专利名称：一种基于油气弹簧的车高调节装置及方法
技术领域：
本发明属于具有调整弹簧或减振器特性、调整车辆支撑面与弹簧悬架部分之间距离领域，具体讲涉及一种基于油气弹簧的车高调节装置及方法。
背景技术：
典型的轮式车辆行走装置是由车轮、悬架系统导向机构、弹性元件、阻尼元件及悬架上下限位装置构成的。对于装有普通悬架系统的机动车辆，其车身高度无法根据载荷变化情况进行调节，因此车辆载荷的大范围且较频繁的变化，会加剧轮胎的磨损，增加轮胎滚动阻力，同时车身姿态的变化会增加空气阻力，影响车辆操作稳定性，增加油耗；车身高度的变化会减少车轮上跳或下跳的动行程，增加悬架的击穿概率，破坏舒适性，降低车辆的通过性。因此，车高调节系统可以提高车辆的诸多性能，在机动车领域有较好的应用前景。目前车高调节的方法主要有三种停车水平控制、特殊行驶工况高度控制和自动水平控制。停车水平控制是停车后，当车上载荷减少而车身上抬时，控制系统能自动的降低车身高度，以减小悬架系统的负荷；特殊行驶工况高度控制是车辆高速行驶时，主动降低车身高度，以改善行车的操纵稳定性和气动特性，当车辆行驶于起伏不平度较大的路面时，主动升高车身，避免与地面或悬架的磕碰；自动水平控制是车身高度不受载荷影响，保持基本稳定，姿态水平，提高行车安全性，现代车辆车高控制系统有油压式和气压式两种，油压式用于油气弹簧悬架系统，气压式用于空气弹簧悬架系统。油气弹簧是一种特殊的空气弹簧，它的弹性元件是封闭在工作气室内的惰性气体，在气体和活塞之间引入油液作为力的传递介质，同时起到阻尼元件的作用，吸收振动能量，减少车体振动，提高车辆的越野能力和通过性能。油气弹簧有结构紧凑、减振效果明显、 固有频率低、便于安装和便于进行车高调节等优点。搭配油气弹簧的车辆大多具有车高调节的功能，即通过外接的压力装置，调节油气弹簧中的油液体积，进而进行车高调节。关于车高调节装置现有技术包括申请号为CN97112348. 9、发明名称为“车高调节装置”的发明专利，其解决的技术问题是可合理地进行必要的车高调节，改善汽车在高速公路的缓弯道等上行驶的平衡性。 其技术方案为车高传感器检测相对于底盘的车身高度，在每个周期T取入车高传感器的检测输出，只有当多个周期中连续几次η超过调节阈值时，才仅在比周期T短得多的时间t 内向调节气垫空气压力的调节阀机构送出控制输出。方案中含有的车高传感器增加了系统的复杂度和成本。申请号为CN97112494. 9、发明名称为“车高调节装置”的发明专利，公开一种车高调节装置，其是用机械车高调节装置的调节阀进行降下操作和车高调节，调节阀备有流入端子、输出端子、放出端子、信号端子和机械变位输入机构，当信号压被供给到该调节阀的信号端子时，表示输出端子闭塞区域的下限值和上限值一起向减小车轴与底盘之间距离的方向变更，使车身降下，在该位置进行车高调节。
又如申请号为CN98120646. 8、发明名称为“独立悬架式空气悬架车的车高调节装置”的发明专利，在车辆停止时，能防止车辆过分接近路面及车身更加倾斜，设在底盘与独立悬架的左右轮之间的左右空气弹簧支承着底盘，车高调节阀设于连接空气弹簧与空气箱的空气管路，向空气弹簧给排空气箱内的压缩空气，在底盘与车轮之间设有左右车高传感器，其电气检测左右的车高，控制器通过计算检测出的左右车高的平均值，向空气弹簧供给或排出压缩空气，以控制车高调节阀，使上述平均值成为左右的车高基准值。本专利是利用气压式空气弹簧悬架系统调节车高。申请号为CN201010222799.0、发明名称为“车高调整装置”的发明专利申请，提供
一种车高调整装置，由被支持在车轮侧部件上的带细径螺纹部的弹簧下座部件、与该弹簧下座部件相螺合的支撑在上述车体部件上可旋转的车高调节螺母构成；其通过放置各种规格调整垫块，提高了整车车高调节范围。申请号为CN201010515934. 0、发明名称为“全自动机械式车高调节油气悬架”的发明专利申请，其技术方案为油气弹簧上支座、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。上述的车高调节系统存在的问题有或者需要在原有车辆上增加昂贵的传感器系统和控制系统，增加了系统复杂程度，提高了车辆成本；或者实际应用中的车高调节系统只能将车高调节至某几个设定高度，不能实现车高任意可调。因此，在现有技术的基础上，发明一种低成本、高可靠性，在对原有车辆改动较小的基础上即可实现车高任意可调的装置，具有现实意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种车高调节系统和一种简便易行的车高调节方法，所述装置利用通用的车辆悬架系统，基于油气弹簧的特性进行车高调节，在不改变现有车辆结构、 不影响车辆性能的前提下，解决了车高调节装置不能任意车高调节的问题，所述方法可以实现车高在设定范围内任意调节，对于车辆的恶劣路面通过性能、行驶稳定性、空投空运适应性和地雷防护性能都有显著提高。为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为一种基于油气弹簧的车高调节装置，所述调节装置包括油气弹簧、上横臂、下横臂、上限位、下限位、安装附座和车轮总成，所述油气弹簧包括销耳、连接体、气缸、油缸、浮动活塞、主活塞、主活塞销耳；其改进之处在于所述调节装置包括弹簧闭锁阀、系统闭锁阀、 充放油阀、油箱、油源和油管路；所述油气弹簧和所述油箱之间设置所述系统闭锁阀，所述油气弹簧的气缸和油缸之间设置所述弹簧闭锁阀。本发明的另一优选技术方案为所述油源置于所述油箱内，所述油气弹簧、油管路、充放油阀和油箱依次连接。本发明的又一优选技术方案为所述油源为高压油泵。
本发明的再一优选技术方案为所述油箱包括高压端和低压端。本发明的再一优选技术方案为所述下限位的位置可通过调整块或下限位帽调整。本发明的再一优选技术方案为所述调整块包括调节螺杆、调整块上半部分、调节垫片和调整块下半部分。本发明的再一优选技术方案为所述下限位帽包括限位帽本体和调节垫片。一种基于调节装置的车高调节方法，其改进之处在于所述方法包括如下步骤步骤1 将所述弹簧闭锁阀和系统闭锁阀打开，充放油阀与油箱的低压端连通，此时车高降至最低位；步骤2 将所述弹簧闭锁阀关闭，系统闭锁阀打开，充放油阀与高压油泵连通，此时车高升至最高位；步骤3 将所述弹簧闭锁阀打开，系统闭锁阀关闭，充放油阀与油箱的低压端连通，此时车高降至最低位；步骤4:将所述弹簧闭锁阀关闭，系统闭锁阀打开，充放油阀与高压油泵连通，此时车高升至最高位；步骤5 将所述弹簧闭锁阀打开，系统闭锁阀关闭，充放油阀与油箱的低压端连通，此时车高调整至设定高度；由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果包括1)车高任意可调车高任意调节所需的下限位高度调整装置，它在悬架系统运动方向上通过增减调整垫的厚度，实现悬架系统下跳行程在一定范围内任意可调，进而改变油气弹簧油缸中的油量，实现车高在设定范围内任意高度可调；2)低成本本发明车高调节装置是在基于油气弹簧的通用车辆悬架装置中增加增加闭锁阀、 充放油阀、高压油源等构成，不改变现有车辆结构、不影响车辆性能，通过压力装置将高压油定量充入到油气弹簧中，进行任意高度的车高调节，用较低廉的成本完成调节功能；3)结构简单调节装置在基于油气弹簧的通用车辆悬架系统中增加闭锁阀、充放油阀、高压油泵和油箱，操作简单，使用寿命长。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1是油气弹簧悬架装置示意图；图2是车姿可调油气弹簧控制装置示意图；图3是进行车高调节的具体实施步骤一；图4是进行车高调节的具体实施步骤二 ；图5是进行车高调节的具体实施步骤三；图6是进行车高调节的具体实施步骤四；图7是进行车高调节的具体实施步骤五；
图8是改变下限位位置的应用实例一；图9是改变下限位位置的应用实例二 ；附图标记1-油气弹簧、2-上横臂、3-下横臂、4-上限位、5-下限位、6_安装附座、7_车轮总成、8-弹簧销耳、9-连接体、10-气缸、11-油缸、12-浮动活塞、13-主活塞、14-主活塞销耳、15-弹簧闭锁阀、16-系统闭锁阀、17-充放油阀、18-油箱、19-高压油泵、20-油管路、 21-调节螺杆、22-调整块上半部分、23-第一调节垫片、24-调整块下半部分、25-限位帽本体、26-第二调节垫片。
具体实施例方式下面结合实例对本发明进行详细的说明。本发明是一种基于油气弹簧的车高调节装置，可应用于所有的基于油气弹簧的车辆中，实现车高在一定范围内任意高度调节。本发明的车高调节方法是在基于油气弹簧的通用车辆悬架系统中增加闭锁阀、充放油阀、高压油泵和油箱构成，能够通过车高调节装置进行任意高度的车高调节。油气弹簧由油缸和气缸构成，在油缸和气缸之间设置一个弹簧闭锁阀15，弹簧闭锁阀15的作用是在进行车高调节时能够将气缸和油缸隔离，实现对油缸定量充油，充油量是通过上横臂2、下横臂3和限位装置共同实现的。车高调节装置中包含高压油源和系统闭锁阀16，装置通过此高压油源给油气弹簧 1的油缸11充油，在实际应用中，此油源可以是一个高压油泵19 ；通过系统闭锁阀16实现在车辆正常行驶时将油气弹簧与车高调节装置隔离，消除车高调节装置对车辆正常行驶的影响。车高调节装置的弹簧充放油状态由充放油阀17确定，选择充放油阀17的连通状态，进行对弹簧充油或将弹簧中的油放出。以下结合某双横臂油气弹簧悬架装置对本发明的具体实施情况做详细阐述。图1所示的是典型的双横臂油气弹簧悬架装置，由油气弹簧1、上横臂2、下横臂3、 上限位4、下限位5、油气弹簧安装附座6和车轮总成7构成。油气弹簧1与油气弹簧安装附座6之间通过铰链连接。图2所示的是车高调节装置的结构和控制图，由油气弹簧销耳8、油气弹簧连接体 9、气缸10、油缸11、浮动活塞12、主活塞13、油气弹簧主活塞销耳14、弹簧闭锁阀15、系统闭锁阀16、充放油阀17、油箱18、高压油泵19和油管路20组成。进行车高调节的步骤如图3-图7所示1)步骤一如图3所示，将弹簧闭锁阀15打开，将系统闭锁阀16打开，浮动活塞12 在气缸10中气体的压力作用下升到最高，此时气缸10中无液压油。在车重的作用下，上横臂2接触上限位4，主活塞13将油缸11中的液压油压至油箱18，车高降至最低。此时，弹簧闭锁阀15处于通路，系统闭锁阀16处于通路，充放油阀17连通油箱18的低压端和油管路20。2)步骤二如图4所示，将弹簧闭锁阀15关闭，浮动活塞12在气缸10中维持最高位置，然后将系统闭锁阀16打开，此时气缸10中无液压油。充放油阀17连通高压油泵19
6和油管路20，高压油充入油缸11中。在高压油的作用下，上横臂2接触下限位5，车高升至最高。此时，弹簧闭锁阀15处于断路，系统闭锁阀16处于通路，充放油阀17连通高压油泵 19和油管路20。3)步骤三如图5所示，将系统闭锁阀16关闭，充放油阀连通油箱18的低压端。而后打开弹簧闭锁阀15，车辆在重力作用下，将油缸11中的液压油压入气缸10中。此时，油气弹簧1的气缸10和油缸11处于连通状态，气缸10气压Pl不足以支撑车辆的簧上质量 M1，上横臂2接触上限位4，车辆处于最低高度。4)步骤四如图6所示，将弹簧闭锁阀15关闭，维持浮动活塞12在气缸10中的位置，而后将系统闭锁阀16打开，充放油阀17连通高压油泵19和油管路20，高压油充入油缸 11中。在高压油的最用下，上横臂2接触下限位5，车高升至最高。此时，弹簧闭锁阀15处于断路，系统闭锁阀16处于通路，充放油阀17连通高压油泵19和油管路20。5)步骤五如图7所示，将系统闭锁阀16关闭，充放油阀17连通油箱18的低压端。 而后打开弹簧闭锁阀15，车辆在重力作用下，将油缸11中的液压油压入气缸10中。此时， 油气弹簧1的气缸10和油缸11处于连通状态，气缸10气压P2可以支撑车辆的簧上质量 M1，上横臂2处于上限位4和下限位5中间，车高调整至需要的工作状态。进行车高调节时，可以通过改变下限位的位置进而改变油气弹簧油缸11中的液压油量，实现任意车高可调。图8所示调整块是改变下限位位置的应用实例一。此调整块由调节螺杆21、调整块上半部分22、第一调节垫片23和调整块下半部分M组成。调整块下半部分M具有粘性或磁性，可以吸附在下限位5的顶部。车高调整结束后，将此调整块取下，恢复悬架系统的运动行程。在此应用实例中，通过改变第一调节垫片23的厚度，进而改变下限位5的位置和悬架装置下跳行程，实现弹簧油缸11中的油量调节，达到车高连续可调的目的。图9所示下限位帽是改变下限位位置的应用实例二。此下限位帽由限位帽25和第二调节垫片沈组成。进行车高调节前，将此下限位帽扣在下限位5的顶部，车高调节之后，将此下限位帽取下，恢复悬架系统的上跳行程和下跳行程。在此应用实例中，通过改变第二调节垫片沈的厚度进而改变此下限位帽的有效厚度，进而改变下限位5的位置和悬架装置下跳行程，实现弹簧油缸11中的油量调节，达到车高连续可调的目的。此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
权利要求
1.一种基于油气弹簧的车高调节装置，所述调节装置包括油气弹簧(1)、上横臂O)、 下横臂(3)、上限位(4)、下限位(5)、安装附座(6)和车轮总成(7)，所述油气弹簧(1)包括销耳(8)、连接体(9)、气缸(10)、油缸(11)、浮动活塞(12)、主活塞(13)、主活塞销耳 (14)；其特征在于所述调节装置包括弹簧闭锁阀(15)、系统闭锁阀(16)、充放油阀(17)、油箱(18)、油源(19)和油管路00)；所述油气弹簧(1)和所述油箱(18)之间设置所述系统闭锁阀(16)，所述油气弹簧⑴的气缸(10)和油缸(11)之间设置所述弹簧闭锁阀(15)。
2.如权利要求1所述的一种基于油气弹簧的车高调节装置，其特征在于所述油气弹簧 (1)、油管路(20)、充放油阀(17)和油箱(18)依次连接。
3.如权利要求1所述的一种基于油气弹簧的车高调节装置，其特征在于所述油源(19) 为高压油泵(19)。
4.如权利要求1所述的一种基于油气弹簧的车高调节装置，其特征在于所述油箱(18) 包括高压端和低压端。
5.如权利要求1所述的一种基于油气弹簧的车高调节装置，其特征在于所述下限位 (5)的位置可通过调整块或下限位帽调整。
6.如权利要求1所述的一种基于油气弹簧的车高调节装置，其特征在于所述调整块包括调节螺杆(21)、调整块上半部分(22)、调节垫片和调整块下半部分04)。
7.如权利要求1所述的一种基于油气弹簧的车高调节装置，其特征在于所述下限位帽包括限位帽本体05)和调节垫片06)。
8.一种基于如权利要求1所述调节装置的车高调节方法，其特征在于所述方法包括如下步骤步骤1 将所述弹簧闭锁阀(15)和系统闭锁阀(16)打开，充放油阀(17)与油箱(18) 的低压端连通，此时车高降至最低位；步骤2 将所述弹簧闭锁阀(15)关闭，系统闭锁阀(16)打开，充放油阀(17)与高压油泵(19)连通，此时车高升至最高位；步骤3:将所述弹簧闭锁阀(15)打开，系统闭锁阀(16)关闭，充放油阀(17)与油箱 (18)的低压端连通，此时车高降至最低位；步骤4:将所述弹簧闭锁阀(15)关闭，系统闭锁阀(16)打开，充放油阀(17)与高压油泵(19)连通，此时车高升至最高位；步骤5 将所述弹簧闭锁阀(15)打开，系统闭锁阀(16)关闭，充放油阀(17)与油箱 (18)的低压端连通，此时车高调至设定高度。
全文摘要
本发明提供一种基于油气弹簧的车高调节装置及方法，属于具有调整弹簧或减振器特性、调整车辆支撑面与弹簧悬架部分之间距离领域。本发明装置可以在设定范围内任意调节车高，对于车辆的恶劣路面通过性能、行驶稳定性、空投空运适应性和地雷防护性能都有显著提高。调节装置包括油气弹簧、上横臂、下横臂、上限位、下限位、闭锁阀、充放油阀、油箱、高压油泵，通过压力装置将高压油定量充入到油气弹簧中，进行任意高度的车高调节。本发明调节装置不改变现有车辆结构、不影响车辆性能，成本低，便于安装和便于车高调节，安全性能可靠。
文档编号B60G17/04GK102358132SQ20111024232
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者于广春, 宋慧新, 张金辉, 李而康, 杜志岐, 郭晓燕, 陈轶杰 申请人:中国北方车辆研究所