CN112060851B - 一种多功能液气悬挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能液气悬挂装置，包括液气悬挂控制系统总成和两种配套使用的避震器总成。两种避震器总成的总体结构类似，并且都具备弹性支撑功能、渐进式阻尼功能、限位防触底功能、最大行程限制功能，可单独使用也可与液气悬挂控制系统总成配合使用。液气悬挂控制系统总成可以与两种避震器总成中的任意一种组成多功能液气悬挂装置，在具备避震器总成的弹性支撑功能、渐进式阻尼功能、限位防触底功能、最大行程限制功能的同时，还可实现多种自动调节功能。

Description

一种多功能液气悬挂装置

技术领域

本发明属于交通工具领域，特别涉及一种多功能液气悬挂装置

背景技术

目前实现车辆悬挂系统与车身之间弹性支撑与阻尼避震效果的方式主要有三种，具体如下：

第一种：金属弹簧配合避震器使用，这类组合方式由弹簧提供弹性支撑力，避震器提供阻尼力，目前最为常见。缺点是不具备高度调节功能。

第二种：空气悬挂，此类悬挂由气囊内的压缩气体提供弹力支撑需要配合避震器使用。缺点是调节功能单一，气囊容易老化使用寿命较短。

第三种：液气悬挂，此类悬挂以气体做为弹性介质，以液体做为传力介质。优点是具备较好阻尼效果通常不需要在液气悬挂系统外另行配置避震器也能达到很好的阻尼效果，具备较好的缓冲效果；缺点是调节功能单一。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能液气悬挂装置，除具备传统液气悬挂的优点的同时，还具备以下优点：

1)调节功能更全面，具有上油室内液体量的调节、上压力油气罐内油气比例的调节、下压力油气罐内油气比例的调节、下压力油气罐内惰性气体压力的调节；

2)阻尼效果更出色，避震器在被压缩的过程中阻尼力会随着压缩行程的增加而逐步增加具备更好的动态稳定效果；

3)避震器具备向上行程限位功能

当避震器被压缩到向上行程的末段时，阻力会极具增加，防止避震器触底损坏。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多功能液气悬挂装置，包括液气悬挂控制系统总成和避震器总成；

液气悬挂控制系统总成包括主控制器，低压气罐，气泵，高压气罐，储油壶，油泵，高压油气罐，第一电磁气阀，第二电磁气阀，第一电磁油阀，第二电磁油阀，油位传感器，压力传感器和车身高度传感器；

避震器总成包括筒身，上盖，下盖，活塞连杆组件，上压力油气罐和下压力油气罐；活塞连杆组件的活塞将筒身分为上油室和下油室；上油室与上压力油气罐通过上油管连通，下油室与下压力油气罐通过下油管连通；

气泵分别与低压气罐、高压气罐连通，高压气罐与上压力油气罐顶部通过第一高压气管连通，低压气罐与下压力油气罐顶部通过第二高压气管连通；第一高压气管与第二高压气管上均设置有第一电磁气阀；

第一电磁气阀与上压力油气罐之间的第一高压气管与低压气罐之间通过第一回流气管连通；第一电磁气阀与下压力油气罐之间的第二高压气管与低压气罐之间通过第二回流气管连通；第一回流气管与第二回流气管上均设置有第二电磁气阀；

油泵分别与高压油气罐与储油壶连通，高压油气罐与上油室通过第一高压油管连通，与下油室通过第二高压油管连通；第一高压油管与第二高压油管上均设置有第一电磁油阀；

第一电磁油阀与上压力油气罐之间的第一高压油管与储油壶顶部通过第一回流油管连通，第一电磁油阀与下压力油气罐之间的第二高压油管与储油壶底部通过第二回流油管连通；第一回流油管与第二回流油管上均设置有第二电磁油阀；

高压气罐与高压油气罐顶部通过第三高压气管连通；

上压力油气罐、下压力油气罐、储油壶内均设置有油位传感器；低压气罐、高压气罐、上压力油气罐、下压力油气罐、高压油气罐内均设置有压力传感器，主控制器与压力传感器通过信号线连接；

主控制器与油位传感器信号连接，与第一电磁气阀、第二电磁气阀、第一电磁油阀、第二电磁油阀、气泵、油泵分别通过控制线连接。

进一步的，上盖包括第一盖顶及设置在第一盖顶底部的第一颈部，筒身上部伸入到第一颈部内且螺纹连接；第一盖顶内设置有与上压力油气罐连通的第一上油道，第一上油道底部设置有环形锥结构浅槽，环形锥结构浅槽的上部与第一上油道相通，环形锥结构浅槽的下部与上油室相通；

上油管一端与第一上油道连通，另一端与上压力油气罐连通；第一盖顶设置有与车身铰接的第一孔洞；

下盖包括第一盖底及设置在第一盖底顶部的第二颈部，筒身下部伸入到第二颈部内且螺纹连接；第一盖底底部中心设置有圆孔，圆孔内设有内设置有第一密封环，第一盖顶内设置有第一下油道，第一下油道与下油室连通；第一下油管一端与第一下油道连通，另一端与下压力油气罐连通；

第一上油道与第一下油道内均设有两个方向相反的第一单向油阀；

活塞连杆组件包括第一活塞及设置在第一活塞底部的第一连杆，活塞连杆组件内设置有贯穿第一活塞、延伸到第一连杆内部的第一深槽，第一深槽内壁设有第二环状油封，第一活塞外侧设有第一环状油封；第一深槽内设置有弹簧和滑动油堵，弹簧设置在滑动油堵底部，弹簧一端与第一深槽底部抵接，另一端与滑动油堵底部抵接；滑动油堵另一端伸出第一深槽延伸至第一活塞上方；滑动油堵顶部为环形锥结构，滑动油堵中央设有上下贯通的第三通孔；滑动油堵中部设有若干第一小孔，滑动油堵的外径与第一深槽内径匹配，可在第一深槽内上下滑动；第一连杆底部设置有第一下部连接件，第一下部连接件的上部的第一螺杆与第一连杆底部的螺孔螺纹连接，下部连接件底部设置有与车辆悬架铰接的第二通孔。

进一步的，上盖包括第二盖顶及设置在第二盖顶底部的第三颈部，筒身设置在第三颈部内壁内，且螺纹连接；第二盖顶内设置有第二上油道，第二上油道底部设置有中央金属管，中央金属管与第二上油道连通；中央金属管的管壁上设有若干第二小孔；上油管一端与第二上油道与连通，另一端与上压力油气罐连通；第二盖顶设置有与车身铰接的第三孔洞；

下盖包括第二盖底及设置在第二盖底顶部的第四颈部，第四颈部的内侧设置有内螺纹，筒身下部伸入到第四颈部且螺纹连接；第一盖底底部中心设置有圆孔，圆孔内设有内设置有第二密封环，第二盖底内设置有第二下油道，第二下油道与下油室连通；下油管一端与第二下油道连通，另一端与下压力油气罐连通；

第二上油道与第二下油道内均设有两个方向相反的第二单向油阀；

活塞连杆组件包括第二活塞及设置在第二活塞底部的第二连杆，活塞连杆组件内设置有贯穿第二活塞、延伸到第二连杆内部的第二深槽，第二深槽内壁设有第四环状油封，第二活塞外侧设有第三环状油封；第二连杆底部设置有第二下部连接件，第二下部连接件的上部的第二螺杆与第二连杆底部的螺孔螺纹连接，第二下部连接件底部设置有与车辆悬架铰接的第四孔洞；中央金属管的外径与第二深槽的内径匹配，中央金属管可在第二深槽内滑动。

本发明提出了一种多功能液气悬挂装置，具有以下优势：

1)自动化程度高

通过对多个压力传感器、油位传感器、车身高度传感器的信息进行采集，当采集数值与主控制器设定数值不相符时，自动控制电磁阀的开启关闭，使采集数据与设定数值保持一致实际使用中当需要改变悬挂系统参数时，只需输入新的数值，主控制器便可自动做出调整。

2)调节功能全面，具有上油室液体量的调节、上压力油气罐液气比例的调节、下压力油气罐液气比例的调节、下压力油气罐惰性气体压力调节。

3)使用寿命长

本套液气悬挂控制系统总成使用的是闭循环的气路系统，并且以惰性惰性气体做为弹性介质。相较于开放式的气路系统，可以有效杜绝水分杂质进入气路，污染液体。并且惰性惰性气体的使用可以有效减缓液体以及内部零件的氧化速度，从而提高使用寿命。

4)阻尼效果更出色

避震器在被压缩的过程中阻尼力会随着压缩行程的增加而逐步增加具备更好的动态稳定效果。

5)避震器具备向上行程限位功能

当避震器被压缩到向上行程的末段时，阻力会极具增加，防止避震器触底损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种多功能液气悬挂装置的结构示意图；

图2为避震器总成1的结构示意图；

图3为图2中A-A放大图；

图4为避震器总成2的结构示意图；

图5为图4中B-B放大图。

图中：

1、避震器；2、上压力油气罐；3、下压力油气罐；4、低压气罐；5、气泵； 6、高压气罐；7、高压油气罐；8、油泵；9、储油壶；10、筒身；11、第一连杆；12、第一活塞；13、上油室；14、下油室；15、第一单向油阀；16、上盖； 17、下盖；18、第一上油道；19、第一下油道；20、第一下部连接件；21、第二下部连接件；22、第一回流气管；23、第二回流气管；24、第一高压气管； 25、第二高压气管；26、第三高压气管；27、第一电磁气阀；28、第二电磁气阀；29、上油管；30、下油管；31、第一高压油管；32、第二高压油管；33、第一回流油管；34、第二回流油管；35、第一电磁油阀；36、第二电磁油阀； 37、油位传感器；38、压力传感器；39、主控制器；40、信号线；41、控制线； 42、第一盖顶；43、第一颈部；44、第一盖底；45、第二颈部；46、第一孔洞； 47、弹簧；48、第一密封环；49、第一深槽；50、第一环状油封；51、第二环状油封；52、环形锥结构；53、环形锥结构浅槽；54、第三通孔；55、第一小孔；56、第二孔洞；57、第二连杆；58、第二活塞；59、第二单向油阀；60、第二上油道；61、第二下油道；62、第二盖顶；63、第三颈部；64、第二盖底； 65、第四颈部；66、第三孔洞；67、中央金属管；68、第二密封环；69、第二深槽；70、第三环状油封；71、第四环状油封；72、第四孔洞；73、第二小孔； 74、车身高度传感器；75、滑动油堵；76、活塞连杆组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

结合图1-5，本发明提供了一种多功能液气悬挂装置，包括液气悬挂控制系统总成和避震器总成；

液气悬挂控制系统总成包括主控制器39，低压气罐4，气泵5，高压气罐6，储油壶9，油泵8，高压油气罐7，第一电磁气阀27，第二电磁气阀28，第一电磁油阀35，第二电磁油阀36，油位传感器37，压力传感器38和车身高度传感器74；

避震器总成包括筒身10，上盖16，下盖17，活塞连杆组件76，上压力油气罐2和下压力油气罐3；活塞连杆组件76的活塞将筒身10分为上油室13和下油室14；上油室13与上压力油气罐2通过上油管29连通，下油室14与下压力油气罐3通过下油管30连通；

气泵5分别与低压气罐4、高压气罐6连通，高压气罐6与上压力油气罐2 顶部通过第一高压气管24连通，高压气罐6与下压力油气罐3顶部通过第二高压气管25连通；第一高压气管24与第二高压气管25上均设置有第一电磁气阀 27；

第一电磁气阀27与上压力油气罐2之间的第一高压气管24与低压气罐4 之间通过第一回流气管22连通；第一电磁气阀27与下压力油气罐3之间的第二高压气管25与低压气罐4之间通过第二回流气管23连通；第一回流气管22 与第二回流气管23上均设置有第二电磁气阀28；

油泵8分别与高压油气罐7与储油壶9连通，高压油气罐7与上油室13通过第一高压油管31连通，高压油气罐7与下油室14通过第二高压油管32连通；第一高压油管31与第二高压油管32上均设置有第一电磁油阀35；

第一电磁油阀35与上压力油气罐2之间的第一高压油管31与储油壶9顶部通过第一回流油管33连通，第一电磁油阀35与下压力油气罐3之间的第二高压油管32与储油壶9底部通过第二回流油管34连通；第一回流油管33与第二回流油管34上均设置有第二电磁油阀36；

高压气罐6与高压油气罐7顶部通过第三高压气管26连通；

上压力油气罐2、下压力油气罐3、储油壶9内均设置有油位传感器37；低压气罐4、高压气罐6、上压力油气罐2、下压力油气罐3、高压油气罐7内均设置有压力传感器38；

主控制器39与油位传感器37、车身高度传感器74、压力传感器38通过信号线40连接，与第一电磁气阀27、第二电磁气阀28、第一电磁油阀35、第二电磁油阀36、气泵5、油泵8分别通过控制线41连接。

需要说明的是，筒身10内上油室13、下油室14内的介质为液体，上油管 29、下油管30内的介质为液体，上压力油气罐2、下压力油气罐3内的介质为惰性气体与液体(因为重力因素的影响，液体在下，惰性气体在上)，高压油气罐7内的介质为惰性气体与液体(因为重力因素的影响，液体在下，惰性气体在上)与之连通的第一高压油管31与第二高压油管32内的介质液体。

压力传感器38用于监测上述各气罐的压力。其中高压气罐6与高压油气罐 7通过第三高压气管26连通，因为未设置电磁气阀，所以高压气罐6与高压油气罐7内的压力保持一致。

进一步的，结合图2，上盖16包括第一盖顶42及设置在第一盖顶42底部的第一颈部43，筒身10上部伸入到第一颈部43内且螺纹连接；第一盖顶42内设置有与上压力油气罐2连通的第一上油道18，第一上油道18底部设置有环形锥结构浅槽53，环形锥结构浅槽53的上部与第一上油道18相通，环形锥结构浅槽53的下部与上油室13相通；上油管29一端与第一上油道18连通，另一端与上压力油气罐2连通；第一盖顶42设置有与车身铰接的第一孔洞46；下盖 17包括第一盖底44及设置在第一盖底44顶部的第二颈部45，筒身10下部伸入到第二颈部45内且螺纹连接；第一盖底44底部中心设置有第一圆孔，第一圆孔内设有内设置有第一密封环48，第一盖顶42内设置有第一下油道19，第一下油道19与下油室14连通；第一下油管30一端与第一下油道19连通，另一端与下压力油气罐3连通；第一上油道18与第一下油道19内均设有两个方向相反的第一单向油阀15；活塞连杆组件76包括第一活塞12及设置在第一活塞12底部的第一连杆11，活塞连杆组件76内设置有贯穿第一活塞12、延伸到第一连杆11内部的第一深槽49，第一深槽49内壁设有第二环状油封51，第一活塞12外侧设有第一环状油封50；第一深槽49内设置有弹簧47和滑动油堵75，弹簧47设置在滑动油堵75底部，弹簧47一端与第一深槽49底部抵接，另一端与滑动油堵75底部抵接；滑动油堵75另一端伸出第一深槽49延伸至第一活塞12上方；滑动油堵75顶部为环形锥结构52，滑动油堵75中央设有上下贯通的第三通孔54；滑动油堵75中部设有若干第一小孔55，滑动油堵75的外径与第一深槽49内径匹配，可在第一深槽49内上下滑动；第一连杆11底部设置有第一下部连接件20，第一下部连接件20的上部的第一螺杆与第一连杆11 底部的螺孔螺纹连接，第一下部连接件20底部设置有与车辆悬架铰接的第二孔洞56。

上述避震器总成1的功能与优势为：

功能：具备弹性支撑功能、阻尼功能、限位防触底功能、最大行程限制功能，可单独使用，也可与液气悬挂控制系统总成配合使用，在与液气悬挂控制系统总成配合使用时具备多种调节功能。

优势：压缩行程与回弹行程具备两段式行程阻尼效果，并且第二段行程具备渐进式阻尼效果。

上述避震器总成1的工作原理如下：

1)压缩行程工作原理

压缩过程中，上油室13的工作与下油室14工作同时进行。

其中①压缩行程上油室13的工作原理

避震器总成1由内部的惰性气体提供弹性支撑，经由液体传力，再经由活塞连杆组件76、第一下部连接件20、第二孔洞56等传递到与其铰接的车辆悬架，最终使车辆获得弹性支撑。当车辆行驶过程中遇到凸起的障碍物时，轮胎会受到向上的冲击力。冲击力经由轮胎、车辆悬架、活塞连杆组件76同时向上运动。活塞连杆组件76向上运动时，上油室13内的压力增加，上油室13内的液体经由锥形环结构浅槽53、第一上油道18、第一单向油阀15、上油管29，流入上压力油气罐2。(因为第一单向油阀15能够对流速起到限制，液体通过第一单向油阀15时阻力增加产生阻尼力)活塞连杆组件76向上运动一段距离后，滑动油堵75上部的环形锥结构52的锥面与环形锥结构浅槽53紧密贴合。以上为上油室13压缩行程第一段。

活塞连杆组件76继续向上运动，滑动油堵75受到压力向第一深槽49内部滑动并压缩弹簧47。由于滑动油堵75上部环形锥结构52的锥面与环形锥结构浅槽53紧密贴合，液体只能从滑动油堵75上的第一小孔55经由内部纵向通孔流入主油道(因为第一小孔55对流速的限制，阻尼力进一步增加)。活塞连杆组件76继续向上运动，滑动油堵75继续向第一深槽49内部滑动，滑动油堵75 上的第一小孔55会被活塞连杆组件76内的第二环状油封51逐渐封堵，阻尼力逐渐增加，直到所有第一小孔55被封堵。由于所有第一小孔55被封堵，上油室13内的液体很难被继续压缩，活塞连杆组件76停止向上运动，以此达到限位防触底的功能。以上为上油室13压缩行程第二段。

②压缩行程下油室14的工作原理

活塞连杆组件76向上运动时，下油室14容量增加，下压力油气罐3内的液体在下压力油气罐3内惰性气体的压力下经由下油管30、第一单向油阀15、第一下油道19，流入下油室14(因为第一单向油阀15的流速的限制，液体通过第一单向油阀15时阻力增加产生阻尼力)。直到活塞连杆组件76停止向上运动。以上为下油室14压缩行程。

2)回弹行程工作原理

回弹过程中，上油室13与下油室14同时工作。

①回弹行程上油室13的工作原理

当活塞连杆组件76停止向上运动，且轮胎向上的冲击力消失，上压力油气罐2内的液体会在惰性气体的压力下经上油管29，第一单向油阀15、第一上油道18、环形锥结构浅槽53、滑动油堵75的第一小孔55流入上油室13(因为第一单向油阀15流速的限制，液体通过第一单向油阀15时阻力增加产生阻尼力) (因为第一小孔55流速的限制，阻尼力进一步增加)与此同时活塞连杆组件76 向下运动。滑动油堵75在下部弹簧47的作用下向上弹出，滑动油堵75上部环形锥结构52的锥面继续与环形锥结构浅槽53的锥面紧密贴合，被封堵的第一小孔55逐渐从活塞连杆组件76内的第一深槽49内滑出。由于可供液体流入上油室13的第一小孔55逐渐增多，阻尼力逐渐减小，直到第一小孔55全部从第一深槽49内滑出，滑动油堵75下部弹簧47的压缩行程全部释放。

活塞连杆组件76继续向下运动，滑动油堵75上部环形锥结构52的锥面与环形锥结构浅槽53的锥面分离，此时液体无需经由第一小孔55流入上油室(此时只有第一单向油阀15提供阻尼力)直到回弹力完全释放，车辆趋于平稳。以上为上油室13回弹行程第二段。

②回弹行程下油室14的工作原理

活塞连杆组件76向下运动运动时，筒身10内的下油室14会被压缩。下油室11内的液体经由第一下油道19、第一单向油阀15、下油管30，流入下压力油气罐3。(因为第一单向油阀15对流速的限制，液体通过第一单向油阀15时阻力增加产生阻尼力)直到回弹力完全释放，车辆趋于平稳。以上为下油室14 回弹行程。

进一步的，结合图3，上盖16包括第二盖顶62及设置在第二盖顶62底部的第三颈部63，筒身10设置在第三颈部63内壁内，且螺纹连接；第二盖顶62 内设置有第二上油道60，第二上油道60底部设置有中央金属管67，中央金属管67与第二上油道60连通；中央金属管67的管壁上设有若干第二小孔73；上油管29一端与第二上油道60与连通，另一端与上压力油气罐2连通；第二盖顶62设置有与车身铰接的第三孔洞66；下盖17包括第二盖底64及设置在第二盖底64顶部的第四颈部65，第四颈部65的内侧设置有内螺纹，筒身10下部伸入到第四颈部65且螺纹连接；第二盖底64底部中心设置有第二圆孔，第二圆孔内设有内设置有第二密封环68，第二盖底64内设置有第二下油道61，第二下油道61与下油室14连通；下油管30一端与第二下油道61连通，另一端与下压力油气罐3连通；第二上油道60与第二下油道61内均设有两个方向相反的第二单向油阀59；活塞连杆组件76包括第二活塞58及设置在第二活塞58底部的第二连杆57，活塞连杆组件76内设置有贯穿第二活塞58、延伸到第二连杆57内部的第二深槽69，第二深槽69内壁设有第四环状油封70，第二活塞58 外侧设有第三环状油封71；第二连杆57底部设置有第二下部连接件21，第二下部连接件21的上部的第二螺杆与第二连杆57底部的螺孔螺纹连接，第二下部连接件21底部设置有与车辆悬架铰接的第四孔洞72；中央金属管67的外径与第二深槽69的内径匹配，中央金属管67可在第二深槽69内滑动。

上述避震器总成2的功能与优势为：

功能：具备弹性支撑功能、阻尼功能、限位防触底功能、最大行程限制功能，可单独使用，也可与液气悬挂控制系统总成配合使用，在与液气悬挂控制系统总成配合使用时具备多种调节功能。

功能：具备支撑、阻尼、限位防触底功能、最大行程限制功能，可与液气悬挂控制系统总成配合使用；

优势：压缩行程与回弹行程具备渐进式阻尼效果。

上述避震器总成2的工作原理如下：

1)压缩行程工作原理

压缩过程中，上油室13的工作与下油室14工作同时进行。

其中①压缩行程上油室13的工作原理

避震器总成2由内部的惰性气体提供弹性支撑，经由液体传力，再经由活塞连杆组件76、第二下部连接件21、第四孔洞72传递到与其铰接的车辆悬架，最终使车辆获得弹性支撑。当车辆行驶过程中遇到凸起的障碍物时，轮胎会受到向上的冲击力。冲击力经由轮胎、车辆悬架、活塞连杆组件76同时向上运动。活塞连杆组件76向上运动时，上油室13内的压力增加，上油室13内的液体经由中央金属管67上的小孔、第二上油道60、第二单向油阀59、上油管29，流入上压力油气罐2。(因为第二单向油阀59对流速的限制，液体通过第二单向油阀59时阻力增加产生阻尼力)活塞连杆组件76向上运动的过程中，液体只能从中央金属管67上的第二小孔73流入第二上油道60(因为第二小孔73对流速的限制，产生阻尼力)。随着活塞连杆组件76继续向上运动，中央金属管67滑入活塞连杆组件76内的第二深槽69，第二小孔73会被逐渐封堵，阻尼力逐渐增加，直到所有第二小孔73被封堵。由于所有第二小孔73被封堵，上油室13 内的液体很难被继续压缩，活塞连杆组件76停止向上运动，以此达到限位防触底的功能。以上为上油室14压缩行程。

②压缩行程下油室的工作原理

活塞连杆组件76向上运动时，下油室14的容量增加，下压力油气罐3内的液体在下压力油气罐3内惰性气体的压力下经由下油管30、第二单向油阀59、第二下油道61，流入下油室14(因为第二单向油阀59的流速的限制，液体通过第二单向油阀59时阻力增加产生阻尼力)，直到活塞连杆组件76停止向上运动。以上为下油室14压缩行程。

2)回弹行程工作原理

回弹过程中，上油室13的工作与下油室14的工作同时进行。

①回弹行程上油室13的工作原理

当活塞连杆组件76停止向上运动，且轮胎向上的冲击力消失，上压力油气罐2内的液体会在惰性气体的压力下经上油管29、第二单向油阀59、第二上油道60、中央金属管67、第二小孔73流入上油室13(因为第二单向油阀59流速的限制，液体通过第二单向油阀59时阻力增加产生阻尼力)(因为第二小孔73 流速的限制，阻尼力进一步增加)。与此同时活塞连杆组件76向下运动。中央金属管67上的第二小孔73逐渐从活塞连杆组件76的第二深槽69中滑出，阻尼力逐渐减弱，直到回弹力完全释放，车辆趋于平稳。以上为上油室13回弹行程。

②回弹行程下油室14的工作原理

活塞连杆组件76向下运动运动时，筒身10内的下油室14会被压缩。下油室14内的液体经由第二下油道61、第二单向油阀59、下油管30，流入下压力油气罐3。(因为第二单向油阀59对流速的限制，液体通过第二单向油阀59时阻力增加产生阻尼力)直到回弹力完全释放，车辆趋于平稳。以上为下油室14 回弹行程。

本套液气悬挂控制系统总成在结构上分为三部分，控制系统、气路和油路：

1)控制系统

包括主控制器39、压力传感器38、油位传感器37、车身高度传感器74、第一电磁气阀27、第二电磁气阀28、第一电磁油阀35、第二电磁油阀36、信号线40和控制线41。

2)气路

包括气泵5、低压气罐4、高压气罐6、第一高压气管24、第二高压气管25、第一回流气管22、第二回流气管23和第三高压气管26。

3)油路

包括油泵8、储油壶9、高压油气罐7、第一电磁油阀35、第二电磁油阀36、第一高压油管31、第二高压油管32、第一回流油管33和第二回流油管34。

本套液气悬挂控制系统总成的工作原理：

在车辆正常行驶状态，与主控制器39连接的所有传感器(包括压力传感器 38、油位传感器37、车身高度传感器74)始终保持工作状态。

在主控制器39没有发出工作指令的情况下，与主控制器39连接的所有电磁气阀，电磁油阀始终保持阻断状态。(气路以及油路为封闭状态)气泵5、油泵8保持停止工作状态。

当传感器采集数值与主控制器39设定数值不相符时，自动控制电磁阀的开启关闭，使采集数据与设定数值保持一致。

高压油气罐7内的介质为惰性气体和液体，由于重力原因，惰性气体在上，液体在下。高压惰性气体来源于高压气罐6经由第三高压气管26与高压油气罐 7相通。

本套液气悬挂控制系统总成的10种基本的工况。

工况1：上压力油气罐2注油(当车身高度传感器74采集到的高度数值低于主控制器39设定的高度数值时启动)。

主控制器39将设置在第一高压油管31上的第一电磁油阀35开启，高压油气罐7内的液体通过第一高压油管31流入上压力油气罐2。

工况2：上压力油气罐2排油(当车身高度传感器74采集到的高度数值高于主控制器39设定的高度数值时启动)，主控制器39将设置在第一回流油管33 上的第二电磁油阀36开启，上压力油气罐2内的液体通过第一回流油管33流入储油壶9。

工况3：下压力油气罐3注油(当下压力油气罐3上的压力传感器38采集到的压力数值低于主控制器39设定的压力数值时启动)，主控制器39将设置在第二高压油管32上的第一电磁油阀35开启，高压油气罐7内的液体通过第二高压油管32流入下压力油气罐3。

工况4：下压力油气罐3排油(当下压力油气罐3上的压力传感器38采集到的压力数值高于主控制器39设定的高度数值时启动)，主控制器39将设置在第二回流油管34上的第二电磁油阀36开启，下压力油气罐35内的液体通过第二回流油管34流入储油壶9。

工况5：上压力油气罐2充气(当上压力油气罐2上的油位传感器37采集到的油位数值高于主控制器39设定的油位数值时启动，主控制器39将设置在第一高压气管24上的第一电磁气阀27开启，高压气罐6内的惰性气体经由第一高压气管24流入上压力油气罐2。

工况6：上压力油气罐2排气(当上压力油气罐2上的油位传感器37采集到的油位数值低于主控制器39设定的油位数值时启动)，主控制器39将设置在第一回流气管22上的第二电磁气阀28开启，上压力油气罐2内的压缩空气经由第一回流气管22流入低压气罐4。

工况7：下压力油气罐3充气(当下压力油气罐3上的油位传感器37采集到的油位数值高于主控制器39设定的油位数值时启动)，主控制器39将设置在第二高压气管25上的第一电磁气阀27开启，高压气罐6内的惰性气体经由第二高压气管25流入下压力油气罐3。

工况8：下压力油气罐3排气(当下压力油气罐3上的油位传感器37采集到的油位数值低于主控制器39设定的油位数值时启动)，主控制器39将设置在第二回流气管23上的第二电磁气阀28开启，下压力油气罐3内的压缩空气经由回流气管流入低压气罐4。

工况9：气泵5工作(当低压气罐4上的压力传感器38采集到的数值高于主控制器39设定的数值时启动)，主控制器39通过启动气泵5将低压气罐4内的惰性气体注入到高压气罐6。

工况10：油泵8工作(当储油壶9上的油位传感器37采集到的油位数值高于主控制器39设定的数值时启动)，主控制器39通过启动油泵8将储油壶9内的液体注入高压油气罐7。

其中，工况1、工况2，用于悬挂高度调节。工况5、工况6，用于上压力油气罐内液气比例的调节。工况7、工况8，用于下压力油气罐3内惰性气体压力调节。工况3，工况4，用于下压力油气罐内液气比例调节。

通过10种基本的工况，可以满足不同使用环境的需求(对悬挂的高度支撑特性、回弹特性进行调节)，举例说明几种常见路况模式的工作方式与调节方法，具体如下：

1)标准模式

标准模式下高度适中各方面性能参数比较均衡具备较好的舒适性和一定的通过性。

2)高速舒适模式

当车辆进入高等级公路时，可以从标准模式转换为高速舒适模式。方法为通过工况2降低车身高度。此时车身高度降低，上压力油气罐2内的液位高度没有变化，降低车身高度的同时，悬挂的可压缩性不变。优点是舒适性较高，缺点是悬挂支撑性较差，容易托底，高速稳定性能较差。

3)高速运动模式

从高速舒适模式转变为高速运动模式需要通过启动工况1和工况6来提高上压力油气罐2内的液位高度，减少可压缩惰性气体的含量。此时车身高度与高速舒适模式相同，悬挂支撑性能增强，高速稳定性较好，但舒适性较差。如果需要进一步提升悬挂的高速稳定性能，可通过工况3提升下压力油气罐3内的压力，从而限制悬挂的回弹行程，从而获得更强的弯道性能(车辆转弯时，弯道内侧车轮悬挂的行程不易被拉伸)。

4)越野模式

当车辆驶入路况较差的道路时，可以通过工况5增加上压力油气罐2内的惰性气体比例与车身高度。此时车身离地间隙很大，悬挂较软，具备较好的越野性能。

5)高通过性模式

当车辆需要通过过较高的台阶或者较深的沟壑时(此时的路况已经接近车辆通过性能的极限)在通过时，如果控制不好车速，极易因为车辆悬挂系统的起伏而造成托底。这种情况就比较适合转换为高通过性模式。通过工况1和工况6保持车身离地间隙的同时提升上压力油气罐2内的油位高度，减少可压缩惰性气体的含量，使车辆悬架在高位不易被压缩。

本发明的液气悬挂控制系统总成的功能，如下：1)上油室13内液体量的调节，2)上压力油气罐2内液气比例的调节，3)下压力油气罐3液油气比例的调节，4)下压力油气罐3内惰性气体压力的调节。

本发明的液气悬挂控制系统总成优势，如下：

1)自动化程度高

通过对多个压力传感器38、油位传感器37、车身高度传感器74的信息进行采集，当采集数值与主控制器39设定数值不相符时，自动控制电磁阀的开启关闭，使采集数据与设定数值保持一致。实际使用中当需要改变悬挂系统参数时，只需输入新的数值，主控制器39便可自动做出调整。

2)调节功能全面，具有上油室13液体量的调节、上压力油气罐2液气比例的调节、下压力油气罐3液气比例的调节、下压力油气罐3惰性气体压力调节。

3)使用寿命长

本套液气悬挂控制系统总成使用的是闭循环的气路系统，并且以惰性气体做为弹性介质。相较于开放式的气路系统，可以有效杜绝水分杂质进入气路，污染液体。并且惰性气体的使用可以有效减缓液体以及内部零件的氧化速度，从而提高使用寿命。

本发明多功能液气悬挂装置的优势，如下：

1)液气悬挂控制系统总成应用在交通工具上，在交通工具中进行使用，使得交通工具具备多种调节功能。

2)避震器总成1可在交通工具上单独使用，也可与液气悬挂控制系统总成配合使用，应用在交通工具上，起到弹性支撑作用、阻尼作用、限位防触底作用、最大行程限制作用。

3)避震器总成2可在交通工具上单独使用，也可与液气悬挂控制系统总成配合使用，应用在交通工具上，起到弹性支撑作用、阻尼作用、限位防触底作用、最大行程限制作用。

4)避震器总成1所具备的两段式行程阻尼效果，并且第二段行程具备渐进式阻尼效果的实现方法在其他避震器中的使用。

5)避震器总成2所具备的渐进式阻尼效果的实现方法在其他避震器中使用。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种多功能液气悬挂装置，其特征在于，包括液气悬挂控制系统总成和避震器总成；

液气悬挂控制系统总成包括主控制器，低压气罐，气泵，高压气罐，储油壶，油泵，高压油气罐，第一电磁气阀，第二电磁气阀，第一电磁油阀，第二电磁油阀，油位传感器，压力传感器和车身高度传感器；

避震器总成包括筒身，上盖，下盖，活塞连杆组件，上压力油气罐和下压力油气罐；活塞连杆组件的活塞将筒身分为上油室和下油室；上油室与上压力油气罐通过上油管连通，下油室与下压力油气罐通过下油管连通；

气泵分别与低压气罐、高压气罐连通，高压气罐与上压力油气罐顶部通过第一高压气管连通，低压气罐与下压力油气罐顶部通过第二高压气管连通；第一高压气管与第二高压气管上均设置有第一电磁气阀；

第一电磁气阀与上压力油气罐之间的第一高压气管与低压气罐之间通过第一回流气管连通；第一电磁气阀与下压力油气罐之间的第二高压气管与低压气罐之间通过第二回流气管连通；第一回流气管与第二回流气管上均设置有第二电磁气阀；

油泵分别与高压油气罐与储油壶连通，高压油气罐与上油室通过第一高压油管连通，与下油室通过第二高压油管连通；第一高压油管与第二高压油管上均设置有第一电磁油阀；

第一电磁油阀与上压力油气罐之间的第一高压油管与储油壶顶部通过第一回流油管连通，第一电磁油阀与下压力油气罐之间的第二高压油管与储油壶底部通过第二回流油管连通；第一回流油管与第二回流油管上均设置有第二电磁油阀；

高压气罐与高压油气罐顶部通过第三高压气管连通；

上压力油气罐、下压力油气罐、储油壶内均设置有油位传感器；低压气罐、高压气罐、上压力油气罐、下压力油气罐、高压油气罐内均设置有压力传感器，主控制器与压力传感器通过信号线连接；

主控制器与油位传感器信号连接，与第一电磁气阀、第二电磁气阀、第一电磁油阀、第二电磁油阀、气泵、油泵分别通过控制线连接；

上盖包括第一盖顶及设置在第一盖顶底部的第一颈部，筒身上部伸入到第一颈部内且螺纹连接；第一盖顶内设置有与上压力油气罐连通的第一上油道，第一上油道底部设置有环形锥结构浅槽，环形锥结构浅槽的上部与第一上油道相通，环形锥结构浅槽的下部与上油室相通；

上油管一端与第一上油道连通，另一端与上压力油气罐连通；第一盖顶设置有与车身铰接的第一孔洞；

下盖包括第一盖底及设置在第一盖底顶部的第二颈部，筒身下部伸入到第二颈部内且螺纹连接；第一盖底底部中心设置有圆孔，圆孔内设有内设置有第一密封环，第一盖顶内设置有第一下油道，第一下油道与下油室连通；第一下油管一端与第一下油道连通，另一端与下压力油气罐连通；

第一上油道与第一下油道内均设有两个方向相反的第一单向油阀；

活塞连杆组件包括第一活塞及设置在第一活塞底部的第一连杆，活塞连杆组件内设置有贯穿第一活塞、延伸到第一连杆内部的第一深槽，第一深槽内壁设有第二环状油封，第一活塞外侧设有第一环状油封；第一深槽内设置有弹簧和滑动油堵，弹簧设置在滑动油堵底部，弹簧一端与第一深槽底部抵接，另一端与滑动油堵底部抵接；滑动油堵另一端伸出第一深槽延伸至第一活塞上方；滑动油堵顶部为环形锥结构，滑动油堵中央设有上下贯通的第三通孔；滑动油堵中部设有若干第一小孔，滑动油堵的外径与第一深槽内径匹配，可在第一深槽内上下滑动；第一连杆底部设置有第一下部连接件，第一下部连接件的上部的第一螺杆与第一连杆底部的螺孔螺纹连接，下部连接件底部设置有与车辆悬架铰接的第二通孔；

上盖包括第二盖顶及设置在第二盖顶底部的第三颈部，筒身设置在第三颈部内壁内，且螺纹连接；第二盖顶内设置有第二上油道，第二上油道底部设置有中央金属管，中央金属管与第二上油道连通；中央金属管的管壁上设有若干第二小孔；上油管一端与第二上油道连通，另一端与上压力油气罐连通；第二盖顶设置有与车身铰接的第三孔洞；

下盖包括第二盖底及设置在第二盖底顶部的第四颈部，第四颈部的内侧设置有内螺纹，筒身下部伸入到第四颈部且螺纹连接；第一盖底底部中心设置有圆孔，圆孔内设置有第二密封环，第二盖底内设置有第二下油道，第二下油道与下油室连通；下油管一端与第二下油道连通，另一端与下压力油气罐连通；

第二上油道与第二下油道内均设有两个方向相反的第二单向油阀；

活塞连杆组件包括第二活塞及设置在第二活塞底部的第二连杆，活塞连杆组件内设置有贯穿第二活塞、延伸到第二连杆内部的第二深槽，第二深槽内壁设有第四环状油封，第二活塞外侧设有第三环状油封；第二连杆底部设置有第二下部连接件，第二下部连接件的上部的第二螺杆与第二连杆底部的螺孔螺纹连接，第二下部连接件底部设置有与车辆悬架铰接的第四孔洞；中央金属管的外径与第二深槽的内径匹配，中央金属管可在第二深槽内滑动。