CN106763415A - 油气弹簧浮动活塞 - Google Patents

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陈轶杰
桂鹏
高晓东
杜甫
张旭
张亚峰
韩小玲
徐梦岩
鞠海洁
宁丹
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Abstract

本发明的目的在于提供一种油气弹簧浮动活塞，安装在气缸中，用于隔离液压油和高压氮气，浮动活塞上布置有两道密封，其中油封靠近高压油一侧，气封靠近高压氮气一侧，也可采用三道密封结构，其中油封靠近高压油一侧，采用格莱圈，主气封布置在三道密封的中间位置，采用AQ封的气动密封型式，副气封布置在高压氮气一侧，采用具有单向密封能力的斯特封，密封方向朝高压氮气。

Description

油气弹簧浮动活塞
技术领域
本发明涉及用于油气弹簧浮动活塞，属于液压机械和车辆领域。
背景技术
油气弹簧是以惰性气体(氮)作为弹性介质，以油液作为传力介质，集弹性元件和阻尼元件于一体的减振装置。它呈现出很好的非线性特性，加装液压电控系统以后还能实现车姿调节、悬挂刚性闭锁等功能。油气悬挂与其他悬挂系统相比能够充分改善车辆的机动性、舒适性以及操纵稳定性，尤其能满足特种车辆、工程车辆和军用车辆的指标要求，具有良好的发展前景。
高压组合密封是油气弹簧的重要组成部分，主要作用是将液压油和气体分离，防止油气混合。由于工作压力较高，气体和油液分子体积相差较大，常常需要采用多道密封圈，这样虽然提高了密封效果，但导致中间的密封圈和靠气体侧的密封圈的润滑环境较差，容易引起密封圈的早期磨损，大大缩短了使用寿命，降低了油气弹簧的可靠性。
发明内容
本发明提供一种油气弹簧浮动活塞，安装在气缸中，用于隔离液压油和高压氮气，浮动活塞上布置有两道密封，其中油封靠近高压油一侧，气封靠近高压氮气一侧，油封采用格莱圈，具有双向密封能力的密封结构，为提高浮动活塞的工作稳定性，增加导向带用于浮动活塞运动过程中的支撑与导向。
其次，浮动活塞采用三道密封结构，其中油封靠近高压油一侧，采用格莱圈，具有双向密封能力的密封结构，主气封布置在三道密封的中间位置，采用AQ封的气动密封型式，副气封布置在高压氮气一侧，采用具有单向密封能力的斯特封，密封方向朝高压氮气。
附图说明
图1为油气弹簧工作原理图
图2为带润滑油自动补给装置的浮动活塞在缸筒中的安装布置图
图3为带润滑油自动补给装置的浮动活塞装配图
图4为带润滑油自动补给装置的浮动活塞沿A-A截面的剖视图
图中，1-主活塞 2-油缸 3-高压油 4-减振阀 5-常通孔 6-浮动活塞 7-气缸 8-高压氮气 9-小活塞 10-油侧密封圈 11-储油腔 12-润滑油道 13-自动润滑浮动活塞 14-缸筒 15-高压气室 16-气侧密封圈 17-小活塞密封圈 18-卡簧 19-液压油 20-润滑油槽21-油封 22-气封 25-第一道油封 26-第二道油封
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步的说明。
图1为油气弹簧工作原理图，油缸2和气缸7的内腔通过过油通道连通在一起，油缸2中安装有减振阀4，以及主活塞1，主活塞1上布置有高压组合油封，用于密封内腔的高压油3，具体方案一：具有两道密封的组合方式，其中采用斯特封作为第一道油封25布置在靠近液压油一侧，具有单向密封能力，且密封方向朝油侧，靠近油气弹簧环形腔一侧的第二道油封26可采用格莱圈，具有双向密封能力，也可采用具有单向密封能力的斯特封，密封方向朝油侧，需要说明的是第二道油封26的压缩率应大于第一道油封25，以便具有更好的刮油能力；具体方案二：具有三道密封的组合方式，其中采用斯特封作为第一道油封25布置在靠近液压油一侧，具有单向密封能力，密封方向朝油侧，第三道油封布置在三道密封中间位置，也采用单向密封结构的斯特封，密封方向朝油侧，与第一道密封25形成串联式密封组合，具有更好的密封能力，第二道密封26则靠近油气弹簧环形腔，同样采用斯特封，密封方向朝环形腔侧，起到反向密封作用，需要说明的是第三道油封的压缩率应大于第一道油封25，以便具有更好的刮油能力。
气缸7中安装有浮动活塞6，用于隔离液压油3和高压氮气8，浮动活塞上通常布置有两道密封，其中油封21靠近高压油一侧，气封22靠近高压氮气8一侧，油封21采用格莱圈，具有双向密封能力的密封结构，为提高浮动活塞6的工作稳定性，一般会增加导向带用于浮动活塞6运动过程中的支撑与导向。
浮动活塞6也可采用三道密封结构，其中油封21仍旧靠近高压油一侧，采用格莱圈，具有双向密封能力的密封结构，主气封布置在三道密封的中间位置，采用AQ封等典型气动密封型式，副气封则布置在高压氮气8一侧，采用具有单向密封能力的斯特封，密封方向朝高压氮气8，主要目的是减少活塞运动过程中高压气体对主气封的压迫和损伤，延长气密性时间。
如图2所示，自动润滑浮动活塞13套装在缸筒14中，其作用是将上方的液压油19和下方的高压气室15分离开，防止油气混合。在自动润滑浮动活塞13和缸筒14之间采用了两道径向密封圈，分别是油侧密封圈10和气侧密封圈16。在传统的浮动活塞中，只有极少的液压油19能穿过密封圈10，很难在靠近气侧的缸筒14的内壁产生良好的润滑油膜，因此，气侧密封圈16的润滑环境较差，极易磨损。
针对这种情况，如图2、图4所示，设计小活塞9套装在自动润滑浮动活塞13的中心减重凹槽中，由小活塞9和自动润滑浮动活塞13所围成的储油腔11，其中充满润滑油，在小活塞9的径向布置有密封圈17，与减重孔内壁配合形成径向密封，防止液压油19和储油腔11中的润滑油混合。减重孔的上端装有卡簧18，用于限制小活塞9相对浮动活塞13的轴向运动，防止在高速运动时小活塞9从自动润滑浮动活塞13中脱落。
如图3、图4所示，自动润滑浮动活塞13的侧面有沿径向的润滑油道12和周向的润滑油槽20，润滑油道12用于将储油腔11中的润滑油引导到润滑油槽20及自动润滑浮动活塞13和缸筒14的径向缝隙中，润滑油槽20不仅可以存储部分润滑油，还可使润滑油沿浮动活塞6的周向流动，以便在缸筒内表面形成均匀的润滑油膜。当自动润滑浮动活塞13承受来自液压油19和高压气室15的压力时，小活塞9相对于浮动活塞13向下运动，储油腔11的容积变小，使润滑油或润滑脂顺序经润滑油道12、润滑油槽20流到自动润滑浮动活塞13和缸筒14之间的径向缝隙中，在缸筒14的内壁产生稳定的润滑油膜，极大地改善了气侧密封圈16的润滑环境。
附图中示出的自动润滑浮动活塞13上只采用了两道密封圈10和16，但是本领域技术人员可以容易地理解，本发明所涉及的带润滑油的自动补给装置同样能以上述方式安装在其它多道密封圈的浮动活塞上，并且可以在任意密封润滑的薄弱点增加润滑油道和润滑油槽，将润滑油引道到需要的位置。
附图中示出的储油腔11中充满的是润滑油，但是本领域技术人员可以容易地理解，本发明所涉及的带润滑油自动补给装置的浮动活塞储油腔11中也可以充满润滑脂。
附图中示出的自动润滑浮动活塞13的减重孔朝向液压油19，但是本领域技术人员可以容易地理解，本发明所涉及的带润滑油自动补给装置的浮动活塞的减重孔也可以朝向高压氮气。
需要说明的是，本领域技术人员可以容易地理解，本发明可以在不脱离由所附权利要求限定的精神和范围的情况下，进行各种不同形式的更改和改变。

Claims (2)

1.一种油气弹簧浮动活塞，安装在气缸中，用于隔离液压油和高压氮气，浮动活塞上布置有两道密封，其中油封靠近高压油一侧，气封靠近高压氮气一侧，油封采用格莱圈，具有双向密封能力的密封结构，为提高浮动活塞的工作稳定性，增加导向带用于浮动活塞运动过程中的支撑与导向。
2.根据权利要求1所述的油气弹簧浮动活塞，其特征在于：浮动活塞采用三道密封结构，其中油封靠近高压油一侧，采用格莱圈，具有双向密封能力的密封结构，主气封布置在三道密封的中间位置，采用AQ封的气动密封型式，副气封布置在高压氮气一侧，采用具有单向密封能力的斯特封，密封方向朝高压氮气。
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