其特征在于，包括：

第一液腔；

第二液腔，与所述第一液腔相邻设置，且所述第二液腔具有与所述第一液腔不同的刚度；及

阀门，设置于所述第一液腔与所述第二液腔之间，能够连通所述第一液腔与所述第二液腔；

所述的液压衬套，包括：

内筒；

外筒，套设于所述内筒的外侧；

隔板，设置于所述外筒与所述内筒之间，且与所述外筒连接形成所述第一液腔；

主簧，设置于所述内筒与所述隔板之间，且与所述内筒及所述隔板连接形成所述第二液腔；

其中，所述阀门设置于所述隔板上。

2.根据权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述第一液腔的刚度大于所述第二液腔的刚度；所述阀门为常闭式阀门，受到液体压力的作用打开；当液压衬套受到压缩时，所述阀门打开，所述第二液腔中的液体通过所述阀门流入所述第一液腔，当液压衬套状态恢复时，所述第一液腔中的液体通过所述阀门流回所述第二液腔。

3.根据权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述第一液腔的刚度大于所述第二液腔的刚度；所述阀门包括：压缩阀及补偿阀，所述压缩阀及所述补偿阀均为单向阀；当液压衬套受到压缩时，所述压缩阀打开，所述补偿阀关闭，所述第二液腔中的液体通过所述压缩阀流入所述第一液腔；当液压衬套状态恢复时，所述压缩阀关闭，所述补偿阀打开，所述第一液腔中的液体通过所述补偿阀流回所述第二液腔。

4.根据权利要求3所述的液压衬套，其特征在于，所述压缩阀的流量小于所述补偿阀的流量。

5.根据权利要求2或3所述的液压衬套，其特征在于，所述第二液腔的体积大于所述第一液腔的体积。

6.根据权利要求5所述的液压衬套，其特征在于，所述外筒及所述隔板均为金属材质，通过焊接方式连接形成所述第一液腔；

所述内筒为金属材质，所述主簧为橡胶材质，所述主簧与所述内筒及所述隔板通过硫化方式连接形成所述第二液腔。

7.根据权利要求6所述的液压衬套，其特征在于，所述主簧的横截面为圆形。

8.根据权利要求6所述的液压衬套，其特征在于，在所述第一液腔中设有变形块，所述变形块能够被压缩。

9.根据权利要求8所述的液压衬套，其特征在于，所述变形块的横截面为圆形。

10.一种汽车悬架系统，其特征在于，包括：根据权利要求1至9任意一项所述的液压衬套。

11.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求10所述的汽车悬架系统。