CN109109596A - 一种汽车液压平衡支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车液压平衡支架，包括：若干缓冲油缸、平衡油缸；所述缓冲油缸通过液压油管与平衡油缸连接，所述缓冲油缸竖直安装在车桥壳体的上方，其中缓冲油缸的活塞杆与汽车大梁连接；所述平衡油缸包括外缸筒和平衡件，其中平衡件将外缸筒内部分为与缓冲油缸数量相同的腔体；所述外缸筒上设置用于连接液压油管的平衡油缸接口，每个腔体分别通过平衡油缸接口连接液压油管与缓冲油缸连通。本发明采用液压油缸与弹性元件组成的复合结构，不再受到单一弹性元件的固有特性制约，提高汽车平顺性和舒适性。

Description

一种汽车液压平衡支架

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及汽车底盘的悬架系统，是以液压油作为介质，传递悬架受力和运动的一种新型平衡悬架。

背景技术

汽车悬架是连接车身和车桥的必要部件，它可以缓冲衰减来自于路面的冲击，同时传递车辆的驱动力和制动力。

汽车底盘上，为了加大承载能力或驱动能力，需要将多根承载桥或驱动桥按等轴距相互靠近安装，形成一组车桥。最常见的是6x4底盘的后双桥(俗称“后八轮”)。另外，还有挂车的三根平衡桥。这些成组使用的车桥在车辆运行中，如果出现路面凹坑或凸起，首先是某单个车轮下沉或上跳，如果任由单个车轮独自悬空或顶起，将导致载荷向个别车桥转移，从而导致该车桥超出额定承载能力而损坏；另外，对于一组驱动车桥，如果单个车轮发生悬空，因差速器的特性，该车轮将出现空转而其它车轮失去驱动能力。所以，成组使用的车桥，需要将各个车轮的跳动及时反作用给相邻的车轮，最终的合理表现应该是：无论是遇到凹坑还是凸起，每个车轮都很好地与地面相接触，从而避免车轮打滑或负荷过载，这就是平衡悬架的功用。

传统的平衡悬架，其基本原理是类似于跷跷板的机械杠杆。因全部车轮的支撑力和扭转力最终都通过杠杆的旋转中心传递到汽车大梁，使得该平衡悬架的旋转机构体积和重量都很大；将悬架所需的合适动静挠度(即行程)转化成刚性较大的其它弹性元件，比如橡胶弹簧，从而改善了目前工程领域常见单一弹性体的缺陷，换句话说：目前常见的弹性元件，如果要实现足够的弹跳行程，其刚度偏小，承载质量偏小；反之，如果希望承载量大，则刚度要大，但弹跳行程就小；所述弹跳行程最终表现为汽车的平顺性。汽车悬架既希望行程足够大又希望能承载的质量足够大，这一要求对于自然界的常见弹性物体，比如钢板弹簧、螺旋弹簧等，都是不能实现的；同时，弹性元件的布置空间有限，因而尺寸受到制约，使得弹性元件的应力状况比较恶劣，车辆的平顺性也比较差。针对平顺性的改善，目前有采用空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等各类替代钢板弹簧的弹性元件，但平衡机构，目前依然是传统的机械杠杆结构。

发明内容

本发明根据上述技术存在的不足，提供一种液压平衡悬架，充分利用液压系统的特性，通过液压系统的工作原理，利用组合结构实现汽车悬架既有足够大的行程又能承载足够大的重量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种汽车液压平衡悬架，其特征在于，包括：若干缓冲油缸、平衡油缸；所述缓冲油缸通过液压油管与平衡油缸连接，所述缓冲油缸竖直安装在车桥壳体的上方，其中缓冲油缸的活塞杆与汽车大梁连接；所述平衡油缸包括外缸筒和平衡件，其中平衡件将外缸筒内部分为与缓冲油缸数量相同的腔体；所述外缸筒上设置用于连接液压油管的平衡油缸接口，每个腔体分别通过平衡油缸接口连接液压油管与缓冲油缸连通。

进一步的，还包括节流阀，所述节流阀设置在第一缓冲油缸与平衡油缸、第二缓冲油缸与平衡油缸之间。

进一步的，所述缓冲油缸组至少包括第一缓冲油缸和第二缓冲油缸，所述外缸筒的两端设置第一平衡油管接口和第二平衡油管接口；第一缓冲油缸通过底部设置的第一缓冲油缸接口采用第一液压油管与平衡油缸的第一平衡油缸接口连接，第二缓冲油缸通过底部设置的第二缓冲油缸接口采用第二液压油管与平衡油缸的第二油管接口连接。

进一步的，所述平衡件包括第一活塞、第二活塞和弹性元件，所述弹性元件的两端分别第一活塞和第二活塞固定连接。

进一步的，所述第一平衡油缸接口、第二平衡油缸接口、第一缓冲油缸接口、第二缓冲油缸接口处设置管接头。

进一步的，所述节流阀设置在第一油管接口和第二油管接口处或第一缓冲油缸接口和第二缓冲油缸接口处。

进一步的，所述弹簧元件为橡胶弹簧、螺旋弹簧或空气弹簧。

进一步的，还包括导向结构，所述导向结构与缓冲油缸和汽车大梁连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明采用液压油缸与弹性元件组成的复合结构，不再受到单一弹性元件的固有特性制约，因而最终获得的汽车平顺性和舒适性均超越其它类型的悬架。

因液压系统体积小而传递力大的特性，使得本发明中的缓冲油缸体积小，外形跟普通的汽车减震器相当，而功能则包含了常规悬架中的弹性元件和减震器。

本发明中对于平衡油缸的安装方向和安装位置没有要求，可以选择底盘上任何合适的位置进行安装；通过液压管路，将弹性元件转移了安装地点。

附图说明

图1为本发明提出的一种汽车液压平衡支架结构图；

图2为本发明提出的一种汽车液压平衡支架安装结构图。

附图说明：

1-缓冲油缸，2-平衡油缸，3-液压油管，4-节流阀；5-导向机构；6-汽车大梁，7-车桥，8-车轮；

11-第一缓冲油缸，12-第二缓冲油缸；

111-第一缓冲油缸接口，121-第二缓冲油缸接口；

21-外缸筒，22-平衡件，23-第一平衡油缸接口，24-第二平衡油缸接口；

221-第一活塞，222-第二活塞，223-弹簧元件；

31-第一液压油管，32-第二液压油管。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

参见图1和图2，其中图1为本发明提出的一种汽车液压平衡支架结构图；图2为本发明提出的一种汽车液压平衡支架安装结构图。

实施例一

如图1所示，一种汽车液压平衡支架，包括：若干缓冲油缸、平衡油缸；所述缓冲油缸通过液压油管与平衡油缸连接，所述缓冲油缸竖直安装在车桥壳体的上方，其中缓冲油缸的活塞杆与汽车大梁连接；所述平衡油缸包括外缸筒和平衡件，其中平衡件将外缸筒内部分为与缓冲油缸数量相同的腔体；所述外缸筒上设置用于连接液压油管的平衡油缸接口，每个腔体分别通过平衡油缸接口连接液压油管与缓冲油缸连通。

本发明实施例中，通过缓冲油缸和平衡油缸采用液压油管构成的液压系统，缓冲油缸的筒体在竖直方向安装于车桥壳体的上方，缓冲油缸的活塞杆与汽车大梁联接，从而将车桥相对于汽车大梁的跳动转化为活塞相对于缸筒的运动，并最终转化成油缸内液压油的排出或填充运动。平衡油缸由封闭的外缸筒和平衡件构成，平衡油缸内部的平衡件在梭动的过程中传递两侧液压油的运动，从而起到平衡相邻车桥运动的作用。

其中平衡件为两个可以梭动的活塞、以及两个活塞之间的弹性元件组成，通过液压油管串联在相邻两个缓冲油缸之间。平衡油缸的两个活塞之间安装有可伸缩的弹性元件，为液压油在运动过程中提供缓冲作用，最终起到缓冲车桥跳动的作用。液压系统结构紧凑且布置灵活。利用液压油的不可压缩性来传递运动和传递受力，将车桥竖直方向的跳动反作用于相邻的车桥。

实施例二

在上述实施例一中提出的技术方案的基础上，利用液压油在运行管路上的阻力来衰减车桥的往复振动，可以设置必要的节流阀来调节减振效果，用来调节系统的阻尼特性，不需要另外安装传统的减振器。节流元件采用节流阀，通过在缓冲油缸和平衡油缸之间的管路上设置节流阀，实现阻尼可调节，也可以通过选择和是的液压管路的内径实现。

实施例三

本发明实施例中，根据实施例一所提供的一种汽车液压平衡支架，其中缓冲油缸采用两组，缓冲油缸组至少包括第一缓冲油缸和第二缓冲油缸，所述外缸筒的两端设置第一平衡油管接口和第二平衡油管接口；第一缓冲油缸通过底部设置的第一缓冲油缸接口采用第一液压油管与平衡油缸的第一平衡油缸接口连接，第二缓冲油缸通过底部设置的第二缓冲油缸接口采用第二液压油管与平衡油缸的第二油管接口连接。

具体过程为：一个缓冲油缸的活塞向上运动时，相邻的另一个缓冲油缸的活塞被液压油推动向下运动。在传递此运动的过程中，平衡油缸内部的平衡件被压缩。平衡件被压缩的过程，对应汽车车桥弹跳时的弹性阻挠现象；推力在两个缓冲油缸之间传递的过程，对应汽车两个相邻车桥的运动相互平衡过程。

实施例四

在上述实施例三提供的具体实施方案的基础上，本实施例采用的平衡件包括第一活塞、第二活塞和弹性元件，所述弹性元件的两端分别第一活塞和第二活塞固定连接。

当其中一个缓冲油缸的活塞向上运动时，相邻的另一个缓冲油缸的活塞被液压油推动向下运动。在传递此运动的过程中，两个活塞之间的弹性元件被压缩。弹性元件被压缩的过程，对应汽车车桥弹跳时的弹性阻挠现象；推力在两个缓冲油缸之间传递的过程，对应汽车两个相邻车桥的运动相互平衡过程。液压平衡悬架通过液压油来传递力和运动，液压油在管路中流动的过程中有阻尼存在，这种阻尼恰好被利用，作为消除悬架的往复振动，从而不必另外装备减振器。

实施例五

在实施例三提出的技术方案中，在第一平衡油缸接口、第二平衡油缸接口、第一缓冲油缸接口、第二缓冲油缸接口处设置管接头，方便与第一液压油管和第二液压油管的连接。

实施例六

将实施例三与实施例五相结合得到本实施例，具体为：将节流阀设置设置在第一油管接口和第二油管接口处或第一缓冲油缸接口和第二缓冲油缸接口处。即可以将节流阀设置在第一缓冲油缸的第一缓冲油缸接口处和第二缓冲油缸的第一缓冲油缸接口处的管接头，或者设置在平衡油缸的第一平衡油缸接口处和第二平衡油缸接口处的管接头上，也可以采用具有调节阀的管接头，安装结构简单。

实施例七

平衡油缸内部有两个可以自由梭动的活塞，两个活塞之间有一个弹性元件，该弹性元件可以是螺旋弹簧，也可以是橡胶块，甚至是压缩空气，缓冲油缸和平衡油缸的设计直径可以不相等。根据帕斯卡原理，液压油所传递的力可以在不同直径的活塞之间进行放大或缩小，使得所选择的弹性元件非常灵活，既可以选择刚度较大而伸缩行程较小的橡胶弹簧，也可以选择刚度偏小而伸缩行程较大的螺旋弹簧，甚至可以直接采用压缩空气作为弹性元件。

将缓冲功能的弹性元件布置在两个液压活塞的中间，弹性元件不直接与车桥和车架连接，使得来自路面的冲击不直接传递到汽车大梁，而是以内力的方式传递给相邻的车桥并最终传递到附近的路面。传统的竖直布置的弹性元件转变成可以任意方向布置。

实施例八

本实施例是在上述实施例一至七中所提供实施例中增加导向机构作为车桥的运动导向，导向结构可以采用少片普通的钢板弹簧，其中钢板弹簧也提供一部分弹性作用；也可以不采用钢板弹簧，而是推力杆，或者其它形式。

本发明实施例中，对于平衡油缸的安装方向没有特别要求，可以平卧也可以任意方向倾斜；其安装的具体位置也没有具体约束，可以选择底盘上任意合适位置安装。

本发明不限于仅采用两个缓冲油缸加一个平衡油缸的形式，对于三轴甚至多轴需要联动的特殊底盘，只需要扩充增加串联的油缸数量；不限于在整体结构车桥的非独立悬架上应用，在断开式的独立悬挂中同样可以应用；不限于在车辆同侧的前后相邻悬架上应用，还可以根据实际工况需要，在异侧的左右悬架之间，甚至对角线交叉方向的悬架之间应用。

本发明充分利用液压系统的帕斯卡原理，即：串联中的两个直径不同的活塞，直径小的活塞行程大而传递的推力小，直径大的活塞行程小而传递的推力大。将缓冲油缸的活塞直径设计的大于平衡油缸的活塞直径，平衡油缸内部两个活塞之间的弹性元件可以选择刚度较大的弹性体，比如橡胶块；通过计算，可选取两种油缸的合适直径比例、橡胶块的合适体积与形状。

本发明采用液压油缸与弹性元件组成的复合结构，相对于钢板弹簧悬、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、螺旋弹簧而言，为获得理想弹性特征，不再受到单一弹性元件的固有特性制约，因而最终获得的汽车平顺性和舒适性均超越其它类型的悬架。

因液压系统体积小而传递力大的特性，使得本实施例中的缓冲油缸体积小，外形跟普通的汽车减震器相当，而功能则包含了常规悬架中的弹性元件和减震器。比如说，普通的独立悬架上，既有弹簧又有减振器，通常弹簧需要占据较大的安装空间，使得结构布置复杂、运动干涉容易发生。

当某个车轮遇到凸起的障碍物而向上提升时，平衡悬架使得同侧的相邻车轮被下压而不至于腾空；同样地，当某个车轮遇到下凹的路面时，同侧相邻的车轮因桥上负荷突然变大而被迫向上提升运动，通过平衡悬架使得凹坑上方的车轮被下压与凹陷路面接触，同样不至于出现车轮腾空的现象。

本发明所述的液压平衡悬架，最终获得的工作现象就是获得相邻车桥的平衡效果，同时对单个车桥来所获得减震和缓冲的基本功能。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (8)

1.一种汽车液压平衡支架，其特征在于，包括：若干缓冲油缸、平衡油缸；所述缓冲油缸通过液压油管与平衡油缸连接，所述缓冲油缸竖直安装在车桥壳体的上方，其中缓冲油缸的活塞杆与汽车大梁连接；所述平衡油缸包括外缸筒和平衡件，其中平衡件将外缸筒内部分为与缓冲油缸数量相同的腔体；所述外缸筒上设置用于连接液压油管的平衡油缸接口，每个腔体分别通过平衡油缸接口连接液压油管与缓冲油缸连通。

2.根据权利要求1所述的一种汽车液压平衡支架，其特征在于，还包括节流阀，所述节流阀设置在缓冲油缸与平衡油缸之间。

3.根据权利要求2所述的一种汽车液压平衡支架，其特征在于，所述缓冲油缸组至少包括第一缓冲油缸和第二缓冲油缸，所述外缸筒的两端设置第一平衡油管接口和第二平衡油管接口；第一缓冲油缸通过底部设置的第一缓冲油缸接口采用第一液压油管与平衡油缸的第一平衡油缸接口连接，第二缓冲油缸通过底部设置的第二缓冲油缸接口采用第二液压油管与平衡油缸的第二油管接口连接。

4.根据权利要求3所述的一种汽车液压平衡支架，其特征在于，所述平衡件包括第一活塞、第二活塞和弹性元件，所述弹性元件的两端分别第一活塞和第二活塞固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种汽车液压平衡支架，其特征在于，进一步的，所述第一平衡油缸接口、第二平衡油缸接口、第一缓冲油缸接口、第二缓冲油缸接口处设置管接头。

6.根据权利要求5所述的一种汽车液压平衡支架，其特征在于，所述节流阀设置在第一油管接口和第二油管接口处或第一缓冲油缸接口和第二缓冲油缸接口处。

7.根据权利要求2所述的一种汽车液压平衡支架，其特征在于，所述弹簧元件为橡胶弹簧、螺旋弹簧或空气弹簧。

8.根据权利要求1所述的一种汽车液压平衡支架，其特征在于，还包括导向结构，所述导向结构与缓冲油缸和汽车大梁连接。