CN113147298B - 一种多模式双气室油气isd悬架及其工作方法 - Google Patents
一种多模式双气室油气isd悬架及其工作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113147298B CN113147298B CN202110314857.0A CN202110314857A CN113147298B CN 113147298 B CN113147298 B CN 113147298B CN 202110314857 A CN202110314857 A CN 202110314857A CN 113147298 B CN113147298 B CN 113147298B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control valve
- mode
- gas
- air
- suspension
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
- B60G11/26—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs
- B60G11/27—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs wherein the fluid is a gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
- B60G11/26—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs
- B60G11/30—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs having pressure fluid accumulator therefor, e.g. accumulator arranged in vehicle frame
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
- B60G17/0165—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input to an external condition, e.g. rough road surface, side wind
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
- B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
- B60G17/052—Pneumatic spring characteristics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种双气室油气ISD悬架，包括高压蓄能器、第一阻尼阀、螺旋管、连接管路、第一控制阀、液压缸、第二控制阀、低压蓄能器、第二阻尼阀、第三控制阀、活塞、活塞杆，活塞将液压缸分为无杆腔和有杆腔，活塞上端具有两个并列的蓄能器，高、低压蓄能器通过螺旋管或液压管路与液压缸无杆腔连通，液压缸无杆腔的出口处设置有第一、第二及第三控制阀，通过控制阀进行模式切换，该系统不仅能够使车辆刚度适应载荷变化，实现在不同载荷下，悬架系统的偏频基本一致，而且能够利用惯容器的隔振性能，改善重载车辆在恶劣路况下的性能。
Description
技术领域
本发明属于车辆底盘悬架领域，具体涉及一种多模式可切换的双气室油气ISD悬架。
背景技术
双气室油气悬架是国外发明的一种油气悬架，它的特点是，低压蓄能器先工作，只有当载荷大到一定程度时，高压蓄能器才参加工作，低压、高压蓄能器同时工作，使工作容积增大，因而弹簧的气体折算高度值增加，弹簧的固有振动频率下降，改善行驶平顺性。这种结构曾在意大利矿用车(佩尔里尼S-30)上采用过。该结构包含简单的模式切换，但仅能满足车辆在不同载荷下对刚度的需求，不能实现悬架系统对路况的适应。
液力式惯容器是英国剑桥大学Smith提出的一种新型惯容器装置US8881876B2，区别于机械式惯容器，它采用流体作为介质，利用螺旋管内高速流动的油液实现惯容，具有与质量元件相同的惯性特征。通过将液力式惯容器引入车辆悬架系统，油气ISD(inerter-spring-damper)悬架已经成为了被动悬架技术发展的新方向，油气ISD悬架能够抑制车身的低频共振，提高车辆舒适性，减少车轮跳动，改善轮胎的接地性。本发明将液力惯容器融合设计进了双气室油气悬架中，在现有的技术条件下，此种油气悬架的模式切换较容易实现，具有良好的工程应用价值。
中国专利CN201410720697.X公开的油气悬架是一种带惯性储能元件的被动油气悬架系统，包括弹性储能、惯性储能和阻尼元件。该悬架仅针对转弯工况下进行刚度调节，同时考虑到车辆本身对于刚度、阻尼的匹配需求，惯容的设计范围较小，易出现载荷、路况不匹配的情况。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多模式双气室油气ISD悬架及其切换策略，通过对油气悬架参数的合理匹配及模式切换可以实现油气悬架刚度、阻尼和惯容的改变，以满足车辆在不同路况，不同载荷的情况下对悬架减振的需求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多模式双气室油气ISD悬架，包括高压蓄能器、低压蓄能器、液压缸、活塞；所述活塞将液压缸分为无杆腔和有杆腔，所述无杆腔出口处设置有第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀；所述液压缸的无杆腔与所述高压蓄能器连接，所述高压蓄能器和第一控制阀之间安装有螺旋管，所述高压蓄能器和第三控制阀之间安装有第一阻尼阀；所述液压缸的无杆腔还连接有低压蓄能器，所述低压蓄能器入口处安装有第二阻尼阀；所述液压缸的上端与悬挂质量铰接，所述活塞杆的下端与非悬挂质量铰接；
上述方案中，所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀通过不同的通断方式使油气悬架产生不同的连通模式，实现多模式切换。
本发明提供了适应不同路况、载荷的多种油气ISD悬架模式，包括如下模式及切换策略：
模式一：轻载，采用单气室(低压)油气悬架模式，所述第一控制阀和所述第三控制阀关闭，所述第二控制阀打开。所述低压蓄能器产生的刚度与车辆载荷匹配，为车辆提供弹性力，第二阻尼阀为车辆提供阻尼。
模式二：重载、路面条件良好，采用双气室油气悬架模式，第一控制阀关闭，第二控制阀和第三控制阀打开。并列的低压蓄能器与高压蓄能器产生与车辆载荷匹配的刚度。第一阻尼阀用于满足双气室油气悬架模式下车辆对减振的需求。
模式三：重载、路面条件恶劣，采用双气室油气ISD悬架模式，第三控制阀关闭，第一控制阀和第二控制阀打开。双气室油气ISD悬架模式通过增加螺旋管实现惯性储能，吸收来自路面的突然冲击和高频振动，同时利用螺旋管产生的非线性寄生阻尼实现减振，能够降低车身低频峰值及轮胎动载荷。双气室油气ISD悬架模式(模式三)在油液流速较大的情况下才能产生足够大的寄生阻尼，路况良好时，油液流速相对较小，寄生阻尼较小，因此模式三更适用于恶劣路况。
模式四：车辆重载，悬架系统受准静力(如转弯工况)时，采用单气室(高压)油气悬架模式，第一控制阀和第二控制阀关闭，第三控制阀打开。利用高压蓄能器增加侧倾刚度，降低车辆转弯工况下的侧倾角，提高车辆的抗侧翻性能。
上述方案中，所述低压蓄能器和所述高压蓄能器均以气体作为弹性介质，所述低压蓄能器和所述高压蓄能器内的气体弹簧中的气体与管路系统中的油液通过橡胶隔膜或浮动活塞分开，气体弹簧产生弹性力。
进一步地，所述控制阀及其连接的部分管路可以集成于一体，成为能够实现上述功能的单一元件。
本发明的有益效果：本发明采用多模式可切换的双气室油气ISD悬架，相比于传统双气室油气悬架，在路况恶劣时，双气室油气ISD悬架模式通过增加螺旋管实现惯性储能，吸收来自路面的突然冲击和高频振动，同时利用螺旋管产生的非线性寄生阻尼实现减振，能够降低车身低频峰值及轮胎动载荷。
附图说明
图1为多模式油气ISD悬架示意图
图2为模式一：单气室(低压)油气悬架模式
图3为模式二：双气室油气悬架模式
图4为模式三：双气室油气ISD悬架模式
图5为模式四：单气室(高压)油气悬架模式
图中，高压蓄能器1；第一阻尼阀2；螺旋管3；连接管路4；第一控制阀5；液压缸6；第二控制阀7；低压蓄能器8；第二阻尼阀9；第三控制阀10；活塞11；活塞杆12。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明包括高压蓄能器1、第一阻尼阀2、螺旋管3、连接管路4、第一控制阀5、液压缸6、第二控制阀7、低压蓄能器8、第二阻尼阀9、第三控制阀10、活塞11、活塞杆12。
图1所示为一种多模式双气室油气ISD悬架的实施例。
针对路况和载荷的不同，双气室油气ISD悬架的模式切换策略如下：
图2为模式一：轻载，采用单气室(低压)油气悬架模式，第一控制阀5和第三控制阀10关闭，第二控制阀7打开。低压蓄能器产生的刚度与车辆载荷匹配，第二阻尼阀9用于减振。
如无其他说明，车辆轻载时只采用单气室(低压)油气悬架模式。
图3为模式二：重载、路面条件良好，采用双气室油气悬架模式，第一控制阀5关闭，第二控制阀7和第三控制阀10打开。并列的低压蓄能器与高压蓄能器产生与车辆载荷匹配的刚度。第一阻尼阀2用于满足双气室油气悬架模式下车辆对阻尼的需求。
图4为模式三：重载、路面条件恶劣，采用双气室油气ISD悬架模式，第三控制阀10关闭，第一控制阀5和第二控制阀7打开。双气室油气ISD悬架模式通过增加螺旋管实现惯性储能，吸收来自路面的突然冲击和高频振动，同时利用螺旋管产生的非线性寄生阻尼实现减振，能够降低车身低频峰值及轮胎动载荷。
模式三与模式二的区别之处在于：双气室油气ISD悬架模式(模式三)在油液流速较大的情况下才能产生足够大的寄生阻尼，路况良好时，油液流速相对较小，寄生阻尼较小，因此模式三更适用于恶劣路况。
图5为模式四：车辆重载，悬架系统受准静力(如转弯工况)时，采用单气室(高压)油气悬架模式，第一控制阀5和第二控制阀7关闭，第三控制阀10打开。利用高压蓄能器1增加侧倾刚度，降低车辆转弯工况下的侧倾角，提高车辆的抗侧翻性能。
经计算,在阶跃路面输入下,本发明的油气ISD悬架模式相对于传统双气室油气悬架提升悬架隔振性能达10％；在随机路面(B级)输入下，本发明的模式三相对于模式二的车身加速度恶化9.2％，轮胎动载荷优化2.5％；在随机路面(E级)输入下,本发明的模式三相对于模式二车身加速度改善5.2％，轮胎动载荷改善17％，双气室油气ISD悬架性能得到明显提升。
表1随机输入(B级)响应均方根值
表2随机输入(E级)响应均方根值
综上所述，多模式可切换的双气室油气ISD悬架模式在路况适应性上优于传统的双气室油气悬架，不仅满足车辆在不同载荷下对刚度的需求，而且能够有效吸收来自路面的突然冲击和高频振动，降低车身加速度的低频峰值，改善轮胎动载荷，提升行驶平顺性和行驶安全性。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。
熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种多模式双气室油气ISD悬架的工作模式切换方法，包括高压蓄能器、低压蓄能器、液压缸、活塞，所述活塞将液压缸分为无杆腔和有杆腔，所述无杆腔出口处设置有第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀；所述液压缸的无杆腔与所述高压蓄能器连接，所述高压蓄能器和第一控制阀之间安装有螺旋管，所述高压蓄能器和第三控制阀之间安装有第一阻尼阀；所述液压缸的无杆腔还连接有低压蓄能器，所述低压蓄能器入口处安装有第二阻尼阀；所述液压缸的上端与悬挂质量铰接，所述活塞杆的下端与非悬挂质量铰接；其特征在于，包括如下步骤：
模式一：轻载，采用单气室油气悬架模式，所述第一控制阀和所述第三控制阀关闭，所述第二控制阀打开；所述低压蓄能器产生的刚度与车辆载荷匹配，为车辆提供弹性力，第二阻尼阀为车辆提供阻尼；
模式二：重载、路面条件良好，采用双气室油气悬架模式，第一控制阀关闭，第二控制阀和第三控制阀打开；并列的低压蓄能器与高压蓄能器产生与车辆载荷匹配的刚度，第一阻尼阀用于满足双气室油气悬架模式下车辆对减振的需求；
模式三：重载、路面条件恶劣，采用双气室油气ISD悬架模式，第三控制阀关闭，第一控制阀和第二控制阀打开，双气室油气ISD悬架模式通过增加螺旋管实现惯性储能，吸收来自路面的突然冲击和高频振动，同时利用螺旋管产生的非线性寄生阻尼实现减振，能够降低车身低频峰值及轮胎动载荷；
模式四：车辆重载，悬架系统受准静力时，采用单气室油气悬架模式，第一控制阀和第二控制阀关闭，第三控制阀打开；利用高压蓄能器增加侧倾刚度，降低车辆转弯工况下的侧倾角，提高车辆的抗侧翻性能。
2.根据权利要求1所述的多模式双气室油气ISD悬架的工作模式切换方法，其特征在于，模式三中，在油液流速较大的情况下才能产生足够大的寄生阻尼，路况良好时，油液流速相对较小，寄生阻尼较小，模式三更适用于恶劣路况。
3.根据权利要求1所述的多模式双气室油气ISD悬架的工作模式切换方法，其特征在于，所述低压蓄能器和所述高压蓄能器均以气体作为弹性介质，所述低压蓄能器和所述高压蓄能器内的气体弹簧中的气体与管路系统中的油液通过橡胶隔膜或浮动活塞分开，气体弹簧产生弹性力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110314857.0A CN113147298B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种多模式双气室油气isd悬架及其工作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110314857.0A CN113147298B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种多模式双气室油气isd悬架及其工作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113147298A CN113147298A (zh) | 2021-07-23 |
| CN113147298B true CN113147298B (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=76884617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110314857.0A Active CN113147298B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种多模式双气室油气isd悬架及其工作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113147298B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116424052A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-07-14 | 江苏大学 | 一种多模式切换的新型油气互联馈能isd悬架及控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973197A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-02-16 | 北京理工大学 | 全自动机械式车高调节油气悬架 |
| CN103195856A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-07-10 | 南京农业大学 | 可变参数油气弹簧 |
| CN104553654A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-29 | 江苏大学 | 一种带惯性储能元件的油气悬架系统 |
| CN109318675A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-02-12 | 江苏大学 | 一种互联式isd悬架 |
| CN109733154A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-05-10 | 江苏大学 | 一种阻尼和惯容可调的互联式isd悬架及系统 |
| CN109849611A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 江苏大学 | 一种惯质系数多级可调的油气isd悬架 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011134088A1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-03 | Amir Khajepour | Suspension systems and methods with independent stiffness and height tuning |
-
2021
- 2021-03-24 CN CN202110314857.0A patent/CN113147298B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973197A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-02-16 | 北京理工大学 | 全自动机械式车高调节油气悬架 |
| CN103195856A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-07-10 | 南京农业大学 | 可变参数油气弹簧 |
| CN104553654A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-29 | 江苏大学 | 一种带惯性储能元件的油气悬架系统 |
| CN109318675A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-02-12 | 江苏大学 | 一种互联式isd悬架 |
| CN109733154A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-05-10 | 江苏大学 | 一种阻尼和惯容可调的互联式isd悬架及系统 |
| CN109849611A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 江苏大学 | 一种惯质系数多级可调的油气isd悬架 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113147298A (zh) | 2021-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11685221B2 (en) | Load dependent damper for a vehicle suspension system | |
| CN111137095B (zh) | 一种刚度和阻尼多级可调油气悬架及控制方法 | |
| CN109733154B (zh) | 一种阻尼和惯容可调的互联式isd悬架及系统 | |
| CN109501545B (zh) | 一种空气悬架和安装该悬架的车辆及方法 | |
| CN104044429A (zh) | 一种液压互联式isd悬架 | |
| CN103195856A (zh) | 可变参数油气弹簧 | |
| CN109318675B (zh) | 一种互联式isd悬架 | |
| CN203297461U (zh) | 可变参数油气弹簧 | |
| CN201747842U (zh) | 单筒式油气弹簧 | |
| CN113147298B (zh) | 一种多模式双气室油气isd悬架及其工作方法 | |
| CN101412355A (zh) | 一种可用于电控的外置电磁阀式三级阻尼可调油气悬架 | |
| CN106704442A (zh) | 油气弹簧 | |
| CN109501544B (zh) | 一种空气悬架和安装该悬架的车辆 | |
| CN113619342B (zh) | 中频反共振频率可调三级减振被动悬架及其工作方法 | |
| CN212225857U (zh) | 一种集成式双气室油气阻尼器 | |
| CN105485233A (zh) | 油气阻尼器 | |
| CN110450592B (zh) | 油气悬挂装置及工程车辆 | |
| CN105134855A (zh) | 一种新型的油气阻尼器 | |
| CN217145565U (zh) | 液压悬架系统及汽车 | |
| CN103775554A (zh) | 双气囊式刚度无级可调油气弹簧 | |
| CN203670577U (zh) | 一种惯容器与阻尼器并联的油气弹簧装置 | |
| CN113858904A (zh) | 液压悬架系统及汽车 | |
| CN201385558Y (zh) | 开阀压力可控型三级阻尼可调油气悬架 | |
| CN108488297A (zh) | 一种油气弹簧 | |
| CN210101237U (zh) | 一种车辆液电混合可馈能主动悬架 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |