专利名称：全自动机械式车高调节油气悬架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全自动机械式车高调节油气悬架，属于油气悬架技术领域。
背景技术：
机动车辆如客车、货车载荷变化范围大且比较频繁，对于装有普通悬架的车辆，其 车身高度无法根据载荷变化情况进行调节。车身高度的变化造成了悬架运动学特性的改 变，加剧了轮胎的磨损，增加了滚动阻力，同时车身姿态的变化也势必增加了空气阻力，对 车辆的操纵稳定性造成了不良的影响，且增加了油耗；车身高度的变化还会减小车轮上跳 或下跳的动行程，增加了悬架的击穿概率，破坏舒适性；若车辆的载荷增加，车身会下降，这 也减小了车辆的通过性。因此，车高调节系统可以提高车辆的诸多性能，在载人和载货汽车 上有着良好的应用前景。油气弹簧以油液来传递压力，因此只需对油气弹簧油缸进行充油 和放油即可实现车高的升降。油气弹簧由于其非线性和渐增性变刚度的特点，并且易于实 现车高调节，在许多重型车辆上广泛应用。在申请号为“96100446.0”的专利中公开了一种汽车高度控制装置，该系统利用一 个力传感器检测车辆负载的变化，传感器将信号传递给控制器，控制器打开调节阀，压缩空 气充入一个弹簧波纹管，从而调整钢板弹簧与车架之间的距离，保持正常的汽车高度。但是 此系统需要专门的力传感器、ECU、气泵、电磁阀等，这不仅增加了系统的成本，系统可靠性 也不高。
发明内容
本发明目的正是针对上述问题而提供的一种全自动机械式车高调节油气悬架，无 需任何电子控制系统，自动调节车身高度，无论车辆的负载如何变化，车身高度始终在一个 期望的水平。本发明包括油气弹簧上支座、高压蓄能器、低压蓄能器、阻尼阀、活塞杆、调节套 管、调节杆、油气弹簧上缸筒、油气弹簧下缸筒，其特征在于油气弹簧上支座左侧中端设有 低压蓄能器接口、右侧中上端设有高压蓄能器接口，中下端设有调节杆接口，在油气弹簧上 支座与第一腔室之间设有两个通道与高压蓄能器接口、调节杆接口相通，油气弹簧上支座 内壁设有内螺纹；油气弹簧上缸筒，上端外壁和下端外壁设有外螺纹；油气弹簧下缸筒上 端内壁设有内螺纹；活塞杆为中空杆，其上端设有卡环槽，通过卡环将缓冲块固定在卡环槽 内，活塞杆上部的侧壁上设有活塞杆油孔；在调节套管的下端设有导出阀、调节套管油孔， 调节套管上端和下端外侧各设有环状凸台，凸台外侧面上开有凹槽，凹槽内放置有第一调 节套管密封环和第二调节套管密封环；调节杆的下端装有导出阀和开有调节杆油孔，导出 阀上面开有泄油孔，在调节杆的下端外侧壁上铣有凹槽，从而，使调节杆的下端外侧壁与套 接在调节杆外的调节套管内壁之间形成感应通道，而且，调节杆套接在调节套管内的端口 部分的杆体外径与调节套管的内径一致，调节杆在感应通道上或之下部分的杆体外径要小 于调节套管的内径，即指在它们之间留有间隙；
其连接关系为低压蓄能器通过与油气弹簧上支座的低压蓄能器接口连通；高压 蓄能器通过油管与阻尼阀连通；阻尼阀一端与高压蓄能器通过油管连通，另一端与油气弹 簧上支座上的高压蓄能器接口连通；油气弹簧上缸筒上端伸入到油气弹簧上支座内套接固 连，下端伸入到油气弹簧下缸筒内套接固连；油气弹簧下缸筒、油气弹簧上缸筒和油气弹簧 上支座三者内壁形成第一腔室；活塞杆套接在油气弹簧下缸筒中且沿油气弹簧下缸筒的内 壁在第一腔室内上下滑动，调节套管套接在活塞杆内，其上端下端的环形凸台外侧通过调 节套管密封环与活塞杆内侧密封固连，而调节套管上端的凸台下部、调节套管下端的凸台 上部，调节套管部分外侧与活塞杆的内壁形成第三腔室，且调节套管沿调节杆外壁上下滑 动，；调节杆上端通过油气弹簧上支座的通道与调节杆接口连接，下端伸入到调节套管内， 调节杆和调节套管形成第二腔室。本发明的有益效果1.由于本发明蓄能器和阻尼阀采取外置，因此散热好，易于布置；2.车高调节机构内置在油缸内，油气弹簧油缸尺寸小，结构简单；3.无需电子控制系统和额外油源，故可靠性高，成本低；4.该全自动机械式车高调节油气悬架能够感知车身高度变化，自动做出调节，使 车高保持在一个期望的水平。
图1是本发明的轴向剖面图；图2是图1所示的调节杆(5)的剖视图；图3是图2所示的调节杆(5)的A-A剖视图；图4是图2所示的调节杆(5)的B-B剖视图；图5是图1所示的调节套管(10)的剖视图；图6是图1所示的调节套管(10)的A-A剖视图；图7是所述的全自动机械式车高调节油气悬架在车身高度较低时调节车身高度 的状态示意图；图8是所述的全自动机械式车高调节油气悬架在车身到达理想位置时的状态示 意图；图9是所述的全自动机械式车高调节油气悬架在车身高度较高时调节车身高度 的状态示意图。 图中1-油气弹簧上支座，Ia-低压蓄能器接口，Ib-高压蓄能器接口，Ic-调节杆 接口，2-低压蓄能器，3-上限位块，4-油气弹簧上缸筒，5-调节杆，5a-感应通道，5b-泄油 孔，5c-导出阀，5d-调节杆油孔，6-缓冲块，7-油气弹簧下缸筒，8-下限位块，9-活塞杆， 9a-活塞杆油孔，10-调节套管，IOa-导出阀，IOb-调节套管油孔，11-高压蓄能器，12-卡 环，13a-第一导向带，13b-第二导向带，14-活塞密封环，15-防尘圈，16a-第一调节套管密 封环，16b-第二调节套管密封环，17-阻尼阀，G-第一腔室，B-第二腔室，H-第三腔室。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行详细描述
如图1所示，油气弹簧上支座1左侧中端设有低压蓄能器接口 la、右侧中上端设 有高压蓄能器接口 lb，中下端设有调节杆接口 lc，在油气弹簧上支座(1)与第一腔室(G) 之间设有两个通道与高压蓄能器接口(lb)、调节杆接口(Ic)相通，油气弹簧上支座(1)内 壁设有内螺纹；油气弹簧上缸筒4，上端外壁和下端外壁设有外螺纹；油气弹簧下缸筒7上 端内壁设有内螺纹，在其内壁上由上至下依次装有第一导向带13a、活塞密封环14、第二导 向带13b、防尘圈15 ；活塞杆9为中空杆，其上端设有卡环槽，通过卡环12固定有一个缓冲 块6，缓冲块与油气弹簧上缸筒4内壁留有空隙，上部侧壁上设有活塞杆油孔9a ；在调节套 管10的下端设有导出阀10a、调节套管油孔10b，调节套管10上端和下端外侧各设有环状 凸台，凸台外侧面上开有凹槽，凹槽的长度小于调节杆5伸入调节套管10内的部分，凹槽的 深度小于调节杆5的壁厚，凹槽内放置有第一调节套管密封环16a和第二调节套管密封环 16b ；调节杆5的下端装有导出阀5c和开有调节杆油孔5d，导出阀5c上面开有泄油孔5b， 在调节杆5的下端外侧壁上铣有凹槽，从而，使调节杆5的下端外侧壁与套接在调节杆5外 的调节套管10内壁之间形成感应通道5a，而且，调节杆5套接在调节套管10内的端口部分 的杆体外径与调节套管10的内径一致，调节杆5在感应通道5a上或之下部分的杆体外径 要小于调节套管10的内径，即指在它们之间留有间隙，；高压蓄能器11、低压蓄能器2、阻尼阀17均为外置；在油气弹上缸筒4的最上端与 油气弹簧上支座1交接处固定有上限位块3，在油气弹上缸筒4的最下端与油气弹簧下缸筒 7处固定有下限位块8。低压蓄能器2通过油管与油气弹簧上支座1上的低压蓄能器接口 Ia连通；高压蓄 能器11通过油管与阻尼阀17连通；阻尼阀17 —端与高压蓄能器11通过油管连通，另一端 与油气弹簧上支座1上的高压蓄能器接口 Ib连通；油气弹簧上缸筒4上端伸入到油气弹簧 上支座1内套接固连，下端伸入到油气弹簧下缸筒7内套接固连；油气弹簧下缸筒7、油气 弹簧上缸筒4和油气弹簧上支座1三者内壁形成第一腔室G ；活塞杆9套接在油气弹簧下缸 筒7中且沿油气弹簧下缸筒7的内壁在第一腔室G内上下滑动，调节套管10套接在活塞杆 9内，其上端下端的环形凸台外侧通过调节套管密封环与活塞杆9内侧密封固连，而调节套 管10上端的凸台下部、调节套管10下端的凸台上部，调节套管10部分外侧与活塞杆9的 内壁形成第三腔室H，且调节套管10沿调节杆5外壁上下滑动，；调节杆5上端通过油气弹 簧上支座1的通道与调节杆接口 Ic连接，下端伸入到调节套管10内，调节杆5和调节套管 10形成第二腔室B ；在自然状态下，调节杆(5)伸入到第一腔室(G)内并且在调节套管(10)的上部之 间的长度与第二腔室(B)的长度一致。如图2、图3、图4所示，所述的调节杆5的下端侧壁上设有2个以调节杆5轴线为 中心对称分布的感应通道5a，其横截面为矩形；调节杆5的侧壁上设有2个以调节杆5轴 线为中心对称分布的泄油孔5b，其横截面为圆形，与调节杆5的内腔相互连通；调节杆5的 下端设有一个导出阀5c，导出阀5c为一个单向阀，导出阀5c控制油液由调节杆5的内腔流 入第二腔室B ；调节杆5的下端设有4个调节杆油孔5d，其横截面为圆形，由调节杆5内腔 流出的油液经由调节杆油孔5d进入第二腔室B。如图5、图6所示，所述的调节套管10的下端设有一个导出阀10a，导出阀IOa为 一个单向阀，导出阀IOa控制油液由第二腔室B流入第三腔室H ；调节套管10的下端设有4个调节套管油孔10b，其横截面为圆形，由第二腔室B流出的油液经由调节套管油孔IOb进 入第三腔室H。本发明的工作流程分三种情况1.车身高度较低时；2.车身到达理想位置时； 3.车身高度较高时。车身高度较低时，车轮受到路面的激励上下跳动时，油液流通状态如图7所示。当 车轮下跳时，调节套管10相对于调节杆5向下运动，第二腔室B容积增大，压力减小，导出 阀5c开启，油液从低压蓄能器2流出，经由调节杆5的内腔、导出阀5c、调节油孔5d进入第 二腔室B ；当车轮上跳时，调节套管10相对于调节杆5向上运动，第二腔室B容积减小，导 出阀IOa被油液推开，油液从第二腔室B流出，经由导出阀10a、调节套管油孔10b、第三腔 室H、活塞杆油孔9a进入第一腔室G。通过车轮上下的往复运动，油液不断由低压蓄能器2 流入第一腔室G，活塞杆(9)相对于油气弹簧下缸筒向下移动，车身逐渐被升高。车身到达理想位置时，其状态示意图如图8所示。此时，调节杆5上的感应通道5a 与第一腔室G相互连通，即第一腔室G与第二腔室B也相互连通，当车轮再下跳时，因第一 腔室G与高压蓄能器一直保持相通，第二腔室B内的压力大于低压蓄能器内的压力，油液无 法在低压蓄能器2与第二腔室B之间流通，因此车身高度不会发生变化。车身高度较高时，其状态示意图如图9所示。此时，调节杆(5)上的泄油孔5b与 第一腔室G相互连通，即低压蓄能器2与第一腔室G相互导通，由于第一腔室G与高压蓄能 器一直保持相通，第一腔室G中油液的压力较高，因此油液从第一腔室G经由泄油孔5b、调 节杆5、低压蓄能器接口 Ia进入低压蓄能器2，第一腔室G中的油量减少，车身高度下降。该全自动机械式车高调节油气悬架利用路面的激励为其提供动力，进行车高的自 动调节，由于无需电子控制系统，故结构简单，可靠性高，成本低，真正做到了多功能、零功 耗、零排放。同时由于此种结构的阻尼阀和蓄能器采取外置，具有良好的散热性。
权利要求
全自动机械式车高调节油气悬架，包括油气弹簧上支座(1)、高压蓄能器(11)、低压蓄能器(2)、阻尼阀(17)、活塞杆(9)、调节套管(10)、调节杆(5)、油气弹簧上缸筒(4)、油气弹簧下缸筒(7)，其特征在于油气弹簧上支座(1)左侧中端设有低压蓄能器接口(1a)、右侧中上端设有高压蓄能器接口(1b)，中下端设有调节杆接口(1c)，在油气弹簧上支座(1)与第一腔室(G)之间设有两个通道与高压蓄能器接口(1b)、调节杆接口(1c)相通，油气弹簧上支座(1)内壁设有内螺纹；油气弹簧上缸筒(4)，上端外壁和下端外壁设有外螺纹；油气弹簧下缸筒(7)上端内壁设有内螺纹；活塞杆(9)为中空杆，其上端设有卡环槽，通过卡环(12)将缓冲块(6)固定在卡环槽内，活塞杆(9)上部的侧壁上设有活塞杆油孔(9a)；在调节套管(10)的下端设有导出阀(10a)、调节套管油孔(10b)，调节套管(10)上端和下端外侧各设有环状凸台，凸台外侧面上开有凹槽，凹槽内放置有第一调节套管密封环(16a)和第二调节套管密封环(16b)；调节杆(5)的下端装有导出阀(5c)和开有调节杆油孔(5d)，导出阀(5c)上面开有泄油孔(5b)，在调节杆(5)的下端外侧壁上铣有凹槽，从而，使调节杆(5)的下端外侧壁与套接在调节杆(5)外的调节套管(10)内壁之间形成感应通道(5a)，而且，调节杆(5)套接在调节套管(10)内的端口部分的杆体外径与调节套管(10)的内径一致，调节杆(5)在感应通道(5a)上或之下部分的杆体外径要小于调节套管(10)的内径，即指在它们之间留有间隙；其连接关系为低压蓄能器(2)通过与油气弹簧上支座(1)的低压蓄能器接口(1a)连通；高压蓄能器(11)通过油管与阻尼阀(17)连通；阻尼阀(17)一端与高压蓄能器(11)通过油管连通，另一端与油气弹簧上支座(1)上的高压蓄能器接口(1b)连通；油气弹簧上缸筒(4)上端伸入到油气弹簧上支座(1)内套接固连，下端伸入到油气弹簧下缸筒(7)内套接固连；油气弹簧下缸筒(7)、油气弹簧上缸筒(4)和油气弹簧上支座(1)三者内壁形成第一腔室(G)；活塞杆(9)套接在油气弹簧下缸筒(7)中且沿油气弹簧下缸筒(7)的内壁在第一腔室(G)内上下滑动，调节套管(10)套接在活塞杆(9)内，其上端下端的环形凸台外侧通过调节套管密封环与活塞杆(9)内侧密封固连，而调节套管(10)上端的凸台下部、调节套管(10)下端的凸台上部，调节套管(10)部分外侧与活塞杆(9)的内壁形成第三腔室(H)，且调节套管(10)沿调节杆(5)外壁上下滑动，；调节杆(5)上端通过油气弹簧上支座(1)的通道与调节杆接口(1c)连接，下端伸入到调节套管(10)内，调节杆(5)和调节套管(10)形成第二腔室(B)；
2.如权利要求1所述的全自动机械式车高调节油气悬架，其特征在于所述调节杆(5) 为中空杆。
3.如权利要求1所述的全自动机械式车高调节油气悬架，其特征在于所述高压蓄能 器(11)、低压蓄能器(2)、阻尼阀(17)均为外置。
4.如权利要求1所述的全自动机械式车高调节油气悬架，其特征在于所述感应通道 (5a)和所述泄油孔(5b)以调节杆(5)轴线为中心对称分布，调节杆(5)凹槽的长度小于 调节杆(5)伸入调节套管(10)内的部分，凹槽的深度小于调节杆(5)的壁厚；所述导出阀 (5c)为一个单向阀，导出阀(5c)控制油液由调节杆(5)的内腔经所述调节杆油孔(5d)流 入第二腔室(B)。
5.如权利要求1所述的全自动机械式车高调节油气悬架，其特征在于所述导出阀 (IOa)为一个单向阀，导出阀(IOa)控制油液由第二腔室⑶流入第三腔室(H)。
6.如权利要求1所述的全自动机械式车高调节油气悬架，其特征在于在油气弹上缸 筒(4)的最上端与油气弹簧上支座(1)交接处固定有上限位块(3)，在油气弹上缸筒(4)的 最下端与油气弹簧下缸筒(7)交接处固定有下限位块(8)。
7.如权利要求1所述的全自动机械式车高调节油气悬架，其特征在于油气弹簧下缸 筒⑵的内壁由上至下依次装有第一导向带(13a)、活塞密封环(14)、第二导向带(13b)、防 尘圈(15)。
8.如权利要求1所述的全自动机械式车高调节油气悬架，其特征在于在自然状态下， 调节杆(5)伸入到第一腔室(G)内并且在调节套管(10)的上部之间的长度与第二腔室(B) 的长度一致。
全文摘要
本发明涉及一种全自动机械式车高调节油气悬架，属于油气悬架技术领域。其中油气弹簧上支座、油气弹簧上缸筒和油气弹簧下缸筒，三者固连形成缸体；低压蓄能器、高压蓄能器和阻尼阀均为外置，与油气弹簧上支座上相应接口连通；活塞杆，其沿油气弹簧下缸筒内壁上下滑动；调节杆，其为中空杆，可沿调节套管内壁上下滑动，上端与油气弹簧上支座上的调节杆接口连接，下端设有导入阀和调节杆油孔，下部侧壁设有泄油孔和感应通道；调节套管，其为中空杆，固定在活塞杆内壁上，与调节杆和活塞杆同轴，上下两端设有密封环，其下端设有导出阀和调节套管油孔。本发明无需电子控制系统即可实现车高的自动调节，结构简单，可靠性高，散热性好。
文档编号B60G17/033GK101973197SQ20101051593
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者卢凡, 张军伟, 王勋, 陈思忠 申请人:北京理工大学