泵式減振器及交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泵式減振器及交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，包括兩個活塞設(shè)有可向上單向開啟活塞閥的泵式減振器，即左泵式減振器和右泵式減振器，左泵式減振器出油口處的單向閥G與液壓馬達的進油口相連，液壓馬達的出油口通過油管E與右泵式減振器進油口處的單向閥J連接，右泵式減振器出油口處的單向閥I通過油管F與左泵式減振器進油口處的單向閥H連接；蓄能器與油管F連接；液壓馬達的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸固連，發(fā)電機對蓄電池進行蓄電，并且由控制器控制發(fā)電機的工作狀態(tài)。本發(fā)明通過巧妙的泵式減振器實現(xiàn)油液單向流動，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高；其循環(huán)油液流量大，能量回收效率高，且通過左右交聯(lián)的懸架形式，提高了車輛抗側(cè)傾能力。
【專利說明】泵式減振器及交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛底盤【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于車輛懸架減振系統(tǒng)的泵式減振器及交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]懸掛系統(tǒng)用于緩沖車輛在行駛過程中不平路面?zhèn)鬟f給車體的沖擊載荷，并衰減車體的振動，對車輛的平順性、乘坐舒適性及操縱穩(wěn)定性等有很大影響。
[0003]目前在汽車上廣泛使用的仍然是被動懸架，由于彈簧剛度和減振器阻尼系數(shù)不可調(diào)，不能隨外部路面狀況而改變，設(shè)計時只能保證在某種特定行駛工況下達到良好減振性能，而難以適應(yīng)不同的道路狀況，因而減振性能有限。采用主動懸架可實現(xiàn)在不同的行駛條件下懸架性能最優(yōu)，顯著改善車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性，但由于主動懸架需要消耗大量的能量來抑制不平路面造成的沖擊，因此使用成本較高。
[0004]同時，傳統(tǒng)懸掛中的減振器以熱量的形式將振動能耗散掉，從而衰減車輛的振動。而被耗散的能量是車輛能耗的重要組成部分，只是一直未被重視及利用。當前節(jié)能是汽車設(shè)計中重點考慮的問題之一，解決主動懸架高能耗問題勢在必行，而能量回饋是減低能耗和減少使用成本的一個重要手段。
[0005]因此，主動饋能懸架應(yīng)運而生，其目標就是回收由不平路面激勵引起的振動能量，供以主動減振之用。尤其針對商用車、越野車輛等，行駛路況惡劣，懸掛系統(tǒng)振動劇烈，加之車輛質(zhì)量大，能量回收潛力更大。對于混合動力汽車和電動汽車，由于具有加大容量的蓄電池，也是主動饋能懸架的主要應(yīng)用對象。
[0006]目前的主動饋能懸架主要是電磁式和液電式兩種，其中研究較多的電磁式饋能懸架的承載能力較低，主要用于自重較小、道路工況較好的乘用車，能量回收潛力有限；此外，電磁式饋能懸架中的靜載問題一直沒有得到很好地解決。因此，針對重型商用車、礦用車、軍用車、工程車等自重較大且道路工況差的車輛進行饋能懸架研究，更有實際意義。此時，承載能力大、結(jié)構(gòu)可靠性高的液電式饋能懸架更具優(yōu)勢。
[0007]同時，現(xiàn)有饋能懸架均針對單個車輪，每一車輪采用一套饋能系統(tǒng)，這樣每個車輪的阻尼力單獨控制，不僅使得部件有冗余，還增加了整車阻尼特性控制難度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種泵式減振器及交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，其循環(huán)油液流量大，能量回收效率高，且通過左右交聯(lián)的懸架形式，提高了車輛抗側(cè)傾能力。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0010]一種泵式減振器1，包括與車架連接的上吊環(huán)11，與上吊環(huán)11固連的活塞桿12，通過固定螺母17與活塞桿12固連的活塞16，活塞16設(shè)有可向上單向開啟活塞閥15，活塞16伸入到缸筒組件14中，將其分為有桿腔13和無桿腔18，缸筒組件14下端固定有下吊環(huán)19，下吊環(huán)19與車輪組件連接；所述的無桿腔18和有桿腔13分別開有進油口和出油口，并分別與單向閥B22和單向閥A21相連；單向閥B22和單向閥A21通過油管B32連接，儲能器5通過油管C33與油管B32相連通；
[0011]當車輛經(jīng)過不平路面或在轉(zhuǎn)彎及制動過程時，將使車輪相對于車架產(chǎn)生往復(fù)運動，進而導致活塞桿12及活塞16相對于缸筒組件14上下移動；
[0012]當活塞16向上運動時，活塞閥15關(guān)閉，單向閥A21開啟，有桿腔13中的油液流經(jīng)單向閥A21、油管B32及單向閥B22進入無桿腔18，由于活塞桿12的抽出，有桿腔13流出的油液不足以充滿無桿腔18，此時，蓄能器5將釋放油液以充滿無桿腔18 ；
[0013]當活塞16向下運動時，單向閥B22關(guān)閉，活塞閥15開啟，無桿腔18中的油液通過活塞閥15進入有桿腔13，由于活塞桿12占據(jù)一定體積，部分油液將繼續(xù)推開單向閥A21 ；由于單向閥B22關(guān)閉，油液將進入儲能器5 ;
[0014]由此可見，無論活塞16向上還是向下運動，油液均為順時針流動。當該泵式減振器I作為傳統(tǒng)減振器時，其伸張阻力靠單向閥A21、油管及單向閥B22處產(chǎn)生的阻力提供，其壓縮阻力靠活塞閥15、單向閥A21及油管處產(chǎn)生的阻力提供。
[0015]一種交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，包括兩個上述的泵式減振器，即左泵式減振器101和右泵式減振器102，左泵式減振器101出油口處的單向閥G201與液壓馬達4的進油口相連，液壓馬達4的出油口通過油管E301與右泵式減振器102進油口處的單向閥J204連接，右泵式減振器102出油口處的單向閥1203通過油管F302與左泵式減振器101進油口處的單向閥H202連接；蓄能器5與油管F302連接；
[0016]所述的液壓馬達4的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機6的轉(zhuǎn)軸固連,發(fā)電機6對蓄電池7進行蓄電，并且由控制器8控制發(fā)電機6的工作狀態(tài)；
[0017]分析所述油路可見，無論兩個泵式減振器如何運動，油液總是單向地流動，進而推動液壓馬達4單向旋轉(zhuǎn)。
[0018]由于采用上述左右交聯(lián)的懸架形式，增大了懸架運動行程和油液排量，進而提升了發(fā)電量；而且通過控制器8對發(fā)電機6外接負載的控制，實現(xiàn)不同側(cè)傾阻尼，抑制車身過度側(cè)傾；該方案可提高車輛越野能力，尤其適用于需要較高越野能力的軍用車輛及SUV等。
[0019]優(yōu)選地，在同一車軸的兩個泵式減振器出油口均安裝有液壓馬達及發(fā)電機，即左泵式減振器101出油口處的單向閥G201與左液壓馬達401的進油口相連，左液壓馬達401的出油口通過油管E301與右泵式減振器102進油口處的單向閥J204連接，右泵式減振器102出油口處的單向閥1203與右液壓馬達402的進油口相連，右液壓馬達402的出油口通過油管F302與左泵式減振器101進油口處的單向閥H202連接；左儲能器501、右儲能器502分別與油管F302、油管E301連接，左發(fā)電機601、右發(fā)電機602的轉(zhuǎn)軸分別與左液壓馬達401、右液壓馬達402的轉(zhuǎn)軸連接；兩個發(fā)電機共用蓄電池7及控制器8 ;該方案利于提高側(cè)傾阻尼力，且消除左右車輪的阻尼力干涉問題，避免產(chǎn)生空行程。
[0020]一種雙軸交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，包括兩套上述的交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，其兩軸共用控制器8和蓄電池7 ;通過控制器8控制前后軸產(chǎn)生不同的阻尼力，可實現(xiàn)抵抗車輛的制動點頭和加速抬頭現(xiàn)象。
[0021]上述方案也適用于三軸或更多軸的車輛，如全地面起重機、鉸接轉(zhuǎn)向式工程車輛、重型車輛及高速列車等。[0022]值得注意的是，前述的泵式減振器用于交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)時，其活塞閥15及各個單向閥的開啟壓力均非常小，而且各油管直徑也足夠大，使得沿程阻力降到最低；而減振器所需的阻力作用絕大部分在液壓馬達4處產(chǎn)生，通過控制器8控制發(fā)電機6外接不同的負載，實現(xiàn)發(fā)電機6產(chǎn)生不同大小的反電動勢，進而使液壓馬達4對流經(jīng)的油液產(chǎn)生不同大小的阻力，得到理想的減振器阻尼特性。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]( I)通過巧妙的泵式減振器設(shè)計，實現(xiàn)油液單向流動，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高；
[0025](2)通過主動控制，在振動能量回收、提高燃油經(jīng)濟性的同時，提高車輛的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性；
[0026](3)交聯(lián)式饋能懸架設(shè)計方案，不僅可以使得兩輪共用液壓馬達、發(fā)電機、控制器及蓄電池，進一步降低系統(tǒng)成本，而且通過左右交聯(lián)懸架形式即主動控制，實現(xiàn)不同側(cè)傾阻尼，抑制車身過度側(cè)傾，還可以提高車輛越野性能；交聯(lián)后油液排量增大，也提升了饋能發(fā)電量;
[0027](4)通過在兩軸、三軸或更多軸數(shù)的車輛中應(yīng)用上述交聯(lián)饋能懸架，不僅共用控制器和蓄電池，降低成本，還使得整車控制更容易實現(xiàn)，通過控制器對不同車軸施加阻尼力控制，實現(xiàn)抵抗制動點頭和加速抬頭現(xiàn)象；尤其適合于工程車輛、軍用越野車輛等行駛工況惡劣以及商用車、高速列車等自重較大的車輛；
[0028](5)利用同一車軸的設(shè)有兩個泵式減振器、兩套液壓馬達及發(fā)電機雙蓄能器的左右交聯(lián)懸架方案，不僅提高了整車抗側(cè)傾能力，且消除左右車輪的阻尼力干涉問題，避免產(chǎn)生空行程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的一種泵式減振器；
[0030]圖2為本發(fā)明的一種交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)；
[0031]圖3為本發(fā)明的一種雙軸交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)；
[0032]圖4為本發(fā)明的一種三軸交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)；
[0033]圖5為本發(fā)明的一種交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)的另一實施例。
[0034]圖中:
[0035]1、泵式減振器；101、左泵式減振器；102、右泵式減振器；
[0036]11、上吊環(huán)；12、活塞桿；13、有桿腔；14、缸筒組件；141、內(nèi)缸筒；142、外缸筒；
[0037]15、活塞閥；16、活塞；17、固定螺母；18、無桿腔；19、下吊環(huán)；
[0038]21、單向閥A ;22、單向閥B ;201、單向閥G ;202、單向閥H ；
[0039]203、單向閥I ;204、單向閥J ；
[0040]32、油管 B ;33、油管 C ;301、油管 E ;302、油管 F ；
[0041]4、液壓馬達；401、左液壓馬達；402、右液壓馬達；
[0042]5、儲能器；501、左儲能器；502、右儲能器；
[0043]6、發(fā)電機；601、左發(fā)電機；602、右發(fā)電機；
[0044]7、蓄電池；8、控制器。【具體實施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細介紹。
[0046]圖1為本發(fā)明的一種泵式減振器，包括與車架連接的上吊環(huán)11，與上吊環(huán)11固連的活塞桿12，通過固定螺母17與活塞桿12固連的活塞16，活塞16設(shè)有可向上單向開啟活塞閥15，活塞16伸入到缸筒組件14中，將其分為有桿腔13和無桿腔18，缸筒組件14下端固定有下吊環(huán)19，下吊環(huán)19與車輪組件連接；所述的無桿腔18和有桿腔13分別開有進油口和出油口，并分別與單向閥B22和單向閥A21相連；單向閥B22和單向閥A21通過油管B32連接，儲能器5通過油管C33與油管B32相連通；
[0047]當車輛經(jīng)過不平路面或在轉(zhuǎn)彎及制動過程時，將使車輪相對于車架產(chǎn)生往復(fù)運動，進而導致活塞桿12及活塞16相對于缸筒組件14上下移動；
[0048]當活塞16向上運動時，活塞閥15關(guān)閉，單向閥A21開啟，有桿腔13中的油液流經(jīng)單向閥A21、油管B32及單向閥B22進入無桿腔18，由于活塞桿12的抽出，有桿腔13流出的油液不足以充滿無桿腔18，此時，蓄能器5將釋放油液以充滿無桿腔18 ；
[0049]當活塞16向下運動時，單向閥B22關(guān)閉，活塞閥15開啟，無桿腔18中的油液通過活塞閥15進入有桿腔13，由于活塞桿12占據(jù)一定體積，部分油液將繼續(xù)推開單向閥A21 ；由于單向閥B22關(guān)閉，油液將進入儲能器5 ;
[0050]由此可見，無論活塞16向上還是向下運動，油液均為順時針流動。當該泵式減振器I作為傳統(tǒng)減振器時，其伸張阻力靠單向閥A21、油管及單向閥B22處產(chǎn)生的阻力提供，其壓縮阻力靠活塞閥15、單向閥A21及油管處產(chǎn)生的阻力提供。
[0051]圖2為本發(fā)明的一種交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，包括兩個上述的泵式減振器，即左泵式減振器101和右泵式減振器102，左泵式減振器101出油口處的單向閥G201與液壓馬達4的進油口相連，液壓馬達4的出油口通過油管E301與右泵式減振器102進油口處的單向閥J204連接，右泵式減振器102出油口處的單向閥1203通過油管F302與左泵式減振器101進油口處的單向閥H202連接；蓄能器5與油管F302連接；
[0052]所述的液壓馬達4的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機6的轉(zhuǎn)軸固連，發(fā)電機6對蓄電池7進行蓄電，并且由控制器8控制發(fā)電機6的工作狀態(tài)；
[0053]分析所述油路可見，無論兩個泵式減振器如何運動，油液總是單向地流動，進而推動液壓馬達4單向旋轉(zhuǎn)。
[0054]由于采用上述左右交聯(lián)的懸架形式，增大了懸架運動行程和油液排量，進而提升了發(fā)電量；而且通過控制器8對發(fā)電機6外接負載的控制，實現(xiàn)不同側(cè)傾阻尼，抑制車身過度側(cè)傾；該方案可提高車輛越野能力，尤其適用于需要較高越野能力的軍用車輛及SUV等。
[0055]優(yōu)選地，如圖5所示，在同一車軸的兩個泵式減振器出油口均安裝有液壓馬達及發(fā)電機，即左泵式減振器101出油口處的單向閥G201與左液壓馬達401的進油口相連，左液壓馬達401的出油口通過油管E301與右泵式減振器102進油口處的單向閥J204連接，右泵式減振器102出油口處的單向閥1203與右液壓馬達402的進油口相連，右液壓馬達402的出油口通過油管F302與左泵式減振器101進油口處的單向閥H202連接；左儲能器501、右儲能器502分別與油管F302、油管E301連接，左發(fā)電機601、右發(fā)電機602的轉(zhuǎn)軸分別與左液壓馬達401、右液壓馬達402的轉(zhuǎn)軸連接；兩個發(fā)電機共用蓄電池7及控制器8 ;該方案利于提高側(cè)傾阻尼力，且消除左右車輪的阻尼力干涉問題，避免產(chǎn)生空行程。[0056]如圖3所示，本發(fā)明的一種雙軸交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，包括兩套上述的交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，其兩軸共用控制器8和蓄電池7 ;通過控制器8控制前后軸產(chǎn)生不同的阻尼力，可實現(xiàn)抵抗車輛的制動點頭和加速抬頭現(xiàn)象。
[0057]如圖4所示，上述方案也適用于三軸或更多軸的車輛，如全地面起重機、鉸接轉(zhuǎn)向式工程車輛、重型車輛及高速列車等。
[0058]值得注意的是，前述的泵式減振器用于交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)時，其活塞閥15及各個單向閥的開啟壓力均非常小，而且各油管直徑也足夠大，使得沿程阻力降到最低；而減振器所需的阻力作用絕大部分在液壓馬達4處產(chǎn)生，通過控制器8控制發(fā)電機6外接不同的負載，實現(xiàn)發(fā)電機6產(chǎn)生不同大小的反電動勢，進而使液壓馬達4對流經(jīng)的油液產(chǎn)生不同大小的阻力，得到理想的減振器阻尼特性。
[0059]上述實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種泵式減振器，包括與車架連接的上吊環(huán)(11)，與上吊環(huán)(11)固連的活塞桿(12)， 通過固定螺母(17)與活塞桿(12)固連的活塞(16)，活塞(16)伸入到缸筒組件(14)中，將其分為有桿腔(13)和無桿腔(18)，缸筒組件(14)下端固定有下吊環(huán)(19)，下吊環(huán)(19)與車輪組件連接；其特征在于: 所述的活塞(16)設(shè)有可向上單向開啟活塞閥(15)； 所述的無桿腔(18)和有桿腔(13)分別開有進油口和出油口，并分別與單向閥B(22)和單向閥A(21)相連；單向閥B (22)和單向閥A(21)通過油管B (32)連接，儲能器(5)通過油管C(33)與油管B(32)相連通。
2.一種交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，其特征在于: 包括兩個權(quán)利要求1所述的泵式減振器，即左泵式減振器(101)和右泵式減振器(102)，其中左泵式減振器(101)出油口處的單向閥G(201)與液壓馬達(4)的進油口相連，液壓馬達(4)的出油口通過油管E(301)與右泵式減振器(102)進油口處的單向閥J(204)連接，右泵式減振器(102)出油口處的單向閥1 (203)通過油管F(302)與左泵式減振器(101)進油口處的單向閥H(202)連接；蓄能器(5)與油管F(302)連接； 所述的液壓馬達⑷的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(6)的轉(zhuǎn)軸固連，發(fā)電機(6)對蓄電池(7)進行蓄電，并且由控制器(8)控制發(fā)電機(6)的工作狀態(tài)。
3.一種交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，其特征在于: 包括兩個權(quán)利要求1所述的泵式減振器，即左泵式減振器(101)和右泵式減振器(102)，其中左泵式減振器(101)出油口處的單向閥G(201)與左液壓馬達(401)的進油口相連，左液壓馬達(401)的出油口通過油管E (301)與右泵式減振器(102)進油口處的單向閥J(204)連接，右泵式減振器(102)出油口處的單向閥1 (203)與右液壓馬達(402)的進油口相連，右液壓馬達(402)的出油口通過油管F(302)與左泵式減振器(101)進油口處的單向閥H(202)連接；左儲能器(501)、右儲能器(502)分別與油管F(302)、油管E(301)連接，左發(fā)電機(601)、右發(fā)電機(602)的轉(zhuǎn)軸分別與左液壓馬達(401)、右液壓馬達(402)的轉(zhuǎn)軸連接；兩個發(fā)電機共用蓄電池(7)及控制器(8)。
4.一種雙軸交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，其特征在于: 包括兩套權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的交聯(lián)饋能主動懸架系統(tǒng)，其兩軸共用控制器(8)和蓄電池(7);控制器(8)控制前后軸產(chǎn)生不同的阻尼力。
【文檔編號】F16F9/19GK103470673SQ201310441367
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】郭孔輝, 張玉新, 陳禹行, 劉洋 申請人:吉林大學