车辆悬架系统和机动车的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种车辆悬架系统，包括：左前液压缸，其具备左前活塞杆和左前缸筒，左前活塞杆与左前车轮总成相连，左前缸筒与车身相连；右前液压缸、左后液压缸、右后液压缸，结构均与左前液压缸类似；第一液压回路，其具备分别与左前缸筒的无杆腔、左后缸筒的无杆腔、右前缸筒的有杆腔、右后缸筒的有杆腔相连通的四个端口；第二液压回路，结构与第一液压回路类似；至少一个第一蓄能器，其设置在第一液压回路中；至少一个第二蓄能器，其设置在第二液压回路中。本发明还提供一种类似的车辆悬架系统，其中，活塞杆与车身相连而液压缸筒与车轮总成相连的结构。本发明还提供具备上述悬架系统的机动车。
【专利说明】车辆悬架系统和机动车
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车结构领域，尤其涉及一种液压互联车辆悬架系统和机动车。
【背景技术】
[0002]总众所周知，汽车行业的发展日新月异，安全性作为车辆性能的重要考虑因素之一，已经逐渐成为广大车主购车时考虑的首要因素。
[0003]车辆的安全系统主要分为两大类，即主动安全系统和被动安全系统。
[0004]主动安全系统是指，在车辆发生事故之前可以起到防范于未然的系统，其目的是提高车辆行驶的稳定性，减少操控的偏差。例如常见的防抱死制动系统(ABS)，具有防滑、防锁死功能，能有效提高制动性能，防止甩尾、侧滑；电子制动力分配系统(EBD)，能自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，在一定程度上可以缩短制动距离；并配合ABS提高制动稳定性；还有驱动防滑装置(ASR)，可以避免车辆加速时驱动轮打滑，维持车辆行驶方向的稳定性。
[0005]被动安全系统是指，在无法避免碰撞事故的情况下，只有依靠车辆本身保护撞击，将撞击伤害降到最低的装置。车辆的钢板，车身结构，安全带，安全气囊，头枕，可溃缩的方向盘及制动踏板等都是被动安全的重要组成部分
[0006]就主动安全性而言，抑制车辆侧翻是车辆性能的重要考核因素。调查表明，在所有的交通事故中，车辆侧翻事故的危害程度仅次于车辆碰撞事故，近年来，由于车辆的侧翻事故带来的损失巨大。考虑到传统悬架系统的抗侧翻性能较差，因此，如何从悬架系统上进行改进，提高车辆的抗侧翻性能而又不影响车辆的乘坐舒适性，实现对平顺性和操纵稳定性的协调控制，是实际急需解决的问题。
[0007]如图4所示，以往的大多数车辆的悬架系统一般提供由弹簧钢制成的侧倾或者摇摆稳定杆1000，这些侧倾或者横摆稳定杆1000与每一个车轴上的两个车轮总成1002机械性相互连接，从而限制侧倾运动，但是不会抑制俯仰运动，同时增加了扭曲刚度，对车辆的其他操纵稳定性造成负面影响。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种系统结构简单、维修保养成本低的具有较高安全系数的廉价的车辆悬架系统和机动车。
[0009]为了实现上述发明目的，本发明提供的一种车辆悬架系统，包括:左前液压缸，其具备左前活塞杆和左前缸筒，所述左前活塞杆与左前车轮总成相连，所述左前缸筒与车身相连；右前液压缸，其具备右前活塞杆和右前缸筒，所述右前活塞杆与右前车轮总成相连，所述右前缸筒与车身相连；左后液压缸，其具备左后活塞杆和左后缸筒，所述左后活塞杆与左后车轮总成相连，所述左后缸筒与车身相连；右后液压缸，其具备右后活塞杆和右后缸筒，所述右后活塞杆与右后车轮总成相连，所述右后缸筒与车身相连；第一液压回路，其具备分别与所述左前缸筒的无杆腔、所述左后缸筒的无杆腔、所述右前缸筒的有杆腔、所述右后缸筒的有杆腔相连通的四个端口 ；第二液压回路，其具备分别与所述左前缸筒的有杆腔、所述左后缸筒的有杆腔、所述右前缸筒的无杆腔、所述右后缸筒的无杆腔相连通的四个端口 ；至少一个第一蓄能器，其设置在所述第一液压回路中；至少一个第二蓄能器，其设置在所述第二液压回路中。
[0010]优选的，所述第一液压回路包括:第一主支路、从该第一主支路分支出而分别与所述左前缸筒的无杆腔和所述左后缸筒的无杆腔连通的第一左前支路和第一左后支路、从所述第一主支路分支出而分别与所述右前缸筒的有杆腔和所述右后缸筒的有杆腔连通的第一右如支路和第一右后支路。
[0011]优选的，所述第二液压回路包括:第二主支路、从该第二主支路分支出而分别与所述左前缸筒的有杆腔和所述左后缸筒的有杆腔连通的第二左前支路和第二左后支路、从所述第二主支路分支出而分别与所述右前缸筒的无杆腔和所述右后缸筒的无杆腔连通的第二右前支路和第二右后支路。
[0012]优选的，所述第一蓄能器设置在所述第一主支路的中部，所述第二蓄能器设置在所述第二主支路的中部。
[0013]优选的，所述第一蓄能器具备与所述第一液压回路连通的第一液室、与所述第一液室相对设置的第一气室、将所述第一气室和所述第一液室隔开且可在压力作用下运动的柔性隔膜；第二蓄能器具备与所述第二液压回路连通的第二液室、与所述第二液室相对设置的第二气室、将所述第二气室和所述第二液室隔开且可在压力作用下运动的柔性隔膜。
[0014]优选的，所述第一蓄能器具备与所述第一液压回路连通的第一液室、与所述第一液室相对设置的第一弹簧构件、设置在所述第一液室与所述第一弹簧构件之间且与所述第一弹簧构件相连的第一活塞；所述第二蓄能器具备与所述第二液压回路连通的第二液室、与所述第二液室相对设置的第二弹簧构件、设置在所述第二液室与所述第二弹簧构件之间且与所述第二弹簧构件相连的第二活塞。
[0015]优选的，所述第一液压回路为X形状。
[0016]优选的，所述第二液压回路为X形状。
[0017]为了实现上述发明目的，本发明提供的一种车辆悬架系统，包括:左前液压缸，其具备左前活塞杆和左前缸筒，所述左前缸筒与左前车轮总成相连，所述左前活塞杆与车身相连；右前液压缸，其具备右前活塞杆和右前缸筒，所述右前缸筒与右前车轮总成相连，所述右前活塞杆与车身相连；左后液压缸，其具备左后活塞杆和左后缸筒，所述左后缸筒与左后车轮总成相连，所述左后活塞杆与车身相连；右后液压缸，其具备右后活塞杆和右后缸筒，所述右后缸筒与右后车轮总成相连，所述右后活塞杆与车身相连；第一液压回路，其具备分别与所述左前缸筒的有杆腔、所述左后缸筒的有杆腔、所述右前缸筒的无杆腔、所述右后缸筒的无杆腔相连通的四个端口 ；第二液压回路，其具备分别与所述左前缸筒的无杆腔、所述左后缸筒的无杆腔、所述右前缸筒的有杆腔、所述右后缸筒的有杆腔相连通的四个端口 ；至少一个第一蓄能器，其设置在所述第一液压回路中；至少一个第二蓄能器，其设置在所述第二液压回路中。
[0018]为了实现上述发明目的，本发明提供的一种机动车，具有上述的车辆悬架系统。
[0019]通过采用本发明的液压互联悬架系统，不仅可以提高车辆抗侧倾性能，而且又不影响车辆行驶的平顺性，同时对车辆其他操纵稳定性影响很小。本发明可以保留车辆原有悬架系统的弹簧以及传统的筒式伸缩式减振器，但是无需保留机械式的横向稳定杆。
[0020]本发明的车辆在高速避障或者高速转弯时，装有液压互联悬架的车辆无需采用侧倾稳定杆就可以通过液压互联方式抑制车辆的侧倾运动。
[0021]本发明是现有车辆悬架系统的改进，尤其是对于车辆不同的行驶状况下，车辆悬架系统所对应的该具有的功能。现在有许多可供选择的互相连接的悬挂系统，能够根据车轮相对于车体的运动的各种不同形态而提供各种可能选择的功能。此系统避免了主动悬架系统的复杂、成本高以及维修不便等缺点，而且具备相应的功能，因而更加适合在车辆工业上的广泛应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的车辆悬架系统的结构示意图。
[0023]图2是本发明的车辆悬架系统的蓄能器的示意性结构剖视图。
[0024]图3是本发明的车辆悬架系统的蓄能器的另一种示意性结构剖视图。
[0025]图4是以往的车辆悬架系统的结构图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于这些附图和实施例。在以下图中所描述的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以图1中所示的汽车悬架系统为基准。
[0027]如图1所示，本发明的车辆悬架系统I包括左前液压缸2、右前液压缸4、左后液压缸6、右后液压缸8、分别都与上述液压缸分别连接的第一液压回路3和第二液压回路7、设置在第一液压回路3中的第一蓄能器5和设置在第二液压回路7中的第二蓄能器9。
[0028]左前液压缸2包括左前活塞杆20和与其配合使用的左前缸筒22。左前活塞杆20与车辆左前轮总成(省略图示)相连，而左前缸筒22与车身相连，左前活塞杆20与左前缸筒22能够产生相对运动，从而对左前缸筒22内的流体产生作用。其中，左前缸筒22的上部不带有左前活塞杆20的部分为无杆腔220，左前缸筒22的下部带有左前活塞杆20的部分为有杆腔222。
[0029]右前液压缸4具有右前活塞杆40、右前缸筒42、无杆腔420和有杆腔422 ;左后液压缸6具有左后活塞杆60、左后缸筒62、无杆腔620和有杆腔622 ;右后液压缸8具有右后活塞杆80、右后缸筒82、无杆腔820和有杆腔822。右前液压缸4、左后液压缸6、右后液压缸8与左前液压缸2具有相同的结构，在此不做赘述。
[0030]请继续参阅图1，第一液压回路3将左前液压缸2、右前液压缸4、左后液压缸6、右后液压缸8连接。具体而言，第一液压回路3包括:第一主支路31、从该第一主支路31分支出而分别与左前液压缸2的无杆腔220连通的第一左前支路30和与左后液压缸6的无杆腔620连通的第一左后支路32、从该第一主支路31分支出而分别与右前液压缸4的有杆腔422连通的第一右前支路34和与右后液压缸8的有杆腔822连通的第一右后支路36。
[0031]第二液压回路7同样也将左前液压缸2、右前液压缸4、左后液压缸6、右后液压缸8连接。具体而言，第二液压回路7包括:第二主支路71、从该第二主支路71分支出而分别与左前液压缸2的有杆腔222连通的第二左前支路70和与左后液压缸6的有杆腔622连通的第二左后支路72、从该第二主支路71分支出而分别与右前液压缸4的无杆腔420连通的第二右前支路74和与右后液压缸8的无杆腔820连通的第二右后支路76。
[0032]在本发明的优选实施例中，第一液压回路3和第二液压回路7分别优选以X形状的直线结构实现连接，从而缩短液体流动路径，减少液压损失。如图1所示，这里的X形状是指整体轮廓基本上为X形状。
[0033]如图1及图2所示，第一蓄能器5设置在第一液压回路3中，其包括与第一液压回路3连通的第一液室54、与第一液室54相对置设置的第一气室50、以及设置该第一液室54与第一气室50之间的第一隔膜52。第一液室54内充有液压流体，第一气室50内充有气体，其内部压力预先设定。从而为车辆悬架系统提供额外的侧倾刚度。
[0034]当第一液压回路3中的液压增大时，第一液室54内的液压增大，从而第一隔膜52受到压力向右运动而挤压第一气室50，从而第一气室50内的气压不断增大，直至第一隔膜52的左右两侧压力平衡。第一隔膜52在停止运动之前存在数次左右运动，直到最终获得压力平衡。由此，第一蓄能器5起到吸收液压冲击的缓冲作用、储存液体的作用。反之，当第一液压回路3中的液压减小时，第一气室50的压力大于第一液室54的压力，从而第一隔膜52向左运动，并持续运动直至第一隔膜52左右压力平衡。第一蓄能器5的主要起到吸收液压冲击、补液等作用。
[0035]第二蓄能器9具有第二液室94、第二隔膜92和第二气室90。第二蓄能器9具有第一蓄能器5相同的结构和功能作用，因此对其结构在此不做赘述。
[0036]图3是本发明的车辆悬架系统的蓄能器的另一种示意性结构剖视图。除图2上述结构的蓄能器之外，还可以采用其他结构的蓄能器。如图3所示，可以将隔膜替换为活塞；此外，还可以将气室、隔膜结构替换为弹簧、活塞结构，即左侧仍为液室、中间为活塞结构、右侧为与该活塞机构连接的弹簧结构。
[0037]另外，在本发明的一个优选实施例中，第一蓄能器5和第二蓄能器9分别设置在第一液压回路3的第一主支路31和第二液压回路7的第二主支路71上，更优选设置在上述第一主支路31和第二主支路71的中部。这样，能够平衡地实现缓冲、储液及补液效果。此夕卜，每个液压回路上的蓄能器的数量可以为多个。
[0038]在不同的路况或者车辆行驶的不同状态下，上述液压缸2、4、6、8在车身或底盘与车轮总成之间有相对运动时，上述液压缸2、4、6、8中相应的一个或几个就会受到压缩或拉伸，从而导致上述液压回路3、7中的流体产生流动，势必会导致上述液压回路3、7中的一个的流体流进蓄能器5、9中的一个，另一条液压回路中的流体从另一个蓄能器中流出。
[0039]以下，对本发明的车辆悬架系统I进行详细地说明。
[0040]当车辆处于平坦路面高速转弯或者高速避障的行驶状况时，车体相对于车轮会发生侧倾运动。假设车辆有向右的侧倾运动，左侧车身相对地面开始向上运动，而右侧车身相对地面开始向下运动，此时，处于平坦路面上的四个车轮相对于地面不动，车身整体产生向右倾斜的状态。此时，本发明的车辆悬架系统I开始发挥作用。
[0041]具体而言，在这种情况下，左前侧液压缸2的左前缸筒22和左后侧液压缸6的左后缸筒62随车身相对于其各自的活塞杆20、60开始向上运动，同时右前液压缸4的右前缸筒42和右后液压缸8的右后缸筒82随车身相对于其各自的活塞杆40、80开始向下运动，即车辆发生右倾。[0042]此时，对于第二液压回路7而言，由于右前缸筒42和右后缸筒82随车身相对于其各自的活塞杆40、80向下运动，从而右前液压缸4的无杆腔420和右后液压缸8的无杆腔820的体积均开始减小，与此同时，左前缸筒22和左后缸筒62随车身相对于其各自的活塞杆20、60向上运动，从而左前液压缸2的有杆腔222和左后液压缸6的有杆腔622的体积均开始减小，由于液体的不可压缩性，使得液体流入蓄能器9，从而第二液压回路7的压力增大。此时，对于第一液压回路3而言，由于车辆开始右倾时，右前缸筒42和右后缸筒82随车身相对于其各自的活塞杆40、80向下运动，从而右边液压缸4、8的有杆腔422、822的体积增大，与此同时，左前缸筒22和左后缸筒62随车身相对于其各自的活塞杆20、60向上运动，从而左前液压缸2的无杆腔220和左后液压缸6的无杆腔620的体积均开始增大，由于液体的不可扩张性，液体从蓄能器5中流出，从而第一液压回路3的液压降低。两条回路产生的压力差会导致单个液压缸中无杆腔和有杆腔的压力差，通过液压缸对车身产生作用力，四个缸同时作用，表现为对车身产生的抗侧倾力矩，使得车身回正。
[0043]如上所述，通过本发明的液压悬架系统I各部分结构的综合互联协调作用，产生抑制车身右倾的侧倾力，该侧倾力产生的侧倾力矩将车身恢复到水平位置，从而达到抗侧倾的效果。在恢复到水平行驶状态时，本发明的两条液压回路3、7中的压力达到平衡，直到下一个行驶状况出现。
[0044]当车辆处于颠簸路面上时，车身相对于车轮同时向下运动时，左前液压缸2、右前液压缸4、左后液压缸6、右后液压缸8的无杆腔体积皆减小，同时有杆腔的体积皆增大，由于各液压缸皆互相连接，所以左前液压缸2和左后液压缸6的无杆腔中的流体会流入到右前液压缸4和右后液压缸8的对应的有杆腔中，而只有活塞杆占据的小部分流体进入到上述蓄能器中，不会造成两条液压回路3、7中的压力变化太大，因而，对汽车行驶平顺性的影响非常小。
[0045]当车辆处于扭曲路面上，假设左前与右后的车轮向上运动而右前与左后的车轮向下运动时，左前液压缸2的无杆腔220的流体刚好流入到右后液压缸8的有杆腔822中，只有小部分的流体会进入到蓄能器中，此时对车辆系统压力造成的影响很小，所以不会导致两条液压回路3、7中出现压力差，因此对车辆的扭转刚度的影响极小。
[0046]通过采用本发明的汽车悬架系统1，能够提高车辆的抗侧翻性能，并且不影响车辆的乘坐舒适性以及其他操纵稳定性，从而实现对平顺性和操纵稳定性的协调控制。
[0047]需要说明的是，本发明的实施例虽然示出液压缸筒与车身相连而活塞与车轮总成相连的结构，但本领域技术人员可以理解的是，也可以将液压缸筒与活塞倒置，从而形成活塞杆与车身相连而液压缸筒与车轮总成相连的结构。相应地，各液压回路与各液压缸的有杆腔和无杆腔连接情况也相应改变。
[0048]应当指出，对于使本【技术领域】的专业技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，是能够实现对上述实施例的多种修改的，而这些修改也应视为本发明应该保护的范围内。
【权利要求】
1.一种车辆悬架系统,其特征在于,包括: 左前液压缸，其具备左前活塞杆和左前缸筒，所述左前活塞杆与左前车轮总成相连，所述左前缸筒与车身相连； 右前液压缸，其具备右前活塞杆和右前缸筒，所述右前活塞杆与右前车轮总成相连，所述右前缸筒与车身相连； 左后液压缸，其具备左后活塞杆和左后缸筒，所述左后活塞杆与左后车轮总成相连，所述左后缸筒与车身相连； 右后液压缸，其具备右后活塞杆和右后缸筒，所述右后活塞杆与右后车轮总成相连，所述右后缸筒与车身相连； 第一液压回路，其具备分别与所述左前缸筒的无杆腔、所述左后缸筒的无杆腔、所述右前缸筒的有杆腔、所述右后缸筒的有杆腔相连通的四个端口 ； 第二液压回路，其具备分别与所述左前缸筒的有杆腔、所述左后缸筒的有杆腔、所述右前缸筒的无杆腔、所述右后缸筒的无杆腔相连通的四个端口 ； 至少一个第一蓄能器，其设置在所述第一液压回路中； 至少一个第二蓄能器，其设置在所述第二液压回路中。
2.根据权利要求1所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述第一液压回路包括第一主支路、从该第一主支路分支出而分别与所述左前缸筒的无杆腔和所述左后缸筒的无杆腔连通的第一左前支路和第一左后支路、从所述第一主支路分支出而分别与所述右前缸筒的有杆腔和所述右后缸筒的有杆腔连通的第一右前支路和第一右后支路。
3.根据权利要求1所述`的车辆悬架系统，其特征在于，所述第二液压回路包括:第二主支路、从该第二主支路分支出而分别与所述左前缸筒的有杆腔和所述左后缸筒的有杆腔连通的第二左前支路和第二左后支路、从所述第二主支路分支出而分别与所述右前缸筒的无杆腔和所述右后缸筒的无杆腔连通的第二右前支路和第二右后支路。
4.根据权利要求2或3所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述第一蓄能器设置在所述第一主支路的中部，所述第二蓄能器设置在所述第二主支路的中部。
5.根据权利要求4所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述第一蓄能器和第二蓄能器分别具备分别与所述第一液压回路和所述第二液压回路连通的液室、与该液室相对设置的气室、将所述气室和所述液室隔开且可在压力作用下运动的柔性隔膜。
6.根据权利要求4所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述第一蓄能器具备与所述第一液压回路连通的第一液室、与所述第一液室相对设置的第一弹簧构件、设置在所述第一液室与所述第一弹簧构件之间且与所述第一弹簧构件相连的第一活塞；所述第二蓄能器具备与所述第二液压回路连通的第二液室、与所述第二液室相对设置的第二弹簧构件、设置在所述第二液室与所述第二弹簧构件之间且与所述第二弹簧构件相连的第二活塞。
7.根据权利要求2或3所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述第一液压回路为X形状。
8.根据权利要求2或3所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述第二液压回路为X形状。
9.一种车辆悬架系统,其特征在于,包括: 左前液压缸，其具备左前活塞杆和左前缸筒，所述左前缸筒与左前车轮总成相连，所述左前活塞杆与车身相连； 右前液压缸，其具备右前活塞杆和右前缸筒，所述右前缸筒与右前车轮总成相连，所述右前活塞杆与车身相连； 左后液压缸，其具备左后活塞杆和左后缸筒，所述左后缸筒与左后车轮总成相连，所述左后活塞杆与车身相连； 右后液压缸，其具备右后活塞杆和右后缸筒，所述右后缸筒与右后车轮总成相连，所述右后活塞杆与车身相连； 第一液压回路，其具备分别与所述左前缸筒的有杆腔、所述左后缸筒的有杆腔、所述右前缸筒的无杆腔、所述右后缸筒的无杆腔相连通的四个端口 ； 第二液压回路，其具备分别与所述左前缸筒的无杆腔、所述左后缸筒的无杆腔、所述右前缸筒的有杆腔、所述右后缸筒的有杆腔相连通的四个端口 ； 至少一个第一蓄能器，其设置在所述第一液压回路中； 至少一个第二蓄能器，其设置在所述第二液压回路中。
10.一种机动车，其特征在于具有上述权利要求1-9任一项所述的车辆悬架系统。
【文档编号】B60G13/08GK103863049SQ201410127449
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】张农, 王立夫 申请人:常州万安汽车部件科技有限公司