一种油气簧互联悬架系统和具有其的车辆的制作方法

专利检索2022-05-11  1



1.本发明涉及车辆领域,具体涉及一种油气簧互联悬架系统和具有其的车辆。


背景技术:

2.传统的双横臂螺旋弹簧悬架系统,为满足车辆平顺性,螺旋弹簧刚度设计比较低,且大多为等刚度弹簧,因此须加装装稳定杆,以增大侧倾刚度,减小车辆转弯时的侧倾角。同样,装有油气弹簧的双横臂式独立悬架系统,因油气弹簧的非线性特点,使得该悬架系统在设计位置时油气弹簧产生的侧倾刚度很小,尤其是对重心高度较高的车辆,更需增加侧倾刚度,因此需增加稳定杆机构,才能使悬架的侧倾刚度满足要求。但受空间和结构强度的限制,稳定杆能增加的侧倾刚度有限,不能满足车辆侧倾刚度的要求。


技术实现要素:

3.有鉴于此,本发明提供一种油气簧互联悬架系统和具有其的车辆。
4.为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
5.根据本发明第一方面实施例的一种油气簧互联悬架系统,所述油气簧互联悬架系统包括:互联悬架系统,所述互联悬架系统包括:
6.第一蓄能器和第二蓄能器;
7.油缸,所述油缸包括:前左侧油缸、前右侧油缸、后左侧油缸及后右侧油缸,其中,所述前左侧油缸、所述前右侧油缸、所述后左侧油缸及所述后右侧油缸均具有由活塞分隔的上腔和下腔;
8.第一油路,连通所述前左侧油缸的上腔、所述前右侧油缸的下腔、所述后左侧油缸的上腔、所述后右侧油缸的下腔及所述第一蓄能器;以及
9.第二油路,连通所述前左侧油缸的下腔、所述前右侧油缸的上腔、所述后左侧油缸的下腔、所述后右侧油缸的上腔及所述第二蓄能器。
10.在一些实施例中,所述油气簧互联悬架系统包括:油气簧系统,所述油气簧系统包括第三油路,以及分别与所述第三油路连通的油气簧、电磁阀、第三蓄能器和电磁阀。
11.在一些实施例中,所述油气簧系统中所述油气簧的刚度与装载质量呈正相关关系。
12.在一些实施例中,所述油气簧互联悬架系统包括:摆臂,所述互联悬架系统和/或所述油气簧系统与所述摆臂连接。
13.在一些实施例中,所述摆臂包括:间隔设置的上摆臂和下摆臂。
14.在一些实施例中,所述摆臂的材料包括钛合金材料。
15.在一些实施例中,所述油气簧互联悬架系统包括:控制阀,分别与所述第一油路和所述第二油路连通,用于分别控制所述第一油路或所述第二油路内流体的流向。
16.据本发明第二方面实施例的一种车辆,所述车辆包括:车架;车轮;以及第一方面实施例所述的油气簧互联悬架系统,所述油气簧互联悬架系统连接所述车架和所述车轮。
17.在一些实施例中,所述车辆处于倾斜状态时,所述第一油路和所述第二油路中的压力差不同。
18.在一些实施例中,所述油气簧互联悬架系统中油缸的侧倾刚度与车辆的侧倾角呈正相关关系。
19.本发明的上述技术方案的有益效果如下:
20.本发明实施例的油气簧互联悬架系统,在倾斜运动工况中,互联悬架系统通过第一油路连通所述前左侧油缸的上腔、所述前右侧油缸的下腔、所述后左侧油缸的上腔、所述后右侧油缸的下腔及所述第一蓄能器;以及第二油路连通所述前左侧油缸的下腔、所述前右侧油缸的上腔、所述后左侧油缸的下腔、所述后右侧油缸的上腔及所述第二蓄能器,实现了对倾斜刚度的调节,有效满足了侧倾刚度满足要求。因此,本发明实施例的技术方案能够操纵油气簧互联悬架系统时的稳定性和平顺性,改善轮胎抓地力,提高车辆通过性,提高平均越野车速。
附图说明
21.图1为根据本发明一实施例的互联悬架系统在倾斜工况时的结构示意图;
22.图2为根据本发明一实施例的互联悬架系统在俯仰工况时的结构示意图;
23.图3为根据本发明一实施例的互联悬架系统在垂向工况时的结构示意图;
24.图4为根据本发明一实施例的互联悬架系统在扭转工况时的结构示意图;
25.图5为根据本发明一实施例的油气簧互联悬架系统与车架及车轮连接时的局部结构示意图;
26.图6为根据本发明一实施例中互联悬架系统的结构示意图;
27.图7为根据本发明一实施例中油气簧系统的结构示意图;
28.图8为根据本发明一实施例中油气簧系统中油气簧的刚度随装载质量的曲线图;
29.图9为根据本发明一实施例中互联悬架系统随倾斜角度变化的油曲线图。
30.附图标记
31.互联悬架系统的油缸10;前左侧油缸11;前左侧油缸的上腔111;前左侧油缸的下腔112;前右侧油缸12;前右侧油缸的上腔121;前右侧油缸的下腔122;后左侧油缸13;后左侧油缸的上腔131;后左侧油缸的下腔132;后右侧油缸14;活塞15;后右侧油缸的上腔141;后右侧油缸的下腔142;蓄能器20;第一蓄能器21;第二蓄能器22;液压管路30;第一油路32;第二油路31;充油阀40;阻尼阀50;油气簧系统200;电磁阀210;动力单元220;管路230;油气簧240;第三蓄能器250;可调阻尼阀260;上摆臂310;下摆臂320;车架400;车轮500。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
33.下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的油气簧互联悬架系统。
34.具体地,油气簧互联悬架系统包括:互联悬架系统,所述互联悬架系统包括:第一
蓄能器21、第二蓄能器22、油缸10、第一油路32和第二油路31,其中,所述油缸10包括:前左侧油缸11、前右侧油缸12、后左侧油缸13及后右侧油缸14,其中,所述前左侧油缸11、所述前右侧油缸12、所述后左侧油缸13及所述后右侧油缸14均具有由活塞15分隔的上腔和下腔;第一油路32连通所述前左侧油缸的上腔111、所述前右侧油缸的下腔122、所述后左侧油缸的上腔131、所述后右侧油缸的下腔142及所述第一蓄能器21;第二油路31,连通所述前左侧油缸的下腔112、所述前右侧油缸的上腔121、所述后左侧油缸的下腔132、所述后右侧油缸的上腔141及所述第二蓄能器22。
35.如图1所示,侧倾运动工况中,互联悬架系统的左右两侧油缸活塞15运动,导致第二油路31和第一油路32的油压不同,两个油路中的压力差作用在活塞15上,阻止车身侧倾。图1和图2中直线箭头指向为相应油路中液压油等流体的流动方向,其中实现箭头对应于第一油路32中的流体流动方向,虚线箭头对应于第二油路31中的流体流动方向。空心箭头指向为相应油缸中活塞15杆的运动方向。
36.因此,在倾斜运动工况中,互联悬架系统通过第一油路32连通所述前左侧油缸11的上腔、所述前右侧油缸12的下腔、所述后左侧油缸13的上腔、所述后右侧油缸14的下腔及所述第一蓄能器21;以及第二油路31连通所述前左侧油缸11的下腔、所述前右侧油缸12的上腔、所述后左侧油缸13的下腔、所述后右侧油缸14的上腔及所述第二蓄能器22,实现了对倾斜刚度的调节,有效满足了侧倾刚度满足要求。因此,本发明实施例的技术方案能够操纵油气簧互联悬架系统时的稳定性和平顺性,改善轮胎抓地力,提高车辆通过性,提高平均越野车速。
37.不仅如此,如图2所示,俯仰运动工况中,互联悬架系统前后油缸活塞15运动时,油路中的油压没有变化,因此不会有附加的抗俯仰力矩产生。
38.如图3所示,垂向运动工况中,只有少部分液压油由于活塞15杆的存在流入和流出蓄能器20(指第一蓄能器21和第二蓄能器22),因流量很小,因此不会对垂直刚度造成影响。
39.如图4所示,扭转运动工况中,互联悬架系统中油路压力没有变化,不会产生额外扭矩,增加车辆通过性,减小车身和车架400受到的扭转力矩,延长其使用寿命。
40.在一些实施例中,所述油气簧互联悬架系统包括:油气簧系统200,所述油气簧系统200包括第三油路,以及分别与所述第三油路连通的油气簧、电磁阀210、第三蓄能器250和电磁阀210。
41.进一步地,油气簧系统200还包括显示屏、控制器和动力单元220等部件组成。动力单元220驱动液压油等流体在第三油路种流动,并以此调整油气簧的压力。
42.在一些实施例中,所述油气簧系统200中所述油气簧的刚度与装载质量呈正相关关系。
43.油气簧240为变刚度弹簧。如图8所示,其中,横坐标为装载质量,纵坐标为弹簧刚度(亦称刚性)。弹簧刚度可随车辆的装载质量增加,使车辆在任何装载质量下都具有最优的平顺性。
44.在一些实施例中,如图5所示,所述油气簧互联悬架系统包括:摆臂,所述互联悬架系统和/或所述油气簧系统200与所述摆臂连接。
45.摆臂具有支撑和导向作用,能够进一步保证行车稳定性。
46.在一些实施例中,所述摆臂包括:间隔设置的上摆臂310和下摆臂320。
47.如图5所示,两个摆臂使本发明油气弹簧互联悬架系统为双横臂式,有利于进一步提高行车的平稳性和平顺性。
48.在一些实施例中,所述摆臂的材料包括钛合金材料。
49.使用轻量化的钛合金材料有利于减少车辆自重,降低能耗。
50.在一些实施例中,所述油气簧互联悬架系统包括:控制阀,分别与所述第一油路32和所述第二油路31连通,用于分别控制所述第一油路32或所述第二油路31内流体的流向。
51.如图1至图4中,通过控制阀可以实现同一油路中流体具有不同的流向,进而丰富了调整刚性的控制方案。
52.在一具体示例中,涉及的双横臂式油气簧互联悬架系统,由油气簧系统200、互联悬架系统、上下摆臂320、上下缓冲块等组成。其中,如图7所示,油气弹簧系统,由显示屏、控制器、可调阻尼阀260、电磁阀210、管路230、第三蓄能器250、动力单元220、管路等部件组成。油气簧240为变刚度弹簧,如下图所示:弹簧刚度可随车辆的装载质量增加,使车辆在任何装载质量下都具有最优的平顺性,但悬架的操控性不是很理想,因在空载时弹簧刚度较小,油气簧产生的侧倾刚度较小,因此车辆侧倾会很大。如图6所示,互联悬架系统,由作动器、蓄能器、阻尼阀50、充油阀40、液压管路30、卡子等部件组成,通常采用左右互联、前后联通的方式。上下摆臂320总成的本体可采用轻量化的钛合金材料,摆臂通过球铰链与车架400和转向节相连接。上下缓冲块总成可螺接在缓冲块支架上,起到悬架行程限位作用。本示例技术方案将油气簧和互联悬架有机的融合在一起,系统中既有油气簧系统200,又有互联悬架系统,优缺点互补,使该悬架系统较传统悬架系统更具优越性。不仅如此,本实例的技术方案可以有效的改善悬架系统的操纵稳定性和平顺性,改善轮胎抓地力,提高车辆通过性,提高平均越野车速。同时可减小车架400所受扭矩,延长车架400使用寿命,并减小轮胎磨损。
53.本发明实施例还提供了一种车辆,所述车辆包括所述车辆包括:车架400;车轮500;以及上述任一实施例所述的油气簧互联悬架系统,所述油气簧互联悬架系统连接所述车架400和所述车轮500。
54.由于根据本发明上述实施例的油气簧互联悬架系统具有上述技术效果,因此,根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果,即在倾斜运动工况中,互联悬架系统通过第一油路32连通所述前左侧油缸11的上腔、所述前右侧油缸12的下腔、所述后左侧油缸13的上腔、所述后右侧油缸14的下腔及所述第一蓄能器21;以及第二油路31连通所述前左侧油缸11的下腔、所述前右侧油缸12的上腔、所述后左侧油缸13的下腔、所述后右侧油缸14的上腔及所述第二蓄能器22,实现了对倾斜刚度的调节,有效满足了侧倾刚度满足要求。因此,本发明实施例的技术方案能够操纵油气簧互联悬架系统时的稳定性和平顺性,改善轮胎抓地力,提高车辆通过性,提高平均越野车速。
55.在一些实施例中,所述车辆处于倾斜状态时,所述第一油路32和所述第二油路31中的压力差不同。
56.如图1所示,液压互联悬架左右两侧油缸活塞15运动,导致第二油路31和第一油路32的油压不同,两个油路中的压力差作用在活塞15上,阻止车身侧倾。
57.在一些实施例中,所述油气簧互联悬架系统中油缸的侧倾刚度与车辆的侧倾角呈正相关关系。
58.如图9所示,图9中,横坐标为倾斜角度,纵坐标为倾斜力矩。互联悬架系统的油缸所提供的侧倾刚度为非线性侧倾刚度,该侧倾刚度特性可在小侧倾角时,侧倾刚度较小,可提高平顺性,增加越野平均车速,在侧身侧倾角增大时,侧倾刚度迅速增加,减小侧倾角。
59.根据本发明实施例的悬架和车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的,因此不再详细描述。
60.除非另作定义,本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。
61.以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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