一种汽车电控液压压电悬架的制作方法

本实用新型涉及汽车悬架领域，尤其涉及一种汽车电控液压压电悬架。

背景技术：

目前的汽车动力主要来源于发动机驱动和蓄电池电能驱动，或者两者混合使用，前者是将热能转换成机械能的装置，利用燃料燃烧产生热能，热效利用低、排放污染较大是其难以解决的缺点；后者是将电能转换成机械能的装置，虽然在汽车行驶中基本上能实现零排放是其优点，但其续程里程短却是它最大的短板，还有，因为电池制造生产造成的二次污染也是不可忽视的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种汽车电控液压压电悬架，其能在车辆行驶过程中，将机械能转换成电能，同时能主动调整悬架的刚度和车身高度。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种汽车电控液压压电悬架，包括液压悬架、储电装置和电子控制系统；所述液压悬架包括四个液压臂、四个密闭液压油箱、中间调节液压油箱及液压泵；

每个所述液压臂通过电磁阀与一个所述密闭液压油箱一对一连通，所述液压臂用于安装在车身车架与车轮之间以使车架和车轮所传来的力矩转换成液压力传送给所述密闭液压油箱；所述密闭液压油箱和所述中间调节液压油箱可利用液压力进行发电；所述中间调节液压油箱分别与四个所述密闭液压油箱连通；所述液压泵的进油管与所述中间调节液压油箱连通，所述液压泵的出油管通过一单向阀分别与四个所述密闭液压油箱连通，所述液压泵的进油管通过电磁阀与所述液压泵的出油管连通；所述储电装置分别与四个所述密闭液压油箱及所述中间调节液压油箱电连接；

所述电子控制系统包括方向盘转角传感器、制动灯开关、加速踏板位置传感器、车速传感器、车身高度传感器、制动压力传感器、车身位移传感器、模式选择开关及电控装置；所述电控装置分别与所述方向盘转角传感器、所述制动灯开关、所述加速踏板位置传感器、所述车速传感器、所述车身高度传感器、所述制动压力传感器、所述车身位移传感器、所述模式选择开关、所述液压泵及所有电磁阀电连接。

进一步地，所述液压臂包括：排空螺栓、活塞杆、油封、导向座、活塞、伸张油缸油管接头、压缩油缸油管接头及工作缸筒；所述导向座安装在所述工作缸筒中，所述工作缸筒的顶部设有供所述活塞杆伸入所述工作缸筒内部的开口，所述活塞杆从所述开口处穿过所述导向座伸入所述工作缸筒中，所述活塞安装在所述活塞杆上，所述油封安装在所述开口处以使所述工作缸筒处于密封状态，所述工作缸筒的侧壁顶部设有所述伸张油缸油管接头，所述工作缸筒的侧壁底部设有所述压缩油缸油管接头，所述伸张油缸油管接头通过电磁阀与所述密闭液压油箱连通，所述压缩油缸油管接头通过电磁阀与所述密闭液压油箱连通，所述工作缸筒的底部还设有所述排空螺栓。

进一步地，所述液压臂还包括防尘罩，所述防尘罩套设在所述工作缸筒上。

进一步地，所述密闭液压油箱包括：第一缸筒、第一薄钢膜片、第一压电元件、第一弹性元件及第一箱体，所述第一缸筒安装在所述第一箱体内，所述第一薄钢膜片设置在所述第一缸筒中，所述第一薄钢膜片的四周套设有第一密封圈且所述第一薄钢膜片的边沿通过所述第一密封圈紧密地抵靠在所述第一缸筒内壁上，所述第一薄钢膜片使所述第一缸筒分为A腔和B腔，所述第一压电元件安装在所述第一薄钢膜片上且位于B腔中，所述B腔中设有若干个第一弹性元件，所述第一弹性元件的一端固定在所述第一缸筒的侧壁上，所述第一弹性元件的另一端固定在所述第一薄钢膜片上；一个所述液压臂的所述伸张油缸油管接头通过电磁阀与一个所述密闭液压油箱的B腔连通，该液压臂的所述压缩油缸油管接头还通过电磁阀与该密闭液压油箱的A腔连通，所述液压臂与所述密闭液压油箱一对一匹配；所述液压泵通过单向阀与各个所述密闭液压油箱的A腔连通。

进一步地，所述第一弹性元件包括第一膜片弹簧、第一支承环、第一固定铆钉；所述第一缸筒内设置了若干个所述第一膜片弹簧，所述第一膜片弹簧的一端通过所述第一固定铆钉安装在所述第一缸筒的侧壁上，所述第一膜片弹簧的另一端通过所述第一支承环固定在所述第一薄钢膜片上，所述第一膜片弹簧的两端不在同一水平线上。

进一步地，每个所述第一膜片弹簧上均设有第一压电元件。

进一步地，所述中间调节液压油箱包括：第二缸筒、第二薄钢膜片、第二压电元件、第二弹性元件及第二箱体，所述第二缸筒安装在所述第二箱体内，所述第二薄钢膜片设置在所述第二缸筒中，所述第二薄钢膜片的四周套设有第二密封圈且所述第二薄钢膜片的边沿通过所述第二密封圈紧密地抵靠在所述第二缸筒内壁上，所述第二薄钢膜片使所述第二缸筒分为A腔和B腔，所述第二压电元件安装在所述第二薄钢膜片上且位于所述第二缸筒的B腔中，所述第二弹性元件设置在所述第二缸筒的B腔中，所述第二弹性元件的一端固定在所述第二缸筒的侧壁上，所述第二弹性元件的另一端固定在所述第二薄钢膜片上；所述第二缸筒的A腔上设有机油加注口，所述中间调节液压油箱的所述第二缸筒的A腔分别与各个所述密闭液压油箱的第一缸筒的B腔连通，所述中间调节液压油箱的所述第二缸筒的A腔与所述液压泵连通，所述中间调节液压油箱的所述第二缸筒的B腔设有与空气连通的通气口。

进一步地，所述第二弹性元件包括第二膜片弹簧、第二支承环、第二固定铆钉；所述第二缸筒内设置了若干个所述第二膜片弹簧，所述第二膜片弹簧的一端通过所述第二固定铆钉安装在所述第二缸筒的侧壁上，所述第二膜片弹簧的另一端通过所述第二支承环固定在所述第二薄钢膜片上，所述第二膜片弹簧的两端不在同一水平线上。

进一步地，每个所述第二膜片弹簧上均设有第二压电元件。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

该汽车电控液压压电悬架通过将液压悬架、储电装置和电子控制系统组装在一起，其中，液压悬架包括四个液压臂、四个密闭液压油箱、中间调节液压油箱及液压泵，所述密闭液压油箱和所述中间调节液压油箱可利用液压力进行发电。在汽车行驶过程中，液压臂可将车架和车轮传来的各种力矩转换成液压力传送给密闭液压油箱，路面上传来的力矩也可通过液压臂转换成液压力传给密闭液压油箱，密闭液压油箱利用液压力进行发电，然后将电能传输给储电装置进行储存，从而达到了将机械能转换成电能的目的；此外，电子控制系统中的电控装置可根据各个传感器传来的信息实时地对液压悬架的电磁阀发出指令来调整液压臂的软硬度，使车辆行驶过程更稳定、更舒适，同时电控装置根据驾驶员操作的模式选择开关和车身高度传感器的信息来进行车身高度的调节，提高车辆的通过率。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种汽车电控液压压电悬架的结构示意图，图中只示出左边的两个液压臂和两个密闭液压油箱，右边的液压臂和密闭液压油箱的结构连接关系与左边的相同；

图2为图1中的液压臂的结构示意图；

图3为图1中的密闭液压油箱的竖截面的结构示意图；

图4为图1中的密闭液压油箱的俯视图。

附图标记：1、储电装置；2、液压臂；201、排空螺栓；202、活塞杆；203、油封；204、导向座；205、活塞；206、伸张油缸油管接头；207、压缩油缸油管接头；208、工作缸筒；209、防尘罩；3、密闭液压油箱；301、第一缸筒；302、第一薄钢膜片；303、第一压电元件；304、第一弹性元件；3041、第一膜片弹簧；3042、第一支承环；3043、第一固定铆钉；305、第一箱体；306、第一密封圈；4、中间调节液压油箱；5、液压泵；6、电磁阀；7、车轮；8、单向阀；9、方向盘转角传感器；10、制动灯开关；11、加速踏板位置传感器；12、车速传感器；13、车身高度传感器；14、制动压力传感器；15、车身位移传感器；16、模式选择开关；17、电控装置。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参阅图1至4，一种汽车电控液压压电悬架，包括液压悬架、储电装置1和电子控制系统；所述液压悬架包括四个液压臂2、四个密闭液压油箱3、中间调节液压油箱4及液压泵5；

每个所述液压臂2通过电磁阀6与一个所述密闭液压油箱3一对一连通，所述液压臂2用于安装在车身车架与车轮7之间以使车架和车轮7所传来的力矩转换成液压力传送给所述密闭液压油箱3；所述密闭液压油箱3和所述中间调节液压油箱4可利用液压力进行发电；所述中间调节液压油箱4分别与四个所述密闭液压油箱3连通；所述液压泵5的进油管与所述中间调节液压油箱4连通，所述液压泵5的出油管通过一单向阀8分别与四个所述密闭液压油箱3连通，所述液压泵5的进油管通过电磁阀6与所述液压泵5的出油管连通；所述储电装置1分别与四个所述密闭液压油箱3及所述中间调节液压油箱4电连接；

所述电子控制系统包括方向盘转角传感器9、制动灯开关10、加速踏板位置传感器11、车速传感器12、车身高度传感器13、制动压力传感器14、车身位移传感器15、模式选择开关16及电控装置17；所述电控装置17分别与所述方向盘转角传感器9、所述制动灯开关10、所述加速踏板位置传感器11、所述车速传感器12、所述车身高度传感器13、所述制动压力传感器14、所述车身位移传感器15、模式选择开关16、所述液压泵5及所有电磁阀6电连接。

通常，汽车悬架基本上由弹性元件、导向机构和液压减震器三部分组成，三者共同的任务就是传力，把路面作用于车轮上的垂直反力(支撑力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都传递到汽车的车身车架上。根据静液压原理，施加在密闭空间里的液压力能够被液体大小不变的向各个方向传递，也就是说，悬架上传来的各种力，都可以通过液体传递，若传给悬架的弹性元件，就可以吸收冲击力，减缓震动和支撑车辆，若传给压电元件，可以使压电元件受力变形而产生电荷，如果把这些电荷收集存储起来，电量就会增大，存储起来的电量如果再输送到各个用电设备上，就能驱动它们工作。

因此，采用本实用新型所提供汽车电控液压压电悬架，可实现在汽车行驶过程中，液压臂2可将车架和车轮7传来的各种力矩转换成液压力传送给密闭液压油箱3，路面上传来的力矩也可通过液压臂2转换成液压力传给密闭液压油箱3，密闭液压油箱3利用液压力进行发电，然后将电能传输给储电装置1进行储存，从而达到了将机械能转换成电能的目的；此外，电子控制系统中的电控装置17可根据各个传感器传来的信息实时地对液压悬架的电磁阀6发出指令来调整液压臂2的软硬度，使车辆行驶过程更稳定、更舒适，同时电控装置17根据驾驶员操作的模式选择开关16和车身高度传感器13的信息来进行车身高度的调节，提高车辆的通过率。

需要说明的是，液压泵5连接在中间调节液压油箱4和密闭液压油箱3之间，能够根据驾驶员的意愿调节车身高度，提高车辆的通过性能，并且能够对液压臂2进行油液充注。当液压泵5工作时，各密闭液压油箱3的A腔内和液压臂2的压缩油缸内的油量增加，液压臂2压缩油缸内的空间增大，车身高度提高。

作为一种优选的实施方式，所述液压臂2包括：排空螺栓201、活塞杆202、油封203、导向座204、活塞205、伸张油缸油管接头206、压缩油缸油管接头207及工作缸筒208；所述导向座204安装在所述工作缸筒208中，所述工作缸筒208的顶部设有供所述活塞杆202伸入所述工作缸筒208内部的开口，所述活塞杆202从所述开口处穿过所述导向座204伸入所述工作缸筒208中，所述活塞205安装在所述活塞杆202上，所述油封203安装在所述开口处以使所述工作缸筒208处于密封状态，所述工作缸筒208的侧壁顶部设有所述伸张油缸油管接头206，所述工作缸筒208的侧壁底部设有所述压缩油缸油管接头207，所述伸张油缸油管接头206通过电磁阀6与所述密闭液压油箱3连通，所述压缩油缸油管接头207通过电磁阀6与所述密闭液压油箱3连通，所述工作缸筒208的底部还设有所述排空螺栓201，用于加注液压油时的管路排空作业。活塞205把工作缸筒208分层上方的伸张油缸和下方的压缩油缸，液压臂2安装在车架与车轮7之间，用于将车架与车轮7之间的各种相互力矩转换成液压力，然后通过液压管路将液压力传给密闭液压油箱3。与液压臂2的压缩油缸油管接头207连接的电磁阀6用于调节压缩行程阻尼力，而与液压臂2的伸张油缸油管接头206连接的电磁阀6用于调节伸张行程阻尼力。

作为一种优选的实施方式，所述液压臂2还包括防尘罩209，所述防尘罩209套设在所述工作缸筒208上。设置防尘罩209，避免灰尘进入工作缸筒208中。

作为一种优选的实施方式，所述密闭液压油箱3包括：第一缸筒301、第一薄钢膜片302、第一压电元件303、第一弹性元件304及第一箱体305，所述第一缸筒301安装在所述第一箱体305内，所述第一薄钢膜片302设置在所述第一缸筒301中，所述第一薄钢膜片302的四周套设有第一密封圈306且所述第一薄钢膜片302的边沿通过所述第一密封圈306紧密地抵靠在所述第一缸筒301内壁上，所述第一薄钢膜片302使所述第一缸筒301分为A腔和B腔，所述第一压电元件303安装在所述第一薄钢膜片302上且位于B腔中，所述B腔中设有若干个第一弹性元件304，所述第一弹性元件304的一端固定在所述第一缸筒301的侧壁上，所述第一弹性元件304的另一端固定在所述第一薄钢膜片302上；一个所述液压臂2的所述伸张油缸油管接头206通过电磁阀6与一个所述密闭液压油箱3的B腔连通，该液压臂2的所述压缩油缸油管接头207还通过电磁阀6与该密闭液压油箱3的A腔连通，所述液压臂2与所述密闭液压油箱3一对一匹配；所述液压泵5通过单向阀8与各个所述密闭液压油箱3的A腔连通。

作为一种优选的实施方式，所述第一弹性元件304包括第一膜片弹簧3041、第一支承环3042、第一固定铆钉3043；所述第一缸筒301内设置了若干个所述第一膜片弹簧3041，所述第一膜片弹簧3041的一端通过所述第一固定铆钉3043安装在所述第一缸筒301的侧壁上，所述第一膜片弹簧3041的另一端通过所述第一支承环3042固定在所述第一薄钢膜片302上，所述第一膜片弹簧3041的两端不在同一水平线上。第一支承环3042和第一薄钢膜片302结合在一起，加强了第一薄钢膜片302的强度，同时与第一膜片弹簧3041接触，减少了第一膜片弹簧3041和第一薄钢膜片302相互运动所产生的磨损，提高第一薄钢膜片302的使用寿命。

密闭液压油箱3的工作原理为：

液压臂2在压缩行程时通过油液把液压力作用在第一薄钢膜片302上，对B腔内的第一膜片弹簧3041进行压缩，也就是说车辆车身的重力通过油液平均分配在B腔内的各个第一膜片弹簧3041上，B腔通过液压管路与液压臂2的伸张缸相连接，当液压臂2因车辆弹跳时，液压臂2伸张所产生的液力和第一膜片弹簧3041以及第一薄钢膜片302弹力的共同作用下，第一薄钢膜片302往相反的方向移动，如此，第一膜片弹簧3041以及第一薄钢膜片302就产生了震动。

采用以上结构，使得当液压臂2的液压力传送到密闭液压油箱3的A腔中时，第一薄钢膜片302在液压力和第一膜片弹簧3041的弹力的作用下以车辆行驶震动的频率同步震动，贴装在第一薄钢膜片302和第一膜片弹簧3041上的第一压电元件303随所受的应力产生电荷，产生的电荷量与所受的应力大小和频率成正比。

作为一种优选的实施方式，每个所述第一膜片弹簧3041上均设有第一压电元件303，在第一膜片弹簧3041上也设置第一压电元件303，增大发电的电荷量。

作为一种优选的实施方式，所述中间调节液压油箱4包括：第二缸筒、第二薄钢膜片、第二压电元件、第二弹性元件及第二箱体，所述第二缸筒安装在所述第二箱体内，所述第二薄钢膜片设置在所述第二缸筒中，所述第二薄钢膜片的四周套设有第二密封圈且所述第二薄钢膜片的边沿通过所述第二密封圈紧密地抵靠在所述第二缸筒内壁上，所述第二薄钢膜片使所述第二缸筒分为A腔和B腔，所述第二压电元件安装在所述第二薄钢膜片上且位于所述第二缸筒的B腔中，所述第二弹性元件设置在所述第二缸筒的B腔中，所述第二弹性元件的一端固定在所述第二缸筒的侧壁上，所述第二弹性元件的另一端固定在所述第二薄钢膜片上；所述第二缸筒的A腔上设有机油加注口，所述中间调节液压油箱4的所述第二缸筒的A腔分别与各个所述密闭液压油箱3的第一缸筒301的B腔连通，所述中间调节液压油箱4的所述第二缸筒的A腔与所述液压泵5连通，所述中间调节液压油箱4的所述第二缸筒的B腔设有与空气连通的通气口。中间调节液压油箱4与密闭液压油箱3结构大致相同，区别在于中间调节液压油箱4的B腔上方设有一个空气阀门通大气，A腔上设置了一个机油加注口。中间调节液压油箱4的A腔通过液压管路并联着各个密闭液压油箱3的B腔，用以调节各个密闭液压油箱3的油液压力。此外，中间调节液压油箱4的A腔还通过液压管路与液压泵5连接以为液压泵5提供输入油液。

作为一种优选的实施方式，所述第二弹性元件包括第二膜片弹簧、第二支承环、第二固定铆钉；所述第二缸筒内设置了若干个所述第二膜片弹簧，所述第二膜片弹簧的一端通过所述第二固定铆钉安装在所述第二缸筒的侧壁上，所述第二膜片弹簧的另一端通过所述第二支承环固定在所述第二薄钢膜片上，所述第二膜片弹簧的两端不在同一水平线上。

作为一种优选的实施方式，每个所述第二膜片弹簧上均设有第二压电元件。

该汽车电控液压压电悬架的工作流程为：

发电流程：在车辆行驶过程中，车架和车轮7传来的力矩使得液压臂2的活塞杆202进行压缩动作，液压臂2的压缩油缸中的油液通过液压管路流至密闭液压油箱3的A腔中，第一薄钢膜片302在液压力和第一膜片弹簧3041的弹力的作用下以车辆行驶震动的频率同步震动，贴装在第一薄钢膜片302和第一膜片弹簧3041上的第一压电元件303随所受的应力产生电荷，产生的电荷量与所受的应力大小和频率成正比，储电装置1的作用是通过线路把第一压电元件303产生的电收集起来，再通过线路输送到车辆的用电设备上做功以及对蓄电池充电。

调整悬架刚度的工作流程为：

电控装置17(ECU)根据方向盘转角传感器9、制动灯开关10、加速踏板位置传感器11、车速传感器12、车身高度传感器13、制动压力传感器14、车身位移传感器15等传感器传来的信息分析判断车辆行驶的状态，发送指令给与液压臂2的压缩油缸油管接头207连接的电磁阀6，来调节各个液压臂2的阻尼力和刚度，使车辆在复杂的行驶状态下都能保持稳定和舒适。

调整车身高度的工作流程为：

电控装置17(ECU)根据驾驶员选择的车身高度模式选择开关16和车身高度传感器13的信息，发送指令给液压泵5、与液压泵5连接的电磁阀6以及与液压臂2的压缩油缸油管接头207连接的电磁阀6，调整电磁阀6的流量大小，从而调整车身高度，提高了车辆的通过性能，车身高度的下降幅度是由串联在液压泵5的进出油管的电磁阀6所控制的。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。