CN109899434A - 一种减振器及使用该减振器的悬架***、车辆 - Google Patents

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李师
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Abstract

本发明涉及一种减振器及使用该减振器的悬架***、车辆,以适应车辆的不同行驶工况。减振器包括缸体,缸体内具有气压腔,气压腔内设有气压腔活塞,气压腔活塞和缸体的相背的一端设有分别用于与车架和车桥对应相连的连接结构,缸体内沿气压腔活塞的移动方向位置可调地密封设置有浮动活塞,所述浮动活塞与缸体合围成封闭的所述气压腔,减振器还包括用于通过调整浮动活塞的位置来调整气压腔的容积进而改变气压腔内气压大小的调整结构。在气量不变的前提下通过改变气压腔的容积来改变气压的大小,行驶过程中不需要配备供气管路。而且本发明的减振器不需要配备额外的多根减振器,简化了结构,减轻了整车簧下质量。

Description

一种减振器及使用该减振器的悬架***、车辆
技术领域
本发明涉及一种减振器及使用该减振器的悬架***、车辆。
背景技术
现有技术中,在车架和车桥之间设置有减振器,通过减振器产生的阻尼作用来增加车辆行驶的平顺性和安全性。车辆在行驶过程中,由于不平路面较多,加上减速带等颠簸路面经常出现,导致车辆在通过这些比较差的路面时,产生冲击感大,颠簸严重等极其不舒服的问题,导致客户抱怨,乘客乘坐极其不舒服。为了解决这些问题,解决方法之一为将悬架刚度降低,减振器阻尼力调小,获得更舒适的悬架性能,但由于降低了悬架的刚度和阻尼,也带来了操控不足,侧倾感较大,导致驾乘安全感降低的问题。
现有技术中的减振器多如授权公告号为CN202468816U所示的实用新型专利所示,气压减振器包括缸体,缸体内具有气压腔,在气压腔内设置有活塞,活塞和缸体的其中一个连接车架、另一个连接车桥,在活塞上设置有阻尼孔。车架和车桥相对移动时,缸体内的气体由阻尼孔内通过,产生阻尼的作用。但是现有技术中的减振器的阻尼力不可调,无法适应不同的工况,无法兼顾操作稳定性和乘坐的舒适性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减振器,以适应车辆的不同行驶工况;还提供使用该减振器的悬架***及车辆。
为实现上述目的,本发明减振器的技术方案是:
方案一:一种减振器,包括缸体,缸体内具有气压腔,气压腔内设有气压腔活塞,气压腔活塞和缸体的相背的一端设有分别用于与车架和车桥对应相连的连接结构,缸体内沿气压腔活塞的移动方向位置可调地密封设置有浮动活塞,所述浮动活塞与缸体合围成封闭的所述气压腔,减振器还包括用于通过调整浮动活塞的位置来调整气压腔的容积进而改变气压腔内气压大小的调整结构。
本发明的有益效果是:气压腔为封闭结构,气压腔内的气量保持不变,使用时。当车辆在不平路面行驶,需要降低悬架***的刚度和阻尼力时,调整结构调节浮动活塞的位置,增加气压腔的容积,降低气压腔内的气压值,进而降低悬架***的刚度和阻尼力;当车辆行驶在较好的路面或紧急变道或紧急制动或加速,需要提高悬架***的刚度和阻尼力,提高安全性能时,调整结构调节浮动活塞的位置,降低气压腔的容积,增加气压腔内的气压值,进而提高悬架***的刚度和阻尼力。本发明的气压腔为封闭结构,使用时不会出现漏气或供气不足的现象,利用气体可被压缩的特性,在气量不变的前提下通过改变气压腔的容积来改变气压的大小,行驶过程中不需要配备供气管路。而且本发明的减振器不需要配备额外的多根减振器,简化了结构,减轻了整车簧下质量。
方案二:在方案一的基础上,调整结构包括由缸体和所述浮动活塞合围成的液压腔,所述液压腔腔壁上设有进出油口。
方案三:在方案一或方案二的基础上,所述缸体上于浮动活塞和气压腔活塞之间设置有用于限制浮动活塞和气压腔活塞相对移动极限的限位块。
方案四:在方案一或方案二的基础上,所述气压腔包括由气压腔活塞分隔而成的有杆腔和无杆腔,所述活塞上设有供气体由有杆腔单向通入无杆腔的溢流阀和供气体由无杆腔单向通入有杆腔的泄压阀。
本发明悬架***的技术方案是:
方案一:一种悬架***,包括减振器,减振器包括缸体,缸体内具有气压腔,气压腔内设有气压腔活塞,气压腔活塞和缸体的相背的一端分别对应连接所述的车架和车桥,缸体内沿气压腔活塞的移动方向位置可调地密封设置有浮动活塞,所述浮动活塞与缸体合围成封闭的所述气压腔,减振器还包括用于通过调整浮动活塞的位置来调整气压腔的容积进而改变气压腔内气压大小的调整结构。
方案二:在方案一的基础上,调整结构包括由缸体和所述浮动活塞合围成的液压腔,所述液压腔的腔壁上设有进出油口,所述进出油口上通过油液管线连接有油泵。
方案三:在方案一或方案二的基础上,所述缸体上于浮动活塞和气压腔活塞之间设置有用于限制浮动活塞和气压腔活塞相对移动极限的限位块。
方案四:在方案一或方案二的基础上,所述气压腔包括由气压腔活塞分隔而成的有杆腔和无杆腔,所述活塞上设有供气体由有杆腔单向通入无杆腔的溢流阀和供气体由无杆腔单向通入有杆腔的泄压阀。
方案五:在方案一或方案二的基础上,悬架***包括控制部分,控制部分包括测量气压腔内气压的压力传感器,还包括控制器,控制器具有用于采集CAN总线中的速度信号、纵向加速度信号、方向盘转角信号、方向盘转角速度信号、制动踏板信号、油门踏板信号以及所述压力传感器的压力信号中的至少一个的信号采集端口,所述控制器控制连接有所述的调整结构。
本发明车辆的技术方案是:
方案一:一种车辆,包括悬架***,悬架***包括减振器,减振器包括缸体,缸体内具有气压腔,气压腔内设有气压腔活塞,气压腔活塞和缸体的相背的一端分别对应连接所述的车架和车桥,缸体内沿气压腔活塞的移动方向位置可调地密封设置有浮动活塞,所述浮动活塞与缸体合围成封闭的所述气压腔,减振器还包括用于通过调整浮动活塞的位置来调整气压腔的容积进而改变气压腔内气压大小的调整结构。
方案二:在方案一的基础上,调整结构包括由缸体和所述浮动活塞合围成的液压腔,所述液压腔的腔壁上设有进出油口,所述进出油口上通过油液管线连接有油泵。
方案三:在方案一或方案二的基础上,所述缸体上于浮动活塞和气压腔活塞之间设置有用于限制浮动活塞和气压腔活塞相对移动极限的限位块。
方案四:在方案一或方案二的基础上,所述气压腔包括由气压腔活塞分隔而成的有杆腔和无杆腔,所述活塞上设有供气体由有杆腔单向通入无杆腔的溢流阀和供气体由无杆腔单向通入有杆腔的泄压阀。
方案五:在方案一或方案二的基础上,悬架***包括控制部分,控制部分包括测量气压腔内气压的压力传感器,还包括控制器,控制器具有用于采集CAN总线中的速度信号、纵向加速度信号、方向盘转角信号、方向盘转角速度信号、制动踏板信号、油门踏板信号以及所述压力传感器的压力信号中的至少一个的信号采集端口,所述控制器控制连接有所述的调整结构。
附图说明
图1为本发明提供的车辆中悬架***、车架和车桥处的装配示意图;
图2为图1中悬架***的示意图;
图3为图2中减振器的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的车辆的具体实施例,如图1至图3所示,车辆包括车架1、车桥2和连接两者的悬架***3,悬架***3包括减振器和控制部分。
减振器包括形成密封腔的缸体5,密封腔包括气压腔7和油压腔12,气压腔7和油压腔12之间通过浮动活塞11分隔开。浮动活塞11密封移动导向装配于缸体5内,位于浮动活塞上的为气压腔7,位于浮动活塞11下的为液压腔12。在气压腔7内密封导向移动装配有气压腔活塞8,气压腔活塞的背离油压腔的一端一体成型有活塞杆6,活塞杆6的一端由缸体内密封穿出。在活塞杆6的穿出端上设置有车架连接环4,用来与车架1相连。在缸体5的朝向车桥的一端设置有车桥连接环13,用来与车桥相连。
气压腔活塞8将气压腔7分隔为上部的有杆腔和下部的无杆腔,在气压腔活塞8上设置有溢流阀9和泄压阀14,溢流阀9为由有杆腔至无杆腔中单向导通的单向阀,控制气体仅能从有杆腔流入无杆腔中,在流动的过程中产生阻尼力。泄压阀14为由无杆腔至有杆腔单向导通的单向阀,控制气体仅能从无杆腔流入有杆腔中,在流动的过程中产生阻尼力。本实施例中,在无杆腔的腔壁上安装有限位块10,对气压腔活塞8向下的移动极限和浮动活塞11向上的移动极限进行限制。
在有杆腔的腔壁上开设有进排气口,进排气口上安装有气桩15,气桩15为加气塞。在正常使用时,气桩15封闭,使气压腔7内的气量保持恒定。在初始安装和停车调试时,通过气桩15向气压腔内充入气体或者将气压腔内多余的气体排掉。在油压腔12的腔壁上开设有进出油口,进出油口连通液压管路16。
电控***包括压力传感器14,压力传感器14测出气压腔7的气压。电控***包括CAN总线23,CAN总线23能够测出速度信号、纵向加速度信号、方向盘转角信号、方向盘转角速度信号、制动踏板信号、油门踏板信号。控制器21与CAN总线23之间通过输入信号线22相连,能够采集上述的各信号,同时,压力传感器14也与控制器21相连。控制器21通过输出信号线20与油泵18相连,同时电控***还包括位于液压管路16上的流量计19,流量计19用来测出泵入油压腔内的油液量。在液压管路16的端部设置有储能器17,用来储存由油压腔12中排出的油液。
本发明的使用过程如下:
一、当车辆行驶在高速工况下,控制器21采集CAN总线23内的速度信号辨别出整车处于高速工况,并结合通过压力传感器采集到的气压腔内的气压信号,再根据前期标定的数据做出判断。通过输出信号线20,向油泵发出指令,向液压腔内泵入一定的油液,泵入的油液量由流量计测量,增大液压腔的容积,推动浮动活塞11向上移动,压缩气压腔的容积。由于气压腔内的气量为定值,气压腔容积的减小会增大气压腔的气压,从而增大悬架刚度和阻尼力,获得良好的操纵稳定性,保证整车安全。
二、当车辆行驶在一般的公路或颠簸路等不平路面工况时,控制器通过采集CAN总线23里的速度信号、纵向加速度信号,辨识出整车处于一般公路或颠簸路等不平路面工况,并结合通过压力传感器采集到的气压腔内的气压信号,在根据前期标定的数据做出判断,通过输出信号线20向油泵18发出指令。从液压腔12内抽出一定的油液,抽出的油液量由流量计测量,减小液压腔的容积。浮动活塞11在气压腔内的气压作用下向下移动,增大了气压腔的容积。在气量一定的基础上,气压腔7容积的增大,使气压腔7内的气压减小,从而降低了悬架刚度和阻尼力,获得良好的乘坐舒适性。
三、当车辆紧急变道时,控制器通过采集CAN总线23里的方向盘转角信号及方向盘转角速度信号,辨识出整车处于紧急变道工况,并结合通过压力传感器采集到的气压腔内的气压信号,根据前期标定的数据做出判断,通过输出信号线,向油泵18发出指令,向液压腔12内泵入一定的油液,泵入的油液量由流量计测量,增大油压腔内的体积,从而减小气压腔内的容积,在气体一定的情况下,气压腔7容积的减小会加大气压腔的气压,从而增大了悬架刚度和阻尼力,获得良好的操纵稳定性,保证整车安全。
四、当车辆紧急制动或急加速时,控制器21通过采集CAN总线23里的制动踏板信号或油门踏板信号辨识出整车处于紧急制动或紧急加速工况,并结合通过压力传感器采集到的气压腔内的气压信号,根据前期标定的数据做出判断,通过输出信号线,向油泵发出指令,向液压腔12内泵入移动的油液,泵入的油液量由流量计测量,增大液压腔内的体积,从而减小气压腔7的容积,在气体一定的情况下,容积的减小使气压腔内的气压增大,从而增大了悬架刚度和阻尼力,获得良好的操纵稳定性,保证整车安全。
本发明中,通过向油压腔内通入液压油和由油压腔内抽出液压油,利用油液不可被压缩的特性,来改变气压腔的容积,在气量不变的前提下改变气压腔内的气压值,利用气体可被压缩的特性,进而改变悬架刚度和阻尼力,满足不同的形式工况。本发明实现了悬架变阻尼的功能,兼顾提升了车辆行驶过程中的操纵稳定性和行驶平顺性。本发明中,气压腔内的气量不变,正常行驶时与充放气结构不相连,防止气压腔内的气体出现泄漏。
同时,本发明的悬架***节省了整车悬架安装空间,对于客车来说,相当于节省了4-6根减振器以及安装支架的空间和重量,极大地简化了悬架结构,减轻了整车簧下质量,对于平顺性的提升带来了较大的贡献,再加上电控***可以实时根据外界工况信息,控制油泵18的泵油量,从而改变液压腔12的体积,间接改变气压腔7的气压,实现了悬架变阻尼的功能,兼顾提升了车辆行驶过程中的操纵稳定性和行驶平顺性。
本实施例中,液压腔及液压腔内容量可变的油液构成了调整浮动活塞位置的调整结构。在其他实施例中,调整结构可以为其他结构,如可以为推动浮动活塞移动并在移动到位后固定浮动活塞位置的剪叉式升降平台,通过液压驱动升降。
本实施例中,液压腔的腔壁上仅设置一个进出油口,进油和出油均通过该进出油口实现,在其他实施例中,可以在液压腔的腔壁上既设置进油口,又设置出油口。
本实施例中,气压腔中的有杆腔和无杆腔通过溢流阀和泄压阀实现阻尼连通的作用,在其他实施例中,可以采用其他的方式实现阻尼连通,如采用授权公告号为CN202468816U的实用新型专利中所示的方式。
本实施例中,活塞杆6和车架连接环4构成了与车架相连的连接结构,车桥连接环13构成了与车桥相连的连接结构。电控***中除CAN总线外的部分构成了控制部分,在控制器上设置有信号采集端口,信号采集端口上连接输入信号线。
本发明悬架***的具体实施例,悬架***的结构与上述实施例的结构一致,其内容不再赘述。
本发明减振器的具体实施例,减振器的结构与上述实施例的结构一致,其内容不再赘述。

Claims (10)

1.一种减振器,包括缸体,缸体内具有气压腔,气压腔内设有气压腔活塞,气压腔活塞和缸体的相背的一端设有分别用于与车架和车桥对应相连的连接结构,其特征在于:缸体内沿气压腔活塞的移动方向位置可调地密封设置有浮动活塞,所述浮动活塞与缸体合围成封闭的所述气压腔,减振器还包括用于通过调整浮动活塞的位置来调整气压腔的容积进而改变气压腔内气压大小的调整结构。
2.根据权利要求1所述的减振器,其特征在于:调整结构包括由缸体和所述浮动活塞合围成的液压腔,所述液压腔腔壁上设有进出油口。
3.根据权利要求1或2所述的减振器,其特征在于:所述缸体上于浮动活塞和气压腔活塞之间设置有用于限制浮动活塞和气压腔活塞相对移动极限的限位块。
4.根据权利要求1或2所述的减振器,其特征在于:所述气压腔包括由气压腔活塞分隔而成的有杆腔和无杆腔,所述活塞上设有供气体由有杆腔单向通入无杆腔的溢流阀和供气体由无杆腔单向通入有杆腔的泄压阀。
5.一种悬架***,包括减振器,减振器包括缸体,缸体内具有气压腔,气压腔内设有气压腔活塞,气压腔活塞和缸体的相背的一端分别对应连接所述的车架和车桥,其特征在于:缸体内沿气压腔活塞的移动方向位置可调地密封设置有浮动活塞,所述浮动活塞与缸体合围成封闭的所述气压腔,减振器还包括用于通过调整浮动活塞的位置来调整气压腔的容积进而改变气压腔内气压大小的调整结构。
6.根据权利要求5所述的悬架***,其特征在于:调整结构包括由缸体和所述浮动活塞合围成的液压腔,所述液压腔的腔壁上设有进出油口,所述进出油口上通过油液管线连接有油泵。
7.根据权利要求5或6所述的悬架***,其特征在于:所述缸体上于浮动活塞和气压腔活塞之间设置有用于限制浮动活塞和气压腔活塞相对移动极限的限位块。
8.根据权利要求5或6所述的悬架***,其特征在于:所述气压腔包括由气压腔活塞分隔而成的有杆腔和无杆腔,所述活塞上设有供气体由有杆腔单向通入无杆腔的溢流阀和供气体由无杆腔单向通入有杆腔的泄压阀。
9.根据权利要求5或6所述的悬架***,其特征在于:悬架***包括控制部分,控制部分包括测量气压腔内气压的压力传感器,还包括控制器,控制器具有用于采集CAN总线中的速度信号、纵向加速度信号、方向盘转角信号、方向盘转角速度信号、制动踏板信号、油门踏板信号以及所述压力传感器的压力信号中的至少一个的信号采集端口,所述控制器控制连接有所述的调整结构。
10.一种车辆,包括悬架***、车架和车桥,悬架***包括减振器,减振器包括缸体,缸体内具有气压腔,气压腔内设有气压腔活塞,气压腔活塞和缸体的相背的一端分别对应连接所述的车架和车桥,其特征在于:缸体内沿气压腔活塞的移动方向位置可调地密封设置有浮动活塞,所述浮动活塞与缸体合围成封闭的所述气压腔,减振器还包括用于通过调整浮动活塞的位置来调整气压腔的容积进而改变气压腔内气压大小的调整结构。
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