CN219101929U - 一种三气室蓄能器、油气悬挂装置及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三气室蓄能器、油气悬挂装置及工程车辆，包括三个不同容积的气室缸、低压气室缸和高压气室缸；气室缸的一轴向开口端与油液通筒的一轴向开口端相连通，低压气室缸的一轴向开口端与油液通筒的另一轴向开口端相连通；油液通筒的径向周面通过液压油管与高压油液筒相连通，高压气室缸的一轴向开口端与高压油液筒相连通，以此形成两个连通的油液室和三个不同压力的气室；气室缸、低压气室缸和高压气室缸的另一轴向开口端分别安装有气室端盖；气室缸、低压气室缸和高压气室缸内分别安装有气室活塞。本实用新型能够满足不同载荷下的悬挂刚度需求，保证了车辆在各种工况下的行驶平顺性，同时有效降低路面对悬挂油缸和车架的刚性冲击。

Description

一种三气室蓄能器、油气悬挂装置及工程车辆

技术领域

本实用新型涉及一种三气室蓄能器，属于气动机械技术领域。

背景技术

油气悬挂装置因其变阻尼、变刚度特性被广泛用于矿用自卸车等重型工程机械领域。将两个及以上油气悬挂的腔体相连构成的连通式油气悬挂具有多轴平衡特性，连通式油气悬挂通常采用装有高压惰性气体的蓄能器作为弹性元件。当前市场上出现了专用于油气悬挂的单气室或者双气室蓄能器，但对于矿用自卸车的大载荷、强冲击工况，油气悬挂油腔内极限压力达到30MPa，而空载状态下油气悬挂油腔内最大压力仅4MPa左右。双气室蓄能器虽能满足空满载状态下的行驶性能，但无法兼顾空载状态的整车平顺性和满载状态的抗强冲击性能。

发明内容

根据现有技术的不足，本实用新型提供了一种三气室蓄能器，满足了不同载荷及油气悬挂行程下的悬挂刚度需求，改善传统蓄能器无法兼顾空载状态的整车平顺性和满载状态的抗强冲击性能。

为了实现上述目的，本实用新型按以下技术方案实现：

本实用新型第一方面公开了一种三气室蓄能器，包括三个不同容积的气室缸、低压气室缸和高压气室缸；所述气室缸的一轴向开口端与油液通筒的一轴向开口端相连通，所述低压气室缸的一轴向开口端与油液通筒的另一轴向开口端相连通；所述油液通筒的径向周面通过液压油管与高压油液筒相连通，所述高压气室缸的一轴向开口端与高压油液筒相连通，以此形成两个连通的油液室和三个不同压力的气室；所述气室缸、低压气室缸和高压气室缸的另一轴向开口端分别安装有用于气室密封的气室端盖；所述气室缸、低压气室缸和高压气室缸内分别安装有用于隔离液压油和惰性气体的气室活塞。

在一些实施例中，所述油液通筒为圆柱形通筒，油液通筒上设置两个位于同一圆周面上的进油口，位于两个进油口两侧的油液通筒外圆周面上各设有一个用于固定通筒的环形凹槽，位于两个进油口两侧的油液通筒内圆周面上各设有一个用于限制气室活塞移动位置的环形凸台。

在一些实施例中，其中一个进油口上安装有三通接头，所述三通接头通过液压油管与高压油液筒相连通。

在一些实施例中，所述气室缸为圆柱形通筒，气室缸和油液通筒连接处安装有气室缸密封橡胶垫和气室缸密封O形圈。

在一些实施例中，所述低压气室缸为圆柱形通筒，其内径与气室缸内径相同，且轴向长度大于气室缸轴向长度；所述低压气室缸和油液通筒连接处安装有气室缸密封橡胶垫和气室缸密封O形圈。

在一些实施例中，所述高压气室缸为圆柱形通筒，其内径与气室缸内径相同，且轴向长度小于气室缸轴向长度；所述高压气室缸和高压油液筒连接处安装有气室缸密封橡胶垫和气室缸密封O形圈。

在一些实施例中，所述气室活塞的顶部为平顶，气室活塞的两端装配两个导向支撑环，在两个导向支撑环的内侧装配两个挡圈和U形杯组件；在所述气室活塞外圆中间位置装配双唇骨架油封，在U形杯和双唇骨架油封之间设置环形润滑脂槽。

在一些实施例中，所述气室端盖设置螺纹通孔，用于安装充气阀；所述气室端盖分别与气室缸、低压气室缸和高压气室缸连接处安装有气室端盖密封橡胶垫和气室端盖密封O形圈。

在一些实施例中，所述气室端盖的气室腔侧和气室活塞的气室腔侧均装配有防撞垫。

在一些实施例中，所述气室端盖分别与气室缸、低压气室缸和高压气室缸连接处之间设置有同轴心的气室端盖销孔和气室缸销孔，所述气室端盖销孔和气室缸销孔中插入开口销后用于气室端盖和气体缸、低压气室缸和高压气室缸的固定防松。

在一些实施例中，所述高压油液筒为圆柱形通筒，高压油液筒的外圆周面上设有一个用于固定通筒的环形凹槽，高压油液筒的内圆周面上各设有一个用于限制气室活塞移动位置的环形凸台；所述高压油液筒底部装配高压油室底盖，高压油液筒和高压油室底盖之间装配有气室底盖密封橡胶垫和气室底盖O形圈。

在一些实施例中，所述油液通筒与气室缸、低压气室缸通过螺纹连接；所述高压油液筒与高压气室缸通过螺纹连接。

在一些实施例中，所述气室活塞、气室缸、低压气室缸及油液通筒组成的油液室A，高压油液筒、气室缸及气室活塞组成的油液室B，油液室A和油液室B通过液压油管连通；低压气室缸、气室活塞和气室端盖组成低压气室；气室缸、气室活塞和气室端盖组成中压气室；高压气室缸、气室活塞和气室端盖组成高压气室；低压、中压、高压气室分别通过充气阀冲入不同压力的惰性气体。

在一些实施例中，蓄能器的两个进油口分别连接两个油气悬挂油缸的大腔，油气悬挂油缸大腔内油液充满油液室A和油液室B，并挤压各气室活塞。当车辆空载时，仅低压气室工作，保证了车辆空载状态下的平顺性；当车辆满载时，在平稳路面下，低压气室和中压气室同时工作，保证了满载工况下油气悬挂刚度特性；当车辆满载行驶在颠簸路面上，或者超载行驶时，低压气室被压缩到极限位置，中压气室和高压气室同时工作，保证了此工况下油气悬挂系统所需的刚度，并衰减了路面对悬挂油缸和车架的刚性冲击。

本实用新型第二方面公开了一种油气悬挂装置，安装有上述的三气室蓄能器。

本实用新型第三方面公开了一种工程车辆， 安装有上述的三气室蓄能器；或者，安装有上述的油气悬挂装置。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：

1．本实用新型提出的三气室蓄能器，三个气室缸具有相同的内径，仅在轴向长度不同，即三个气室具有不同的容积，满足了不同气室的活塞压缩行程；同时相同的内径使得各气室可以使用相同规格的气室活塞、气室端盖等零部件，提高了三气室蓄能器的模块化和通用化。

2．两个进油口的设计及相同内径的油液筒设计，降低油气悬挂油缸大腔油液的流动阻力，加快了蓄能器的响应时间。平顶式气室活塞增大了气室腔容积，降低气室腔的极限压力。

3．装配有三气室蓄能器油气悬挂油缸具有明显的刚度非线性特性，能够根据三个气室的压力调整不同悬挂行程下的悬挂刚度，满足了不同载荷下悬挂刚度需求，保证了车辆在各种工况下的行驶平顺性。同时在满载甚至超载及刚性冲击下，三气室蓄能器中均有两个气室在工作，有效而快速的衰减了悬挂系统受到的振动和冲击，提高了悬挂油缸和车架的使用寿命。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。

在附图中：

图1为本实用新型的三气室蓄能器剖视图；

图2为本实用新型的三气室蓄能器等轴测图；

附图标识：1充气阀、2气室端盖、3气室端盖密封橡胶垫、4气室端盖密封O形圈、5气室缸、6气室活塞、7导向支撑环、8挡圈和U形杯组件、9气室缸密封O形圈、10气室缸密封橡胶垫、11油液通筒、12低压气室缸、13三通接头O形圈、14三通接头、15液压油管、16高压油室底盖、17气室底盖密封橡胶垫、18气室底盖O形圈、19高压油液筒、20防撞垫、21双唇骨架油封、22高压气室缸；

2-1气室端盖紧固槽、2-2气室端盖销孔、5-1气室缸销孔、6-1润滑脂槽、11-1进油口、11-2环形凹槽、11-3环形凸台、11-4螺纹、14-1进油口、19-1环形凹槽。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

如图1、图2所示，一种三气室蓄能器，包括三个不同容积的气室缸5、低压气室缸12和高压气室缸22；气室缸5的一轴向开口端与油液通筒11的一轴向开口端相连通，低压气室缸12的一轴向开口端与油液通筒11的另一轴向开口端相连通；油液通筒11的径向周面通过液压油管15与高压油液筒19相连通，高压气室缸22的一轴向开口端与高压油液筒19相连通，以此形成两个连通的油液室和三个不同压力的气室；气室缸5、低压气室缸12和高压气室缸22的另一轴向开口端分别安装有用于气室密封的气室端盖2；气室缸5、低压气室缸12和高压气室缸22内分别安装有用于隔离液压油和惰性气体的气室活塞6。本实用新型能够满足不同载荷下的悬挂刚度需求，保证了车辆在各种工况下的行驶平顺性，同时有效降低路面对悬挂油缸和车架的刚性冲击。

以下给出上述实施例关于油液通筒的一优选实施例：

继续参照图1所示，油液通筒11为圆柱形通筒，油液通筒11上设置两个进油口11-1、通筒外圆面设置的两个环形凹槽11-2和通筒内设置的两个环形凸台11-3，环形凹槽11-2用于固定油液通筒11，环形凸台11-3用于限制气室活塞6的移动位置。

进油口11-1处设置凹槽用于放置密封O形圈，进油口处设置凹台面用于连接三通接头14。液压油管15和三通接头14的第一端口连接，在液压油管15和三通接头14连接处安装有三通接头O形圈13；进油口11-1与三通接头14的第二端口通过螺纹连接，在三通接头14与进油口11-1连接处安装有三通接头O形圈13；三通接头14的第三端口作为进油口14-1使用。

以下给出上述实施例关于气室缸、低压气室缸和高压气室缸的一优选实施例：

继续参照图1所示，气室缸5为圆柱形通筒，气室缸5和油液通筒11通过螺纹11-4连接，并使用螺纹胶防止螺纹连接松动。气室缸5和油液通筒11连接处安装气室缸密封橡胶垫10和气室缸密封O形圈9，用于双重静密封。

继续参照图1所示，低压气室缸12和气室缸5具有相同的内径和外径。低压气室缸12仅在轴向长度较气室缸5长，即低压气室缸12具有更大的容积，其余结构和气室缸5相同。低压气室缸12和其他部件的装配关系和气室缸5相同。

继续参照图1所示，高压气室缸22和气室缸5具有相同的内径和外径。高压气室缸22仅在轴向长度较气室缸5短，即高压气室缸22比气室缸5的容积更小，其余结构和气室缸5相同。高压气室缸22和其他部件的装配关系和气室缸5相同。

以下给出上述实施例关于高压油液筒的一优选实施例：

继续参照图1所示，高压油液筒19为圆柱形通筒，高压油液筒19同油液通筒11设置环形凹槽19-1和环形凸台，环形凹槽19-1用于固定高压油液筒19，环形凸台用于限制气室活塞6的移动位置；高压油液筒19进油口和液压油管15连接并使用三通接头O形圈13保证密封性。高压油液筒19底部装配高压油室底盖16，高压油液筒19和高压油室底盖16之间装配有气室底盖密封橡胶垫17和气室底盖O形圈18进行双重静密封。

以下给出上述实施例关于气室活塞的一优选实施例：

继续参照图1所示，气室活塞6的两端装配两个导向支撑环7，用于支撑气室活塞在气室缸中的运动。在两导向支撑环7的内侧装配两个挡圈和U形杯组件8，挡圈用于防止U形杯被挤压变形。两个U形杯分别用于密封油液和高压惰性气体。在气室活塞外圆中间位置装配双唇骨架油封21，用于油液和高压惰性气体的二次动密封，防止惰性气体的泄露，同时在U形杯和双唇骨架油封21之间设置环形润滑脂槽6-1，润滑脂槽6-1中的润滑脂用于双唇骨架油封21的润滑。气室活塞6的气室腔侧装配有防撞垫20用于避免在极限压缩下和气室端盖2出现刚性碰撞。气室活塞6的活塞顶部为平顶，保证了气室活塞压缩到极限位置后气室腔容积，降低气室腔的极限压力。

以下给出上述实施例关于气室端盖的一优选实施例：

继续参照图1所示，气室端盖2用于封闭气室活塞6和气室缸组成的气室空间，气室端盖2和气室缸通过螺纹连接，气室端盖紧固槽2-1用于气室端盖的螺纹紧固。气室端盖销孔2-2和气室缸销孔5-1插入开口销用于气室端盖和气体缸的固定防松。在气室端盖2中间设置螺纹通孔并装配充气阀1，用于给气室冲放惰性气体。气室端盖2和气室缸分别安装气室端盖密封橡胶垫3和气室端盖密封O形圈4，进行双重静密封。气室端盖2的气室腔侧装配防撞垫20用于避免在极限压缩下和气室活,6出现刚性碰撞。

继续参照图1所示，气室活塞6、气室缸5、低压气室缸12及油液通筒11组成的油液室A，高压油室底盖16、高压油液筒19及气室缸5和气室活塞6组成的油液室B，油液室A和油液室B通过液压油管15连通。低压气室缸12、气室活塞6和气室端盖2组成的低压气室充气压力为1MPa；安装在油液通筒11上的气室缸5和气室活塞6、气室端盖2组成的中压气室充气压力为8.5MPa；安装在高压油液筒19上的高压气室缸22和气室活塞6、气室端盖2组成的高压气室充气压力为12MPa。其中低压气室的容积是中压气室的1.25倍，中压气室容积是高压气室的1.15倍。

蓄能器的两个进油口11-1和14-1分别连接两个油气悬挂油缸的大腔，油气悬挂油缸大腔内油液充满油液室A和油液室B，并挤压各气室活塞6。当车辆空载时，仅低压气室工作，保证了车辆空载状态下的平顺性；当车辆满载时，在平稳路面下，低压气室和中压气室同时工作，保证了满载工况下油气悬挂刚度特性；当车辆满载行驶在颠簸路面上，或者超载行驶时，低压气室被压缩到极限位置，中压气室和高压气室同时工作，保证了此工况下油气悬挂系统所需的刚度，并衰减了路面对悬挂油缸和车架的刚性冲击。

综上，本实用新型提出的三气室蓄能器，三个气室缸具有相同的内径，仅在轴向长度不同，即三个气室具有不同的容积，满足了不同气室的活塞压缩行程；同时相同的内径使得各气室可以使用相同规格的气室活塞、气室端盖等零部件，提高了三气室蓄能器的模块化和通用化。两个进油口的设计及相同内径的油液筒设计，降低油气悬挂油缸大腔油液的流动阻力，加快了蓄能器的响应时间。平顶式气室活塞增大了气室腔容积，降低气室腔的极限压力。装配有三气室蓄能器油气悬挂油缸具有明显的刚度非线性特性，能够根据三个气室的压力调整不同悬挂行程下的悬挂刚度，满足了不同载荷下悬挂刚度需求，保证了车辆在各种工况下的行驶平顺性。同时在满载甚至超载及刚性冲击下，三气室蓄能器中均有两个气室在工作，有效而快速的衰减了悬挂系统受到的振动和冲击，提高了悬挂油缸和车架的使用寿命。

本实用新型还公开了一种油气悬挂装置，安装有上述的三气室蓄能器。

本实用新型还公开了一种工程车辆，安装有上述的三气室蓄能器；或者，安装有上述的油气悬挂装置。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本实用新型的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (15)

1.一种三气室蓄能器，其特征在于：

包括三个不同容积的气室缸、低压气室缸和高压气室缸；

所述气室缸的一轴向开口端与油液通筒的一轴向开口端相连通，所述低压气室缸的一轴向开口端与油液通筒的另一轴向开口端相连通；

所述油液通筒的径向周面通过液压油管与高压油液筒相连通，所述高压气室缸的一轴向开口端与高压油液筒相连通，以此形成两个连通的油液室和三个不同压力的气室；

所述气室缸、低压气室缸和高压气室缸的另一轴向开口端分别安装有用于气室密封的气室端盖；

所述气室缸、低压气室缸和高压气室缸内分别安装有用于隔离液压油和惰性气体的气室活塞。

2.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述油液通筒为圆柱形通筒，油液通筒上设置两个位于同一圆周面上的进油口，位于两个进油口两侧的油液通筒外圆周面上各设有一个用于固定通筒的环形凹槽，位于两个进油口两侧的油液通筒内圆周面上各设有一个用于限制气室活塞移动位置的环形凸台。

3.根据权利要求2所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

其中一个进油口上安装有三通接头，所述三通接头通过液压油管与高压油液筒相连通。

4.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述气室缸为圆柱形通筒，气室缸和油液通筒连接处安装有气室缸密封橡胶垫和气室缸密封O形圈。

5.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述低压气室缸为圆柱形通筒，其内径与气室缸内径相同，且轴向长度大于气室缸轴向长度；所述低压气室缸和油液通筒连接处安装有气室缸密封橡胶垫和气室缸密封O形圈。

6.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述高压气室缸为圆柱形通筒，其内径与气室缸内径相同，且轴向长度小于气室缸轴向长度；所述高压气室缸和高压油液筒连接处安装有气室缸密封橡胶垫和气室缸密封O形圈。

7.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述气室活塞的顶部为平顶，气室活塞的两端装配两个导向支撑环，在两个导向支撑环的内侧装配两个挡圈和U形杯组件；

在所述气室活塞外圆中间位置装配双唇骨架油封，在U形杯和双唇骨架油封之间设置环形润滑脂槽。

8.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述气室端盖设置螺纹通孔，用于安装充气阀；

所述气室端盖分别与气室缸、低压气室缸和高压气室缸连接处安装有气室端盖密封橡胶垫和气室端盖密封O形圈。

9.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述气室端盖的气室腔侧和气室活塞的气室腔侧均装配有防撞垫。

10.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述气室端盖分别与气室缸、低压气室缸和高压气室缸连接处之间设置有同轴心的气室端盖销孔和气室缸销孔，所述气室端盖销孔和气室缸销孔中插入开口销后用于气室端盖和气体缸、低压气室缸和高压气室缸的固定防松。

11.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述高压油液筒为圆柱形通筒，高压油液筒的外圆周面上设有一个用于固定通筒的环形凹槽，高压油液筒的内圆周面上各设有一个用于限制气室活塞移动位置的环形凸台；

所述高压油液筒底部装配高压油室底盖，高压油液筒和高压油室底盖之间装配有气室底盖密封橡胶垫和气室底盖O形圈。

12.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述油液通筒与气室缸、低压气室缸通过螺纹连接；所述高压油液筒与高压气室缸通过螺纹连接。

13.根据权利要求1所述的一种三气室蓄能器，其特征在于：

所述气室活塞、气室缸、低压气室缸及油液通筒组成的油液室A，高压油液筒、气室缸及气室活塞组成的油液室B，油液室A和油液室B通过液压油管连通；

低压气室缸、气室活塞和气室端盖组成低压气室；气室缸、气室活塞和气室端盖组成中压气室；高压气室缸、气室活塞和气室端盖组成高压气室；

低压、中压、高压气室分别通过充气阀冲入不同压力的惰性气体。

14.一种油气悬挂装置，其特征在于：

安装有权利要求1至13任一项所述的三气室蓄能器。

15.一种工程车辆，其特征在于：

安装有权利要求1至13任一项所述的三气室蓄能器；或者，安装有权利要求14所述的油气悬挂装置。

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