CN110722955A - 车辆及其横向稳定杆系统 - Google Patents

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王长新
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Abstract

本发明涉及一种车辆及其横向稳定杆系统，横向稳定杆系统包括前横向稳定杆、后横向稳定杆，前液压缸和后液压缸，前液压缸与后液压缸之间连接有联动油路，联动油路包括连接在有杆腔上的第一油路，还包括连接在无杆腔上的第二油路，联动油路在车辆行驶时，前液压缸和后液压缸同向运动而将二者处于相对锁定状态，能够减少车辆的左右晃动，减小车辆侧倾角，提高行驶的平顺性以及操纵稳定性；前液压缸和后液压缸具有反向运动的趋势而将二者处于相对自由状态，提升车辆的通过性以及行驶安全性。结构比较简单。

Description

车辆及其横向稳定杆系统
技术领域
本发明涉及一种车辆及其横向稳定杆系统。
背景技术
横向稳定杆是汽车悬架系统中的重要元件，左右车轮通过横向稳定杆柔性连接，增加车辆的抗侧倾性能，提高车辆在弯道行驶的稳定性；但也正由于左右车轮之间有横向稳定杆的连接，使得左右车轮反向运动的行程受到限制，这种限制会使得车辆在坑洼路面上发生一侧车轮离地的情况，降低了车辆的通用性。
如在授权公告号为CN204726180U的中国专利文件中公开了一种车辆及其横向稳定杆系统，包括用于设置在相应悬架上的横向稳定杆以及设置于横向稳定杆的至少一端的液压油缸，所述液压油缸用于通过活塞杆驱动横向稳定杆进行相应动作，该液压油缸的油口上连接有控制油路，该控制油路用于使液压油缸在车辆于小侧倾时处于自由状态，所述小侧倾状态为车辆在稍有起伏的不平整路面或者平整路面行驶时的状态，并在车辆大侧倾状态时使液压油缸处于被锁定状态，所述大侧倾状态为车辆转弯或在颠簸路面行驶时的状态，但是，该系统在车身小侧倾角时（坑洼路面不平度小），不能根据车辆状态提供有效侧倾角刚度，导致车身左右一致有轻微晃动，影响车载行驶的平顺性；同时当车辆行驶在大坑洼路面或越野路面时，横向稳定杆起作用，导致车辆的轮胎接地性变差，影响车辆通过性及安全性；该系统不能根据路况信息实时调整横向稳定杆的通断，且系统可靠性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种横向稳定杆系统，以解决现有技术中车辆在不平路面行驶时车辆的舒适性差以及轮胎接地性和通过性差的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该横向稳定杆系统的车辆。
为实现上述目的，本发明横向稳定杆系统的技术方案是：
横向稳定杆系统，包括用于固定在前悬架上的前横向稳定杆、固定在后悬架上的后横向稳定杆，前横向稳定杆的左右两侧的至少一侧连接有前液压缸，后横向稳定杆的与前液压缸同侧位置设置有后液压缸，所述前液压缸用于通过其活塞杆驱动前横向稳定杆进行相应动作，后液压缸用于通过其活塞杆驱动后横向稳定杆进行相应动作，所述前液压缸与后液压缸之间连接有联动油路，联动油路包括连接在前液压缸的有杆腔和后液压缸的有杆腔之间的第一油路，还包括连接在前液压缸的无杆腔和后液压缸的无杆腔的第二油路，前液压缸和后液压缸的活塞杆通过第一油路和第二油路的连接在具有相对同向运动的趋势时使前液压缸和后液压缸处于相对锁定状态；并在具有相对反向运动的趋势时使前液压缸和后液压缸处于相对自由状态。
进一步的，为了实现油路控制以及对液压油的缓冲，所述联动油路还包括与第一油路和第二油路分别连通的储油蓄能装置，储油蓄能装置与第一油路和第二油路之间均设有控制阀。
进一步的，为了实现对液压油的阻尼作用，所述储油蓄能装置包括两个相互连接的储能蓄能器，其中一个储能蓄能器与第一油路连接，另一个储能蓄能器与第二油路连接，两个储能蓄能器之间的连接油路上设置有节流孔。
进一步的，为了实现根据不同路况对控制阀的实时控制，横向稳定杆系统还包括ECU控制器，ECU控制器具有信号输出端和用于接收车速、侧向加速度和方向盘转角信号的信号输入端，信号输出端与所述控制阀控制连接。
进一步的，为了补偿系统的油耗，所述第一油路和第二油路之间连通有油管，油管上设有注油孔。
车辆，包括车体和设置在车体下方的前悬架和后悬架，车体和前、后悬架之间布置有横向稳定杆系统，横向稳定杆系统包括固定在前悬架上的前横向稳定杆、固定在后悬架上的后横向稳定杆，前横向稳定杆的左右两侧的至少一侧连接有前液压缸，后横向稳定杆的与前液压缸同侧位置设置有后液压缸，所述前液压缸用于通过其活塞杆驱动前横向稳定杆进行相应动作，后液压缸用于通过其活塞杆驱动后横向稳定杆进行相应动作，所述前液压缸与后液压缸之间连接有联动油路，联动油路包括连接在前液压缸的有杆腔和后液压缸的有杆腔之间的第一油路，还包括连接在前液压缸的无杆腔和后液压缸的无杆腔的第二油路，前液压缸和后液压缸的活塞杆通过第一油路和第二油路的连接在具有相对同向运动的趋势时使前液压缸和后液压缸处于相对锁定状态；并在具有相对反向运动的趋势时使前液压缸和后液压缸处于相对自由状态。
进一步的，为了实现油路控制以及对液压油的缓冲，所述联动油路还包括与第一油路和第二油路分别连通的储油蓄能装置，储油蓄能装置与第一油路和第二油路之间均设有控制阀。
进一步的，为了实现对液压油的阻尼作用，所述储油蓄能装置包括两个相互连接的储能蓄能器，其中一个储能蓄能器与第一油路连接，另一个储能蓄能器与第二油路连接，两个储能蓄能器之间的连接油路上设置有节流孔。
进一步的，为了实现根据不同路况对控制阀的实时控制，横向稳定杆系统还包括ECU控制器，ECU控制器具有信号输出端和用于接收车速、侧向加速度和方向盘转角信号的信号输入端，信号输出端与所述控制阀控制连接。
进一步的，为了补偿系统的油耗，第一油路和第二油路之间连通有油管，油管上设有注油孔。
本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的横向稳定杆系统，通过第一油路将前液压缸和后液压缸的有杆腔连接，第二油路将前液压缸和后液压缸的无杆腔连接，通过第一油路和第二油路构成的联动油路将前液压缸和后液压缸联动在一起，在实际的工作过程中，若车辆行驶在各个悬架上的同侧受压的状态时，前液压缸和后液压缸的活塞杆均同向移动，从而使液压缸内的对应的有杆腔或无杆腔的液体压力增大，由于第一油路和第二油路的设置以及液体的不可压缩性，前液压缸和后液压缸内的活塞杆行程均无变化，相当于普通的稳定杆与悬架通过稳定衬套相连，能够减少车辆的左右晃动，减小车辆侧倾角，提高行驶的平顺性以及操纵稳定性。
同时，若车辆的前轮胎或后轮胎进行坑洼内，导致各个悬架的同侧前后一个受压、一个受拉，也就是前液压缸和后液压缸的受力相反，此时前液压缸和后液压缸内的活塞杆相对反向移动，由于第一油路和第二油路的设置以及液体的不可压缩性，从而使得前液压缸的对应腔内的液体通过对应的油路流入至后液压缸内，后液压缸的另一个腔体通过对应油路流入至前液压缸内，这样能够将前液压缸和后液压缸之间形成稳定的液压回路，前液压缸和后液压缸的行程根据轮胎进入坑洼或越野路面的深度实时变化，相当于稳定杆不起作用，前后稳定杆不发生扭转，保证车辆的轮胎的着地性能，提升车辆的通过性以及行驶安全性。结构比较简单。
附图说明
图1为本发明的横向稳定杆系统的具体实施例的原理图；
图2为图1中的液路系统的原理图；
图3为图1中车辆行驶在小坑洼路面时前液压缸和后液压缸的液路状态图；
图4为图1中车辆行驶在大坑洼路面时前液压缸和后液压缸的液路状态图。
附图标记说明：1-前悬架；2-后悬架；3-前横向稳定杆；4-后横向稳定杆；5-衬套；6-前液压缸；7-后液压缸；8-第一油路；9-第二油路；10-控制阀；11-第二储油蓄能器；12-第一储油蓄能器；13-蓄能器压力传感器；14-节流孔；15-放气塞；16-加注口；17-开关阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的横向稳定杆系统的具体实施例，如图1至图4所示，该横向稳定杆系统使用时布置在悬架和车体之间，用于向车体提供抗侧倾力矩，同时提高车辆的通过性和行驶安全性。
横向稳定杆系统包括用于安装在悬架上的横向稳定杆，横向稳定杆是一根完整的U形杆结构，其通过衬套5与悬架连接，在本实施例中，悬架包括前悬架1和后悬架2，对应的横向稳定杆包括固定在前悬架1上的前横向稳定杆3以及固定在后悬架2上的后横向稳定杆4，同时前横向稳定杆3的左右两端设置有前液压缸6，后横向稳定杆4的左右两端设有后液压缸7，前液压缸6通过活塞杆驱动前横向稳定杆3进行相应动作，后液压缸7通过活塞杆驱动后横向稳定杆4进行相应动作。在本实施例中，左右两端的前液压缸6的联动形式与现有技术中一致，如采用左侧的前液压缸6的有杆腔与右侧的前液压杆的无杆腔连通，左侧的前液压缸6的无杆腔与右侧的前液压缸6的有杆腔连通的形式。横向稳定杆的两侧的两个液压缸的结构相同，现仅针对其中一侧的液压缸进行说明。
如图1所示，针对位于前悬架1左侧的前液压缸6和位于后悬架2的左侧的前液压缸6的结构，前液压缸6的下端活塞杆与前横向稳定杆3的左端铰接，上端活塞缸与车体连接，后液压杆的下端活塞杆与后横向稳定杆4的左端铰接，上端活塞杆与车体连接。在本实施例中，前液压缸6和后液压缸7之间连接有联动油路，具体的为联动油路包括连接在前液压缸6的有杆腔和后液压缸7的有杆腔之间的第一油路8，还包括连接前液压缸6的无杆腔和后液压缸7的无杆腔之间的第二油路9，其中第一油路8上连接有第一储油蓄能器12，第二油路9上连接有第二储油蓄能器11，第一储油蓄能器12与第一油路8之间以及第二储油蓄能器11与第二油路9之间均设置有控制阀10，在实际的装配过程中，储油蓄能器通过卡箍与车体连接。第一储油蓄能器12和第二储油蓄能器11之间通过管路连接，而且管路上设置有蓄能器压力传感器13。
同时第一油路8和第二油路9之间连接有用于向油路系统中注油的加注管路，加注管路上设有加注口16，加注口16通过开关阀17实现与油路的导通。对应的在第一储油蓄能器12和第二储油蓄能器11之间还连接有放气塞15，用于向系统排气，还连接有节流孔14，节流孔14用于控制系统的稳定压力以及起到节流作用。同时在本实施例中，该横向稳定杆系统还包括ECU控制器，ECU控制器具有通过整车控制器采集车速、侧向加速度、方向盘转速以及蓄能器压力等信息的信号输入端，还具有用于与上述的控制阀10控制连接的信号输出端，该信号控制阀10为通过电信号控制开闭的电磁阀。
通过上述的液路系统，在实际的工作过程中，如图3和图4所示的不同状态下液压缸中的液压油受力运动趋势，其中箭头方向为液压油的受力方向。
当车辆行驶在小坑洼路面上时，此时车辆产生小侧倾，悬架系统受压或受拉，如当车辆具有向左侧倾的趋势时，此时前后左侧车轮相对于车体上跳，后侧车轮相对于车体下跳，此时ECU控制器将车速、侧向加速度以及方向盘转角等信号传递给整车控制器，整车控制器将信号传递给控制阀10，前液压缸6和后液压缸7的活塞杆均上移，从而使得左侧的各个液压缸的上腔液体压力增大，此时由于控制阀10受到ECU控制器控制处于开启状态，由于液体的不可压缩性，各个液压缸的上腔的多余液体流入第二储油蓄能器11，下腔多余的液体通过第一储油蓄能器12补充，蓄能器压力传感器13采集蓄能器压力，维持系统压力的稳定性，此时由于前液压缸6和后液压缸7的无杆腔均为高压腔，则前液压缸6和后液压缸7内的活塞杆的行程无变化，相当于普通稳定杆与车桥通过衬套5相连，且上述的节流孔14的设置以及各个蓄能器的设置存在一定的阻尼作用，该系统相比于普通的稳定杆，既减小车辆的左右晃动，又减小车辆侧倾角，提高了行驶平顺性和操纵稳定性。同理，在车体向右侧侧倾时原理与上述一致，不再赘述。
而当车辆行驶在大坑洼路面上或越野路面时，车身向左侧倾斜，例如左侧前轮先进入坑洼内，此时左侧前轮不受地面支撑，导致左前轮下跳，左后轮上跳，悬架的左前侧受拉，左后侧受压，此时ECU控制器将车速、侧向加速度、方向盘转角等信号传递给整车控制器，整车控制器将信号传递给上述的控制阀10，使控制阀10关闭，而左前轮下跳导致前液压缸6的活塞杆向下移动，左后轮上跳导致后液压缸7的活塞缸向上移动，由于液体的不可压缩性，从而使得后液压缸7的无杆腔的液体压力增大，有杆腔压力减小，于是无杆腔液压油被挤出流入至前液压缸6的无杆腔，前液压缸6的有杆腔液压油又流入至后液压缸7的有杆腔中，此时前液压缸6和后液压缸7相连形成稳定的液压回路，前液压缸6和后液压缸7的行程根据坑洼以及越野路面能够实时变化，保证车轮时刻处于着地状态，相当于前横向稳定杆3和后横向稳定杆4均不起作用，不发生扭转，这样能够提升车辆的通过性以及行驶安全性。车体向右侧倾斜时，与上述的原理一致，不再赘述。
通过上述的横向稳定杆系统，能够实时的根据路况信息调整横向稳定杆是否起作用，能够保证车体在任何路况条件下均能够稳定通过，而且采用液压系统相比于普通的机械式稳定杆结构，液压系统的工作过程响应迅捷，系统稳定，容易实现不同看路况对稳定杆的通断，可靠性较强。
当然，在其他实施例中，可以储油蓄能装置可以仅设置一个蓄能器，并在蓄能器与第一油路8和第二油路9之间设置节流孔14。
本发明所涉及的车辆的实施例，包括车体和悬架，车体和悬架之间设有横向稳定杆系统，横向稳定杆系统的结构与上述的横向稳定杆系统的实施例中的结构一致，不再详细展开。

Claims (10)

1.横向稳定杆系统，其特征在于：包括用于固定在前悬架上的前横向稳定杆、固定在后悬架上的后横向稳定杆，前横向稳定杆的左右两侧的至少一侧连接有前液压缸，后横向稳定杆的与前液压缸同侧位置设置有后液压缸，所述前液压缸用于通过其活塞杆驱动前横向稳定杆进行相应动作，后液压缸用于通过其活塞杆驱动后横向稳定杆进行相应动作，所述前液压缸与后液压缸之间连接有联动油路，联动油路包括连接在前液压缸的有杆腔和后液压缸的有杆腔之间的第一油路，还包括连接在前液压缸的无杆腔和后液压缸的无杆腔的第二油路，前液压缸和后液压缸的活塞杆通过第一油路和第二油路的连接在具有相对同向运动的趋势时使前液压缸和后液压缸处于相对锁定状态；并在具有相对反向运动的趋势时使前液压缸和后液压缸处于相对自由状态。
2.根据权利要求1所述的横向稳定杆系统，其特征在于：所述联动油路还包括与第一油路和第二油路分别连通的储油蓄能装置，储油蓄能装置与第一油路和第二油路之间均设有控制阀。
3.根据权利要求2所述的横向稳定杆系统，其特征在于：所述储油蓄能装置包括两个相互连接的储能蓄能器，其中一个储能蓄能器与第一油路连接，另一个储能蓄能器与第二油路连接，两个储能蓄能器之间的连接油路上设置有节流孔。
4.根据权利要求2或3所述的横向稳定杆系统，其特征在于：横向稳定杆系统还包括ECU控制器，ECU控制器具有信号输出端和用于接收车速、侧向加速度和方向盘转角信号的信号输入端，信号输出端与所述控制阀控制连接。
5.根据权利要求1~3任一项所述的横向稳定杆系统，其特征在于：所述第一油路和第二油路之间连通有油管，油管上设有注油孔。
6.车辆，包括车体和设置在车体下方的前悬架和后悬架，车体和前、后悬架之间布置有横向稳定杆系统，其特征在于：横向稳定杆系统包括固定在前悬架上的前横向稳定杆、固定在后悬架上的后横向稳定杆，前横向稳定杆的左右两侧的至少一侧连接有前液压缸，后横向稳定杆的与前液压缸同侧位置设置有后液压缸，所述前液压缸用于通过其活塞杆驱动前横向稳定杆进行相应动作，后液压缸用于通过其活塞杆驱动后横向稳定杆进行相应动作，所述前液压缸与后液压缸之间连接有联动油路，联动油路包括连接在前液压缸的有杆腔和后液压缸的有杆腔之间的第一油路，还包括连接在前液压缸的无杆腔和后液压缸的无杆腔的第二油路，前液压缸和后液压缸的活塞杆通过第一油路和第二油路的连接在具有相对同向运动的趋势时使前液压缸和后液压缸处于相对锁定状态；并在具有相对反向运动的趋势时使前液压缸和后液压缸处于相对自由状态。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于：所述联动油路还包括与第一油路和第二油路分别连通的储油蓄能装置，储油蓄能装置与第一油路和第二油路之间均设有控制阀。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于：所述储油蓄能装置包括两个相互连接的储能蓄能器，其中一个储能蓄能器与第一油路连接，另一个储能蓄能器与第二油路连接，两个储能蓄能器之间的连接油路上设置有节流孔。
9.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于：横向稳定杆系统还包括ECU控制器，ECU控制器具有信号输出端和用于接收车速、侧向加速度和方向盘转角信号的信号输入端，信号输出端与所述控制阀控制连接。
10.根据权利要求6~8任一项所述的车辆，其特征在于：所述第一油路和第二油路之间连通有油管，油管上设有注油孔。
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