CN105972136A - 一种阻尼可调式1/2馈能悬架 - Google Patents

一种阻尼可调式1/2馈能悬架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻尼可调式1/2馈能悬架，属于汽车节能减排领域。本发明利用前悬架的液压减振器、液压马达、油缸以及气缸装置把悬架的振动能量转化成电能和高压气能储存起来，达到节能减排的目的。另一方面，由于后悬架采用的是油气弹簧，在遇到不同路况时，可运用存储的高压气能来调节后悬架油气弹簧装置的刚度和阻尼，进而达到调节后悬架阻尼的目的，改善车辆的行驶平顺性。

Description

一种阻尼可调式1/2馈能悬架
技术领域
本发明属于汽车节能减排领域，具体涉及一种阻尼可调式1/2馈能悬架。
背景技术
随着汽车行业的快速发展，人们对汽车的经济性和舒适性提出更高要求，而悬架对于车辆整体的能耗和乘坐舒适性具有重要影响。传统被动悬架在进行车辆减振的同时会将振动能量以热能的形式耗散掉，据调查，这部分能量耗散巨大，因此，对于这块振动能量的回收具有十分重大的意义。而提高汽车的乘坐舒适性就要求悬架可以在面对不同路况时可以实现阻尼可调，因此，在车辆设计时，如何将经济性和舒适性有机地结合起来成为当前亟需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：当汽车行驶在不平路面上时，通过回收悬架振动能量以调节悬架阻尼，改善车辆的乘坐舒适性，实现悬架系统振动能量回收与隔振的有效统一。
本发明技术方案为：一种阻尼可调式1/2馈能悬架，前车桥与液压减振器铰接；
液压减振器、第二单向阀、液压马达、油缸、第四单向阀通过液压管路形成闭合油路：所述液压减振器的无杆腔与第二单向阀的进口连接，所述第二单向阀的出口与液压马达的入口连接，所述液压马达的出口与油缸的无杆腔连接，所述油缸的有杆腔与第四单向阀的进口连接，所述第四单向阀的出口与液压减振器有杆腔连接；所述第二单向阀上并联有与其反向的第一单向阀，所述第四单向阀并联有与其反向的第三单向阀，所述液压马达连接有发电机；
所述油缸的活塞杆与气缸的活塞杆刚性连接，形成活塞连杆；
所述气缸、第八单向阀、储气罐通过气体管路连接：所述气缸有杆腔的一侧与第八单向阀的进口连接，所述第八单向阀的出口与储气罐的进口连接；
所述气缸、第五单向阀、气源通过气体管路连接：所述气源的出口与第五单向阀的进口连接，所述第五单向阀的出口与气缸有杆腔的另一侧连接；
所述气缸、第七单向阀、储气罐通过气体管路连接：所述气缸无杆腔的一侧与第七单向阀的进口连接，所述第七单向阀的出口与储气罐的进口连接；
所述气缸、第六单向阀、气源通过气体管路连接：所述气源的出口与第六单向阀的进口连接，所述第六单向阀的出口与气缸无杆腔的另一侧连接；
所述储气罐、高度阀、油气弹簧通过气体管路连接：所述储气罐的出口与高度阀连接，所述高度阀与油气弹簧的气室连接；所述油气弹簧与后车桥铰接，所述油气弹簧的无杆腔内设有油气隔膜。
进一步，所述液压马达是双向旋转液压马达，其旋转轴与发电机转子刚性连接。所述油缸内充满油液，所述气缸内充满氮气。所述高度阀中间接口表示储气罐与油气弹簧的气室连接处于常断状态；高度阀上位接口导通表示油气弹簧的气室出口打开，气体放出；高度阀下位接口导通表示油气弹簧的气室与储气罐连接导通，储气罐中的高压气体向油气弹簧的气室充气。所述油气弹簧属于单气室油气分隔式油气弹簧，其气室内充满氮气，通过油气隔膜将气体与油液分离。所述气源用于补充所述气缸有杆腔和无杆腔的气体。
本发明所带来的有益效果：本发明将液压减振装置和油气减振装置结合起来，通过前悬架液压减振装置内油液的流动，带动液压马达转动以及气缸内气体压缩，使悬架振动能量转换为电能和高压气能存储起来，达到回收振动能量的目的。同时，利用回收的高压气能来调节后悬架油气装置中气室压力，达到调节后悬架刚度和阻尼的目的，使车辆具有较好的乘坐舒适性。
附图说明
图1是本发明一种阻尼可调式1/2馈能悬架的结构图；
图中：1-前车桥，2-液压减振器有杆腔，3-液压减振器，4-第一单向阀，5-第二单向阀，6-第三单向阀，7-第四单向阀，8-发电机，9-液压马达，10-油缸，11-活塞连杆，12-气缸，13-第五单向阀，14-气源，15-第六单向阀，16-第七单向阀，17-第八单向阀，18-储气罐，19-高度阀，20-油气弹簧，21-油气隔膜，22-后车桥。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
车辆在行驶过程中，由于路面不平或其他复杂的路况时会首先引起前悬架系统的振动，使液压减振器腔内的液压油通过液压管流入到油缸中，带动油缸中的活塞连杆移动，此时，气缸内的气体被压缩，并通过气体管路存储到储气罐中。此时，后悬架上的高度阀动态感知油气弹簧与后车桥的高度变化，及时完成油气弹簧中气室的吸气和排气动作，改善车辆的舒适性。
如图1所示，一种阻尼可调式1/2馈能悬架，前车桥1与液压减振器3铰接；
液压减振器3、第二单向阀5、液压马达9、油缸10、第四单向阀7通过液压管路形成闭合油路：液压马达9是双向旋转液压马达，其旋转轴与发电机8转子刚性连接；油缸10内充满油液；液压减振器3的无杆腔与第二单向阀5的进口连接，第二单向阀5的出口与液压马达9的入口连接，液压马达9的出口与油缸10的无杆腔连接，油缸10的有杆腔与第四单向阀7的进口连接，第四单向阀7的出口与液压减振器有杆腔2连接；第二单向阀5上并联有与其反向的第一单向阀4，第四单向阀7并联有与其反向的第三单向阀6，液压马达9连接有发电机8；
液压减振器3、第三单向阀6、油缸10、液压马达9、第一单向阀4通过液压管路形成闭合油路：液压减振器有杆腔2与第三单向阀6的进口连接，第三单向阀6的出口与油缸10的有杆腔连接，油缸10的无杆腔与液压马达9的入口连接，液压马达9的出口与第一单向阀4的进口连接，第一单向阀4的出口与液压减振器3的无杆腔连接；
油缸10的活塞杆与气缸12的活塞杆刚性连接，形成活塞连杆11；气缸12内充满氮气；
气缸12、第八单向阀17、储气罐(18)通过气体管路连接：气缸12有杆腔的一侧与第八单向阀17的进口连接，第八单向阀17的出口与储气罐18的进口连接；
气缸12、第五单向阀13、气源14通过气体管路连接：气源14的出口与第五单向阀13的进口连接，第五单向阀13的出口与气缸12有杆腔的另一侧连接；
气缸12、第七单向阀16、储气罐18通过气体管路连接：气缸12无杆腔的一侧与第七单向阀16的进口连接，第七单向阀16的出口与储气罐18的进口连接；
气缸12、第六单向阀15、气源14通过气体管路连接：气源14的出口与第六单向阀15的进口连接，第六单向阀15的出口与气缸12无杆腔的另一侧连接；气源14用于补充气缸12有杆腔和无杆腔的气体；
储气罐18、高度阀19、油气弹簧20通过气体管路连接：储气罐18的出口与高度阀19连接，高度阀19与油气弹簧20的气室连接；油气弹簧20与后车桥22铰接，油气弹簧20的无杆腔内设有油气隔膜21；高度阀19中间接口表示储气罐18与油气弹簧20的气室连接处于常断状态；高度阀19上位接口导通表示油气弹簧20的气室出口打开，气体放出；高度阀19下位接口导通表示油气弹簧20的气室与储气罐18连接导通，储气罐18中的高压气体向油气弹簧20的气室充气；油气弹簧20属于单气室油气分隔式油气弹簧，其气室内充满氮气，通过油气隔膜21将气体与油液分离。
下面结合该装置的工作过程来进一步说明。
当液压减振器3处于压缩行程时，液压油通过第二单向阀5、液压马达9流入油缸10的无杆腔中，使得油缸10中的活塞向着有杆腔方向移动，进而带动气缸12中的活塞压缩气缸12无杆腔中的气体，经压缩的气体通过第七单向阀16沿着气体管路向储气罐18充气。同时，油缸10有杆腔中被压缩的液压油通过第四单向阀7沿着液压管路流回到液压减振器3的有杆腔中。在这个过程中，液压马达9转动带动发电机8发电进行馈能。随后，后悬架上的高度阀19动态感知油气弹簧20与后车桥的高度变化，当油气弹簧20与后车桥22的高度差小于一定值(该定值由不同的路况、不同的车辆确定)时，高度阀19工作在下位，储气罐18向油气弹簧20气室充气，以增大油气弹簧20的刚度和阻尼，改善车辆的舒适性。
当液压减振器3处于拉伸行程时，液压油通过第四单向阀7流入油缸10的有杆腔中，使得油缸10中的活塞向着无杆腔方向移动，进而带动气缸12中的活塞压缩气缸12有杆腔中的气体，经压缩的气体通过第八单向阀17沿着气体管路向储气罐18充气。同时，油缸10无杆腔中被压缩的液压油通过液压马达9、第一单向阀4沿着液压管路流回到液压减振器3的无杆腔中。在这个过程中，液压马达9转动带动发电机发电8进行馈能。随后，后悬架上的高度阀19动态感知油气弹簧20与后车桥22的高度变化，当油气弹簧20与后车桥22的高度差大于一定值(该定值由不同的路况、不同的车辆确定)时，高度阀19工作在上位，油气弹簧20气室中的气体放出到大气中，以减小油气弹簧20的刚度和阻尼改善车辆的舒适性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，应当理解，本发明并不限于这里所描述的实现方案，这些实现方案描述的目的在于帮助本领域中的技术人员实践本发明。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，因此本发明只受到本发明权利要求的内容和范围的限制，其意图涵盖所有包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围内的备选方案和等同方案。

Claims (6)

1.一种阻尼可调式1/2馈能悬架，其特征在于，前车桥(1)与液压减振器(3)铰接；
液压减振器(3)、第二单向阀(5)、液压马达(9)、油缸(10)、第四单向阀(7)通过液压管路形成闭合油路：所述液压减振器(3)的无杆腔与第二单向阀(5)的进口连接，所述第二单向阀(5)的出口与液压马达(9)的入口连接，所述液压马达(9)的出口与油缸(10)的无杆腔连接，所述油缸(10)的有杆腔与第四单向阀(7)的进口连接，所述第四单向阀(7)的出口与液压减振器有杆腔(2)连接；所述第二单向阀(5)上并联有与其反向的第一单向阀(4)，所述第四单向阀(7)并联有与其反向的第三单向阀(6)，所述液压马达(9)连接有发电机(8)；
所述油缸(10)的活塞杆与气缸(12)的活塞杆刚性连接，形成活塞连杆(11)；
所述气缸(12)、第八单向阀(17)、储气罐(18)通过气体管路连接：所述气缸(12)有杆腔的一侧与第八单向阀(17)的进口连接，所述第八单向阀(17)的出口与储气罐(18)的进口连接；
所述气缸(12)、第五单向阀(13)、气源(14)通过气体管路连接：所述气源(14)的出口与第五单向阀(13)的进口连接，所述第五单向阀(13)的出口与气缸(12)有杆腔的另一侧连接；
所述气缸(12)、第七单向阀(16)、储气罐(18)通过气体管路连接：所述气缸(12)无杆腔的一侧与第七单向阀(16)的进口连接，所述第七单向阀(16)的出口与储气罐(18)的进口连接；
所述气缸(12)、第六单向阀(15)、气源(14)通过气体管路连接：所述气源(14)的出口与第六单向阀(15)的进口连接，所述第六单向阀(15)的出口与气缸(12)无杆腔的另一侧连接；
所述储气罐(18)、高度阀(19)、油气弹簧(20)通过气体管路连接：所述储气罐(18)的出口与高度阀(19)连接，所述高度阀(19)与油气弹簧(20)的气室连接；所述油气弹簧(20)与后车桥(22)铰接，所述油气弹簧(20)的无杆腔内设有油气隔膜(21)。
2.根据权利要求1所述的一种阻尼可调式1/2馈能悬架，其特征在于，所述液压马达(9)是双向旋转液压马达，其旋转轴与发电机(8)转子刚性连接。
3.根据权利要求1所述的一种阻尼可调式1/2馈能悬架，其特征在于，所述油缸(10)内充满油液，所述气缸(12)内充满氮气。
4.根据权利要求1所述的一种阻尼可调式1/2馈能悬架，其特征在于，所述高度阀(19)中间接口表示储气罐(18)与油气弹簧(20)的气室连接处于常断状态；高度阀(19)上位接口导通表示油气弹簧(20)的气室出口打开，气体放出；高度阀(19)下位接口导通表示油气弹簧(20)的气室与储气罐(18)连接导通，储气罐(18)中的高压气体向油气弹簧(20)的气室充气。
5.根据权利要求1所述的一种阻尼可调式1/2馈能悬架，其特征在于，所述油气弹簧(20)属于单气室油气分隔式油气弹簧，其气室内充满氮气，通过油气隔膜(21)将气体与油液分离。
6.根据权利要求1所述的一种阻尼可调式1/2馈能悬架，其特征在于，所述气源(14)用于补充所述气缸(12)有杆腔和无杆腔的气体。
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