CN105539060B - 一种液压互联式悬架 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及一种可以回收振动能量的液压互联悬架。包括液压缸、连接管路、液压整流桥、蓄能器、液压马达、电磁阀、电控单元。通过将后悬液压互联式悬架中的液压缸反向串联，即左侧液压缸上腔与右侧下腔连接，左侧下腔与右侧上腔连接。当左右轮跳动时，通过连接管路进行液体交互，平衡两边车轮承受的载荷，可以实现防侧倾的效果；同时管路中油液的流动驱动液压马达单向转动，液压马达又带动发电机发电，产生的电能通过充电电路储存于电池中，使液压互联馈能悬架达到回收振动能量的目的。

Description

一种液压互联式悬架

技术领域

本发明涉及车辆悬架技术领域，特指一种液压互联式悬架。

技术背景

互联悬架是指通过机械或液压结构使原本独立的汽车车轮运动按照既定的机理发生关联的一种悬架***，它可以使单个车轮的运动传递给其他车轮并导致其弹簧力发生相应的变化，从而能够在乘坐舒适性不变差的前提下，极大地改善车辆的操纵性能。同时，液电馈能式减振器是一套机-电-液的耦合***，该***的提出，提供了一种液压传动式的振动能量回收方案，拓展了车辆振动能量回收领域的研究思路。

中国专利CN201410555080.7公开了一种并联式液电馈能悬架***，该***可将由路面不平度引起的振动能量部分转化为电能，但当油液经过液压马达做功后，***并未对油液的回流路线进行控制。油液优先回流到压强较低的液压缸腔体内，因此该***有可能加大左右悬架的动行程差，反而不利于车辆的操纵稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压互联式悬架，利用机—电—液耦合理论和悬架互联技术，在保证车辆操纵稳定性不变差的前提下，同时可以将路面不平度引起的振动能量部分转化为电能。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：. 一种液压互联式悬架，包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸上安装有第一位移传感器，所述第二液压缸上安装有第二位移传感器，所述第一位移传感器与所述第二位移传感器均与电控单元连接；所述第一液压缸的无杆腔上连接有第一无杆腔连接管路，所述第一液压缸的有杆腔上连接有第一有杆腔连接管路，所述第一无杆腔连接管路与第一整流桥的输入端连接；所述第二液压缸的无杆腔上连接有第二无杆腔连接管路，所述第二液压缸的有杆腔上连接有第二有杆腔连接管路，所述第二无杆腔连接管路与第二整流桥的输入端连接；所述第一整流桥一方面通过第一自连管路与所述第一有杆腔连接管路连接，另一方面通过第一互联管路与所述第二有杆腔连接管路连接；所述第二整流桥一方面通过第二自连管路与所述第二有杆腔连接管路连接，另一方面通过第二互联管路与所述第一有杆腔连接管路连接；所述第一自连管路上设有第一节流阀，所述第一互联管路上设有第二节流阀，所述第一节流阀和所述第二节流阀通过第一控制线与所述电控单元连接；所述第二自连管路上设有第四节流阀，所述第二互联管路上设有第三节流阀，所述第四节流阀和所述第三节流阀通过第二控制线与所述电控单元连接。

上述方案中，所述第一整流桥包括第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀和第八单向阀，所述第七单向阀和所述第八单向阀串联，所述第五单向阀和所述第六单向阀串联，所述第七单向阀和所述第八单向阀作为整体与所述第五单向阀和所述第六单向阀并联；所述第七单向阀和所述第五单向阀的方向相反，所述第八单向阀和所述第六单向阀的方向相反，所述第八单向阀和所述第五单向阀的方向相同；所述第一无杆腔连接管与所述第五单向阀和所述第七单向阀通过管路连接；所述第七单向阀和所述第八单向阀之间、所述第五单向阀和所述第六单向阀之间通过管路连通，所述第八单向阀和所述第六单向阀之间通过管路与所述第一自连管路和所述第一互联管路连通；所述第二整流桥包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀，第一单向阀和第二单向阀串联，第三单向阀和第四单向阀串联，所述第一单向阀和第二单向阀串联作为整体与所述第三单向阀和第四单向阀并联；所述第二单向阀和所述第四单向阀的方向相反；所述第一单向阀和所述第三单向阀的方向相反，所述第一单向阀和所述第四单向阀的方向相同，所述第二单向阀和所述第四单向阀之间通过管路与所述第二无杆腔连接管路连接；所述第一单向阀和所述第三单向阀之间通过管路与所述第二自连管路和所述第二互联管路连通；所述第一单向阀和第二单向阀之间、所述第三单向阀和第四单向阀之间通过管路连通。

上述方案中，所述第七单向阀和所述第八单向阀之间、所述第五单向阀和所述第六单向阀之间连接的管路上设有第一馈能单元，所述第一单向阀和第二单向阀之间、所述第三单向阀和第四单向阀之间连接的管路上设有第二馈能单元。

上述方案中，所述第一馈能单元由第一液压马达、第一发电机、第一整流电路和第一升压电路依次连接而成，所述第一液压马达安装在所述所述第七单向阀和所述第八单向阀之间、所述第五单向阀和所述第六单向阀之间连接的管道上；所述第二馈能单元由第二液压马达、第二发电机、第二整流电路和第二升压电路依次连接而成，所述第二液压马达安装在所述所述第一单向阀和第二单向阀之间、所述第三单向阀和第四单向阀之间的管道上；所述第一升压电路和所述第二升压电路均与电池电连接。

上述方案中，所述第一液压马达的两端安装有第一蓄能器和第二蓄能器；所述第二液压马达的两端安装有第三蓄能器和第四蓄能器。

本发明与现有技术相比具有以下的主要优点：（1）在回收振动能量的同时保证车辆的操纵稳定性。当左右悬架动行程差超过预设值，电控单选控制对应节流阀的闭合，使互联管路打开，同时自连管路关闭，左右液压缸进行反向互联，通过油液的流动平衡左右液压缸内的油液压力，从而减小左右悬架动行程差，增大轮胎与地面的附着力，达到改善车辆的操纵稳定性的目的。（2）能够有效的回收振动能量，减少油液的沿程损失。当左右悬架动行程差低于预设值，电控单元控制对应节流阀的闭合，使自连管路打开，同时互联管路关闭，左右液压缸的有杆腔与自身无杆腔连通，大大缩短了油液循环的回路，可以有效减少油液的沿程损失，从而提高振动能量的回收效率。

附图说明

图1为液压互联式悬架的基本原理图。

图中：1.第一位移传感器；2.第一液压缸；3.第一液压缸无杆腔；4.第一位移信号传输线；5.第一液压缸活塞；6.第一液压缸有杆腔；7.第一有杆腔连接管路；8.第二互联管路；9.第一自连管路；10.第一节流阀；11.第一控制线；12.第二节流阀；13.第一互联管路；14.第二蓄能器；15.第一发电机；16.电控单元；17.第二发电机；18.第四蓄能器；19.第三节流阀；20.第四节流阀；21.第二控制线；22.第二整流桥；23.第二自连管路；24.第二有杆腔连接管路；25.第二液压缸有杆腔；26.第二液压缸活塞；27.第二位移信号传输线；28.第二液压缸无杆腔；29.第二液压缸；30.第二位移传感器；31.第二无杆腔连接管路；32.第一单向阀；33.第二单向阀；34.第三单向阀；35.第四单向阀；36.第三蓄能器；37.第二液压马达；38.第二整流电路；39.第二升压电路；40.第一馈能单元；41.电池；42.第一升压电路；43.第一整流电路；44.第一液压马达；45.第一蓄能器；46.第五单向阀；47.第六单向阀；48.第七单向阀；49.第一整流桥；50.第八单向阀；51.第一无杆腔连接管路。

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步说明。

本实施例提供的液压互联式悬架，是一种由左右液压缸有杆腔和无杆腔通过整流桥、馈能单元、互联管路对应反向互联的结构，同时液压缸自身的无杆腔和有杆腔也通过整流桥、馈能单元、自联管路实现连接。

下面以图1为例，对本发明的技术方案进行更详细的说明。本发明的液压互联式悬架包括第一液压缸2、第二液压缸29、第一整流桥49和第二整流桥22，所述第一液压缸2上安装有第一位移传感器1，所述第二液压缸29上安装有第二位移传感器30，所述第一位移传感器1与所述第二位移传感器30均与电控单元16连接；所述第一液压缸2的无杆腔上连接有第一无杆腔连接管路51，所述第一液压缸2的有杆腔上连接有第一有杆腔连接管路7，所述第一整流桥49包括第五单向阀46、第六单向阀47、第七单向阀48和第八单向阀50，所述第七单向阀48和所述第八单向阀50串联，所述第五单向阀46和所述第六单向阀47串联，所述第七单向阀48和所述第八单向阀50作为整体与所述第五单向阀46和所述第六单向阀47并联；所述第七单向阀48和所述第五单向阀46的方向相反，所述第八单向阀50和所述第六单向阀47的方向相反，所述第八单向阀50和所述第五单向阀46的方向相同；所述第一无杆腔连接管路51与所述第五单向阀46和所述第七单向阀48通过管路连接；所述第七单向阀48和所述第八单向阀50之间、所述第五单向阀46和所述第六单向阀47之间通过管路连通。优选的，所述第七单向阀48和所述第八单向阀50之间、所述第五单向阀46和所述第六单向阀47之间连接的管路上设有第一馈能单元40，所述第一单向阀32和第二单向阀33之间、所述第三单向阀34和第四单向阀35之间连接的管路上设有第二馈能单元。所述第一馈能单元40由第一液压马达44、第一发电机15、第一整流电路43和第一升压电路42依次连接而成，所述第一液压马达44安装在所述所述第七单向阀48和所述第八单向阀50之间、所述第五单向阀46和所述第六单向阀47之间连接的管道上；所述第二馈能单元由第二液压马达37、第二发电机17、第二整流电路38和第二升压电路39依次连接而成，所述第二液压马达37安装在所述所述第一单向阀32和第二单向阀33之间、所述第三单向阀34和第四单向阀35之间的管道上；所述第一升压电路42和所述第二升压电路39均与电池41电连接。所述第一液压马达44的两端安装有第一蓄能器45和第二蓄能器14；所述第二液压马达37的两端安装有第三蓄能器36和第四蓄能器18。所述第八单向阀50和所述第六单向阀47之间通过管路与所述第一自连管路8和所述第一互联管路13连通；所述第二整流桥22包括第一单向阀32、第二单向阀33、第三单向阀34和第四单向阀35，第一单向阀32和第二单向阀33串联，第三单向阀34和第四单向阀35串联，所述第一单向阀32和第二单向阀33串联作为整体与所述第三单向阀34和第四单向阀35并联；所述第二单向阀33和所述第四单向阀35的方向相反；所述第一单向阀32和所述第三单向阀34的方向相反，所述第一单向阀32和所述第四单向阀35的方向相同，所述第二单向阀33和所述第四单向阀35之间通过管路与所述第二无杆腔连接管路31连接；所述第一单向阀32和所述第三单向阀34之间通过管路与所述第二自连管路23和所述第二互联管路8连通；所述第一单向阀32和第二单向阀33之间、所述第三单向阀34和第四单向阀35之间通过管路连通。所述第一自连管路9上设有第一节流阀10，所述第一互联管路13上设有第二节流阀12，所述第一节流阀10和所述第二节流阀12通过第一节控制线11与所述电控单元16连接；所述第二自连管路23上设有第四节流阀20，所述第二互联管路8上设有第三节流阀19，所述第四节流阀20和所述第三节流阀19通过第二控制线21与所述电控单元16连接。

本发明提供的液压互联式悬架，其工作过程是：当汽车在较差路面上行驶时，悬架***受路面不平激励产生剧烈振动，第一位移传感器1与第二位移传感器30测得的悬架动行程差超过预设值，电控单元16通过第一控制线11、第二控制线21，使第二节流阀12、第三节流阀19打开，第一节流阀10、第四节流阀20闭合。假设第一液压缸活塞5、第二液压缸活塞26同时向上运动，此时左右悬架同时处于压缩行程，第一液压缸无杆腔3内的油液处于高压状态，并通过第一无杆腔连接管路51、第五单向阀46、第一液压马达44、第八单向阀50、第一互联管路13和第二有杆腔连接管路24回流到第二液压缸有杆腔25内，同时第二液压缸无杆腔28内的高压油也会通过第二无杆腔连接管路31、第四单向阀35、第二液压马达37、第一单向阀32、第二互联管路8和第一有杆腔连接管路7回流到第一液压缸有杆腔6内；假设第一液压缸活塞5向上运动，同时第二液压缸26向下运动，且第一液压缸无杆腔3内的油压高于第二液压缸有杆腔25内的油压时，此时***内的油液回路与第一液压缸活塞5、第二液压缸活塞26同时向上运动的情况相同。通过液体的交互，使得左右两轮原本独立的运动产生相互干涉，可以有效降低左右悬架的动行程差，从而提高车辆的防侧倾性能。当汽车在较好路面行驶时，第一位移传感器1与第二位移传感器30测得的悬架动行程差低于预设值，电控单元16通过第一控制线11、第二控制线21，使第二节流阀10、第三节流阀20打开，第一节流阀10、第四节流阀20闭合。假设第一液压缸活塞5向上运动，此时左悬架处于压缩行程，第一液压缸无杆腔3内的油液处于高压状态，并通过第一无杆腔连接管路51、第五单向阀46、第一液压马达44、第八单向阀50、第一自连管路9和第一有杆腔连接管路7回流到第一液压缸有杆腔6内。液压缸有杆腔与无杆腔的自连，大大缩短了***中管路的长度，从而有效减少了油液的沿程损失，提高馈能效率。

本发明提供的液压互联式悬架，其在工作过程中无论处于自连还是互联模式，油液经过蓄能器整流滤波后都会驱动液压马达转动，液压马达带动旋转发电机发电，发电机发出的交流电通过整流电路和升压电路储存在电池中，从而实现活塞上下往复的机械能至电池中电能的转化。

本发明在液电馈能式减振器的基础上采用左右悬架互联的方式，降低了左右悬架动行程之差， 提高了车辆的操纵稳定性。同时，通过两种工作模式的切换可以提高油液动能的传递效率，减少振动能量的损失，从而提高馈能的效率。

Claims (5)

1.一种液压互联式悬架，其特征在于，包括第一液压缸（2）和第二液压缸（29），所述第一液压缸（2）上安装有第一位移传感器（1），所述第二液压缸（29）上安装有第二位移传感器（30），所述第一位移传感器（1）与所述第二位移传感器（30）均与电控单元（16）连接；所述第一液压缸（2）的无杆腔上连接有第一无杆腔连接管路（51），所述第一液压缸（2）的有杆腔上连接有第一有杆腔连接管路（7），所述第一无杆腔连接管路（51）与第一整流桥（49）的输入端连接；所述第二液压缸（29）的无杆腔上连接有第二无杆腔连接管路（31），所述第二液压缸（29）的有杆腔上连接有第二有杆腔连接管路（24），所述第二无杆腔连接管路（31）与第二整流桥（22）的输入端连接；所述第一整流桥（49）一方面通过第一自连管路（9）与所述第一有杆腔连接管路（7）连接，另一方面通过第一互联管路（13）与所述第二有杆腔连接管路（24）连接；所述第二整流桥（22）一方面通过第二自连管路（23）与所述第二有杆腔连接管路（24）连接，另一方面通过第二互联管路（8）与所述第一有杆腔连接管路（7）连接；所述第一自连管路（9）上设有第一节流阀（10），所述第一互联管路（13）上设有第二节流阀（12），所述第一节流阀（10）和所述第二节流阀（12）通过第一控制线（11）与所述电控单元（16）连接；所述第二自连管路（23）上设有第四节流阀（20），所述第二互联管路（8）上设有第三节流阀（19），所述第四节流阀（20）和所述第三节流阀（19）通过第二控制线（21）与所述电控单元（16）连接。

2.根据权利要求1所述的一种液压互联式悬架，其特征在于，所述第一整流桥（49）包括第五单向阀（46）、第六单向阀（47）、第七单向阀（48）和第八单向阀（50），所述第七单向阀（48）和所述第八单向阀（50）串联，所述第五单向阀（46）和所述第六单向阀（47）串联，所述第七单向阀（48）和所述第八单向阀（50）作为整体与所述第五单向阀（46）和所述第六单向阀（47）并联；所述第七单向阀（48）和所述第五单向阀（46）的方向相反，所述第八单向阀（50）和所述第六单向阀（47）的方向相反，所述第八单向阀（50）和所述第五单向阀（46）的方向相同；所述第一无杆腔连接管路（51）与所述第五单向阀（46）和所述第七单向阀（48）通过管路连接；所述第七单向阀（48）和所述第八单向阀（50）之间、所述第五单向阀（46）和所述第六单向阀（47）之间通过管路连通，所述第八单向阀（50）和所述第六单向阀（47）之间通过管路与所述第一自连管路（9）和所述第一互联管路（13）连通；所述第二整流桥（22）包括第一单向阀（32）、第二单向阀（33）、第三单向阀（34）和第四单向阀（35），第一单向阀（32）和第二单向阀（33）串联，第三单向阀（34）和第四单向阀（35）串联，所述第一单向阀（32）和第二单向阀（33）串联作为整体与所述第三单向阀（34）和第四单向阀（35）并联；所述第二单向阀（33）和所述第四单向阀（35）的方向相反；所述第一单向阀（32）和所述第三单向阀（34）的方向相反，所述第一单向阀（32）和所述第四单向阀（35）的方向相同，所述第二单向阀（33）和所述第四单向阀（35）之间通过管路与所述第二无杆腔连接管路（31）连接；所述第一单向阀（32）和所述第三单向阀（34）之间通过管路与所述第二自连管路（23）和所述第二互联管路（8）连通；所述第一单向阀（32）和第二单向阀（33）之间、所述第三单向阀（34）和第四单向阀（35）之间通过管路连通。

3.根据权利要求2所述的一种液压互联式悬架，其特征在于，所述第七单向阀（48）和所述第八单向阀（50）之间、所述第五单向阀（46）和所述第六单向阀（47）之间连接的管路上设有第一馈能单元（40），所述第一单向阀（32）和第二单向阀（33）之间、所述第三单向阀（34）和第四单向阀（35）之间连接的管路上设有第二馈能单元。

4.根据权利要求3所述的一种液压互联式悬架，其特征在于，所述第一馈能单元（40）由第一液压马达（44）、第一发电机（15）、第一整流电路（43）和第一升压电路（42）依次连接而成，所述第一液压马达（44）安装在所述第七单向阀（48）和所述第八单向阀（50）之间、所述第五单向阀（46）和所述第六单向阀（47）之间连接的管道上；所述第二馈能单元由第二液压马达（37）、第二发电机（17）、第二整流电路（38）和第二升压电路（39）依次连接而成，所述第二液压马达（37）安装在所述第一单向阀（32）和第二单向阀（33）之间、所述第三单向阀（34）和第四单向阀（35）之间的管道上；所述第一升压电路（42）和所述第二升压电路（39）均与电池（41）电连接。

5.根据权利要求4所述的一种液压互联式悬架，其特征在于，所述第一液压马达（44）的两端安装有第一蓄能器（45）和第二蓄能器（14）；所述第二液压马达（37）的两端安装有第三蓄能器（36）和第四蓄能器（18）。