CN103448504A

CN103448504A - 车辆悬挂装置

Info

Publication number: CN103448504A
Application number: CN2013100096090A
Authority: CN
Inventors: 刘笑羽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2013-12-18

Abstract

本发明公开了一种车辆悬挂装置，包括摆臂、摆动缸以及流体控制装置，其中摆臂的一端用于与车轮连接，另一端用于与车身铰接；摆动缸可固定设置在车身上，所述摆动缸的摆动轴与所述摆臂的铰接端直接或间接刚性连接，并且所述摆动缸的内腔中设置有驱动流体；所述驱动流体与流体控制装置相连，该流体控制装置可使所述驱动流体充入或者排出所述摆动缸的内腔。该种车辆悬挂装置具有结构紧凑并且布置方便的特点，可以有效增大车内的空间，同时其还可以在流体控制装置的作用下实现车辆车身高度的动态调整，并且当流体通路中设置有阻尼板时，该车辆悬挂装置还可起到减震器的作用。

Description

车辆悬挂装置

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种车辆悬挂装置。

背景技术

在车辆装置技术领域，所谓悬挂装置是指车辆的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬挂装置的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的车辆悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。

目前公知的带有摆臂的独立悬挂装置中，所采用的弹性元件通常包括螺旋弹簧、空气弹簧和扭杆弹簧，其中螺旋弹簧或者空气弹簧可以独立的或者与减震器结合在一起后连接在车身与摆臂之间，并且与摆臂的连接点位于摆臂的上表面，该种布置结构所占据的轮边位置较多，不利于增大车内空间；扭杆弹簧是连接在摆臂的转轴位置，虽然其具有结构紧凑容易布置的优点，但是却无法经济方便地实现车身高度的动态调整。

因此，开发一种结构紧凑布置方便，并且能够经济方便地实现车身高度动态调整的车辆悬挂装置，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆悬挂装置，以使悬挂装置结构紧凑，布置方便，同时又能在保证乘坐舒适的前提下实现车身高度的动态调整。

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种车辆悬挂装置，该车辆悬挂装置包括：

摆臂，其一端用于与车轮连接，另一端用于与车身铰接；

可固定设置在车身上的摆动缸，所述摆动缸的摆动轴与所述摆臂的铰接端直接或间接刚性连接，并且所述摆动缸的内腔中设置有可驱动所述摆动轴转动的驱动流体；

所述驱动流体与流体控制装置相连，所述流体控制装置可使所述驱动流体充入或者排出所述摆动缸的内腔。

优选的，所述摆动缸的缸壁内侧面上设置有挡板，摆动轴伸入到所述缸壁内的部分设置有叶片，所述叶片和所述挡板之间设置装有驱动流体的弹性囊，所述弹性囊构成所述摆动缸的内腔。

优选的，所述驱动流体为液体或者膏状体，且所述流体控制装置具体包括流体室和气体缓冲室，所述流体室和气体缓冲室通过活塞隔开，并且所述流体室与所述摆动缸的内腔相连通，所述气体缓冲室与控制阀相连通，所述控制阀可实现分别将所述气体缓冲室的气室口关闭、连通高压气源或者连通大气。

优选的，还包括设置于所述流体室中或者摆动缸的内腔中或者所述摆动缸的内腔与所述流体室之间的流体通路中的带有小孔或者缝隙的阻尼板。

优选的，所述驱动流体为气体，且所述流体控制装置为与所述摆动缸的内腔相连通的气体控制阀，所述气体控制阀可实现分别将所述摆动缸的内腔关闭、连通高压气源或者连通大气。

优选的，所述流体为液体或者膏状体，所述流体控制装置具体包括流体室和由电机驱动并且端部设置有可在所述流体室内移动的活塞的推杆装置，所述流体室与所述摆动缸的内腔相连通。

优选的，还包括设置于所述流体室中或者摆动缸的内腔中或者所述摆动缸内腔与所述流体室之间的流体通路中的带有小孔或者缝隙的阻尼板。

由以上技术方案可以看出，本发明所提供的车辆悬挂装置，由于采用了可固定在车身上的摆动缸的摆动轴与摆臂的铰接端固定相连，并且摆动缸内腔内设置有驱动流体，驱动流体与可使摆动缸的内腔充入或者排出流体的流体控制装置相连，因此该种车辆悬挂装置的布置方式类似于目前的扭杆弹簧的布置方式，其具有结构紧凑并且布置方便的特点，所占的轮边位置较小，可以有效增大车内的空间，同时由于流体控制装置可以实现向摆动缸的内腔充入或者排出流体，因而其可通过流体体积的变化使摆动缸的摆动轴转动，并带动摆臂转动，实现车辆车身高度的动态调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的结构形式。

图1为本发明一种实施例中所提供的车辆悬挂装置的整体示意图；

图2为本发明实施例中所提供的囊式摆动缸的剖面示意图；

图3为本发明另一实施例所提供的车辆悬挂装置的流体控制装置示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种车辆悬挂装置，该车辆悬挂装置将摆动缸的摆动轴直接或间接的与摆臂的铰接端刚性连接，并且摆动缸的内腔中设置有可驱动摆动缸的摆动轴转动的驱动流体，驱动流体可实现充入或者排出摆动缸内腔，该种结构既可以像扭杆弹簧一样具有紧凑的结构，同时又可以像气动悬挂一样经济方便地调整车身的高度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明所公开的车辆悬挂装置具体包括摆臂2、摆动缸5以及流体控制装置A，其中摆臂2的一端与车轮1相连，其另一端与车身3铰接；

摆动缸5固定设置在车身3上，并且摆动缸5的摆动轴15与摆臂2的铰接端直接或者间接刚性连接，摆臂2的铰接端即摆臂2的转轴端，摆动缸5可以采用本领域技术人员熟知的螺旋式摆动缸或者叶片式摆动缸，摆动缸5的内腔中设置有驱动流体，当摆动缸5的摆动轴15发生转动时，可引起摆动缸5的内腔的体积发生变化，从而引起内腔中流体的体积的变化，相反，当摆动缸5的内腔的流体体积变化时可以驱动摆动缸5的摆动轴15转动，从而引起与其刚性连接的摆臂2的转动；

驱动流体通过流体管道6与可使摆动缸5的内腔中充入或者排出流体的流体控制装置A相连。

由于上述实施例中的摆动缸5的摆动轴15直接或者间接的与摆臂2的铰接端刚性连接，因此摆动缸5的摆动轴15将在摆臂2的带动下而发生旋转，从而引起摆动缸5的内腔中的流体的体积发生变化，由于流体控制装置A可使流体充入或者排出摆动缸5的内腔，因此上述实施例中所提供的车辆悬挂装置既具有扭杆弹簧悬挂装置结构紧凑的特点，同时又可通过向摆动缸5的内腔中通过通入或者排出流体实现车身高度的动态调整。

上述实施例中的摆动缸可以有多种实现形式，例如可以采用活塞推动螺杆的螺旋式摆动缸或由静叶片和动叶片形成密封腔的叶片式摆动缸，但是这些摆动缸的密封处理要求较为严格，制造成本较高并且不易维护。

为此，本发明实施例中公开了一种囊式的摆动缸5，以下实施例中具体以该囊式的摆动缸5为例对本发明的技术方案进行具体说明。

所谓囊式摆动缸即摆动缸5内置有充有驱动流体的弹性囊12，具体的，请参考图2，摆动缸5的缸壁16内侧面设置有挡板13，挡板13可以设置有一个或者多个，摆动轴15伸入到摆动缸5的缸壁16内的部分设置有与挡板13相对应的叶片14，并且挡板13与摆动轴15的叶片14之间设置有装有驱动流体的弹性囊12，弹性囊12构成摆动缸的内腔，需要说明的是，当挡板13和叶片14设置有多个时，应使设置在挡板13和叶片14之间的多个弹性囊12的变化趋势一致，即所有的弹性囊12同时被压缩或者同时被释放，如图2中所示，本实施例中所提供的囊式摆动缸不仅生产成本和维护成本较低，并且还可以有效的防止驱动流体的泄漏。

本实施例中的驱动流体优选的采用液体或者膏状体，其作用是传递运动，并且优选的流体控制装置A包括流体室7和气体缓冲室10，摆臂2的铰接端通过扭杆4间接与摆动轴15刚性连接，请参考图1，当然，摆臂2的铰接端也可与摆动轴直接刚性连接，流体室7和气体缓冲室10通过活塞9隔开，流体室7与摆动缸5中的弹性囊12（即摆动缸的内腔）相连通，并且在整个连通空间内充有液体或者膏状体，气体缓冲室10的气室口11与控制阀相连通，并且该控制阀可实现分别将气体缓冲室的气室口关闭、连通高压气源或者连通大气。本实施例中的空气缓冲室10还可以采用气囊，气囊的一端与活塞9相接触，其另一端与控制阀相连。

当本实施例中的流体控制装置的气室口11被控制阀关闭时，气体缓冲室10就起到了空气弹簧的作用；当气体缓冲室10的气室口11被控制阀连通至高压气源时，可实现车身的升高；当气室口11被控制阀连通至大气时，在车身自重的作用下可以实现车身的降低。

下面对此进行具体说明：

请参考图1，本实施例中所提供的车辆悬挂装置在正常行驶状态下，气体缓冲室10的气室口11被控制阀关闭，气体缓冲室内10存在一定量的压缩气体，并且该压缩气体的压力经活塞9转换成液体或者膏状体的压力，液体或者膏状体经流体管道6通过弹性囊12将压力作用于摆动缸5的叶片14和挡板13上，使摆动轴15产生相应的力矩，该力矩与由车身3的重量引起的车轮1经摆臂2作用在摆动轴15上的力矩相平衡，使车身3保持在某一高度；

并且当车身3发生颠簸时，车轮1带动摆臂2摆动，摆臂2通过扭杆4带动摆动轴15旋转，摆动轴15带动叶片14旋转，从而造成弹性囊12的体积被改变，驱动流体会在摆动缸5的内腔与流体室7之间动态分配，带动活塞9运动，由于此时气体缓冲室10的气室口11被封闭，因此气体缓冲室10内的气体积蓄或者释放能量，其作用相当于空气弹簧，支撑车身3并缓冲颠簸；

当需要升高车身3时，气体缓冲室10的气室口11将被控制阀连通到高压气源，气体缓冲室10内的气体压力升高，通过活塞9使驱动流体的压力升高，此时摆动缸5的摆动轴15输出的力矩增加，带动摆臂2连同车轮1向着地面方向旋转，使车身3升高；当需要降低车身3高度时，控制阀将气体缓冲室10的气室口11连通至大气，气体缓冲室10内的压力下降，摆动缸5的摆动轴15所输出的力矩减小，在车身3自重的作用下，摆臂2连同车轮1向离开地面的方向旋转，车身3随之降低。

为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本实施例中还在流体室7内设置了带有小孔或者缝隙的阻尼板8，当车辆发生颠簸时，流体往复通过阻尼板8，由于流体的粘滞效应产生阻尼，起到减震器的作用，从而进一步衰减震动，改善车辆乘坐的舒适程度，当然，本领域技术人员很容易理解的是将阻尼板8设置在流体室7与弹性囊12之间的通路中也可以起到同样的作用，本发明中对此不再进行描述。

由此可见，上述实施例中所提供的车辆悬挂装置在结构紧凑并且可实现车身高度动态调整的同时还具有了空气弹簧的缓冲性能。该车辆悬挂装置实现了将弹性缓冲器、高度调节装置和减震器的作用集于一身，在结构紧凑的同时还使车辆的乘坐舒适性具有显著的提升。

在另一实施例中，驱动流体采用压缩气体，相应的该实施例中的流体控制装置A为设置在流体管道6上的气体控制阀，该气体控制阀可以实现分别将弹性囊12（即摆动缸的内腔）关闭、连通至高压气源或者连通大气，在车辆正常行驶时，该气体控制阀处于关闭状态，由于弹性囊12内的驱动流体为压缩气体，因此在气体控制阀的关闭的状态下其本身就成为空气弹簧，并且还可以通过气体控制阀将流体管道6连通至大气或者高压气源从而实现对车身3高度的调整，其调整原理与上述实施例中的车身3高度调整原理相同，本实施例中对此也不再赘述。

本发明实施例中还公开了另一种流体控制装置A的实现形式，请参考图3，其驱动流体采用液体或者膏状体，流体控制装置A的一端安装有本领域技术人员熟知的推杆电机17，推杆电机17的推杆18与活塞9的一侧固定相连，活塞9设置在流体室7中，并可在流体室7中移动，位于流体控制装置A另一端的流体室7的出口与弹性囊12（即摆动缸的内腔）相连通。

推杆电机17是将螺杆减速机与电机结合在一起的一种装置，它利用推杆18表面的螺纹将电机的旋转运动转化为推杆18的直线运动，当采用非自锁推杆时，推杆电机17在电机控制器的控制作用下工作在伺服状态，其驱动力设置为与推杆18的位置成比例，其功能相当于电磁弹簧，同时依然可以实现调整车身3的高度；当采用自锁推杆时，仅可实现车身3的高度的调节，所述非自锁推杆是指推杆可以在推杆电机17的驱动下前后运动，同时也可在流体的驱动下由推杆18带动推杆电机17转动，所述自锁推杆指仅可在推杆电机17的推动下前后运动，但反过来推杆18却不能带动推杆电机17转动。该种流体控制装置A可以应用在小型车辆上，且无需设置专门的空气压缩机。

为了进一步优化方案，本实施例中还在流体室7内设置了带有小孔或者缝隙的阻尼板，当流体往复通过该阻尼板时，由于流体的粘滞效应会产生阻尼，起到减震器的作用，当然，如上所述，该阻尼板还可以设置在流体室7与弹性囊12之间的流体通路中实现同样的功能。

图1中所示的摆臂的铰接端的转轴的轴线是沿车辆的纵向布置的，显而易见，对于摆臂2的转轴沿车辆横向布置，例如某些托曳臂式悬挂的情况，本发明也同样适用。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种车辆悬挂装置，其特征在于，包括：

摆臂，其一端用于与车轮连接，另一端用于与车身铰接；

2.根据权利要求1所述的车辆悬挂装置，其特征在于，所述摆动缸的缸壁内侧面上设置有挡板，摆动轴伸入到所述缸壁内的部分设置有叶片，所述叶片和所述挡板之间设置装有驱动流体的弹性囊。

3.根据权利要求1所述的车辆悬挂装置，其特征在于，所述驱动流体为液体或者膏状体，且所述流体控制装置具体包括流体室和气体缓冲室，所述流体室和气体缓冲室通过活塞隔开，并且所述流体室与所述摆动缸的内腔相连通，所述气体缓冲室与控制阀相连通，所述控制阀可实现分别将所述气体缓冲室的气室口关闭、连通高压气源或者连通大气。

4.根据权利要求3所述的车辆悬挂装置，其特征在于，还包括设置于所述流体室中或者摆动缸的内腔中或者所述摆动缸的内腔与所述流体室之间的流体通路中的带有小孔或者缝隙的阻尼板。

5.根据权利要求1所述的车辆悬挂装置，其特征在于，所述驱动流体为气体，且所述流体控制装置为与所述摆动缸的内腔相连通的气体控制阀，所述气体控制阀可实现分别将所述摆动缸的内腔关闭、连通高压气源或者连通大气。

6.根据权利要求1所述的车辆悬挂装置，其特征在于，所述流体为液体或者膏状体，所述流体控制装置具体包括流体室和由电机驱动并且端部设置有可在所述流体室内移动的活塞的推杆装置，所述流体室与所述摆动缸的内腔相连通。

7.根据权利要求6所述的车辆悬挂装置，其特征在于，还包括设置于所述流体室中或者摆动缸的内腔中或者所述摆动缸的内腔与所述流体室之间的流体通路中的带有小孔或者缝隙的阻尼板。