CN106314061B - 主动体积控制的油气悬挂系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及车辆的油气悬挂系统领域，特别是涉及一种主动体积控制的油气悬挂系统及车辆。油气悬挂系统，包括：液压缸体A、液压缸体B、气体储能器、双向节流结构及主动伸缩装置，主动伸缩装置用于主动控制所述无杆活塞体在所述液压缸体B内移动。车身水平检测传感器将检测到的车辆倾斜角发送给所述车辆ECU，所述车辆ECU根据预设的伸缩量控制所述主动伸缩装置推拉所述无杆活塞体在所述液压缸体B内的移动量及移动方向。主动伸缩装置对无杆活塞体推拉来在油气悬挂系统被动调节的基础上进一步主动调节无杆活塞体的位置，弥补了油气悬挂系统单纯被动调节车身平衡的不足。
Description
技术领域
本申请涉及车辆的油气悬挂系统领域，特别是涉及一种主动体积控制的油气悬挂系统及车辆。
背景技术
悬挂系统是车辆的车架与车轮之间的传力连接装置的总称，其主要功能是缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证车辆平顺行驶，悬挂系统决定着车辆的稳定性、舒适性和安全性，是现代车辆十分关键的部件之一。目前在30t以下的载重车辆仍多采用钢板弹簧和橡胶空心弹簧。载重在30t以上的重型载重车辆，越来越多地采用油气悬挂，油气悬挂能改善驾驶员的劳动条件，提高平均车速，适应道路的恶劣条件和装载条件。由于油气悬挂与其它形式的悬挂相比具有显著的优越性，因此在国内外的大吨位自卸车辆上得到了广泛的应用。油气悬挂系统的基本原理是：以可压缩的气体作为气体弹簧，并和减振元件合在一起组成弹性元件；以油液作为中间介质，起传递作用力和衰减振动的作用；通过油液压缩气室中的气体实现目标刚度，依靠油液通过阻尼器过程中的阻力，以减缓由于路面冲击产生的能量震荡，起到被动减震的作用。
发明人发现，车辆行驶过程中，车辆两侧的空气流动性能不同，再加上两侧的路面振动情况不同，导致了两侧缓冲油缸的温度不同，进而引起各个缓冲器的刚度、自由高度的不同，从而引起车辆的左右、前后的高度不同。
发明内容
本申请的一个目的在于解决在行驶过程中车身不平衡的问题。
根据本申请的一个方面，提供一种主动体积控制的油气悬挂系统，包括：
液压缸体A，内部设置一有杆活塞体，所述有杆活塞体将所述液压缸体A密封并分割为用于存储油液的第一储油空间和用于存储气体的第一储气空间，所述有杆活塞体的活塞杆的一部分位于所述第一储气空间内；
液压缸体B，内部设置一无杆活塞体，所述无杆活塞体将所述液压缸体B密封并分割为用于存储所述油液的第二储油空间和用于存储气体的第二储气空间；
气体储能器，与所述第二储气空间连通；
双向节流结构，所述第一储油空间与所述第二储油空间之间通过所述双向节流结构连通，并通过所述双向节流结构来控制所述油液在所述第一储油空间与所述第二储油空间的流动；
主动伸缩装置，与所述无杆活塞体连接，用于主动控制所述无杆活塞体在所述液压缸体B内移动；
车身水平检测传感器，与车辆ECU相连，所述车身水平检测传感器将检测到的车辆倾斜角发送给所述车辆ECU，所述车辆ECU控制所述主动伸缩装置推拉所述无杆活塞体在所述液压缸体B内的移动量及移动方向，来使有杆活塞体达到预定的伸缩量。
优选地，所述主动伸缩装置包括：
滑块；
弹簧；
导轨；及
电机
其中，所述滑块设置在所述第二储气空间内，所述滑块与所述无杆活塞体通过所述弹簧连接，所述导轨伸入所述第二储气空间内并与所述滑块相连，所述导轨伸出所述第二储气空间的部分与所述电机相连，所述电机带动所述导轨转动而致与所述导轨螺旋连接的所述滑块移动。
优选地，所述电机连接有减速器。
优选地，所述第一储油空间与所述第二储油空间的外部均设置有散热翅片。
优选地，所述主动伸缩装置包括：
滑块；
弹簧；
导轨；及
电机
其中，所述滑块设置在所述第二储气空间内，所述滑块与所述无杆活塞体通过所述弹簧连接，所述导轨伸入所述第二储气空间内并与所述滑块相连，所述导轨伸出所述第二储气空间的部分与所述电机相连，所述电机带动所述导轨伸缩而致与所述导轨固定连接的所述滑块移动。
优选地，所述电机连接有减速器。
优选地，所述第一储油空间与所述第二储油空间的外部均设置有散热翅片。
根据本申请的另一个方面，提供一种车辆，该车辆具有上述技术方案之一所限定的油气悬挂系统。
本申请提供的技术方案至少具有如下技术效果：
根据本申请的技术方案，车身水平检测传感器主动检测车辆的倾斜角，车辆ECU根据预设的伸缩量控制主动伸缩装置运行，主动伸缩装置对无杆活塞体推拉来在油气悬挂系统被动调节的基础上进一步主动调节无杆活塞体的位置，弥补了油气悬挂系统单纯被动调节车身平衡的不足。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。附图中：
图1是本申请一个实施例的主动体积控制的油气悬挂系统的结构示意图。
图中的附图标记如下：
1-液压缸体A，1a-第一储油空间，1b-第一储气空间；
2-液压缸体B，2a-第二储油空间，2b-第二储气空间；
3-弹簧；
4-滑块；
5-导轨；
6-减速器；
7-电机；
8-气体储能器；
9-无杆活塞体；
10-有杆活塞体；
11-双向节流结构；
12-散热翅片。
具体实施方式
以下涉及的方向“左”、“右”是以图1作为基础进行描述的。
如图1所示的一种主动体积控制的油气悬挂系统，包括：
液压缸体A1，液压缸体A1的内部设置一有杆活塞体10，有杆活塞体10将液压缸体A1动密封，并将液压缸体A1分割为用于存储油液的第一储油空间1a和用于存储气体的第一储气空间1b，所述有杆活塞体10的活塞杆的一部分位于所述第一储气空间内1b。在图1中，第一储油空间1a位于右侧，第一储气空间1b和有杆活塞体10位于左侧，可选择地有杆活塞体10与液压缸体A1之间有电磁可调阻尼。与现有技术相同，第一储气空间1b和有杆活塞体10的活塞杆之间并不密封。
液压缸体B2，内部设置一无杆活塞体9，所述无杆活塞体9将所述液压缸体B2动密封，并将液压缸体B2分割为用于存储油液的第二储油空间2a和用于存储气体的第二储气空间2b。在图1中，第二储油空间2a位于右侧，第二储气空间2b位于左侧。
与现有技术相同的气体储能器8，与所述第二储气空间2b通过管路连通。
双向节流结构11，第一储油空间1a与第二储油空间2a之间通过双向节流结构11连通。双向节流结构11能调节油液在第一储油空间1a与第二储油空间2a的流动。
主动伸缩装置，与无杆活塞体9连接，主动控制所述无杆活塞体9在所述液压缸体B2内移动；
车身水平检测传感器(图中未示出)，与车辆ECU相连，车身水平检测传感器将检测到的车辆倾斜角发送给车辆ECU，车辆ECU调取预先计算得到的有杆活塞体10伸缩量，车辆ECU控制主动伸缩装置推拉无杆活塞体9在液压缸体B2内的移动量及移动方向，来使有杆活塞体10达到预定的伸缩量。例如，车辆侧身较另一侧低10度时，控制拉无杆活塞体9向右侧移动1cm，来使有杆活塞体10向右移动0.5cm。这样，主动伸缩装置对无杆活塞体9的推拉，在油气悬挂系统被动调节的基础上进一步主动调节无杆活塞体9的位置，弥补了油气悬挂系统单纯被动调节车身平衡的不足，对油液温度变化引起的车辆倾斜问题做出了适当的调整，保证车辆的稳定性。
在图1所示实施例中，主动伸缩装置包括：
滑块4；
弹簧3；
导轨5；及
电机7
其中，所述滑块4设置在第二储气空间2b内，滑块4与无杆活塞体9通过弹簧3连接，导轨5伸入第二储气空间2b内并与滑块4相连，导轨5伸出第二储气空间2b的部分与电机7相连，电机7带动导轨5转动而致与导轨5螺旋连接的所述滑块4左右移动，并且弹簧3左端随着滑块4一起移动。
在图1所示实施例中，所述电机7连接有减速器6。第一储油空间1a与第二储油空间2a的外部均设置有散热翅片12，用于散发油液运动而产生的热量。
当有杆活塞体10受到向左冲击时，有杆活塞体10在液压缸体A1内向左运动，液压缸体A1内的油液经双向节流阀11流入液压缸体B2内，无杆活塞体9向左移动，并且液压缸体B2左侧气体进入气体储能器8。当有杆活塞杆10不受冲击时，气体储能器8内的气体进入液压缸体B2使无杆活塞体9向右移动，并且液压缸体B2内的油液经过中间的双向节流阀11流入液压缸体A1内，有杆活塞体10向右移，回到初始位置。油液、压缩气体、双向节流阀11以及运动速度，综合实现其刚度特性，从而减缓由于路面冲击产生的能量震荡，提高车辆乘坐舒适性及操纵安定性。
发明人发现，当车辆在凹凸不平的道路上行驶时，油气悬架反复上下震荡，无杆活塞体9和有杆活塞体10分别与液压缸体A1和液压缸体B2摩擦产生一定的能力耗散，同时，双向节流阀11实现主能量耗散，这些能量耗散的表现是使得油液温度升高，导致油液的弹性模量、粘度等关键特性随着温度的升高而迅速变差。同时，气体储能器8中的气体温度升高，也进一步导致了各个缸体的温度不平衡，最终是各个悬挂的初始高度发生不同。另外，车辆两侧轮子颠簸程度不同时，活塞与缸体摩擦产生的热能不同，车辆两侧的自然通风能力不同(迎风行驶、侧风行驶)，导致两侧悬挂系统中的工作油液温度不同，油液体积变化量不相同，进一步导致不同车轮悬挂处的有杆活塞体10的伸缩量不一样，车辆分配到各个支撑轮上的重量和初始设计发生变化。最终导致车辆车身发生不同程度的倾斜，影响车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性。
在另外的一个实施例中，所述主动伸缩装置包括：
滑块4；
弹簧3；
导轨5；及
电机7
其中，所述滑块4设置在第二储气空间2b内，滑块4与无杆活塞体9通过弹簧3连接，导轨5伸入第二储气空间2b内并与滑块4相连，导轨5伸出第二储气空间2b的部分与电机7相连，电机7带动导轨5伸缩而致与导轨5固定连接的滑块4移动。在该实施例中导轨5进行伸缩运动，而非旋转运动。同样地，电机7连接有减速器6。第一储油空间1a与第二储油空间2a的外部均设置有散热翅片12，用于散发油液运动而产生的热量。
需要说明的是，导轨5与无杆活塞体9之间应该设置一缓冲装置，否则会影响无杆活塞体9在车身不平衡时的被动的移动，导轨5还容易对无杆活塞体9直接撞击造成损坏。本申请是无杆活塞体9是对被动移动距离的一个补充。
本申请还提供一种车辆，该车辆具有上述技术方案之一所限定的油气悬挂系统。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本申请的多个示例性实施例，但是，在不脱离本申请精神和范围的情况下，仍可根据本申请公开的内容直接确定或推导出符合本申请原理的许多其他变型或修改。因此，本申请的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (8)
1.一种主动体积控制的油气悬挂系统，其特征在于，包括：
液压缸体A，内部设置一有杆活塞体，所述有杆活塞体将所述液压缸体A密封并分割为用于存储油液的第一储油空间和用于存储气体的第一储气空间，所述有杆活塞体的活塞杆的一部分位于所述第一储气空间内；
液压缸体B，内部设置一无杆活塞体，所述无杆活塞体将所述液压缸体B密封并分割为用于存储所述油液的第二储油空间和用于存储气体的第二储气空间；
气体储能器，与所述第二储气空间连通；
双向节流结构，所述第一储油空间与所述第二储油空间之间通过所述双向节流结构连通，并通过所述双向节流结构来控制所述油液在所述第一储油空间与所述第二储油空间的流动；
主动伸缩装置，与所述无杆活塞体连接，用于主动控制所述无杆活塞体在所述液压缸体B内移动；
车身水平检测传感器，与车辆ECU相连，所述车身水平检测传感器将检测到的车辆倾斜角发送给所述车辆ECU，所述车辆ECU控制所述主动伸缩装置推拉所述无杆活塞体在所述液压缸体B内的移动量及移动方向，来使有杆活塞体达到预定的伸缩量。
2.根据权利要求1所述的油气悬挂系统，其特征在于，
所述主动伸缩装置包括：
滑块；
弹簧；
导轨；及
电机；
其中，所述滑块设置在所述第二储气空间内，所述滑块与所述无杆活塞体通过所述弹簧连接，所述导轨伸入所述第二储气空间内并与所述滑块相连，所述导轨伸出所述第二储气空间的部分与所述电机相连，所述电机带动所述导轨转动而致与所述导轨螺旋连接的所述滑块移动。
3.根据权利要求2所述的油气悬挂系统，其特征在于，
所述电机连接有减速器。
4.根据权利要求2所述的悬挂系统，其特征在于，
所述第一储油空间与所述第二储油空间的外部均设置有散热翅片。
5.根据权利要求1所述的油气悬挂系统，其特征在于，
所述主动伸缩装置包括：
滑块；
弹簧；
导轨；及
电机；
其中，所述滑块设置在所述第二储气空间内，所述滑块与所述无杆活塞体通过所述弹簧连接，所述导轨伸入所述第二储气空间内并与所述滑块相连，所述导轨伸出所述第二储气空间的部分与所述电机相连，所述电机带动所述导轨伸缩而致与所述导轨固定连接的所述滑块移动。
6.根据权利要求5所述的油气悬挂系统，其特征在于，
所述电机连接有减速器。
7.根据权利要求5所述的油气悬挂系统，其特征在于，
所述第一储油空间与所述第二储油空间的外部均设置有散热翅片。
8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7之一所述的油气悬挂系统。
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