CN113525009A - 一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，安装在车架上，所述两级压力式单摆臂结构油气悬架系统包括两个悬架子系统，两个所述悬架子系统安装在所述车架的两侧，且两个所述悬架子系统互不干涉；所述悬架子系统包括铰接在所述车架上的两个油气弹簧缸，所述油气弹簧缸远离所述车架的一端铰接有导向臂，所述导向臂远离所述油气弹簧缸的一端与固定在所述车架上的支架铰接，所述导向臂的中间位置处还与所述前桥或后桥固定连接；所述悬架子系统还包括低压蓄能器及高压蓄能器，所述低压蓄能器及高压蓄能器通过管路与两个所述油气弹簧缸连通。本发明设置的油气悬架系统摒弃了现有的油气悬架复杂的结构方式。

Description

一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统

技术领域

本发明涉及汽车底盘悬架领域，具体是一种两级压力式单摆臂结构油气 悬架系统。

背景技术

现有的气囊式空气悬架，其技术缺点在于：

1、气囊外廓尺寸大，需要较大的安装空间，因而影响其布局和应用。

2、气囊的耐压有限度，所以能承受的冲击有限制，并存在一定的安全风 险。

3、气囊的刚度变化太小，所以抗侧倾性差。车辆左右摇摆幅度偏大。

现有板簧式悬架的，其技术缺点在于：

1、刚度太大，车辆的缓冲性能差。

2、减振差，所以平顺性也差。

随着客户对车辆舒适性的要求越来越苛刻，市场上逐渐出现了油气悬架 技术向商用车、半挂车和自卸车推广的发展趋势，利用其变刚度特性和变阻 尼特性实现空满载不同工况时车辆均具有较好的减振性能和舒适性。目前市 场上的油气悬架技术，比如全地面起重机油气悬架技术，其系统复杂，需要 采用气路元器件、液压元器件和电子元器件，维护保养要求高，可靠性难保 证，且价格昂贵。目前油气悬架技术主要应用在工程车辆上，在商用车、半 挂车和自卸车上推广还存在许多困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，以解 决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，安装在车架上，所述两级压 力式单摆臂结构油气悬架系统包括两个悬架子系统，两个所述悬架子系统安 装在所述车架的两侧，且两个所述悬架子系统互不干涉；

所述悬架子系统包括铰接在所述车架上的两个油气弹簧缸，所述油气弹 簧缸远离所述车架的一端铰接有导向臂，所述导向臂远离所述油气弹簧缸的 一端与固定在所述车架上的支架铰接，所述导向臂的中间位置处还与所述前 桥或后桥固定连接；

所述悬架子系统还包括蓄能器，所述蓄能器通过管路与两个所述油气弹 簧缸连通。

作为本发明进一步的方案：所述油气弹簧缸包括第一缸筒及活塞在所述 第一缸筒内的第一活塞，所述第一活塞将所述第一缸筒的内侧分割成两个空 腔；

所述第一活塞上固定有杆筒，所述杆筒远离所述第一活塞的一端与安装 有连接头的杆头固定；

所述第一缸筒的一端固定有第一缸底，另一端安装有可供杆筒密封滑动 的密封件。

作为本发明再进一步的方案：所述杆筒上设置有两个与接近所述密封件 的空腔连通的通孔，且两个通孔内分别安装有节流阀及单向阀。

作为本发明再进一步的方案：所述第一缸底及所述杆头上均安装有向心 关节轴承。

作为本发明再进一步的方案：所述第一缸筒的外侧套设有与之滑动配合 的防护套，所述防护套的一端通过卡箍固定在所述杆头上。

作为本发明再进一步的方案：所述蓄能器包括通过连接组件相互连通的 低压蓄能器及高压蓄能器，其中，所述低压蓄能器及高压蓄能器包括第二缸 筒及活塞在所述第二缸筒内的第二活塞，所述第一缸筒的一端固定在所述连 接组件上，另一端固定安装有第二缸底，且所述第二缸底上安装有氮气充气 头。

作为本发明再进一步的方案：所述连接组件包括中间呈导通状态的连接 件及法兰，所述低压蓄能器及高压蓄能器内的第二缸筒通过法兰分别固定在 所述连接件的两端；

所述连接件上设置有与之内侧连通的直通接头。

作为本发明再进一步的方案：所述第二缸筒接近所述连接件的侧壁上设 置有通孔，且所述通孔内可拆卸安装有堵头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明设置的油气悬架系统摒弃了现有的油气悬架复杂的结构方式， 采用结构可靠，安装简单，维护费用低、使用寿命长的单摆结构；

2、两桥的油气弹簧通过管路连通，使液压系统内部压力相等，即使前桥 和后桥的轮胎处于不同的高度，两桥的轴荷因内部油液压力相同，轴荷也是 相同的，避免因为道路的高低不平导致载荷集中而损坏某一车桥；

3、车辆载荷总存在重心偏左偏右的情况，因为载荷的偏向，有一边悬架 受力会较大，左右悬架独立的好处就是，多出的载荷部分，压缩油气弹簧， 因弹簧刚度变大，压缩变形会很少，即偏心的载荷导致左右的高度差会很少， 而如果左右连通，油液产生压差后会向另一边流动，左右会产生非常大的高 度差，使车辆产生侧倾。所以，左右悬架独立提高了系统的侧倾刚度，载荷 偏心时不会产生大的高度差；

4、两级压力式结构可以适应空载和满载时差异大的工况，其中一级压力 是根据空载工况调整的，一级压是根据满载调整的，因为油气弹簧的刚度是 非线性变化的，如果空载到满载时载荷变化是4倍，则满载时的刚度是空载 时的16倍。也就是说，如果空载时的刚度和偏频比较好，系统的缓冲性和减 振性好，即平顺性好，到满载则会很差，而两级压力式结构通过对气体体积 和压力的设计，空载时启动一个低压蓄能器，使系统有一个合理的刚度和偏 频。而满载时，除了低压蓄能器工作外，高压蓄能器也启动，参与工作，使 系统又处于一个合理的刚度和偏频区域工作。

附图说明

图1为两级压力式单摆臂结构油气悬架系统的结构示意图。

图2为两级压力式单摆臂结构油气悬架系统的俯视图。

图3为两级压力式单摆臂结构油气悬架系统中油气弹簧缸的结构示意图。

图4为两级压力式单摆臂结构油气悬架系统中油气弹簧缸结构剖面图。

图5为两级压力式单摆臂结构油气悬架系统中油气弹簧缸的俯视图。

图6为两级压力式单摆臂结构油气悬架系统中蓄能器的剖面图。

图7为两级压力式单摆臂结构油气悬架系统中蓄能器的俯视图。

图中：100-支架、200-导向臂、300-前桥、400-油气弹簧缸、500-后桥、 600-车架、700-低压蓄能器、800-高压蓄能器、900-节流阀、1000-单向阀、 1-第一缸筒、2-第一缸底、3-向心关节轴承、4-第一活塞、5-滚动轴承钢珠、 6-防护套、7-杆筒、8-密封件、9-连接头、10-杆头、11-连接件、12-法兰、 13-堵头、14-第二活塞、15-第二缸筒、16-第二缸底、17-氮气充气头、18- 直通接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它 可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是 “连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居 中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的 表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1～7，本发明实施例中，一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系 统，安装在车架600上，所述两级压力式单摆臂结构油气悬架系统包括两个 悬架子系统，两个所述悬架子系统安装在所述车架600的两侧，且两个所述 悬架子系统互不干涉；

所述悬架子系统包括铰接在所述车架600上的两个油气弹簧缸400，所述 油气弹簧缸400远离所述车架600的一端铰接有导向臂200，所述导向臂200 远离所述油气弹簧缸400的一端与固定在所述车架600上的支架100铰接， 所述导向臂200的中间位置处还与所述前桥300或后桥500固定连接；

所述悬架子系统还包括蓄能器，所述蓄能器包括低压蓄能器700及高压 蓄能器800，所述低压蓄能器700及高压蓄能器800通过管路与两个所述油气 弹簧缸400连通。

其中，需要说明的是，所述油气弹簧缸400内侧包括有杆腔及无杆腔， 无杆腔的一端与车架600铰接。

在本发明实施例中，当前桥300或后桥500上的轮胎受到一个激励时， 该激励的振动通过与前桥300或后桥500固定的导向臂200传递到油气弹簧 缸400，油气弹簧缸受到压缩激励时，油气弹簧压缩，油液一部分进入低压蓄 能器700及高压蓄能器800，进入低压蓄能器700及高压蓄能器800的油液压 缩低压蓄能器700及高压蓄能器800内的气体，直到达到一个新的瞬态平衡， 在气体压缩过程中，气体的刚度呈非线性递增，压缩越多，刚度增加越大， 这就是油气弹簧缸400的良好的缓冲作用。

由上可知，本发明设置的油气悬架系统摒弃了现有的油气悬架复杂的结 构方式，采用结构可靠，安装简单，维护费用低、使用寿命长的单摆结构；

两桥的油气弹簧缸400通过管路连通，使液压系统内部压力相等，即使 前桥300和后桥500的轮胎处于不同的高度，两桥的轴荷因内部油液压力相 同，轴荷也是相同的，避免因为道路的高低不平导致载荷集中而损坏某一车 桥；

车辆载荷总存在重心偏左偏右的情况，因为载荷的偏向，有一边悬架受 力会较大，左右悬架独立的好处就是，多出的载荷部分，压缩油气弹簧缸400， 因弹簧刚度变大，压缩变形会很少，即偏心的载荷导致左右的高度差会很少， 而如果左右连通，油液产生压差后会向另一边流动，左右会产生非常大的高 度差，使车辆产生侧倾。所以，左右悬架独立提高了系统的侧倾刚度，载荷 偏心时不会产生大的高度差；

两级压力式结构可以适应空载和满载时差异大的工况，其中一级压力是 根据空载工况调整的，一级压是根据满载调整的，因为油气弹簧的刚度是非 线性变化的，如果空载到满载时载荷变化是4倍，则满载时的刚度是空载时 的16倍。也就是说，如果空载时的刚度和偏频比较好，系统的缓冲性和减振 性好，即平顺性好，到满载则会很差，而两级压力式结构通过对气体体积和 压力的设计，空载时启动一个低压蓄能器700，使系统有一个合理的刚度和偏 频。而满载时，除了低压蓄能器700工作外，高压蓄能器800也启动，参与 工作，使系统又处于一个合理的刚度和偏频区域工作。

作为本发明的又一实施例，请参阅图4～7，所述油气弹簧400 包括第一缸筒1及活塞在所述第一缸筒1内的第一活塞4，所述第 一活塞4将所述第一缸筒1的内侧分割成两个空腔；

所述第一活塞4上固定有杆筒7，所述杆筒7远离所述第一活塞4的一端 与安装有连接头9的杆头10固定；

所述第一缸筒1的一端固定有第一缸底2，另一端安装有可供杆筒7密封 滑动的密封件8。

在本发明实施例中，液压油可通过杆筒7进入到第一缸筒1内，从而推 动第一活塞4移动。

作为本发明的又一实施例，所述杆筒7上设置有两个与接近所述密封件8 的空腔连通的通孔，且两个通孔内分别安装有节流阀900及单向阀1000。

为了方便理解及说明，第一缸筒1内形成的两个空腔，分别命名为有杆 腔及无杆腔。

新的瞬态平衡后，压缩激励消失，气体开始膨胀，推动油液从低压蓄能 器700及高压蓄能器800回到油气弹簧缸400，这时有杆腔变短排出的油液需 要经过单向阀1000和节流阀900流向无杆腔，而油液从有杆腔流向无杆腔时， 单向阀1000单向关闭，只有节流阀900通油，所以，油气弹簧缸400伸长时 产生了阻尼，而且速度越快，阻尼增加越大，呈非线性递增，这就是油气悬 架系统良好的减振作用。

作为本发明的又一实施例，所述第一缸底2及所述杆头10上均安装有向 心关节轴承3。

作为本发明的又一实施例，所述第一缸筒1的外侧套设有与之滑动配合 的防护套6，所述防护套6的一端通过卡箍固定在所述杆头10上。

通过设置的防护套6可有效的对第一缸筒1进行保护。

所述低压蓄能器700及高压蓄能器800包括第二缸筒15及活塞在所述第 二缸筒15内的第二活塞14，所述第一缸筒15的一端固定在所述连接组件上， 另一端固定安装有第二缸底16，且所述第二缸底16上安装有氮气充气头17。

在本发明实施例中，通过氮气充气头17向低压蓄能器700及高压蓄能器 800内冲入氮气，同时使得高压蓄能器800的内侧压强大于低压蓄能器700的 内侧压强，以使推动高压蓄能器800内的第二活塞14所需力度更大。

所述连接组件包括中间呈导通状态的连接件11及法兰12，所述低压蓄能 器700及高压蓄能器800内的第二缸筒15通过法兰12分别固定在所述连接 件11的两端；

所述连接件11上设置有与之内侧连通的直通接头18。

作为本发明的又一实施例，所述第二缸筒15接近所述连接件11的侧壁 上设置有通孔，且所述通孔内可拆卸安装有堵头13。

设置的通孔可实现两个第二活塞14之间的气压排放，确保在使用过程中 的稳定性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，安装在车架(600)上，其特征在于，所述两级压力式单摆臂结构油气悬架系统包括两个悬架子系统，两个所述悬架子系统安装在所述车架(600)的两侧，且两个所述悬架子系统互不干涉；

所述悬架子系统包括铰接在所述车架(600)上的两个油气弹簧缸(400)，所述油气弹簧缸(400)远离所述车架(600)的一端铰接有导向臂(200)，所述导向臂(200)远离所述油气弹簧缸(400)的一端与固定在所述车架(600)上的支架(100)铰接，所述导向臂(200)的中间位置处还与所述前桥(300)或后桥(500)固定连接；

所述悬架子系统还包括蓄能器，所述蓄能器通过管路与两个所述油气弹簧缸(400)连通。

2.根据权利要求1所述的一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，其特征在于，所述油气弹簧缸(400)包括第一缸筒(1)及活塞在所述第一缸筒(1)内的第一活塞(4)，所述第一活塞(4)将所述第一缸筒(1)的内侧分割成两个空腔；

所述第一活塞(4)上固定有杆筒(7)，所述杆筒(7)远离所述第一活塞(4)的一端与安装有连接头(9)的杆头(10)固定；

所述第一缸筒(1)的一端固定有第一缸底(2)，另一端安装有可供杆筒(7)密封滑动的密封件(8)。

3.根据权利要求2所述的一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，其特征在于，所述杆筒(7)上设置有两个与接近所述密封件(8)的空腔连通的通孔，且两个通孔内分别安装有节流阀(900)及单向阀(1000)。

4.根据权利要求2所述的一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，其特征在于，所述第一缸底(2)及所述杆头(10)上均安装有向心关节轴承(3)。

5.根据权利要求2所述的一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，其特征在于，所述第一缸筒(1)的外侧套设有与之滑动配合的防护套(6)，所述防护套(6)的一端通过卡箍固定在所述杆头(10)上。

6.根据权利要求1所述的一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，其特征在于，所述蓄能器包括通过连接组件相互连通的低压蓄能器(700)及高压蓄能器(800)，其中，所述低压蓄能器(700)及高压蓄能器(800)包括第二缸筒(15)及活塞在所述第二缸筒(15)内的第二活塞(14)，所述第一缸筒(15)的一端固定在所述连接组件上，另一端固定安装有第二缸底(16)，且所述第二缸底(16)上安装有氮气充气头(17)。

7.根据权利要求6所述的一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，其特征在于，所述连接组件包括中间呈导通状态的连接件(11)及法兰(12)，所述低压蓄能器(700)及高压蓄能器(800)内的第二缸筒(15)通过法兰(12)分别固定在所述连接件(11)的两端；

所述连接件(11)上设置有与之内侧连通的直通接头(18)。

8.根据权利要求6所述的一种两级压力式单摆臂结构油气悬架系统，其特征在于，所述第二缸筒(15)接近所述连接件(11)的侧壁上设置有通孔，且所述通孔内可拆卸安装有堵头(13)。

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