CN111608978A - 非差动随动式同步双缸的升举机构 - Google Patents

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胡正中
刘先镇
周根明
陈兵
张小昌
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Abstract

本发明涉及升举装置领域，公开了非差动随动式同步双缸的升举机构，其包括油泵(1)和换向阀(10)还包括主油缸(2)和副油缸(3)，还包括第一油路(11)和第二油路(12)，主上腔(201)和副上腔(301)相互连通并通过第一油路(11)连接至换向阀(10)的外接口A，主油缸(2)的主下腔(202)和副下腔(302)相互连通并通过第二油路(12)连接至换向阀(10)的另一外接口B。本发明采用非差动式双缸联动的随动设计结构，在降低产品总成重量的同时，实现了驾驶室举升/下降过程的同步平稳工作、也满足了整车行驶状态下的舒适性要求，而且具有结构简单、成本低、生产效率高及安全可靠的特点，具有很大的应用推广市场。

Description

非差动随动式同步双缸的升举机构
技术领域
本发明涉及升举装置领域，尤其涉及了非差动随动式同步双缸的升举机构。
背景技术
随着全民经济，尤其物流行业的快速发展，商用车客户对驾驶室的驾乘舒适性提出了更高的要求，越来越多商用车生产商为此而开发出来的商用车也都配置了更高设备更大空间的驾驶室，以提供给客户更优异的用车体验，但这也不可避免增加了驾驶室的重量，而匹配这种高端驾驶室的举升油缸，目前大多采选用的还是常规的差动式单缸系统，只是进一步的加大缸径和杆径来满足举升力的要求，所以这种举升设计就会存在两个问题：
1、单缸举升时驾驶室两侧受力不均匀，尤其针对高端商用车来说，驾驶室重量都较重，那么就会在举升下降过程中出现侧偏现象，也就是一边高一边低，这对整车悬置支撑结构会造成早期失效的不利影响，同时在下降落锁时，还会因为侧偏而无法正常落锁的情况；
2、采用差动式油缸能够提高整车行驶过程的舒适性，但因为也正是差动式油缸设计，要达到同等举升条件下举升力，就势必要加大油缸的缸径和杆径，这就造成产品总成偏重，进而无法达到整车设计轻量化、节能降耗的主流趋势；
虽然目前市场也有厂家也在这方面努力，但所设计的原理及开发的结构均比较复杂，对机加工和装配检测的工艺要求极高，直接造成产品生产效率和合格率极低，同时因为结构复杂，零件配合点很多，也就造成产品的潜在失效点极多，造成侧偏的使用可靠性不足，根本不适合汽车行业的高效、可靠、批量的生产使用需求。
所以，开发一款能够平稳举升/下降，能够实现降重节能，且结构简单、生产效率高且安全可靠的，适合高端商用车发展需求的举升系统，已然成为行业里势在必行的趋势。
目前，专利名称为驾驶室翻转用电动/手动举升装置，专利号为200510016856.9的发明专利，解决了装配不合理、结构不合理等的问题，但还存在稳定性差的缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术中稳定性差、结构不合理等的缺点，提供了非差动随动式同步双缸的升举机构。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
非差动随动式同步双缸的升举机构，包括油泵和换向阀，油泵与换向阀连接并通过换向阀对外输送液压油，还包括主油缸和副油缸，还包括第一油路和第二油路，主油缸的主上腔和副油缸的副上腔相互连通并通过第一油路连接至换向阀的外接口A，主油缸的主下腔和副油缸的副下腔相互连通并通过第二油路连接至换向阀的另一外接口B。
作为优选，还包括安装在第二油路上的双向液控阀，双向液控阀包括阀体和位于阀体内的单向阀芯，双向液控阀设有第一开口和第二开口，第一开口和第二开口通过第二油路分别与主上腔和换向阀的外接口A连通，单向阀芯与第一开口和第二开口分别配合并形成仅能允许油液流入阀体内的单向阀结构，双向液控阀内还设有与主下腔连通的输送开口；阀体内还安装有活塞阀芯，定义单向阀芯与第二开口配合的一端为右阀芯，活塞阀芯的一端与第一油路连通并受到第一油路的高压推动，活塞阀芯的另一端与单向阀芯的右阀芯配合并推动单向阀芯移动打开第二开口。
作为优选，阀体内设有沿左右依次设置的单向腔室和活塞腔室，还包括连通单向腔室和活塞腔室的连接通道，单向阀芯安装在单向腔室中，活塞阀芯安装在活塞腔室中，单向腔室的左端与主上腔连通，主上腔内的高压油液推动单向阀芯打开第一开口，单向腔室的右端与连接通道连通，换向阀的外接口A和连接通道通过第二油路的一段连通，输送开口位于单向腔室中并被单向阀芯堵住与单向腔室左右两端的连通，输送开口的和主下腔通过第二油路的另一段连通。
作为优选，单向阀芯包括支架和安装在支架上的大阀芯及小阀芯，支架与单向腔室配合并沿单向腔室左右滑动，支架上设有与单向腔室内壁配合的密封圈，大阀芯安装在支架右端，支架左端安装有大弹簧并通过大弹簧推动大阀芯堵住位于单向腔室的右端的第二开口，支架内部设安装槽，第一开口位于支架的左端并与安装槽连通，小阀芯安装在安装槽中，还包括连接小阀芯与大阀芯的小弹簧并通过小弹簧推动小阀芯堵住第一开口。
作为优选，支架为空心的柱体，支架的右侧设有卡槽，大阀芯为一个球体并安装在卡槽中，第一开口、安装槽和卡槽由左到右依次设置并相互连通，小弹簧安装在安装槽中，支架外壁上设有密封环，密封环将单向腔室分割为左腔室和右腔室，输送开口位于右腔室中并与安装槽连通，与主下腔连通的第二油路的安装口位于左腔室中。
作为优选，支架左端设有弹簧安装座，大弹簧安装在弹簧安装座上，第一开口设置在弹簧安装座上。
作为优选，活塞阀芯与活塞腔室的内壁密封贴合并沿活塞腔室左右移动，活塞腔室的右端与第一油路连通。活塞阀芯上设有与活塞腔室的内壁配合的密封圈。
作为优选，第一油路靠近换向阀的外接口A的油路上设有单向阻尼阀，单向阻尼阀仅对流入外接口A的油液进行阻尼作用，第二油路靠近换向阀的外接口B的油路上设有固定阻尼阀。
作为优选，还包括第三油路和第四油路，第三油路连通主下腔和副下腔，第三油路上设有仅允许主下腔内油液流向副下腔内的单向阀；第四油路连通副下腔与第二油路，第四油路与第二油路的连接点位于双向液控阀和单向阻尼阀之间的第二油路上，第四油路上安装有近允许副下腔油液流向第二油路的单向阀。
作为优选，换向阀为二位四通换向阀。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：采用非差动式双缸联动的随动设计结构，在降低产品总成重量的同时，实现了驾驶室举升/下降过程的同步平稳工作、也满足了整车行驶状态下的舒适性要求，而且具有结构简单、成本低、生产效率高及安全可靠的特点，具有很大的应用推广市场。
附图说明
图1是本发明的液压原理图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是图2的局部放大图。
图4是图3的局部放大图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—油泵、2—主油缸、3—副油缸、4—单向阻尼阀、5—固定阻尼阀、6—单向阀、7—双向液控阀、10—换向阀、11—第一油路、12—第二油路、13—第三油路、14—第四油路、201—主上腔、202—主下腔、301—副上腔、302—副下腔、7001—第一开口、7002—第二开口、7003—输送开口、71—阀体、711—单向腔室、712—活塞腔室、713—连接通道、72—单向阀芯、720—支架、7200—密封环、7201—安装槽、7202—卡槽、7203—弹簧安装座、721—大阀芯、7211—大弹簧、722—小阀芯、7221—小弹簧、73—活塞阀芯。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
非差动随动式同步双缸的升举机构，包括油泵1和换向阀10，油泵1与换向阀10连接并通过换向阀10对外输送液压油，还包括主油缸2和副油缸3，还包括第一油路11和第二油路12，主油缸2的主上腔201和副油缸3的副上腔301相互连通并通过第一油路11连接至换向阀10的外接口A，主油缸2的主下腔202和副油缸3的副下腔302相互连通并通过第二油路12连接至换向阀10的另一外接口B。
还包括安装在第二油路12上的双向液控阀3，双向液控阀3包括阀体71和位于阀体71内的单向阀芯72，双向液控阀3设有第一开口7001和第二开口7002，第一开口7001和第二开口7002通过第二油路12分别与主上腔201和换向阀10的外接口A连通，单向阀芯72与第一开口7001和第二开口7002分别配合并形成仅能允许油液流入阀体1内的单向阀结构，双向液控阀3内还设有与主下腔202连通的输送开口7003；阀体71内还安装有活塞阀芯73，定义单向阀芯72与第二开口7002配合的一端为右阀芯，活塞阀芯73的一端与第一油路11连通并受到第一油路11的高压推动，活塞阀芯73的另一端与单向阀芯72的右阀芯配合并推动单向阀芯72移动打开第二开口7002。
阀体71内设有沿左右依次设置的单向腔室711和活塞腔室712，还包括连通单向腔室711和活塞腔室712的连接通道713，单向阀芯72安装在单向腔室711中，活塞阀芯73安装在活塞腔室712中，单向腔室711的左端与主上腔201连通，主上腔201内的高压油液推动单向阀芯72打开第一开口7001，单向腔室711的右端与连接通道713连通，换向阀10的外接口A和连接通道713通过第二油路12的一段连通，输送开口7003位于单向腔室711中并被单向阀芯72堵住与单向腔室711左右两端的连通，输送开口7003的和主下腔202通过第二油路12的另一段连通。
单向阀芯72包括支架720和安装在支架720上的大阀芯721及小阀芯722，支架720与单向腔室711配合并沿单向腔室711左右滑动，支架720上设有与单向腔室711内壁配合的密封圈，大阀芯721安装在支架720右端，支架720左端安装有大弹簧7211并通过大弹簧7211推动大阀芯721堵住位于单向腔室711的右端的第二开口7002，支架720内部设安装槽7200，第一开口7001位于支架720的左端并与安装槽7201连通，小阀芯722安装在安装槽7201中，还包括连接小阀芯722与大阀芯721的小弹簧7221并通过小弹簧7221推动小阀芯722堵住第一开口7001。
支架720为空心的柱体，支架720的右侧设有卡槽7202，大阀芯721为一个球体并安装在卡槽7202中，第一开口7001、安装槽7201和卡槽7202由左到右依次设置并相互连通，小弹簧7221安装在安装槽7201中，支架720外壁上设有密封环7200，密封环7200将单向腔室711分割为左腔室和右腔室，输送开口7003位于右腔室中并与安装槽7201连通，与主下腔202连通的第二油路12的安装口位于左腔室中。
支架720左端设有弹簧安装座7203，大弹簧7211安装在弹簧安装座7203上，第一开口7001设置在弹簧安装座7203上。
活塞阀芯73与活塞腔室712的内壁密封贴合并沿活塞腔室712左右移动，活塞腔室712的右端与第一油路11连通。活塞阀芯73上设有与活塞腔室712的内壁配合的密封圈。
还包括第三油路13和第四油路14，第三油路13连通主下腔202和副下腔302，第三油路13上设有仅允许主下腔202内油液流向副下腔302内的单向阀6；第四油路14连通副下腔302与第二油路12，第四油路14与第二油路12的连接点位于双向液控阀3和单向阻尼阀4之间的第二油路12上，第四油路14上安装有近允许副下腔302油液流向第二油路12的单向阀6。
举升工作时：
举升油泵1通过换向阀10的外接口A给主油缸2输入高压油液，从第二油路12进入，打开双向液控阀3的第二开口7002，经由输送开口7003，进入到主油缸2的主下腔202，推动活塞杆组件上升；同时进入的高压油液从第四油路14进入，打开单向阀6并进入到副油缸3的副下腔302，推动活塞杆组件上升；同时主上腔201和副上腔301的液压油通过第一油路11流回到举升油泵1的油池中，实现双缸的同步举升；当举升到驾驶室翻过重心时，受驾驶室自重作用，油缸1自动被外拉，此时第一油路11上的固定阻尼阀5起到节流缓冲作用，避免驾驶室翻过中心后的快速下降对悬置造成的冲击破坏；
下降工作时：
举升油泵1过换向阀10的外接口B经由第一油路11给主上腔201和副上腔301输入高压油液，作用到活塞杆的活塞上，同时高压油液推动活塞阀芯73，进步一推动大阀芯721打开第二开口7002；此时副下腔302的液压油经由第三油路13流入到主油缸2的主下腔202中，同时关闭第四油路14上的单向阀6，副下腔302中的液压油再与主油缸2的主下腔202的液压油一同从打开的双向液控阀3(即输送开口7003流到第二开口7002)中进入第二油路12中，继而进入到第二油路12上并启动单向阻尼阀4，从节流口中流出进入到举升油泵1的油池中，实现双缸的同步下降，且具有节流缓冲效果，避免驾驶室下降过程因重力惯性作用而出现的晃动现象。
行车过程遇路面不平颠簸时：
如上述油路设计和连接知悉，副油缸3的副上腔301和副下腔302与主油缸2的主上腔201和主下腔202在行车状态下时分别连通的，故而我们分析时一起统一到主油缸2上进行描述；
1)驶室上颠时，带动活塞杆上行，那么主上腔201势必内压增大，此时通过第二油路12，进入到双向液控阀3中，打开双向液控阀3内部油路，打开第一开口7001，油液经由第一开口7001、输送开口7003进入到主油缸2的主下腔202，以降低主上腔201的压强对活塞杆组件造成的反作用力，避免了对驾驶室底部造成的外力作用；
2)同理，当驾驶室下沉时，带动活塞杆下压作用，此时主下腔202的内压增大，推动双向液控阀3克服大弹簧7211作用打开，第一开口7001打开，液压油从第一开口7001流出，经第二油路12从换向阀10的外接口A回到举升油泵1的油池内，以释放主下腔202的压力，避免对活塞杆组件造成的反作用力对驾驶室底部的影响；从而达到了行程过程的随动作用，提高了整车的行驶舒适性。
实施例2
与实施例1相同，不同的是第一油路11靠近换向阀10的外接口A的油路上设有单向阻尼阀4，单向阻尼阀4仅对流入外接口A的油液进行阻尼作用，第二油路12靠近换向阀10的外接口B的油路上设有固定阻尼阀5。
实施例3
与实施例1相同，不同的是换向阀10为二位四通换向阀。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.非差动随动式同步双缸的升举机构，包括油泵(1)和换向阀(10)，油泵(1)与换向阀(10)连接并通过换向阀(10)对外输送液压油，其特征在于：还包括主油缸(2)和副油缸(3)，还包括第一油路(11)和第二油路(12)，主油缸(2)的主上腔(201)和副油缸(3)的副上腔(301)相互连通并通过第一油路(11)连接至换向阀(10)的外接口A，主油缸(2)的主下腔(202)和副油缸(3)的副下腔(302)相互连通并通过第二油路(12)连接至换向阀(10)的另一外接口B；第一油路(11)和第二油路(12)上均安装有阻尼阀。
2.根据权利要求1所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：还包括安装在第二油路(12)上的双向液控阀(3)，双向液控阀(3)包括阀体(71)和位于阀体(71)内的单向阀芯(72)，双向液控阀(3)设有第一开口(7001)和第二开口(7002)，第一开口(7001)和第二开口(7002)通过第二油路(12)分别与主上腔(201)和换向阀(10)的外接口A连通，单向阀芯(72)与第一开口(7001)和第二开口(7002)分别配合并形成仅能允许油液流入阀体(1)内的单向阀结构，双向液控阀(3)内还设有与主下腔(202)连通的输送开口(7003)；阀体(71)内还安装有活塞阀芯(73)，活塞阀芯(73)的一端与第一油路(11)连通并受到第一油路(11)的高压推动，活塞阀芯(73)的另一端与单向阀芯(72)配合并推动单向阀芯(72)移动打开第二开口(7002)。
3.根据权利要求2所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：阀体(71)内设有沿左右依次设置的单向腔室(711)和活塞腔室(712)，还包括连通单向腔室(711)和活塞腔室(712)的连接通道(713)，单向阀芯(72)安装在单向腔室(711)中，活塞阀芯(73)安装在活塞腔室(712)中，单向腔室(711)的左端与主上腔(201)连通，主上腔(201)内的高压油液推动单向阀芯(72)打开第一开口(7001)，单向腔室(711)的右端与连接通道(713)连通，换向阀(10)的外接口A和连接通道(713)通过第二油路(12)的一段连通，输送开口(7003)位于单向腔室(711)中，输送开口(7003)的和主下腔(202)通过第二油路(12)的另一段连通。
4.根据权利要求3所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：单向阀芯(72)包括支架(720)和安装在支架(720)上的大阀芯(721)及小阀芯(722)，支架(720)与单向腔室(711)配合并沿单向腔室(711)左右滑动，大阀芯(721)安装在支架(720)右端，支架(720)左端安装有大弹簧(7211)并通过大弹簧(7211)推动大阀芯(721)堵住位于单向腔室(711)的右端的第二开口(7002)，支架(720)内部设安装槽(7200)，第一开口(7001)位于支架(720)的左端并与安装槽(7201)连通，小阀芯(722)安装在安装槽(7201)中，还包括连接小阀芯(722)与大阀芯(721)的小弹簧(7221)并通过小弹簧(7221)推动小阀芯(722)堵住第一开口(7001)。
5.根据权利要求4所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：支架(720)为空心的柱体，支架(720)的右侧设有卡槽(7202)，大阀芯(721)为一个球体并安装在卡槽(7202)中，第一开口(7001)、安装槽(7201)和卡槽(7202)由左到右依次设置并相互连通，小弹簧(7221)安装在安装槽(7201)中，支架(720)外壁上设有密封环(7200)，密封环(7200)将单向腔室(711)分割为左腔室和右腔室，输送开口(7003)位于右腔室中并与安装槽(7201)连通，与主下腔(202)连通的第二油路(12)的安装口位于左腔室中。
6.根据权利要求5所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：支架(720)左端设有弹簧安装座(7203)，大弹簧(7211)安装在弹簧安装座(7203)上，第一开口(7001)设置在弹簧安装座(7203)上。
7.根据权利要求3所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：活塞阀芯(73)与活塞腔室(712)的内壁密封贴合并沿活塞腔室(712)左右移动，活塞腔室(712)的右端与第一油路(11)连通。
8.根据权利要求1所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：阻尼阀包括单向阻尼阀(4)和固定阻尼阀(5)，第一油路(11)靠近换向阀(10)的外接口A的油路上设有单向阻尼阀(4)，单向阻尼阀(4)仅对流入外接口A的油液进行阻尼作用，第二油路(12)靠近换向阀(10)的外接口B的油路上设有固定阻尼阀(5)。
9.根据权利要求8所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：还包括第三油路(13)和第四油路(14)，第三油路(13)连通主下腔(202)和副下腔(302)，第三油路(13)上设有仅允许主下腔(202)内油液流向副下腔(302)内的单向阀(6)；第四油路(14)连通副下腔(302)与第二油路(12)，第四油路(14)与第二油路(12)的连接点位于双向液控阀(3)和单向阻尼阀(4)之间的第二油路(12)上，第四油路(14)上安装有近允许副下腔(302)油液流向第二油路(12)的单向阀(6)。
10.根据权利要求1所述的非差动随动式同步双缸的升举机构，其特征在于：换向阀(10)为二位四通换向阀。
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