车辆悬架和车辆的制作方法

本发明属于汽车悬架技术领域，具体涉及一种双气室变刚度抗侧倾油气悬架。

背景技术：

传统汽车悬架刚度和阻尼特性设计完成后不能变化，极大限制了汽车性能的进一步提升，随着汽车各类传感器、控制器等性能的提升和价格下降，通过控制器进行悬架刚度阻尼控制并实际应用成为可能，随着人们对汽车的乘坐舒适性能要求的不断提高，汽车悬架隔振越来越引起人们的重视。目前的汽车油气悬架主要是被动互联油气悬架，通过不同车轮悬架上下油缸互联提高抗侧倾性能，均衡分布多轴汽车轮荷，但悬架刚度和阻尼不能调节，汽车在平滑路面、越野路面、空载、满载等不同工况下整车平顺性和行驶安全性不能得到有效改善。

综上所述，现有必要发明一种油气悬架，该油气悬架一方面可以根据车辆载荷、路面条件等不同而改变悬架刚度、调节阻尼大小；另一方面可以在车辆转向侧倾时，阻止车辆两侧悬架的运动趋势，起到了良好的抗侧倾作用。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种双气室变刚度抗侧倾油气悬架。

本发明的所采用的技术方案为：一种双气室变刚度抗侧倾油气悬架，包括动力调节单元和偶数个油缸，所有的所述油缸分两组设置，分别为左油缸组和右油缸组，所述左油缸组中的油缸和所述右油缸组中的油缸一一对应，所述左油缸组中的每个油缸与所述右油缸组中对应的油缸相连通，所述左油缸组中的每个油缸与所述右油缸组中对应的油缸相连通；所述油缸与所述动力调节单元相连通。

进一步的优选，所述油缸的数量为两个，分别为第一油缸和第二油缸，所述第一油缸的无杆腔与所述第二油缸的有杆腔相连通，所述第一油缸的有杆腔与所述第二油缸的无杆腔相连通。

进一步的优选，所述第一油缸的无杆腔与所述第二油缸的无杆腔相连通，所述第一油缸的有杆腔与所述第二油缸的有杆腔相连通。

进一步的优选，所述动力调节单元包括油泵、储能器和阀组，所述储能器和所述阀组设置在所述油泵与所述油缸之间。

进一步的优选，所述第一油缸的无杆腔与所述第二油缸的有杆腔之间的管路上设置有所述储能器和/或所述阀组，所述第一油缸的有杆腔与所述第二油缸的无杆腔之间的管路上设置有所述储能器和/或所述阀组。

进一步的优选，所述第一油缸的的无杆腔和所述第二油缸的无杆腔上均设置有所述储能器。

进一步的优选，所述阀组包括第一阀组、第二阀组和第三阀组，所述第一阀组设置在所述储能器与所述无杆腔之间，所述第二阀组设置在所述储能器与第一油缸、第二油缸之间，所述第三阀组设置在不同油缸的所述无杆腔与所述有杆腔之间。

具体的，所述第一阀组包括两个单向阀、两个常通孔和电磁阀，两个所述单向阀的方向相反设置，一个所述单向阀与一个所述常通孔相串联形成第一管路，另一个所述单向阀与另一个所述常通孔相串联形成第二管路；所述第一管路与所述第二管路相并联，所述第一管路与所述第二管路均与所述电磁阀相串联；

具体的，所述第二阀组包括单向阀、两个常通孔和开关阀，一个所述常通孔与所述开关阀相并联，一个所述常通孔与所述开关阀均与所述单向阀相串联，另一个所述常通孔与一个所述常通孔、所述开关阀和所述单向阀均并联设置；

具体的，所述第三阀组包括常通孔和单向阀，所述常通孔与所述单向阀相并联设置。

进一步的优选，所述第一油缸的无杆腔和所述第二油缸的无杆腔均与油箱连通。

进一步的优选，所述第一油缸的无杆腔、所述第二油缸的无杆腔与油箱之间均设置有溢流阀。

本发明的有益效果为：

不同油缸的有杆腔和无杆腔互连，车辆转向侧倾时，阻止了两侧悬架的运动趋势，起到了良好的抗侧倾作用；

无杆腔并联两个储能器，悬架刚度可以根据行驶工况进行调节，具体的，通过电磁阀开闭来控制储能器是否与无杆腔接通，当无杆腔与两个储能器(把一侧无杆腔连接的两个储能器分别标注)连通时刚度降低，电磁阀关闭无杆腔只和一个储能器连通，悬架刚度增大,有效提升了乘坐舒适性和操纵稳定性；

电磁阀和常通孔并联，通过调节电磁阀节流面积，根据行驶工况实现阻尼主动控制，从而衰减车身在不同路面的振动，有效提升了车辆乘坐舒适性；

通过设置溢流阀，油液通过溢流阀流出，防止油缸内部压力过高而损坏，提供过载保护功能，避免无杆腔油封等在冲击压力下过早损坏。

附图说明

图1是本发明车辆悬架一实施方式的结构示意图；

图2是本发明车辆悬架另一实施方式的结构示意图。

图中：1、油缸；11、第一油缸；12、第二油缸；2、油泵；3、储能器；4、阀组；41、第一阀组；42、第二阀组；43、第三阀组；411、单向阀；412、常通孔；413、电磁阀；414、开关阀；5、油箱；6、控制器；7、陀螺仪；8、溢流阀。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种车辆悬架，包括动力调节单元和偶数个油缸，所有的油缸分两组设置，分别为左油缸组和右油缸组，左油缸组中的油缸和右油缸组中的油缸一一对应，左油缸组中的每个油缸与右油缸组中对应的油缸相连通，左油缸组中的每个油缸与右油缸组中对应的油缸相连通；油缸与动力调节单元相连通。

一种较佳的实施方式，油缸1的数量为两个，分别为第一油缸11和第二油缸12，第一油缸11的无杆腔与第二油缸12的有杆腔相连通，第一油缸11的有杆腔与第二油缸12的无杆腔相连通。车辆转向侧倾时，外侧悬架受到压缩，内侧车轮伸张，油缸的有杆腔和无杆腔互连，阻止了两侧悬架的运动趋势，起到良好的抗侧倾作用。

进一步的，第一油缸11的无杆腔与第二油缸12的无杆腔相连通，第一油缸11的有杆腔与第二油缸12的有杆腔相连通。具体的，磁阀413关闭，无杆腔只与一个储能器连接时，更进一步的阻止了两侧悬架的运动趋势，更进一步的起到良好的抗侧倾作用。

动力调节单元包括油泵2、储能器3和阀组4，储能器3和阀组4设置在油泵2与油缸1之间。

储能器3内部通过弹性隔膜将气体和油液分开，上部是气室，气室内部密封高压氮气，下部是液室，油液采用润滑性能好的硅油或航空油等粘度小，性能对温度不敏感的油液，隔膜是气密封性能优良的柔性橡胶膜，周边与储能器固定，中间能够随气体压缩程度不同上下浮动。

一种较佳的实施方式，第一油缸11的无杆腔与第二油缸12的有杆腔之间的管路上设置有储能器3和/或阀组4，第一油缸11的有杆腔与第二油缸12的无杆腔之间的管路上设置有储能器3和/或阀组4；另外，第一油缸11的的无杆腔和第二油缸12的无杆腔上均设置有储能器3。

油缸1内通过活塞分成无杆腔和有杆腔，无杆腔和两个储能器3并联连接，承受车辆载荷和预压载荷，可以进行2级刚度调节，储能器3和油缸1之间通过阀组4连接，用于阻尼主动调节，阀组4通常包括常通孔412、开关阀414、单向阀411、溢流阀8等，悬架阻尼可以根据路况进行2级阻尼调节，悬架压缩行程，油液从常通孔412和单向阀411两条通路流入储能器3，并且阻尼能够通过开关电磁阀或比例电磁阀根据路况进行主动控制，悬架伸张行程油液通过常通孔412下面相并联的单向阀(图中未标注)和常通孔(图中未标注)流回油缸1，油缸1的无杆腔和另一侧油缸1的有杆腔连通，起到抗侧倾作用。

具体的，阀组4包括第一阀组41、第二阀组42和第三阀组43，第一阀组41设置在储能器3与无杆腔之间，第二阀组42设置在储能器3与第一油缸11、第二油缸12之间，第三阀组设置在不同油缸的无杆腔与有杆腔之间；第一阀组41包括两个单向阀411、两个常通孔412和电磁阀413，两个单向阀411的方向相反设置，一个单向阀411与一个常通孔412相串联形成第一管路，另一个单向阀411与另一个常通孔412相串联形成第二管路；第一管路与第二管路相并联，第一管路与第二管路均与电磁阀413相串联；第二阀组42包括单向阀411、两个常通孔412和开关阀414，一个常通孔412与开关阀414相并联，一个常通孔412与开关阀414均与单向阀411相串联，另一个常通孔412与一个常通孔412、开关阀414和单向阀411均并联设置；第三阀组43包括常通孔412和单向阀411，常通孔412与单向阀411相并联设置。通过上述阀组的设置，使得油缸的阻尼可以实现多级调节。

一种较佳的实施方式，第一油缸11的无杆腔和第二油缸12的无杆腔均与油箱5连通。更进一步的，第一油缸11的无杆腔、第二油缸12的无杆腔与油箱5之间均设置有溢流阀8。当车轮遇到特别大的冲击，为了防止油缸内部压力过高而损坏，油液通过溢流阀8流出，提供过载保护功能，避免无杆腔油封等在冲击压力下过早损坏。

油气悬架的储能器3内部通过弹性隔膜将气体和油液分开，上部是气室，气室内部密封高压氮气，下部是油液，油液采用润滑性能好的硅油，隔膜是气密封性能优良的柔性橡胶膜，周边与储能器固定，中间能够随气体压缩程度不同上下浮动。

油气悬架的油缸1内通过活塞分成上下两部分，分为有杆腔和无杆腔，无杆腔和两个储能器3并联连接，承受车辆载荷和预压载荷，可以进行2级刚度调节，储能器3和油缸1之间通过阀组连接，用于阻尼主动调节，阀组包括常通孔412、开关阀414、单向阀411、溢流阀8等，具体参见图1，悬架阻尼可以根据路况进行2级阻尼调节，悬架压缩行程，油液从常通孔412和单向阀411两条通路流入储能器3，并且阻尼能够通过开关电磁阀或比例电磁阀根据路况进行主动控制，悬架伸张行程油液通过常通孔412下面相并联的单向阀(图中未标注)和常通孔(图中未标注)流回油缸1。油缸1的无杆腔和另一侧油缸1的有杆腔连通，起到抗侧倾作用。

本方案中的悬架，根据刚度不同，可以分为舒适和运动两种模式，需要改变悬架刚度时，通过电磁阀413开闭选择接入一个或两个储能器3，从而实现不同的悬架刚度调节，接入一个储能器3悬架刚度增大处于运动模式，接入两个储能器刚度减小为舒适模式，悬架刚度可以由驾驶员设定，也可以根据行驶工况、载荷等自动控制，满足特定行驶工况需求。

当车辆在良好路面直线匀速行驶，悬架油缸1的无杆腔接入两个储能器3，悬架处于舒适模式，两个储能器3并联提供悬架刚度，有利于提高车辆乘坐舒适性；在崎岖越野路面直线行驶，为了保证车身姿态稳定和行驶安全，减少整车俯仰、侧倾等运动，悬架只接入一个储能器3，垂向刚度增加，有利于提高车轮路面附着性能，碰到凸起冲击车轮上跳时，无杆腔油液通过常通孔流向储能器3，同时与常通孔并联的所有电磁阀打开，一部分油液通过打开的电磁阀413流入储能器3，悬架阻尼调节为最小，缓解车辆高速冲击，此时有杆腔容积增大，无杆腔的油液一部分流向另一侧的有杆腔；车轮回跳时，储能器3的油液通过常通孔412下面的常通孔和单向阀，以及阀组4中的常通孔流入无杆腔，提供大阻尼，而有杆腔中的油液通过互联管路流入另一侧的无杆腔。车辆转向侧倾时，外侧悬架受到压缩，内侧车轮伸张，油缸1的有杆腔和无杆腔互连，阻止了两侧悬架的运动趋势，起到良好的抗侧倾作用。

在车辆静止或低速行驶工况，油泵2和中央储能器(图中未画出)通过换向阀和电磁阀413，向无杆腔提供高压油，车身高度增加，前悬架两侧油缸分别由两个电磁阀(见附图油泵2上面的电磁阀)单独控制，后悬架两侧油缸1由一个电磁阀控制；需要降低车身高度时，电磁阀(见附图油泵2上面的电磁阀)打开，部分无杆腔油液通过换向阀从回油管路流出，车身高度减小，车身高度调整可以通过手动或自动调节，根据悬架内置的位移传感器来确定合适的车身高度，可以自动进行车身调平。

当车轮遇到特别大的冲击，为了防止油缸1内部压力过高而损坏，油液通过溢流阀8流出，提供过载保护功能，避免无杆腔油封等在冲击压力下过早损坏。

该发明的方案，主要有以下几个方面的创新：

一、本发明油气悬架油缸内通过活塞分成上下部分，无杆腔和两个隔膜储能器连接，储能器内充有氮气，通过接通一个或两个储能器调节悬架刚度，车辆具有舒适模式和运动模式两级刚度，悬架与两个储能器连接，车辆有良好的乘坐舒适性，处于舒适模式；悬架只与一个储能器连接，悬架刚度增加，车辆有良好的路面附着性能，处于运动模式；一侧的有杆腔和另一侧的无杆腔互联，车辆在转向时起到抗侧倾的作用，两根互联管路通过电磁阀连接，必要时接通用于减少两侧储能器压力差异。具体的，只在需要的时候手动或自动打开电磁阀，例如需要两侧车身自动调平或者在恶劣路面平衡两侧轮胎载荷分布，避免单侧过大冲击等情况。

二、在悬架压缩时，通过阀组电磁阀控制阻尼，通过并联一个或者两个电磁阀，压缩形成多级阻尼控制，降低车辆振动，提高车辆行驶舒适性；油缸的有杆腔油液具有一定压力，避免了悬架快速运动时产生气穴现象，气穴会降低悬架性能，甚至对油缸造成点蚀破坏。

三、悬架油缸通过换向阀和电磁阀，由中央高压储能器快速向油缸上、下腔充入液压油(或者油泵直接向油缸上、下腔充入液压油)，可以改变车身高度，实现手动或自动连续调节，前悬架由两个电磁阀单独控制油液出入油缸，后悬架只采用一个电磁阀控制油液进出油缸，实现车身自动调平功能，中央储能器能够大幅降低能耗，提高调节速度。

四、系统也可以在不同油缸的有杆腔和无杆腔连接管路中加入一个常通阻尼孔和单向阀如图2中点划线框内所示，阻尼孔通过节流作用降低油液流动引起的车身振动，单向阀可以在悬架受到大冲击时及时将油液流入有杆腔，避免车身过大振动，防止液压元件损坏。

同普通互联油气悬架相比，一是，普通互联油气悬架不能进行刚度调节，本发明将油缸和两个储能器并联，使悬架刚度可以根据行驶工况进行调节，有效提升了乘坐舒适性和操纵稳定性；二是，普通互联油气悬架不能进行阻尼控制，本发明通过将电磁阀和常通孔并联，通过调节电磁阀节流面积，根据行驶工况实现阻尼主动控制，降低了车身振动，有效提升了车辆乘坐舒适性；三是，悬架压缩和伸张，都通过常通孔节流，悬架压缩形程油液还通过并联的单向阀和电磁阀通路流入储能器，通过简单紧凑的设计使悬架具有压缩行程阻尼小和伸张行程阻尼大的特性，有效抑制了车身振动，本发明使用的电磁阀没有昂贵的比例阀和伺服阀，通过使用换向阀、高速开关阀等进行控制，大幅降低了系统成本，实现了刚度连续调节和阻尼多级调节，悬架性能得到有效提升。

需要说明的是，一、本方案中的储能器3可以在油缸1外部，也可以和油缸1集成为一体，使结构更紧凑；二，油缸1内部可以集成位移传感器和压力传感器；三是，阀组4中的电磁阀可以使用比例阀以实现阻尼连续调节；四是，无杆腔阀组可以通过并联多级可调节流孔及电磁阀，实现悬架压缩和伸张过程中阻尼多级调节。

本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域普通技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。