CN107297997B - 车辆悬架系统和机动车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车辆悬架系统和机动车。该车辆悬架系统的第一液压支管及第二液压支管均连接至第一液压缸和第二液压缸，第三液压支管及第四液压支管均连接至第三液压缸和第四液压缸，第一液压主管的两端分别与第一液压支管及第三液压支管连接，第二液压主管的两端分别与第二液压支管及第四液压支管连接，第一换向阀设置在第一液压支管及第二液压支管中，第二换向阀设置在第三液压支管及第四液压支管中，第三换向阀设置在第一液压主管及第二液压主管中。本申请中，通过将第一换向阀、第二换向阀及第三换向阀的不同状态进行组合，可以使车辆悬架系统具有多种控制模式，以满足不同工况时操稳性和平顺性对车辆悬架性能的需求。

Description

车辆悬架系统和机动车

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆悬架系统和机动车。

背景技术

悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称。车辆的操稳性能、平顺性能和越野性能主要由其悬架性能决定。其中，为了使车辆具有较好的操稳性能，需要提高悬架的刚度，但为了使车辆具有较好的平顺性能，又需要降低悬架的刚度。在悬架的刚度和阻尼为确定的值时，难以协调车辆操稳性和平顺性。

目前，为了协调车辆操稳性和平顺性，悬架系统通常采用两种方式：第一种：主动悬架系统，主动悬架系统是指在车辆发生事故之前可以起到防患于未然的系统，这种悬架系统耗能大，成本高；第二种：被动式悬架系统，该被动式悬架系统通过特定液压回路连接，可以实现侧倾、俯仰、垂向特定模态的独立控制，其特定模态无需外部能量输入，实现车身姿态自适应调整。但是被动式悬架系统一般只针对某个特定运动模态进行控制，不能适应车辆在不同工况下对操稳性能及平顺性的需求。

发明内容

本申请提供了一种车辆悬架系统及机动车，能够满足车辆在不同工况下对操稳性和平顺性的需求。

本申请第一方面提供了一种车辆悬架系统，其包括：第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸、第一液压支管、第二液压支管、第三液压支管、第四液压支管、第一液压主管、第二液压主管、第一换向阀、第二换向阀及第三换向阀，

所述第一液压支管及所述第二液压支管均连接至所述第一液压缸和所述第二液压缸，

所述第三液压支管及所述第四液压支管均连接至所述第三液压缸和所述第四液压缸，

所述第一液压主管的两端分别与所述第一液压支管及所述第三液压支管连接，

所述第二液压主管的两端分别与所述第二液压支管及所述第四液压支管连接，

所述第一换向阀设置在所述第一液压支管及所述第二液压支管中，以切换第一液压缸与所述第二液压缸之间的连通状态，

所述第二换向阀设置在所述第三液压支管及所述第四液压支管中，以切换所述第三液压缸与所述第四液压缸之间的连通状态，

所述第三换向阀设置在所述第一液压主管及所述第二液压主管中，以切换所述第一液压支管、所述第二液压支管与所述第三液压支管、所述第四液压支管之间的连通状态。

优选地，所述第一换向阀具有第一工作位置和第二工作位置，

在所述第一工作位置处，所述第一液压缸的有杆腔与所述第二液压缸的有杆腔连通，所述第一液压缸的无杆腔与所述第二液压缸的无杆腔连通；

在所述第二工作位置处，所述第一液压缸的有杆腔与所述第二液压缸的无杆腔连通，所述第一液压缸的无杆腔与所述第二液压缸的有杆腔连通。

优选地，所述第二换向阀具有第三工作位置和第四工作位置，

在所述第三工作位置处，所述第三液压缸的有杆腔与所述第四液压缸的有杆腔连通，所述第三液压缸的无杆腔与所述第四液压缸的无杆腔连通；

在所述第四工作位置处，所述第三液压缸的有杆腔与所述第四液压缸的无杆腔连通，所述第三液压缸的无杆腔与所述第四液压缸的有杆腔连通。

优选地，所述第三换向阀具有第五工作位置和第六工作位置，

在所述第五工作位置处，所述第一液压支管与所述第三液压支管连通，所述第二液压支管与所述第四液压支管连通；

在所述第六工作位置处，所述第一液压支管与所述第四液压支管连通，所述第二液压支管与所述第三液压支管连通。

优选地，还包括储能器，所述第一液压主管和所述第二液压主管中的至少一者设置有所述储能器。

优选地，所述储能器包括液室、气室、隔膜及密封杆，所述液室与所述第一液压主管或所述第二液压主管连通，所述气室与所述液室被所述隔膜隔开，所述隔膜能够在压力作用下向靠近所述气室或所述液室的方向运动，所述密封杆密封所述气室。

优选地，还包括驱动机构，所述驱动机构与所述密封杆连接，以驱动所述密封杆产生靠近所述液室的第一行程及远离所述液室的第二行程。

优选地，还包括调节阀，所述第一液压缸、所述第二液压缸、所述第三液压缸、所述第四液压缸中的至少一者的进出口处设置有所述调节阀。

优选地，所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀中的至少一者为电磁换向阀。

本申请第二方面提供了一种机动车，包括上述任一项所述的车辆悬架系统。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的车辆悬架系统具有第一换向阀、第二换向阀及第三换向阀，通过将第一换向阀、第二换向阀及第三换向阀的不同状态进行组合，可以使车辆悬架系统具有多种控制模式，以满足不同工况时操稳性和平顺性对车辆悬架性能的需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的车辆悬架系统的示意图；

图2为本申请实施例所提供的车辆悬架系统处于侧倾主模态控制模式的示意图

图3为本申请实施例所提供的车辆悬架系统处于俯仰主模态控制模式的示意图；

图4为本申请实施例所提供的车辆悬架系统处于侧倾主模态控制模式的示意图。

附图标记：

10a-第一液压缸，10b-第二液压缸，10c-第三液压缸，10d-第四液压缸，11-第一液压支管，12-第二液压支管，13-第三液压支管，14-第四液压支管，15-第一液压主管，16-第二液压主管，17-第一换向阀，18-第二换向阀，19-第三换向阀，20a-第一储能器，20b-第二储能器，22-驱动机构，23-连接杆，24a-第一调节阀，24b-第二调节阀，24c-第三调节阀，24d-第四调节阀。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于这些附图和实施例。

如图1所示，本申请实施例提供了一种车辆悬架系统，其包括第一液压缸10a、第二液压缸10b、第三液压缸10c、第四液压缸10d、第一液压支管11、第二液压支管12、第三液压支管13、第四液压支管14、第一液压主管15、第二液压主管16、第一换向阀17、第二换向阀18及第三换向阀19。

第一液压缸10a、第二液压缸10b、第三液压缸10c及第四液压缸10d连接在车架和车桥之间。具体地，第一液压缸10a、第二液压缸10b、第三液压缸10c及第四液压缸10d均包括活塞杆和与其配合使用的缸筒，该活塞杆和缸筒中的一者与车架连接，另一者与车桥连接。活塞杆与缸筒能够产生相对运动，从而对缸筒内的流体产生作用。其中，缸筒上不带有活塞杆的部分为无杆腔，缸筒上带有活塞杆的部分为有杆腔。

第一液压支管11及第二液压支管12均连接至第一液压缸10a和第二液压缸10b。具体地，第一液压支管11连接至第一液压缸10a和第二液压缸10b的有杆腔，第二液压支管12连接至第一液压缸10a和第二液压缸10b的无杆腔。而第一换向阀17设置在第一液压支管11及第二液压支管12中，以切换第一液压缸10a与第二液压缸10b之间的连通状态。

其中，第一换向阀17具有第一工作位置和第二工作位置，在第一工作位置处，第一液压缸10a的有杆腔与第二液压缸10b的有杆腔连通，第一液压缸10a的无杆腔与第二液压缸10b的无杆腔连通；而在第二工作位置处，第一液压缸10a的有杆腔与第二液压缸10b的无杆腔连通，第一液压缸10a的无杆腔与第二液压缸10b的有杆腔连通。

第三液压支管13及第四液压支管14均连接至第三液压缸10c和第四液压缸10d。具体地，第三液压支管13连接至第三液压缸10c和第四液压缸10d的有杆腔，第四液压支管14连接至第三液压缸10c和第四液压缸10d的无杆腔。而第二换向阀18设置在第三液压支管13及第四液压支管14中，以切换第三液压缸10c与第四液压缸10d之间的连通状态。

其中，第二换向阀18具有第三工作位置和第四工作位置，在第三工作位置处，第三液压缸10c的有杆腔与第四液压缸10d的有杆腔连通，第三液压缸10c的无杆腔与第四液压缸10d的无杆腔连通；在第四工作位置处，第三液压缸10c的有杆腔与第四液压缸10d的无杆腔连通，第三液压缸10c的无杆腔与第四液压缸10d的有杆腔连通。

而第一液压主管15的两端分别与第一液压支管11及第三液压支管13连接，第二液压主管16的两端分别与第二液压支管12及第四液压支管14连接。而第三换向阀19设置在第一液压主管15及第二液压主管16中，以切换第一液压支管11、第二液压支管12与第三液压支管13、第四液压支管14之间的连通状态。

具体地，第三换向阀19具有第五工作位置和第六工作位置，在第五工作位置处，第一液压支管11与第三液压支管13连通，第二液压支管12与第四液压支管14连通；在第六工作位置处，第一液压支管11与第四液压支管14连通，第二液压支管12与第三液压支管13连通。

本实施例中，由于车辆悬架系统具有第一换向阀17、第二换向阀18及第三换向阀19，通过将第一换向阀17、第二换向阀18及第三换向阀19的不同状态进行组合，可以使车辆悬架系统具有多种控制模式，以满足不同工况时操稳性和平顺性对车辆悬架性能的需求。

优选地，第一换向阀17、第二换向阀18、第三换向阀19中的至少一者为电磁换向阀。该电磁换向阀响应快，可实现车辆悬架系统中多种控制模式的快速切换，并且该电磁换向阀容易控制内泄漏，使用安全。其中，该车辆悬架系统具有至少三种控制模式，这三种控制模式可分别为垂向主模态控制模式、俯仰主模态控制模式及侧倾主模态控制模式。具体地，这三种控制模式与第一换向阀17、第二换向阀18及第三换向阀19之间的关系如下面的表1所示：

表1

下面对上述表1进行具体阐述：

1、垂向主模态控制模式：

通过将第一换向阀17切换至第一工作位置、第二换向阀18切换至第三工作位置、第三换向阀19切换至第五工作位置，可使该车辆悬架系统处于垂向主模态控制模式。也就是说，当该车辆悬架系统处于垂向主模态控制模式时，第一液压缸10a的有杆腔与第二液压缸10b的有杆腔连通，第一液压缸10a的无杆腔与第二液压缸10b的无杆腔连通，第三液压缸10c的有杆腔与第四液压缸10d的有杆腔连通，第三液压缸10c的无杆腔与第四液压缸10d的无杆腔连通，且第一液压支管11与第三液压支管13连通，第二液压支管12与第四液压支管14连通，如图2所示。本实施例中，当车辆悬架系统处于垂向主模态控制模式时，可控制车辆在直线行驶时车身的垂向振动，以保证车辆在直线行驶时车身的平顺性，从而保证乘客的乘坐舒适性。

2、俯仰主模态控制模式：

通过将第一换向阀17切换至第一工作位置、第二换向阀18切换至第三工作位置、第三换向阀19切换至第六工作位置，可使该车辆悬架系统处于俯仰主模态控制模式。也就是说，当该车辆悬架系统处于俯仰主模态控制模式时，第一液压缸10a的有杆腔与第二液压缸10b的有杆腔连通，第一液压缸10a的无杆腔与第二液压缸10b的无杆腔连通，第三液压缸10c的有杆腔与第四液压缸10d的有杆腔连通，第三液压缸10c的无杆腔与第四液压缸10d的无杆腔连通，且第一液压支管11与第四液压支管14连通，第二液压支管12与第三液压支管13连通，如图3所示。本实施例中，当车辆悬架系统处于俯仰主模态控制模式时，可控制车辆在加速或制动时车身的俯仰运动，从而避免车辆在制动时“点头效应”过大，即：减小车辆在制动时车辆前悬挂的弹簧的压缩量，从而缓解弹簧在形变恢复的过程会对车厢及车内乘客形成反冲，保证车辆在直线行驶时车身的平顺性，从而保证乘客的乘坐舒适性。

3、侧倾主模态控制模式：

通过将第一换向阀17切换至第二工作位置、第二换向阀18切换至第四工作位置、第三换向阀19切换至第五工作位置，可使该车辆悬架系统处于侧倾主模态控制模式。也就是说，当该车辆悬架系统处于侧倾主模态控制模式时，第一液压缸10a的有杆腔与第二液压缸10b的无杆腔连通，第一液压缸10a的无杆腔与第二液压缸10b的有杆腔连通，第三液压缸10c的有杆腔与第四液压缸10d的无杆腔连通，第三液压缸10c的无杆腔与第四液压缸10d的有杆腔连通，且第一液压支管11与第三液压支管13连通，第二液压支管12与第四液压支管14连通，如图4所示。本实施例中，当车辆悬架系统处于侧倾主模态控制模式时，可控制车辆在转弯时车身的侧倾运动，从而减小车辆在转弯时车身的侧倾角，提高车辆的操稳性，从而保证乘客的乘坐舒适性。

基于上述结构，本申请的车辆悬架系统还包括储能器，第一液压主管15和第二液压主管16中的至少一者设置有储能器，该储能器起到吸收液压冲击及补液的作用。

具体地，该储能器包括液室、气室、隔膜及密封杆。液室与第一液压主管15或第二液压主管16连通，且该液室内填充有液压流体，而气室内充有气体，该气室可通过密封杆进行密封。其中，液室与气室被隔膜隔开，此隔膜能够在压力作用下向靠近气室或液室的方向运动。当第一液压主管15或第二液压主管16中的液压增大时，储能器的液室内的液压增大，从而使得隔膜向气室的方向运动以挤压气室，气室内的气压不断增大，直至位于隔膜液室和气室之间的压力平衡。隔膜在停止运动之前存在数次左右运动，直到最终获得压力平衡，由此可知，此储能器起到吸收液压冲击的缓冲作用。当第一液压主管15或第二液压主管16中的液压减小时，气室的压力大于液室的压力，从而隔膜向液室的方向运动，并持续运动直至液室与气室之间的压力平衡，此储能器可起到吸收液压冲击、补液等作用。

其中，该储能器还可包括驱动机构22，驱动机构22与密封杆连接，以驱动密封杆产生靠近液室的第一行程及远离液室的第二行程。本实施例中，通过驱动机构22驱动密封杆运动，以调节储能器的气室内的压力，进而调节第一液压主管15或第二液压主管16内的瞬态压力，使车辆达到更好的操稳性和平顺性。

优选地，第一液压主管15和第二液压主管16上均设置有上述储能器。为了方便后续描述，可将第一液压主管15上的储能器定义为第一储能器20a，将第二液压主管16上的储能器定义为第二储能器20b。其中，上述驱动机构22可通过连接杆23与第一储能器20a和第二储能器20b的密封杆连接，也就是说，该驱动机构22可同时对第一储能器20a和第二储能器20b的气室内的压力进行调节。

当车辆处于俯仰主模态控制模式或侧倾主模态控制模式时，通过驱动机构22调整第一储能器20a和第二储能器20b的气室内的压力，可增大第一液压主管15与第二液压支路之间的工作压力差，从而可增大车辆悬架系统的抗俯仰性能及抗侧倾性能。

需要说明的是，上述第一储能器20a和第二储能器20b均可设置有多个。

在本申请的一个优选实施例中，该车辆悬架系统还包括调节阀，第一液压缸10a、第二液压缸10b、第三液压缸10c、第四液压缸10d中的至少一者的进出口处设置有调节阀。具体地，当车辆处于垂向主模态控制模式时，通过实时控制调节阀调节车辆悬架系统的阻尼力，从而使得车辆获得更好的平顺性。

优选地，第一液压缸10a、第二液压缸10b、第三液压缸10c及第四液压缸10d的进出口处均设置有上述调节阀。其中，为了方便后续描述，可将设置在第一液压缸10a的进出口处的调节阀、第二液压缸10b的进出口处的调节阀、第三液压缸10c的进出口处的调节阀及第四液压缸10d的进出口处的调节阀分别定义为第一调节阀24a、第二调节阀24b、第三调节阀24c及第四调节阀24d。

具体地，第一调节阀24a、第二调节阀24b、第三调节阀24c及第四调节阀24d可分别设置在第一液压缸10a、第二液压缸10b、第三液压缸10c及第四液压缸10d的有杆腔的进出口处。

另外，本申请还提供了一种机动车，其包括上述任一实施例所述的车辆悬架系统。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车辆悬架系统，所述车辆悬架系统具有至少三种控制模式，其特征在于，包括：第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸、第一液压支管、第二液压支管、第三液压支管、第四液压支管、第一液压主管、第二液压主管、第一换向阀、第二换向阀及第三换向阀，

所述第一液压支管及所述第二液压支管均连接至所述第一液压缸和所述第二液压缸，

所述第三液压支管及所述第四液压支管均连接至所述第三液压缸和所述第四液压缸，

所述第一液压主管的两端分别与所述第一液压支管及所述第三液压支管连接，

所述第二液压主管的两端分别与所述第二液压支管及所述第四液压支管连接，

所述第一换向阀设置在所述第一液压支管及所述第二液压支管中，以切换第一液压缸与所述第二液压缸之间的连通状态，

所述第二换向阀设置在所述第三液压支管及所述第四液压支管中，以切换所述第三液压缸与所述第四液压缸之间的连通状态，

所述第三换向阀设置在所述第一液压主管及所述第二液压主管中，以切换所述第一液压支管、所述第二液压支管与所述第三液压支管、所述第四液压支管之间的连通状态；

其中，所述第一换向阀具有第一工作位置和第二工作位置，所述第二换向阀具有第三工作位置和第四工作位置，所述第三换向阀具有第五工作位置和第六工作位置；

所述第一换向阀切换至所述第一工作位置、所述第二换向阀切换至所述第三工作位置、所述第三换向阀切换至所述第五工作位置时，所述第一液压缸的有杆腔与所述第二液压缸的有杆腔连通，所述第一液压缸的无杆腔与所述第二液压缸的无杆腔连通；所述第三液压缸的有杆腔与所述第四液压缸的有杆腔连通，所述第三液压缸的无杆腔与所述第四液压缸的无杆腔连通；所述第一液压支管与所述第三液压支管连通，所述第二液压支管与所述第四液压支管连通，以使该车辆悬架系统处于垂向主模态控制模式；

所述第一换向阀切换至所述第一工作位置、所述第二换向阀切换至所述第三工作位置、所述第三换向阀切换至所述第六工作位置时，所述第一液压缸的有杆腔与所述第二液压缸的有杆腔连通，所述第一液压缸的无杆腔与所述第二液压缸的无杆腔连通；所述第三液压缸的有杆腔与所述第四液压缸的有杆腔连通，所述第三液压缸的无杆腔与所述第四液压缸的无杆腔连通；所述第一液压支管与所述第四液压支管连通，所述第二液压支管与所述第三液压支管连通，以使该车辆悬架系统处于俯仰主模态控制模式；

所述第一换向阀切换至所述第二工作位置、所述第二换向阀切换至所述第四工作位置、所述第三换向阀切换至所述第五工作位置时，所述第一液压缸的有杆腔与所述第二液压缸的无杆腔连通，所述第一液压缸的无杆腔与所述第二液压缸的有杆腔连通；所述第三液压缸的有杆腔与所述第四液压缸的无杆腔连通，所述第三液压缸的无杆腔与所述第四液压缸的有杆腔连通；所述第一液压支管与所述第三液压支管连通，所述第二液压支管与所述第四液压支管连通，以使该车辆悬架系统处于侧倾主模态控制模式；

所述车辆悬架系统还包括储能器和驱动机构，所述储能器包括第一储能器和第二储能器，所述第一液压主管上的储能器为第一储能器，所述第二液压主管上的储能器为第二储能器，所述第一储能器和所述第二储能器均包括液室、气室、隔膜及密封杆，所述气室与所述液室被所述隔膜隔开，所述密封杆密封所述气室，所述驱动机构通过连接杆与所述第一储能器和所述第二储能器的所述密封杆连接，以驱动所述密封杆产生靠近所述第一储能器液室的第一行程及远离所述第二储能器液室的第二行程，或者，产生远离所述第一储能器液室的第一行程及靠近所述第二储能器液室的第二行程。

2.根据权利要求1所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述液室与所述第一液压主管或所述第二液压主管连通，所述隔膜能够在压力作用下向靠近所述气室或所述液室的方向运动。

3.根据权利要求1所述的车辆悬架系统，其特征在于，还包括调节阀，所述第一液压缸、所述第二液压缸、所述第三液压缸、所述第四液压缸中的至少一者的进出口处设置有所述调节阀。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀中的至少一者为电磁换向阀。

5.一种机动车，其特征在于，包括上述权利要求1至4中任一项所述的车辆悬架系统。