CN109159635A - 一种新型汽车减震系统及减震方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型汽车减震系统及减震方法，所述减震系统包括液压器、防侧倾机构和控制系统；所述液压器包括杆室、活塞右单向阀、活塞和无杆室，所述活塞在所述液压器内做上下活塞运动，所述杆室和所述无杆室分别为所述活塞上下两侧空腔，所述活塞右单向阀设置在所述活塞上，单向连通所述杆室和所述无杆室，油液能够从所述无杆室流向所述杆室；所述防侧倾机构分别连通同侧车轮处的两个所述液压器的所述杆室和所述无杆室，并与所述控制系统相连；所述控制系统控制所述防侧倾机构调节两个所述液压器内所述活塞运动，以使两侧车轮趋近于同一高度。本发明提高了车辆的能量利用率、行驶的平顺性及安全性，并有效降低了车辆侧倾、侧翻的风险。

Description

一种新型汽车减震系统及减震方法

技术领域

本发明涉及一种汽车减震器模型，尤其涉及一种新型汽车减震系统及减震方法。

背景技术

目前减震器通常如图1所示包括顶杆1、杆室2、活塞右单向阀3、活塞4、无杆室5、壳内腔6、定塞右单向阀7、定塞8、定塞左单向阀9和活塞左单向阀10。减震器的壳体为一个双层结构，图1示出的是双层方形结构。顶杆1穿过壳体与活塞4相连接，活塞左单向阀10和活塞右单向阀3分别在活塞4左右两端相对反向设置。减震器的壳体内壳壁底部固定设置定塞8，定塞左单向阀9和定塞右单向阀7分别在定塞8的左右两端相对反向设置。杆室2和无杆室5分别为壳体内活塞4上下两侧油腔，壳内腔6为壳体双层结构内具有的油腔。

活塞4位置处油液单向流动原理：当活塞4下压时，无杆室5内油液产生向上的压强，顶起活塞右单向阀3，无杆室5内油液通过活塞右单向阀3之间的空隙往上部杆室2流动。而活塞左单向阀10由于一直处于关闭状态，因此并没有油液通过活塞左单向阀10向上流动。反过来活塞4上移时，杆室2内油液从活塞左单向阀10往下移动，而活塞右单向阀3处无油液流动。

同理，通过定塞8上的定塞左单向阀9和定塞右单向阀7，油液可以在无杆室5和壳内腔6之间移动。无杆室5和壳内腔6的油液形成互补，此消彼长。

该减震器工作时，其完整的减震过程是，当减震器压缩，顶杆1下压时，活塞4的活塞右单向阀3打开，壳体底部定塞8的定塞左单向阀9打开。此时无杆室5内部分油液就可以往杆室2及壳内腔6流动，完成减震器压缩过程。

当减震器伸长，顶杆1上升时反之，即，活塞左单向阀10和定塞右单向阀7打开，杆室2和壳内腔6内的油液回流到无杆室5中。

另外，为使该减震器受到外力压缩后能够自行回弹，将顶杆1拉出，在顶杆1与壳体之间还增加了弹簧，弹簧可将压缩后的减震器拉伸到原来的长度。

虽然目前减震器能够起到一定的减震作用，但减震器还存在着如下问题：

1)减震器中油液压缩时的体积功转化成了热能散失到了空气中，造成了一定的能量损失；

2)因减震器不能自动调整长度，当车辆遇到颠簸路面或者转弯时，会造成车辆的侧倾，轻则影响乘坐的舒适性，重则引起车辆的侧翻；若车辆高速行驶时，突然发生爆胎，则车辆会产生巨大的扭矩，也易使车辆发生侧翻，造成严重的交通事故。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种新型汽车减震系统及减震方法，该减震系统对现有减震器结构进行改造，增加了防侧倾机构和馈能装置等装置，使汽车减震器具有馈能、防侧倾、防侧翻等功能，能够在减震过程中馈能，提高乘坐的舒适性和安全性。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案是：

一种新型汽车减震系统，其特征在于，所述减震系统包括液压器、防侧倾机构和控制系统；

所述液压器包括杆室、活塞右单向阀、活塞和无杆室，所述活塞在所述液压器内做上下活塞运动，所述杆室和所述无杆室分别为所述活塞上下两侧空腔，所述活塞右单向阀设置在所述活塞上，单向连通所述杆室和所述无杆室，油液能够从所述无杆室流向所述杆室；

所述防侧倾机构分别连通同侧车轮处的两个所述液压器的所述杆室和所述无杆室，并与所述控制系统相连；所述控制系统控制所述防侧倾机构调节两个所述液压器内所述活塞运动，以使两侧车轮趋近于同一高度。

进一步地，所述防侧倾机构包括第二电子阀门、第一抽油泵、第三电子阀门和第二抽油泵；所述液压器的所述杆室与同侧另一车轮处的所述减震器所述杆室相同位置处通过油管相连接，在油管上安装有所述第二电子阀门和所述第一抽油泵；所述液压器的所述无杆室与同侧另一车轮处的所述减震器所述无杆室相同位置处通过油管相连接，在油管上安装有所述第三电子阀门和所述第二抽油泵；所述防侧倾机构工作时，所述第一抽油泵和所述第二抽油泵旋转方向相反。

进一步地，所述减震系统还包括馈能装置，所述馈能装置包括第一电子阀门、蓄能器和无杆室单向阀和蓄能器；

所述杆室利用油管通过所述第一电子阀门与所述无杆室单向阀相连，所述无杆室单向阀与所述无杆室相连，通过所述无杆室单向阀油管中的油液能够流入所述无杆室中；所述蓄能器连接在所述第一电子阀门与所述无杆室单向阀之间，用于收集油液以储蓄能量。

进一步地，所述馈能装置还包括液压泵、直流发电机和再生电路电池；

所述第一电子阀门通过所述液压泵与所述无杆室单向阀相连，所述蓄能器连接在所述液压泵与所述无杆室单向阀之间；

所述液压泵带动所述直流发电机发电，所述直流发电机将电能存储在所述再生电路电池中。

本发明还提供了一种新型汽车减震方法，其特征在于，所述减震方法包括如下步骤：

(1)、控制系统通过车载感应器感应到汽车有侧倾或侧翻倾向时，在控制系统的控制下，关闭馈能装置；

(2)、控制系统控制防侧倾机构工作，调整左右两侧液压器的伸缩长度车轮高度，使两侧车轮车身趋近于同一高度；

(3)、当经过了不平整路面或车辆稳定后，防侧倾机构停止工作，重新开始运转馈能装置进行蓄能或停车。

进一步地，在步骤(2)中，防侧倾机构工作过程是：

打开第二、第三电子阀门，并开启第一、第二抽油泵，控制系统根据车身倾斜角度相应调整第一、第二抽油泵的运转方向及运转速度；

当车辆车身左倾时，第二抽油泵正向运转，将右侧液压器无杆室中的油液抽到左侧液压器的无杆室中；第一抽油泵反向运转，将左侧液压器杆室的油液抽到右侧液压器的杆室中，以使右侧液压器顶杆和活塞向下收缩，车身右侧高度降低，左侧车轮液压器的活塞向上运动，车身左侧升高；

当车辆右倾时，第一抽油泵正向运转，将右侧液压器杆室的油液抽到左侧液压器的杆室中；第二抽油泵反向运转，将左侧液压器无杆室中的油液抽到右侧液压器的无杆室中，促使车身右侧升高，车身左侧降低。

进一步地，在步骤(3)中，当汽车经过了不平整路面后，防侧倾机构停止工作过程是：首先对第一、第二抽油泵断电，经过一定时间油液自由流动，左右液压器内液压达到平衡状态，然后关闭第二、第三电子阀门，控制系统控制馈能装置重新开始运转，进行蓄能。

进一步地，在步骤(3)中，当车辆稳定后，关闭第二、第三电子阀门，第一、第二抽油泵断电，缓慢停车。

进一步地，在所述馈能装置实现馈能的过程是：当向上拉伸活塞时，关闭活塞右单向阀，开启无杆室单向阀；杆室内高压油流入液压泵，液压泵带动直流发电机发电；低压油在蓄能器高压作用下通过无杆室单向阀流回无杆室；

当向下压缩活塞时，开启活塞右单向阀，关闭无杆室单向阀；高压油通过活塞右单向阀由无杆室流入杆室；杆室在压缩的过程中有部分高压油溢出流向液压泵，液压泵带动直流发电机发电；

进一步地，在所述蓄能器蓄能的过程是：当向下压缩活塞时，低压油流向蓄能器，压缩蓄能器的气囊并存储在蓄能器的外腔中，完成蓄能器的蓄能过程。

本发明的有益效果：

本发明通过馈能装置能够收集车辆振动时产生的能量，提高了车辆的能量利用率，使燃油更加经济；通过防侧倾机构本发明提高了车辆行驶的平顺性，进而提高了车辆乘坐的舒适性，且有效降低车辆爆胎时引起车辆侧翻的发生率，大大提高了车辆行驶的安全系数，有效地提高了车辆行驶的安全性。

附图说明

图1为本发明传统减震器的结构示意图；

图2为本发明新型汽车减震系统的结构示意图；

图3为本发明中馈能装置的结构示意图。

其中：1-顶杆、2–杆室、3–活塞右单向阀、4-活塞、5-无杆室、6-壳内腔、7-定塞右单向阀、8-定塞、9-定塞左单向阀、10-活塞左单向阀、11-第一电子阀门、12-液压泵、13-蓄能器、14-无杆室单向阀、15-直流发电机、16-再生电路电池、17-第二电子阀门、18-第一抽油泵、19-第三电子阀门、20-第二抽油泵。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本发明中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例记载了一种新型汽车减震系统及减震方法，该减震系统包括液压器、馈能装置、防侧倾机构和控制系统。液压器与馈能装置和防侧倾机构分别相连，馈能装置收集液压器伸缩运动时溢出的油液以储蓄能量，防侧倾机构通过相连的液压器促使两侧车轮上的车身趋近于同一高度，防止车辆发生侧倾或侧翻。

在现有汽车结构中通常车轮都分别设有液压器，本实施例减震系统中液压器与车轮的配置及位置关系与现有技术中相同。

如图2所示，本实施例中的液压器包括壳体(本实施例中壳体不限于双层结构)、顶杆1、杆室2、活塞右单向阀3、活塞4和无杆室5，顶杆1穿过壳体与活塞4相连接，杆室2和无杆室5分别为活塞4上下两侧空腔，活塞4能够在壳体内做上下活塞运动，活塞右单向阀3设置在活塞4上，单向连通杆室2和无杆室5，油液只能从无杆室5流向杆室2。

馈能装置设置在减震器一侧，本实施例以右侧为例进行说明，如图2和图3所示，其包括第一电子阀门11、液压泵12、蓄能器13、无杆室单向阀14、直流发电机15和再生电路电池16。

利用油管杆室2右端通过第一电子阀门11与液压泵12入口端相连，液压泵12出口端利用油管通过无杆室单向阀14与无杆室5右端相连，无杆室单向阀14单向连通油管和无杆室5，油管中的油液能够流入无杆室5中。蓄能器13连接在液压泵12与无杆室单向阀14之间，用于收集油液以储蓄能量，并利用蓄能后得到的高压能量挤压出蓄能器13内的液体。

如图3所示，直流发电机15与液压泵12相连接，当液压器做伸缩运动时，液压器内的高压油通过液压泵12，从而液压泵12带动直流发电机15发电，直流发电机15发电后将电能存储到再生电路电池16中。

该液压系统中的防侧倾机构用于连接同侧车轮(本实施例中同侧车轮指的是两个前车轮或两个后车轮)处的两个液压器，如图2所示，其包括第二电子阀门17、第一抽油泵18、第三电子阀门19和第二抽油泵20，液压器的杆室2与同侧另一车轮处的减震器杆室2相同位置处通过油管相连接，在油管上安装有第二电子阀门17和第一抽油泵18。液压器的无杆室5与同侧另一车轮处的减震器无杆室5相同位置处通过油管相连接，在油管上安装有第三电子阀门19和第二抽油泵20。当第二、第三电子阀门17、19打开时，第一、第二抽油泵18、20通过一正一反方向旋转，可调节两个液压器内的油液，进而促使液压器做相应的伸缩运动。

该液压系统中的控制系统通过采集车辆上安装的车载感应器信号控制馈能装置和防侧倾机构进行相应动作。控制系统与该液压系统内的第一电子阀门11、液压泵12、直流发电机15、第二电子阀门17、第一抽油泵18、第三电子阀门19和第二抽油泵20信号相连，分别控制其通断，并控制第一抽油泵18和第二抽油泵20的运转方向及运转速度，控制系统还与再生电路电池16相连，监控再生电路电池16内的电量。

该减震系统实现馈能的过程是：

当向上拉伸活塞4时，关闭活塞右单向阀3，开启无杆室单向阀14。部分高压油由杆室2内流入液压泵12，液压泵12带动直流发电机15发电。经过液压泵12后高压油压力降低转化成为低压油，低压油在蓄能器13高压作用下通过无杆室单向阀14流回无杆室5。

蓄能器13经过能量储蓄，其内的气囊会达到高压状态，在活塞4拉伸后，无杆室5内空间增大，压强下降，则蓄能器13可将其外腔的液体(即低压油)通过无杆室单向阀14压回无杆室5。

当向下压缩活塞4时，开启活塞右单向阀3，关闭无杆室单向阀14。高压油通过活塞右单向阀3由无杆室5流入杆室2。由于有无杆室5补充过来的液体，因此杆室2在压缩的过程中同样会有高压油溢出流向液压泵12，液压泵12带动直流发电机15发电。高压油经过液压泵12之后形成的低压油流向蓄能器13，这部分低压油压缩蓄能器13的气囊并存储在蓄能器13的外腔中，即完成蓄能器13的蓄能过程。

在上述两个过程中，液体是顺时针循环的，而且两个过程都是高压油流入液压泵12，从而带动直流发电机15工作。直流发电机15产生的电能存储在再生电路电池16中。

该减震系统在遇到不平整路面或出现爆胎时，实现汽车防侧倾、防侧翻的减震方法是：

1)、汽车遇到不平整路面导致汽车车身倾斜角度超过某一临界值时，汽车易发生侧倾。

1.1、当车载感应器感应到汽车有侧倾倾向时，在控制系统的控制下，关闭馈能装置，可通过关闭第一电子阀门11来实现馈能装置的关闭；

1.2、控制系统控制防侧倾机构开始工作，调整左右两侧液压器的伸缩长度，使两侧车身趋近于同一高度；

实现的过程是：

打开第二、第三电子阀门17、19，并开启第一、第二抽油泵18、20，控制系统根据车身倾斜角度相应调整第一、第二抽油泵18、20的运转方向及运转速度；

若车辆车身左倾角度达到某一临界值，第二抽油泵20正向运转，将右侧液压器无杆室5中的油液抽到左侧液压器的无杆室5中；第一抽油泵18反向运转，将左侧液压器杆室2的油液抽到右侧液压器的杆室2中，促使右侧液压器顶杆1和活塞4向下收缩，车身右侧高度降低，左侧液压器的活塞4向上运动，车身左侧高度升高，从而促使车身左右两侧趋近于同一高度，防止因车身倾角过大从而产生过大的扭矩，导致车辆发生侧倾，从而降低了对乘客乘车舒适度的影响。

若车身向右倾斜角度过大，液压器中油液的流动方向相反，实现过程是：第一抽油泵18正向运转，将右侧液压器杆室2的油液抽到左侧液压器的杆室2中；第二抽油泵20反向运转，将左侧液压器无杆室5中的油液抽到右侧液压器的无杆室5中，促使车身右侧升高，车身左侧降低。

1.3、当经过了不平整路面行驶到正常路面后，首先对第一、第二抽油泵18、20断电，使其处于自由状态，由于左右车轮高度差，导致左右液压器内的压力不同，经过一定时间油液自由流动后，左右液压器内液压达到平衡状态，然后关闭第二、第三电子阀门17、19，控制系统控制馈能装置重新开始运转，进行蓄能。

2)、当汽车突然爆胎导致车身倾斜角和俯仰角超过某一临界值时，汽车会因此产生较大的扭矩，导致车辆发生侧翻。

当车载感应器感应到汽车有较大扭矩时，在控制系统的控制下，关闭馈能装置，即关闭第一电子阀门11，防侧倾机构开始工作，其促使左右车身趋近同一高度的工作过程与汽车有侧倾倾向时相同，在此不再赘述。

在促使两侧车身趋近于同一高度后，可防止因高度不同从而产生过大的扭矩，导致车辆发生侧翻，当车辆稳定后，关闭第二、第三电子阀门17、19，对第一、第二抽油泵18、20断电，此时缓慢停车，即可使车辆在爆胎情况下安全停车。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型汽车减震系统，其特征在于，所述减震系统包括液压器、防侧倾机构和控制系统；

所述液压器包括杆室(2)、活塞右单向阀(3)、活塞(4)和无杆室(5)，所述活塞(4)在所述液压器内做上下活塞运动，所述杆室(2)和所述无杆室(5)分别为所述活塞(4)上下两侧空腔，所述活塞右单向阀(3)设置在所述活塞(4)上，单向连通所述杆室(2)和所述无杆室(5)，油液能够从所述无杆室(5)流向所述杆室(2)；

所述防侧倾机构分别连通同侧车轮处的两个所述液压器的所述杆室(2)和所述无杆室(5)，并与所述控制系统相连；所述控制系统控制所述防侧倾机构调节两个所述液压器内所述活塞(4)运动，以使两侧车轮趋近于同一高度。

2.根据权利要求1所述的新型汽车减震系统，其特征在于，所述防侧倾机构包括第二电子阀门(17)、第一抽油泵(18)、第三电子阀门(19)和第二抽油泵(20)；所述液压器的所述杆室(2)与同侧另一车轮处的所述减震器所述杆室(2)相同位置处通过油管相连接，在油管上安装有所述第二电子阀门(17)和所述第一抽油泵(18)；所述液压器的所述无杆室(5)与同侧另一车轮处的所述减震器所述无杆室(5)相同位置处通过油管相连接，在油管上安装有所述第三电子阀门(19)和所述第二抽油泵(20)；所述防侧倾机构工作时，所述第一抽油泵(18)和所述第二抽油泵(20)旋转方向相反。

3.根据权利要求1所述的新型汽车减振系统，其特征在于，所述减震系统还包括馈能装置，所述馈能装置包括第一电子阀门(11)、蓄能器(13)和无杆室单向阀(14)；

所述杆室(2)利用油管通过所述第一电子阀门(11)与所述无杆室单向阀(14)相连，所述无杆室单向阀(14)与所述无杆室(5)相连，通过所述无杆室单向阀(14)油管中的油液能够流入所述无杆室(5)中；所述蓄能器(13)连接在所述第一电子阀门(11)与所述无杆室单向阀(14)之间，用于收集油液以储蓄能量。

4.根据权利要求3所述的新型汽车减震系统，其特征在于，所述馈能装置还包括液压泵(12)、直流发电机(15)和再生电路电池(16)；

所述第一电子阀门(11)通过所述液压泵(12)与所述无杆室单向阀(14)相连，所述蓄能器(13)连接在所述液压泵(12)与所述无杆室单向阀(14)之间；

所述液压泵(12)带动所述直流发电机(15)发电，所述直流发电机(15)将电能存储在所述再生电路电池(16)中。

5.一种新型汽车减震方法，其特征在于，所述减震方法包括如下步骤：

(1)、控制系统通过车载感应器感应到汽车有侧倾或侧翻倾向时，关闭馈能装置；

(2)、控制系统控制防侧倾机构工作，调整左右两侧液压器的伸缩长度，使两侧车身趋近于同一高度；

(3)、当经过了不平整路面或车辆稳定后，防侧倾机构停止工作，重新开始运转馈能装置进行蓄能或停车。

6.根据权利要求5所述的新型汽车减震方法，其特征在于，在步骤(2)中，防侧倾机构工作过程是：

打开第二、第三电子阀门(17、19)，并开启第一、第二抽油泵(18、20)，控制系统根据车身倾斜角度相应调整第一、第二抽油泵(18、20)的运转方向及运转速度；

当车辆车身左倾时，第二抽油泵(20)正向运转，将右侧液压器无杆室(5)中的油液抽到左侧液压器的无杆室(5)中；第一抽油泵(18)反向运转，将左侧液压器杆室(2)的油液抽到右侧液压器的杆室(2)中，以使右侧液压器顶杆(1)和活塞(4)向下收缩，车身右侧高度降低，左侧液压器的活塞(4)向上运动，车身左侧升高；

当车辆右倾时，第一抽油泵(18)正向运转，将右侧液压器杆室(2)的油液抽到左侧液压器的杆室(2)中；第二抽油泵(20)反向运转，将左侧液压器无杆室(5)中的油液抽到右侧液压器的无杆室(5)中，促使车身右侧升高，车身左侧降低。

7.根据权利要求5所述的新型汽车减震方法，其特征在于，在步骤(3)中，当汽车经过了不平整路面后，防侧倾机构停止工作过程是：首先对第一、第二抽油泵(18、20)断电，经过一定时间油液自由流动，左右液压器内液压达到平衡状态，然后关闭第二、第三电子阀门(17、19)，控制系统控制馈能装置重新开始运转，进行蓄能。

8.根据权利要求5所述的新型汽车减震方法，其特征在于，在步骤(3)中，当车辆稳定后，关闭第二、第三电子阀门(17、19)，第一、第二抽油泵(18、20)断电，缓慢停车。

9.根据权利要求5所述的新型汽车减震方法，其特征在于，在所述馈能装置实现馈能的过程是：当向上拉伸活塞(4)时，关闭活塞右单向阀(3)，开启无杆室单向阀(14)；杆室(2)内高压油流入液压泵(12)，液压泵(12)带动直流发电机(15)发电；低压油在蓄能器(13)高压作用下通过无杆室单向阀(14)流回无杆室(5)；

当向下压缩活塞(4)时，开启活塞右单向阀(3)，关闭无杆室单向阀(14)；高压油通过活塞右单向阀(3)由无杆室(5)流入杆室(2)；杆室(2)在压缩的过程中有部分高压油溢出流向液压泵(12)，液压泵(12)带动直流发电机(15)发电。

10.根据权利要求9所述的新型汽车减震方法，其特征在于，在所述蓄能器(13)蓄能的过程是：当向下压缩活塞(4)时，低压油流向蓄能器(13)，压缩蓄能器(13)的气囊并存储在蓄能器(13)的外腔中，完成蓄能器(13)的蓄能过程。