CN112622558A - 一种油气平衡悬架系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气平衡悬架系统及车辆，属于车辆平衡悬架技术领域。车辆包括油气平衡悬架系统，第一油缸安装于车辆的中桥的一侧，第一油缸包括第一无杆腔和第一有杆腔；第二油缸安装于车辆的后桥的一侧且第一油缸和第二油缸位于同侧，第二油缸包括第二无杆腔和第二有杆腔；第一油管的一端与第一无杆腔连通，另一端与第二无杆腔连通；第二油管的一端与第一有杆腔连通，另一端与第二有杆腔连通；阻尼调节件设置于第一油管和第二油管中的远离车辆的车架的油管上。该油气平衡悬架系统及车辆能够同时保证车辆的平顺性和通过性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆平衡悬架技术领域，尤其涉及一种油气平衡悬架系统及车辆。
背景技术
悬架是车辆重要部分，不仅具有连接车桥车架、缓冲地面冲击的作用，还对车辆的平顺性和通过性有着重要的作用。随着矿山机械的发展，大吨位宽体矿用自卸车开始逐步应用油气平衡悬架。
目前市场上的油气平衡悬架主要提高了悬架的承载能力，但是其地面适应能力差具体为：传统矿用自卸车的油气平衡悬架为满足车辆的通过性，通常会使得油气簧的响应速度较快，但是由于油气簧的相应过快，会使得车辆振动较大，进而使得车辆的平顺性较差，如果降低油气簧的响应速度，虽然能够提高车辆的平顺性，但是当车辆过坑洼路面时，经常出现单桥悬空瞬间失去驱动、损坏车桥的现象，即车辆的通过性会较差。
因此，亟需一种能够同时保证车辆的平顺性和通过性的油气平衡悬架系统及车辆，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种油气平衡悬架系统及车辆，该油气平衡悬架系统及车辆的能够同时保证车辆的平顺性和通过性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种油气平衡悬架系统，包括：
第一油缸，安装于车辆的中桥的一侧，所述第一油缸包括第一无杆腔、第一有杆腔和第一活塞，所述第一无杆腔和所述第一有杆腔位于所述第一活塞的两侧；
第二油缸，安装于所述车辆的后桥的一侧且所述第一油缸和所述第二油缸位于同侧，所述第二油缸包括第二无杆腔、第二有杆腔和第二活塞，所述第二无杆腔和所述第二有杆腔位于所述第二活塞的两侧；
第一油管，所述第一油管的一端与所述第一无杆腔连通，另一端与所述第二无杆腔连通；
第二油管，所述第二油管的一端与所述第一有杆腔连通，另一端与所述第二有杆腔连通；
阻尼调节件，所述阻尼调节件设置于所述第一油管和所述第二油管中的远离所述车辆的车架的油管上。
作为一种油气平衡悬架系统的优选技术方案，所述第一油管连接于所述第一无杆腔和所述第二无杆腔的端部；所述第二油管连接于所述第一有杆腔和所述第二有杆腔的端部。
作为一种油气平衡悬架系统的优选技术方案，所述第一油管和/或所述第二油管平行于所述车辆的车架设置。
作为一种油气平衡悬架系统的优选技术方案，所述第一活塞上设置有第一阻尼孔组；所述第二活塞上设置有第二阻尼孔组。
作为一种油气平衡悬架系统的优选技术方案，所述阻尼调节件包括手动阀或电磁阀。
作为一种油气平衡悬架系统的优选技术方案，所述油气平衡悬架系统还包括蓄能器，所述蓄能器设置于所述第一油管和所述第二油管中的靠近所述车辆的车架的油管上。
作为一种油气平衡悬架系统的优选技术方案，所述蓄能器包括油腔，所述油腔与所述第一油管或所述第二油管连通。
作为一种油气平衡悬架系统的优选技术方案，所述蓄能器还包括第一气室，所述第一气室位于所述油腔的一侧且通过第一浮动活塞与所述油腔连接，所述第一浮动活塞能够压缩所述油腔中的油液或者压缩所述第一气室中的气体。
作为一种油气平衡悬架系统的优选技术方案，所述蓄能器还包括第二气室，所述第二气室位于所述油腔的另一侧且通过第二浮动活塞与所述油腔连接，所述第二浮动活塞能够压缩所述油腔中的油液或者压缩所述第二气室中的气体。
为达上述目的，本发明还提供了一种车辆，包括如上所述的油气平衡悬架系统。
本发明提供了一种油气平衡悬架系统及车辆，车辆包括油气平衡悬架系统，该油气平衡悬架系统通过将车辆同侧的第一油缸中的第一无杆腔和第一有杆腔和第二油缸中的第二无杆腔和第二有杆腔分别采用第一油管和第二油管连通，并且在远离车辆的车架的油管上设置阻尼调节件以调节该油管中油液通过的阻力，当车辆在较平整路面上高速行驶时，车辆更需要减震缓冲和平顺性，则阻尼调节件使得该油管阻尼较大，以提高油液通过的阻力，以达到缓冲的目的，从而提高车辆的平顺性；当车辆在大起伏路面上低速行驶时，车辆更侧重于平衡作用即第一无杆腔和第二无杆腔以及第一有杆腔和第二有杆腔能够快速达到压力平衡的状态以适应大起伏路面，则阻尼调节件使得远离车辆的车架的油管的阻尼较小，以减小油液通过的阻力，从而提高第一油缸和第二油缸的响应速度，提高车辆的通过性；靠近车架的油管不设置阻尼调节件，可使得靠近车架的第一油缸和第二油缸的两个腔室保证时刻压力相等，从而无论中桥和后桥中任意一侧受到冲击，两侧均能以最快的时间分担冲击载荷，从而进一步减少车架受到的冲击，进一步提高车辆的平顺性。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的油气平衡悬架系统的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的第一油缸的结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的蓄能器的结构示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的车辆的中桥和后桥的平衡补偿的原理图。
附图标记：
1、第一油缸；11、第一无杆腔；12、第一有杆腔；13、第一活塞；131、第一阻尼孔组；
2、第二油缸；21、第二无杆腔；22、第二有杆腔；23、第二活塞；231、第二阻尼孔组；
3、第一油管；4、第二油管；5、阻尼调节件；
6、蓄能器；61、油腔；62、第一气室；63、第一浮动活塞；64、第二气室；65、第二浮动活塞；66、限位块组件；
100、中桥；200、后桥；300、车架。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例提供了一种车辆，该车辆包括车架300、中桥100、后桥200和油气平衡悬架系统，油气平衡系统连接于中桥100、后桥200和车架300之间。
如图1所示，油气平衡悬架系统包括第一油缸1、第二油缸2、第一油管3、第二油管4和阻尼调节件5，其中，第一油缸1安装于车辆的中桥100的一侧，第一油缸1包括第一无杆腔11、第一有杆腔12和第一活塞13，第一无杆腔11和第一有杆腔12位于第一活塞13的两侧；第二油缸2安装于车辆的后桥200的一侧且第一油缸1和第二油缸2位于同侧，第二油缸2包括第二无杆腔21、第二有杆腔22和第二活塞23，第二无杆腔21和第二有杆腔22位于第二活塞23的两侧；第一油管3的一端与第一无杆腔11连通，另一端与第二无杆腔21连通；第二油管4的一端与第一有杆腔12连通，另一端与第二有杆腔22连通；阻尼调节件5设置于第一油管3和第二油管4中的远离车辆的车架300的油管上。
该油气平衡悬架系统通过将车辆同侧的第一油缸1中的第一无杆腔11和第一有杆腔12和第二油缸2中的第二无杆腔21和第二有杆腔22分别采用第一油管3和第二油管4连通，并且在远离车辆的车架300的油管上设置阻尼调节件5以调节该油管中油液通过的阻力，当车辆在较平整路面上高速行驶时，车辆更需要减震缓冲和平顺性，则阻尼调节件5使得该油管阻尼较大，以提高油液通过的阻力，以达到缓冲的目的，从而提高车辆的平顺性；当车辆在大起伏路面上低速行驶时，车辆更侧重于平衡作用即第一无杆腔11和第二无杆腔21以及第一有杆腔12和第二有杆腔22能够快速达到压力平衡的状态以适应大起伏路面，则阻尼调节件5使得远离车辆的车架300的油管的阻尼较小，以减小油液通过的阻力，从而提高第一油缸1和第二油缸2的响应速度，提高车辆的通过性。靠近车架300的油管不设置阻尼调节件5，可使得靠近车架300的第一油缸1和第二油缸2的两个腔室保证时刻压力相等，从而无论中桥100和后桥200中任意一侧受到冲击，两侧均能以最快的时间分担冲击载荷，减小单桥冲击载荷峰值，从而进一步减少车架300受到的冲击，进一步提高车辆的平顺性，解决因响应不及时车桥悬空问题，真正实现了机械结构悬架的平衡功能。
优选地，在本实施例中，第一油缸1包括设置于第一无杆腔11侧的第一连接部和设置于第一有杆腔12侧的第二连接部，第二油缸2包括设置于第二无杆腔21侧的第三连接部和设置于第二有杆腔22侧的第四连接部，第一连接部和第三连接部连接于车架300上，第二连接部和第四连接部分别连接于中桥100和后桥200的同侧上，阻尼调节件5设置于第二油管4上。
如图1和图2所示，第一活塞13上设置有第一阻尼孔组131；第二活塞23上设置有第二阻尼孔组231。第一阻尼孔组131的设置可使得第一无杆腔11中的油液进入第一有杆腔12或者第一有杆腔12中的油液进入第一无杆腔11中，可较小油液的流量，从而起到减震缓冲的作用；第二阻尼孔组231的设置可使得第二无杆腔21中的油液进入第二有杆腔22或者第二有杆腔22中的油液进入第二无杆腔21中，可较小油液的流量，从而起到减震缓冲的作用。当车辆中桥100和后桥200同时受到冲击的时候，第一活塞13和第二活塞23会在第一油缸1和第二油缸2的腔室中上下移动，从而使得油液通过第一阻尼孔组131和第二阻尼孔组231起到减震缓冲的作用。优选地，在本实施例中，第一阻尼孔组131包括两个第一阻尼孔，两个第一阻尼孔分设于第一活塞13沿水平方向的两端；第二阻尼孔组231包括两个第二阻尼孔，两个第二阻尼孔分设于第二活塞23沿水平方向的两端。
优选地，第一油管3连接于第一无杆腔11和第二无杆腔21的端部；第二油管4连接于第一有杆腔12和第二有杆腔22的端部，保证第一油管3的进出口始终位于第一无杆腔11和第二无杆腔21中，以及第二油管4的进出口始终位于第一有杆腔12和第二有杆腔22中，避免当第一活塞13在第一油缸1中伸缩运动以及第二活塞23在第二油缸2中伸缩运动时，由于第一无杆腔11和第一有杆腔12之间体积变化以及第二无杆腔21和第二有杆腔22之间体积变化，而造成第一油管3和第二油管4交替与有杆腔和无杆腔连通。在其它实施例中，可选择第一油管3和第二油管4连接于其它位置，但是需保证当第一活塞13和第二活塞23运动的极限位置时，第一油管3的两端依然连接于第一无杆腔11和第二无杆腔21，以及第二油管4的两端依然连接于第一有杆腔12和第二有杆腔22。
优选地，第一油管3和/或第二油管4平行于车辆的车架300设置，减小油液的流通路径，从而提高油气平衡悬架系统的响应速度。
具体地，阻尼调节件5包括手动阀或电磁阀，通过手动或者自动的方式调节阻尼。在本实施例中，油气平衡悬架系统还包括开关阀，开关阀设置于与阻尼调节件5相同的油管上，当车辆在较平整路面上高速行驶时，可选择采用开关阀直接阻断该油管的流通，仅采用第一阻尼孔组131和第二阻尼孔组231起到减震缓冲的作用即可；当车辆在大起伏路面上低速行驶时，可选择采用开关阀直接完全打开油管的连通，从而使得油气平衡悬架系统的达到最快的响应速度。关于开关阀和阻尼调节件5可直接选用具备调节阻尼和具备开关功能的手动阀和电磁阀，节省成本。关于阻尼调节件5和开关阀设置的油管的开度，根据实际车辆运行的地面的状况来调节，以同时满足车辆的通过性和平顺性，实现油气平衡悬架在不同工况下始终处于最优状态。
传统的车辆在空满载状态下油气平衡悬架系统承载的质量相差较大，导致车辆空满载时车辆的高度差较大，使得车辆的舒适性较差。如图1所示，油气平衡悬架系统还包括蓄能器6，蓄能器6设置于第一油管3和第二油管4中的靠近车辆的车架300的油管上。当车辆承受一定的质量时，油液可通过压缩蓄能器6中的气体，从而实现蓄能器6分担车辆承载量的目的，以减小第一油缸1和第二油缸2中第一活塞13和第二活塞23伸缩量，从而减小了车辆空满载时的高度差，提高车辆行驶的稳定性，提高车辆的舒适性。将蓄能器6设置于靠近车辆的车架300的油管上，是因为该侧相较于靠近中桥100和后桥200的一侧的振动小，能够保证蓄能器6和油管连接的密封性，减少漏油的几率，减少维修次数；除此之外，蓄能器6还能起到减震缓冲的作用。
具体地，如图3所示，蓄能器6包括油腔61，油腔61与第一油管3或第二油管4连通。优选地，在本实施例中，蓄能器6设置于第一油管3上。第一无杆腔11中的油液可通过第一油管3和油腔61进入到第二无杆腔21中或者第二无杆腔21中的油液通过第一油管3和油腔61进入到第一无杆腔11中。当蓄能器6设置于第二油管4上时，上述设置于第一油管3同理，在此不再赘述。
如图3所示，蓄能器6还包括第一气室62，第一气室62位于油腔61的一侧且通过第一浮动活塞63与油腔61连接，第一浮动活塞63能够压缩油腔61中的油液或者压缩第一气室62中的气体。优选地，第一气室62位为低压气室，第一气室62内部填充的气体为低压的气体。当车辆承载时，油液可通过油腔61作用于第一浮动活塞63上以压缩第一气室62中的气体，从而起到分担车辆承载量的目的。
优选地，蓄能器6还包括第二气室64，第二气室64位于油腔61的另一侧且通过第二浮动活塞65与油腔61连接，第二浮动活塞65能够压缩油腔61中的油液或者压缩第二气室64中的气体。优选地，第二气室64为高压气室，第二气室64内部填充的气体为高压的气体。当车辆承载时，油液可通过油腔61作用于第二浮动活塞65上以压缩第二气室64中的气体，从而起到分担车辆承载量的目的。
在本实施例中，第一气室62和第二气室64中填充的气体为氮气。需要说明的是，上述低压的气体和高压的气体其具体的压力值，是根据实际车辆的空载状态和满载状态设定，不同型号的车辆的压力值均不相同，在此不作具体限定。
进一步地，蓄能器6还包括限位块组件66，限位块组件66设置于油腔61内的侧壁上，以起到限制第一浮动活塞63和第二浮动活塞65运动的目的。
当中桥100和后桥200不受力时，第一浮动活塞63和第二浮动活塞65通过限位块组件66限位，使油腔61和与油腔61相连通的有杆腔或者无杆腔中的液压油的压力均为零。当车辆处于空载状态时，油腔61和与油腔61相连通的有杆腔或者无杆腔中的液压油的压力仅大于第一气室62(即低压气室)的氮气压力，推动第一浮动活塞63远离限位块组件66，第一气室62开始起作用；当车辆处于满载状态时，油腔61和与油腔61相连通的有杆腔或者无杆腔中的液压油的压力大于第二气室64(即高压气室)的氮气压力，推动第一浮动活塞63和第二浮动活塞65同时远离限位块组件66，第一气室62和第二气室64同时起作用。
本实施例中的油气平衡悬架系统中的油缸中的活塞的行程由原来的弹性减震行程调整为弹性减震行程和平衡补偿行程之和，不仅可以缓冲地面的冲击，还可以平衡中桥100和后桥200双桥的载荷和保证车辆始终附着地面；通过设置蓄能器6分担车辆承载量，使得即使油缸的总行程增大也并没有使得车辆的舒适性变差；通过调节阻尼调节件5，控制油管的通断和阻尼大小，使油气平衡悬架系统多工况性能适应能力，实现油气平衡悬架系统的半主动性。
如图4所示，为便于理解第一油缸1和第二油缸2平衡补油的过程，示例如下：当中桥100缓慢经过大凸起时，中桥100的第一油缸1压缩、后桥200的第二油缸2拉伸，中桥100的第一油缸1的第一有杆腔12变大、第一无杆腔11变小，但后桥200的第二油缸2的第二有杆腔22变小、第二无杆腔21变大，液压油不需要经过第一油缸1和第二油缸2内部的阻尼孔组进行自身补偿，直接通过互通的第一油管3和第二油管4进行液压油的体积补偿，快速实现中桥100和后桥200同侧的第一油缸1和第二油缸2两油缸的拉伸压缩同步；当中桥100快速通过大凸起时，中桥100除了为适应路面而抬起，还会受到一定冲击，因中桥100和后桥200的油缸通过油管互联，瞬间就可以使中桥100的第一油缸1和后桥200的第二油缸2的载荷相同，单桥的冲击载荷分担到双桥承受，中桥100和后桥200的油缸随地面凹凸变化通过油管进行补偿，同时因地面冲击导致油缸的行程变化，中桥100和后桥200的油缸有杆腔的液压油经过阻尼孔组进入无杆腔再进入蓄能器6，进而起到缓冲减震的作用。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种油气平衡悬架系统，其特征在于，包括：
第一油缸(1)，安装于车辆的中桥(100)的一侧，所述第一油缸(1)包括第一无杆腔(11)、第一有杆腔(12)和第一活塞(13)，所述第一无杆腔(11)和所述第一有杆腔(12)位于所述第一活塞(13)的两侧；
第二油缸(2)，安装于所述车辆的后桥(200)的一侧且所述第一油缸(1)和所述第二油缸(2)位于同侧，所述第二油缸(2)包括第二无杆腔(21)、第二有杆腔(22)和第二活塞(23)，所述第二无杆腔(21)和所述第二有杆腔(22)位于所述第二活塞(23)的两侧；
第一油管(3)，所述第一油管(3)的一端与所述第一无杆腔(11)连通，另一端与所述第二无杆腔(21)连通；
第二油管(4)，所述第二油管(4)的一端与所述第一有杆腔(12)连通，另一端与所述第二有杆腔(22)连通；
阻尼调节件(5)，所述阻尼调节件(5)设置于所述第一油管(3)和所述第二油管(4)中的远离所述车辆的车架(300)的油管上。
2.如权利要求1所述的油气平衡悬架系统，其特征在于，所述第一油管(3)连接于所述第一无杆腔(11)和所述第二无杆腔(21)的端部；所述第二油管(4)连接于所述第一有杆腔(12)和所述第二有杆腔(22)的端部。
3.如权利要求1所述的油气平衡悬架系统，其特征在于，所述第一油管(3)和/或所述第二油管(4)平行于所述车辆的车架(300)设置。
4.如权利要求1所述的油气平衡悬架系统，其特征在于，所述第一活塞(13)上设置有第一阻尼孔组(131)；所述第二活塞(23)上设置有第二阻尼孔组(231)。
5.如权利要求1所述的油气平衡悬架系统，其特征在于，所述阻尼调节件(5)包括手动阀或电磁阀。
6.如权利要求1～5任一项所述的油气平衡悬架系统，其特征在于，所述油气平衡悬架系统还包括蓄能器(6)，所述蓄能器(6)设置于所述第一油管(3)和所述第二油管(4)中的靠近所述车辆的车架(300)的油管上。
7.如权利要求6所述的油气平衡悬架系统，其特征在于，所述蓄能器(6)包括油腔(61)，所述油腔(61)与所述第一油管(3)或所述第二油管(4)连通。
8.如权利要求7所述的油气平衡悬架系统，其特征在于，所述蓄能器(6)还包括第一气室(62)，所述第一气室(62)位于所述油腔(61)的一侧且通过第一浮动活塞(63)与所述油腔(61)连接，所述第一浮动活塞(63)能够压缩所述油腔(61)中的油液或者压缩所述第一气室(62)中的气体。
9.如权利要求8所述的油气平衡悬架系统，其特征在于，所述蓄能器(6)还包括第二气室(64)，所述第二气室(64)位于所述油腔(61)的另一侧且通过第二浮动活塞(65)与所述油腔(61)连接，所述第二浮动活塞(65)能够压缩所述油腔(61)中的油液或者压缩所述第二气室(64)中的气体。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的油气平衡悬架系统。
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