CN107116984A - 一种整车液压互联馈能悬架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整车液压互联馈能悬架，属于车辆研究领域，所述悬架包括液压缸、整流桥、蓄能器、液压马达、液压管路、旋转电机、蓄电池等。通过油路将整车四个液压缸的上下腔以特定的方式进行连接。当车辆行驶在路面上，四个液压缸受到路面激励，各个液压缸腔室内的油液通过油路形成交互，使得四个液压缸之间形成力的耦合，从而提高整车的侧倾特性和俯仰特性；同时流动的油液驱动液压马达旋转，马达带动电机发电，产生的电能储存在蓄电池中，回收了部分车身振动能量。

Description

一种整车液压互联馈能悬架

技术领域

本发明涉及车辆悬架，特指一种整车液压互联馈能悬架。

背景技术

传统悬架的振动能量通常通过阻尼器以热能的形式耗散掉，而馈能悬架可以将这部分能量进行回收，节能环保。常见的馈能悬架形式有：直线电机式、齿轮齿条式、滚珠丝杠式和液电式。直线电机式馈能悬架制造成本高，且直线电机的效率相比旋转电机非常低；齿轮齿条式和滚珠丝杠式馈能悬架成本低廉，但是无法避免旋转电机频繁的正反换向，回收的能量较少；液电式馈能悬架结构可靠，成本低，同时利用液压整流桥使得电机转向始终不变，馈能的效率更高，但是提升馈能性的同时，并不能很好的保证车辆本身的动力学特性。

互联悬架是指单个车轮运动导致其他车轮或车轮组弹簧力变化的悬架系统的总称，与传统悬架相比，互联悬架可实现对平顺性和操纵稳定性的协调控制；与主动悬架和半主动悬架相比，互联悬架结构简单可靠，成本低，易于实现。

发明内容

本发明提供一种整车液压互联馈能悬架，通过油路将整车四个液压缸的上下腔以特定的方式进行连接。当车辆行驶在路面上，四个液压缸受到路面激励，各个液压缸腔室内的油液通过油路形成交互，使得四个液压缸之间形成力的耦合，从而提高整车的侧倾特性和俯仰特性；同时流动的油液驱动液压马达旋转，马达再带动旋转电机发电，产生的电能储存在蓄电池中，回收了部分车身振动能量。

本发明的技术方案是：一种整车液压互联馈能悬架，包括液压缸a、液压缸b、液压缸c、液压缸d、整流桥a、整流桥b、整流桥c、整流桥d、液压马达a、液压马达b、液压马达c、液压马达d、旋转电机a、旋转电机b、旋转电机c、旋转电机d、蓄能器a、蓄能器b、蓄能器c、蓄能器d、蓄电池a、蓄电池b、蓄电池c、蓄电池d、第一三通、第二三通、第三三通、第四三通、DC/DC变换器a、DC/DC变换器b、DC/DC变换器c、DC/DC变换器d和液压管路；

液压缸a的上腔和整流桥a相连，液压缸a的下腔和整流桥d相连；

液压缸b的上腔和整流桥b相连，液压缸b的下腔和整流桥c相连；

液压缸c的上腔和整流桥c相连，液压缸c的下腔和整流桥b相连；

液压缸d的上腔和整流桥d相连，液压缸d的下腔和整流桥a相连；

所述液压马达a的进油口通过管路与第一三通连接，所述蓄能器a通过管路与第一三通连接，第一三通和整流桥a相连；所述液压马达a的出油口通过管路与整流桥a相连；所述液压马达a的输出轴依次和旋转电机a、DC/DC变换器a、蓄电池a相连；

所述液压马达b的进油口通过管路与第二三通连接，所述蓄能器b通过管路与第二三通连接，第二三通和整流桥b相连；所述液压马达b的出油口通过管路与整流桥b相连；所述液压马达b的输出轴依次和旋转电机b、DC/DC变换器b、蓄电池b相连；

所述液压马达c的进油口通过管路与第三三通连接，所述蓄能器c通过管路与第三三通连接，第三三通和整流桥c相连；所述液压马达c的出油口通过管路与整流桥c相连；所述液压马达c的输出轴依次和旋转电机c、DC/DC变换器c、蓄电池c相连；

所述液压马达d的进油口通过管路与第四三通连接，所述蓄能器d通过管路与第四三通连接，第四三通和整流桥d相连；所述液压马达d的出油口通过管路与整流桥d相连；所述液压马达d的输出轴依次和旋转电机d、DC/DC变换器d、蓄电池d相连。

所述整流桥a包括单向阀a、单向阀b、单向阀c、单向阀d、三通a、三通b、三通c和三通d；所述单向阀a的进油口和出油口通过管路分别与三通a及三通b连接；所述单向阀b的进油口和出油口通过管路分别与三通c及三通b连接；所述单向阀c的进油口和出油口通过管路分别与三通d及三通a连接；所述单向阀d的进油口和出油口通过管路分别与三通d及三通c连接；所述三通b剩下的一个端口通过管路与第一三通连接；所述三通d剩下的一个端口通过管路与液压马达a的出油口连接；所述三通a剩下的一个端口通过管路与液压缸a的上腔连接；所述三通c剩下的一个端口通过管路与液压缸d的下腔连接。

所述整流桥b包括单向阀e、单向阀f、单向阀g、单向阀h、三通e、三通f、三通g和三通h；所述单向阀e的进油口和出油口通过管路分别与三通e及三通f连接；所述单向阀f的进油口和出油口通过管路分别与三通g及三通f连接；所述单向阀g的进油口和出油口通过管路分别与三通h及三通e连接；所述单向阀h的进油口和出油口通过管路分别与三通h及三通g连接；所述三通f剩下的一个端口通过管路与第二三通连接；所述三通h剩下的一个端口通过管路与液压马达b的出油口连接；所述三通e剩下的一个端口通过管路与液压缸b的上腔连接；所述三通g剩下的一个端口通过管路与液压缸c的下腔连接。

所述整流桥c包括单向阀i、单向阀j、单向阀k、单向阀l、三通i、三通j、三通k和三通l；所述单向阀i的进油口和出油口通过管路分别与三通i及三通j连接；所述单向阀j的进油口和出油口通过管路分别与三通k及三通j连接；所述单向阀k的进油口和出油口通过管路分别与三通l及三通i连接；所述单向阀l的进油口和出油口通过管路分别与三通l及三通k连接；所述三通l剩下的一个端口通过管路与液压马达c的出油口连接；所述三通i剩下的一个端口通过管路与液压缸c的上腔连接；所述三通k剩下的一个端口通过管路与液压缸b的下腔连接。

所述整流桥d包括单向阀m、单向阀n、单向阀o、单向阀p、三通m、三通n、三通o和三通p；所述单向阀m的进油口和出油口通过管路分别与三通m及三通n连接；所述单向阀n的进油口和出油口通过管路分别与三通o及三通n连接；所述单向阀o的进油口和出油口通过管路分别与三通p及三通m连接；所述单向阀p的进油口和出油口通过管路分别与三通p及三通o连接；所述三通p剩下的一个端口通过管路与液压马达d的出油口连接；所述三通m剩下的一个端口通过管路与液压缸d的上腔连接；所述三通o剩下的一个端口通过管路与液压缸a的下腔连接。

所述液压缸a、液压缸b、液压缸c和液压缸d活塞的活动范围在其上下腔的过孔之间。

无论管路中的油液流动情况如何，整流桥a、整流桥b、整流桥c和整流桥d使得液压马达a、液压马达b、液压马达c和液压马达d始终沿一个方向旋转，避免了马达频繁换向的能量损失。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明利用液压管路将整车四个液压缸实现互联，该结构可以提高整车的侧倾刚度和俯仰刚度，有利于提高整车的操纵稳定性和行驶安全性。

2.本发明在提高整车动力学性能的同时，回收部分车身振动能量，对于节能减排有重要意义。

3.液压整流桥保证了马达始终沿一个方向旋转，避免频繁换向造成的能量损失，提高了能量回馈的效率。

附图说明

图1为本发明的一种整车液压互联馈能悬架示意图。

图2为本发明的整流桥a示意图。

图3为本发明的整流桥b示意图。

图4为本发明的整流桥c示意图。

图5为本发明的整流桥d示意图。

图中：1-液压缸a；2-液压缸b；3-液压缸c；4-液压缸d；5-整流桥a；501-单向阀a；502-单向阀b；503-单向阀c；504-单向阀d；505-三通a；506-三通b；507-三通c；508-三通d；6-整流桥b；601-单向阀e；602-单向阀f；603-单向阀g；604-单向阀h；605-三通e；606-三通f；607-三通g；608-三通h；7-整流桥c；701-单向阀i；702-单向阀j；703-单向阀k；704-单向阀l；705-三通i；706-三通j；707-三通k；708-三通l；8-整流桥d；801-单向阀m；802-单向阀n；803-单向阀o；804-单向阀p；805-三通m；806-三通n；807-三通o；808-三通p；9-液压马达a；10-液压马达b；11-液压马达c；12-液压马达d；13-旋转电机a；14-旋转电机b；15-旋转电机c；16-旋转电机d；17-蓄能器a；18-蓄能器b；19-蓄能器c；20-蓄能器d；21-蓄电池a；22-蓄电池b；23-蓄电池c；24-蓄电池d；25-第一三通；26-第二三通；27-第三三通；28-第四三通；29-DC/DC变换器a；30-DC/DC变换器b；31-DC/DC变换器c；32-DC/DC变换器d。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方案做进一步的阐述。

如图1所示，一种整车液压互联馈能悬架，包括液压缸a1、液压缸b2、液压缸c3、液压缸d4、整流桥a5、整流桥b6、整流桥c7、整流桥d8、液压马达a9、液压马达b10、液压马达c11、液压马达d12、旋转电机a13、旋转电机b14、旋转电机c15、旋转电机d16、蓄能器a17、蓄能器b18、蓄能器c19、蓄能器d20、蓄电池a21、蓄电池b22、蓄电池c23、蓄电池d24、第一三通25、第二三通26、第三三通27、第四三通28、DC/DC变换器a29、DC/DC变换器b30、DC/DC变换器c31、DC/DC变换器d32和液压管路；

液压缸a1的上腔和整流桥a5相连，液压缸a1的下腔和整流桥d8相连；

液压缸b2的上腔和整流桥b6相连，液压缸b2的下腔和整流桥c7相连；

液压缸c3的上腔和整流桥c7相连，液压缸c3的下腔和整流桥b6相连；

液压缸d4的上腔和整流桥d8相连，液压缸d4的下腔和整流桥a5相连；

所述液压马达a9的进油口通过管路与第一三通25连接，所述蓄能器a17通过管路与第一三通25连接，第一三通25和整流桥a5相连；所述液压马达a9的出油口通过管路与整流桥a5相连；所述液压马达a9的输出轴依次和旋转电机a13、DC/DC变换器a29、蓄电池a21相连；

所述液压马达b10的进油口通过管路与第二三通26连接，所述蓄能器b18通过管路与第二三通26连接，第二三通26和整流桥b6相连；所述液压马达b10的出油口通过管路与整流桥b6相连；所述液压马达b10的输出轴依次和旋转电机b14、DC/DC变换器b30、蓄电池b22相连；

所述液压马达c11的进油口通过管路与第三三通27连接，所述蓄能器c19通过管路与第三三通27连接，第三三通27和整流桥c7相连；所述液压马达c11的出油口通过管路与整流桥c7相连；所述液压马达c11的输出轴依次和旋转电机c15、DC/DC变换器c31、蓄电池c23相连；

所述液压马达d12的进油口通过管路与第四三通28连接，所述蓄能器d20通过管路与第四三通28连接，第四三通28和整流桥d8相连；所述液压马达d12的出油口通过管路与整流桥d8相连；所述液压马达d12的输出轴依次和旋转电机d16、DC/DC变换器d32、蓄电池d24相连。

如图2-5所示，所述整流桥a5包括单向阀a501、单向阀b502、单向阀c503、单向阀d504、三通a505、三通b506、三通c507和三通d508；所述单向阀a501的进油口和出油口通过管路分别与三通a505及三通b506连接；所述单向阀b502的进油口和出油口通过管路分别与三通c507及三通b506连接；所述单向阀c503的进油口和出油口通过管路分别与三通d508及三通a505连接；所述单向阀d504的进油口和出油口通过管路分别与三通d508及三通c507连接；所述三通b506剩下的一个端口通过管路与第一三通25连接；所述三通d508剩下的一个端口通过管路与液压马达a9的出油口连接；所述三通a505剩下的一个端口通过管路与液压缸a1的上腔连接；所述三通c507剩下的一个端口通过管路与液压缸d4的下腔连接。

所述整流桥b6包括单向阀e601、单向阀f602、单向阀g603、单向阀h604、三通e605、三通f606、三通g607和三通h608；所述单向阀e601的进油口和出油口通过管路分别与三通e605及三通f606连接；所述单向阀f602的进油口和出油口通过管路分别与三通g607及三通f606连接；所述单向阀g603的进油口和出油口通过管路分别与三通h608及三通e605连接；所述单向阀h604的进油口和出油口通过管路分别与三通h608及三通g607连接；所述三通f606剩下的一个端口通过管路与第二三通26连接；所述三通h608剩下的一个端口通过管路与液压马达b10的出油口连接；所述三通e605剩下的一个端口通过管路与液压缸b2的上腔连接；所述三通g607剩下的一个端口通过管路与液压缸c3的下腔连接。

所述整流桥c7包括单向阀i701、单向阀j702、单向阀k703、单向阀l704、三通i705、三通j706、三通k707和三通l708；所述单向阀i701的进油口和出油口通过管路分别与三通i705及三通j706连接；所述单向阀j702的进油口和出油口通过管路分别与三通k707及三通j706连接；所述单向阀k703的进油口和出油口通过管路分别与三通l708及三通i705连接；所述单向阀l704的进油口和出油口通过管路分别与三通l708及三通k707连接；所述三通l708剩下的一个端口通过管路与液压马达c11的出油口连接；所述三通i705剩下的一个端口通过管路与液压缸c3的上腔连接；所述三通k707剩下的一个端口通过管路与液压缸b2的下腔连接。

所述整流桥d8包括单向阀m801、单向阀n802、单向阀o803、单向阀p804、三通m805、三通n806、三通o807和三通p808；所述单向阀m801的进油口和出油口通过管路分别与三通m805及三通n806连接；所述单向阀n802的进油口和出油口通过管路分别与三通o807及三通n806连接；所述单向阀o803的进油口和出油口通过管路分别与三通p808及三通m805连接；所述单向阀p804的进油口和出油口通过管路分别与三通p808及三通o807连接；所述三通p808剩下的一个端口通过管路与液压马达d12的出油口连接；所述三通m805剩下的一个端口通过管路与液压缸d4的上腔连接；所述三通o807剩下的一个端口通过管路与液压缸a1的下腔连接。

所述液压缸a1、液压缸b2、液压缸c3和液压缸d4活塞的活动范围在其上下腔的过孔之间。

无论管路中的油液流动情况如何，整流桥a5、整流桥b6、整流桥c7和整流桥d8使得液压马达a9、液压马达b10、液压马达c11和液压马达d12始终沿一个方向旋转，避免了马达频繁换向的能量损失。

以液压缸a1的上腔和液压缸d4的下腔之间的互联馈能液压管路为例，车辆行驶于不平路面，如果液压缸a1上腔的压力大于液压缸d4下腔的压力，油液从液压缸a1的上腔依次经过三通a505、单向阀a501、三通b506和液压马达a9流入液压缸d4的下腔，并且油液经过液压马达a9时，液压马达a9带动旋转电机a13发电，产生的电能经过DC/DC变换器a29稳压后存入蓄电池a21中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种整车液压互联馈能悬架，其特征在于，包括液压缸a(1)、液压缸b(2)、液压缸c(3)、液压缸d(4)、整流桥a(5)、整流桥b(6)、整流桥c(7)、整流桥d(8)、液压马达a(9)、液压马达b(10)、液压马达c(11)、液压马达d(12)、旋转电机a(13)、旋转电机b(14)、旋转电机c(15)、旋转电机d(16)、蓄能器a(17)、蓄能器b(18)、蓄能器c(19)、蓄能器d(20)、蓄电池a(21)、蓄电池b(22)、蓄电池c(23)、蓄电池d(24)、第一三通(25)、第二三通(26)、第三三通(27)、第四三通(28)、DC/DC变换器a(29)、DC/DC变换器b(30)、DC/DC变换器c(31)、DC/DC变换器d(32)和液压管路；

液压缸a(1)的上腔和整流桥a(5)相连，液压缸a(1)的下腔和整流桥d(8)相连；

液压缸b(2)的上腔和整流桥b(6)相连，液压缸b(2)的下腔和整流桥c(7)相连；

液压缸c(3)的上腔和整流桥c(7)相连，液压缸c(3)的下腔和整流桥b(6)相连；

液压缸d(4)的上腔和整流桥d(8)相连，液压缸d(4)的下腔和整流桥a(5)相连；

所述液压马达a(9)的进油口通过管路与第一三通(25)连接，所述蓄能器a(17)通过管路与第一三通(25)连接，第一三通(25)还和整流桥a(5)相连；所述液压马达a(9)的出油口通过管路与整流桥a(5)相连；所述液压马达a(9)的输出轴依次和旋转电机a(13)、DC/DC变换器a(29)、蓄电池a(21)相连；

所述液压马达b(10)的进油口通过管路与第二三通(26)连接，所述蓄能器b(18)通过管路与第二三通(26)连接，第二三通(26)还和整流桥b(6)相连；所述液压马达b(10)的出油口通过管路与整流桥b(6)相连；所述液压马达b(10)的输出轴依次和旋转电机b(14)、DC/DC变换器b(30)、蓄电池b(22)相连；

所述液压马达c(11)的进油口通过管路与第三三通(27)连接，所述蓄能器c(19)通过管路与第三三通(27)连接，第三三通(27)还和整流桥c(7)相连；所述液压马达c(11)的出油口通过管路与整流桥c(7)相连；所述液压马达c(11)的输出轴依次和旋转电机c(15)、DC/DC变换器c(31)、蓄电池c(23)相连；

所述液压马达d(12)的进油口通过管路与第四三通(28)连接，所述蓄能器d(20)通过管路与第四三通(28)连接，第四三通(28)还和整流桥d(8)相连；所述液压马达d(12)的出油口通过管路与整流桥d(8)相连；所述液压马达d(12)的输出轴依次和旋转电机d(16)、DC/DC变换器d(32)、蓄电池d(24)相连。

2.根据权利要求1所述的一种整车液压互联馈能悬架，其特征在于，所述整流桥a(5)包括单向阀a(501)、单向阀b(502)、单向阀c(503)、单向阀d(504)、三通a(505)、三通b(506)、三通c(507)和三通d(508)；所述单向阀a(501)的进油口和出油口通过管路分别与三通a(505)及三通b(506)连接；所述单向阀b(502)的进油口和出油口通过管路分别与三通c(507)及三通b(506)连接；所述单向阀c(503)的进油口和出油口通过管路分别与三通d(508)及三通a(505)连接；所述单向阀d(504)的进油口和出油口通过管路分别与三通d(508)及三通c(507)连接；所述三通b(506)剩下的一个端口通过管路与第一三通(25)连接；所述三通d(508)剩下的一个端口通过管路与液压马达a(9)的出油口连接；所述三通a(505)剩下的一个端口通过管路与液压缸a(1)的上腔连接；所述三通c(507)剩下的一个端口通过管路与液压缸d(4)的下腔连接。

3.根据权利要求1所述的一种整车液压互联馈能悬架，其特征在于，所述整流桥b(6)包括单向阀e(601)、单向阀f(602)、单向阀g(603)、单向阀h(604)、三通e(605)、三通f(606)、三通g(607)和三通h(608)；所述单向阀e(601)的进油口和出油口通过管路分别与三通e(605)及三通f(606)连接；所述单向阀f(602)的进油口和出油口通过管路分别与三通g(607)及三通f(606)连接；所述单向阀g(603)的进油口和出油口通过管路分别与三通h(608)及三通e(605)连接；所述单向阀h(604)的进油口和出油口通过管路分别与三通h(608)及三通g(607)连接；所述三通f(606)剩下的一个端口通过管路与第二三通(26)连接；所述三通h(608)剩下的一个端口通过管路与液压马达b(10)的出油口连接；所述三通e(605)剩下的一个端口通过管路与液压缸b(2)的上腔连接；所述三通g(607)剩下的一个端口通过管路与液压缸c(3)的下腔连接。

4.根据权利要求1所述的一种整车液压互联馈能悬架，其特征在于，所述整流桥c(7)包括单向阀i(701)、单向阀j(702)、单向阀k(703)、单向阀l(704)、三通i(705)、三通j(706)、三通k(707)和三通l(708)；所述单向阀i(701)的进油口和出油口通过管路分别与三通i(705)及三通j(706)连接；所述单向阀j(702)的进油口和出油口通过管路分别与三通k(707)及三通j(706)连接；所述单向阀k(703)的进油口和出油口通过管路分别与三通l(708)及三通i(705)连接；所述单向阀l(704)的进油口和出油口通过管路分别与三通l(708)及三通k(707)连接；所述三通l(708)剩下的一个端口通过管路与液压马达c(11)的出油口连接；所述三通i(705)剩下的一个端口通过管路与液压缸c(3)的上腔连接；所述三通k(707)剩下的一个端口通过管路与液压缸b(2)的下腔连接。

5.根据权利要求1所述的一种整车液压互联馈能悬架，其特征在于，所述整流桥d(8)包括单向阀m(801)、单向阀n(802)、单向阀o(803)、单向阀p(804)、三通m(805)、三通n(806)、三通o(807)和三通p(808)；所述单向阀m(801)的进油口和出油口通过管路分别与三通m(805)及三通n(806)连接；所述单向阀n(802)的进油口和出油口通过管路分别与三通o(807)及三通n(806)连接；所述单向阀o(803)的进油口和出油口通过管路分别与三通p(808)及三通m(805)连接；所述单向阀p(804)的进油口和出油口通过管路分别与三通p(808)及三通o(807)连接；所述三通p(808)剩下的一个端口通过管路与液压马达d(12)的出油口连接；所述三通m(805)剩下的一个端口通过管路与液压缸d(4)的上腔连接；所述三通o(807)剩下的一个端口通过管路与液压缸a(1)的下腔连接。

6.根据权利要求1所述的一种整车液压互联馈能悬架，其特征在于，所述液压缸a(1)、液压缸b(2)、液压缸c(3)和液压缸d(4)活塞的活动范围在其上下腔的过孔之间。

7.根据权利要求1所述的一种整车液压互联馈能悬架，其特征在于，无论管路中的油液流动情况如何，整流桥a(5)、整流桥b(6)、整流桥c(7)和整流桥d(8)使得液压马达a(9)、液压马达b(10)、液压马达c(11)和液压马达d(12)始终沿一个方向旋转，避免了马达频繁换向的能量损失。