一种可调阻尼阀及车辆液压互联悬架系统的制作方法

本发明涉及车辆液压技术领域，尤其是涉及一种可调流量阻尼阀及车辆液压互联悬架系统。

背景技术：

液压互联悬架系统由液压缸、液压管路、蓄能器和阻尼阀等元件构成。液压缸设于四个车轮与车身之间，一端与车身固结、一端与车轮固结。四个液压缸以一定方式互联形成两条闭合的液压回路。每一条闭合回路配设有至少一个蓄能器，设置至少一个或者不设置提供阻尼的装置。

针对设置阻尼阀装置的液压互联悬架系统，阻尼阀可以选择多种形式，如盘状阀、杆状阀、柱塞阀和片阀，只要能够满足提供需求的阻尼力值即可。但现有液压互联悬架系统设置阀只能提供固定的阻尼值；如薄片阀在液压互联悬架系统中，提供车辆运行过程中需要的拉伸和压缩阻尼力；现有的薄片阀在固定的速度点，阀片开口大小固定，即在固定的速度点只能提供固定的阻尼力值。

因此现有的液压互联悬架系统，在车辆运行过程中，只能提供给车辆按设定曲线变化的阻尼力，不能实现根据工况来决定的阻尼实时可调。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明提供一种可调阻尼阀及车辆液压互联悬架系统，其可实现阻尼可调，使系统阻尼特性适应整车运动状态。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种可调阻尼阀，包括阀体，所述阀体上设有用于接通油路的两油口，还包括滑柱和用于滑柱复位的复位弹簧以及用于驱动滑柱移动的驱动结构，所述滑柱可移动的设在阀体中，所述阀体和滑柱上设有用于连通两油口的一组不同孔径的节流孔。

所述阀体中设有滑动孔，滑柱可移动的设在滑动孔中，阀体的两端均设有用于防止阀体内油液外漏的密封件。

所述阀体的一端设有弹簧固定座，所述复位弹簧的一端与弹簧固定座相连，复位弹簧的另一端与滑柱的一端相连，驱动结构对应滑柱的另一端设置。

所述阀体上设有两组流量孔，两组流量孔分别与对应的油口相连通；每组流量孔包括并排设置的两个或两个以上不同孔径的流量孔，滑柱上设有用于连通两组流量孔的通孔。

所述滑柱上设有一个或一个以上流量孔，并且孔径不同，阀体的一油口对应用于连通流量孔一端设置，阀体的另一油口对应用于连通流量孔另一端设置。

所述弹簧固定座中设有凹槽，所述复位弹簧的一端设在凹槽中；复位弹簧的另一端套设在滑柱的一端上或滑柱的一端设有沉槽，复位弹簧的另一端设在沉槽中。

所述阀体上的两组流量孔沿阀体径向设置，流量孔与油口相连通道沿阀体轴向设置，两组流量孔相对设置，滑柱上通孔的孔径大于流量孔的孔径。

一种车辆液压互联悬架系统，包括悬架的前左液压缸、前右液压缸、后左液压缸以及后右液压缸，

所述前左液压缸的有杆腔、前右液压缸的无杆腔、后左液压缸的有杆腔以及后右液压缸的无杆腔相连形成液压回路a；

所述前左液压缸的无杆腔、前右液压缸的有杆腔、后左液压缸的无杆腔以及后右液压缸的有杆腔相连形成液压回路b；

所述液压回路a和液压回路b中均设有所述可调阻尼阀；并且对应液压回路a和液压回路b均连有蓄能器；

所述蓄能器包括蓄能器a和蓄能器b，所述液压回路a与蓄能器a之间设有蓄能器前的阻尼阀a，所述液压回路b和蓄能器b之间设有蓄能器前的阻尼阀b；

所述液压回路a和液压回路b之间设有平衡阀。

所述液压回路a和/或液压回路b中设有固定流量阻尼阀，相对应的固定流量阻尼阀和可调阻尼阀串联设置或并联设置。

所述车辆中设有车况传感器和中央处理器，所述车辆通过车况传感器采集工况信号，然后将信号传送到中央处理器，中央处理器对信号进行处理和分析，并发出执行指令传给可调阻尼阀，可调阻尼阀改变连入液压互联悬架系统流量大小，实现流量分级控制，最终液压互联悬架系统根据工况提供不同的阻尼力值给车辆。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

该可调阻尼阀及车辆液压互联悬架系统设计合理，更改阻尼阀的形式，可实现系统流量分级控制，最终实现阻尼的多级可调；其能够根据整车的运动状态实时的针对阻尼进行调节，使液压互联悬架系统的阻尼特性适应整车的运动状态，达到最佳舒适状态。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明可调阻尼阀一种结构示意图。

图2为本发明可调阻尼阀另一种结构示意图。

图3为本发明可调阻尼阀又一种结构示意图。

图4为本发明控制原理流程示意图。

图5为本发明系统连接示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图4和图5所示，该车辆液压互联悬架系统，包括悬架的前左液压缸1a、前右液压缸1b、后左液压缸1c以及后右液压缸1d；前左液压缸的有杆腔、前右液压缸的无杆腔、后左液压缸的有杆腔以及后右液压缸的无杆腔相连形成液压回路a；前左液压缸的无杆腔、前右液压缸的有杆腔、后左液压缸的无杆腔以及后右液压缸的有杆腔相连形成液压回路b；液压回路a和液压回路b中均设有可调流量阻尼阀；并且对应液压回路a和液压回路b均连有蓄能器。

蓄能器包括蓄能器9a和蓄能器9b，液压回路a与蓄能器9a之间设有蓄能器前的阻尼阀8a，液压回路b和蓄能器9b之间设有蓄能器前的阻尼阀8b。蓄能器前的阻尼阀对进出蓄能器的液体产生阻尼作用，从而衰减车辆晃动。

液压回路a和液压回路b对应每个液压缸连接端均设有可调流量阻尼阀v2。进一步的，液压回路a和/或液压回路b对应每个液压缸连接端均设有固定流量阻尼阀，对应的固定流量阻尼阀和可调流量阻尼阀串联设置，或者对应的固定流量阻尼阀和可调流量阻尼阀并联设置。

前左液压缸的有杆腔和前右液压缸的无杆腔相连形成前液压回路a3，后左液压缸的有杆腔以及后右液压缸的无杆腔相连形成后液压回路a6，所述前液压回路a和后液压回路a之间通过连接管路a4相连，蓄能器9a和蓄能器前的阻尼阀8a对应与连接管路a4相连。

前左液压缸的无杆腔和前右液压缸的有杆腔相连形成前液压回路b2，后左液压缸的无杆腔和后右液压缸的有杆腔相连形成后液压回路b7，所述前液压回路b和后液压回路b之间通过连接管路b5相连，蓄能器9b和蓄能器前的阻尼阀8b对应与连接管路b5相连。

前液压回路a的一端通过串联的可调流量阻尼阀和固定流量阻尼阀10a1与前左液压缸1a的有杆腔相连，前液压回路a的另一端通过串联的可调流量阻尼阀和固定流量阻尼阀10b1与前右液压缸1b的无杆腔相连；后液压回路a的一端通过串联的可调流量阻尼阀和固定流量阻尼阀10c2与后左液压缸1c的有杆腔相连，后液压回路a的另一端通过串联的可调流量阻尼阀和固定流量阻尼阀10d1与后右液压缸1d的无杆腔相连。

前液压回路b的一端通过串联的可调流量阻尼阀和固定流量阻尼阀10a2与前左液压缸1a的无杆腔相连，前液压回路b的另一端通过串联的可调流量阻尼阀和固定流量阻尼阀10b2与前右液压缸1b的有杆腔相连；后液压回路b的一端通过串联的可调流量阻尼阀和固定流量阻尼阀10c1与后左液压缸1c的有无腔相连，后液压回路b的另一端通过串联的可调流量阻尼阀和固定流量阻尼阀10d2与后右液压缸1d的有杆腔相连。

液压回路a和液压回路b中的所有可调流量阻尼阀v2均与车辆的控制单元相连。可调节的阻尼阀，接收中央处理器给出的信号，通过调节连入液压互联悬架系统的孔径大小，实现流量控制，进而实现阻尼力调节。

连接管路a和连接管路b之间连有平衡阀。a、b两条回路中间连接平衡阀v1，平衡阀的作用是实现两条回路在一定压力阈值内保持连通，超过该压力阈值之后，两条回路断开。

系统优选具体实例为：

本发明的液压互联悬架系统包括液压缸，前左液压缸，前右液压缸，后左液压缸，后右液压缸，为液压悬架的作动装置，对车身和车轮施加力作用。根据车辆轴数及弹簧支撑件的数量不同，前轴液压缸的数量可为2或4或其他，后轴液压缸的数量可为2或4或其他。原则上，液压缸的数量与车辆弹簧支撑件的数量相一致。本发明以前轴液压缸数量为2、后轴液压缸数量为2作为举例，进行发明方案陈述。

系统包括连接前后左右液压缸的液压管路，液压管路包括两支主路：a路和b路，a路连接前左作动器的有杆腔，前右作动器的无杆腔，后左作动器的有杆腔，后右作动器的无杆腔。b路连接前左作动器的无杆腔，前右作动器的有杆腔，后左作动器的无杆腔，后右作动器的有杆腔。

左侧蓄能器连接于液压管路b路，左侧蓄能器阻尼阀，对进出左侧蓄能器的液体产生阻尼作用，从而衰减车辆晃动；右侧蓄能器，连接于液压管路a路，右侧蓄能器阻尼阀，对进出右侧蓄能器的液体产生阻尼作用，衰减车辆晃动。

在液压互联悬架系统中，可调节的阻尼阀装置，连接于所有液压缸的上腔和下腔，也可以根据需要，只连接于上腔，或只连接于下腔。如果液压互联悬架系统有现有固定流量阻尼阀，则可调节的阻尼阀装置，与现有固定流量阻尼阀串联或并联后，连接入系统；若没有现有固定流量阻尼阀，则可调节的阻尼阀装置，可单独连接入系统。

可调节的阻尼阀，接收中央处理器给出的信号，通过调节连入液压互联悬架系统的孔径大小，实现流量控制，进而实现阻尼力调节。

如图1至图3所示，该可调流量阻尼阀，包括阀体，阀体上设有用于接通油路的两油口，还包括滑柱和用于滑柱复位的复位弹簧以及用于驱动滑柱移动的驱动结构，所述滑柱可移动的设在阀体中，所述阀体和滑柱上设有用于连通两油口的一组不同孔径的节流孔。

阀体中设有滑动孔，滑柱可移动的设在滑动孔中，阀体的两端均设有用于防止阀体内油液外漏的密封件。

阀体的一端设有弹簧固定座，所述复位弹簧的一端与弹簧固定座相连，复位弹簧的另一端与滑柱的一端相连，驱动结构对应滑柱的另一端设置。优选的，弹簧固定座中设有凹槽，所述复位弹簧的一端设在凹槽中；复位弹簧的另一端套设在滑柱的一端上或滑柱的一端设有沉槽，复位弹簧的另一端设在沉槽中，结构紧凑。

阀体上设有两组流量孔，两组流量孔分别与对应的油口相连通；每组流量孔包括并排设置的两个或两个以上不同孔径的流量孔，滑柱上设有用于连通两组流量孔的通孔；阀体上的两组流量孔沿阀体径向设置，流量孔与油口相连通道沿阀体轴向设置，两组流量孔相对设置，滑柱上通孔的孔径大于流量孔的孔径。或者滑柱上设有一个以上的流量孔，并且流量孔的孔径不同，阀体的一油口对应用于连通流量孔一端设置，阀体的另一油口对应用于连通流量孔另一端设置。

优选具体实例为：

如图1所示，阀体101上开设三条不同孔径的流量孔n1、n2、n3，n1、n2和n3贯穿阀体上下，并与其内部轴向通孔贯通。轴向通孔两侧，各一条横向过油孔，连接流量孔n1、n2和n3，并用堵头107或其他方式，封闭n1、n2和n3的外围油口，仅留油口k1和k2。k1与k2连入液压互联悬架系统管路中，与固定流量阻尼阀串联。阀体101的轴向通孔两端，有密封件105，其作用是防止滑柱102在滑动过程中，阀体101内的油液外漏。

滑柱102上有较大孔径流量孔m1，m1不参与流量控制阀的流量控制，仅靠阀体101的流量孔n1、n2和n3进行控制。m1两端带或者不带沉槽孔。滑柱102上有滑柱凸台106，用于定位复位弹簧104。滑柱102的一侧通过复位弹簧104与弹簧固定座103连接，另一侧与电磁阀固结或电机，通过电磁阀或电机驱动滑柱移动。滑柱102与阀体101的轴向通孔存在间隙，滑柱102表面形成油膜，在阀体101的轴向通孔内滑动。滑柱102与阀体101的轴向通孔之间的间隙量较小时，可忽略该间隙产生的流量损失对阻尼力值的影响；间隙量较大时，可在阻尼力值与流量大小的标定过程中，包含该间隙量产生的流量损失，使这部分流量计算入总的流量之内。

滑柱凸台106与复位弹簧104之间以凹槽定位，或其他方式固结。滑柱凸台106在滑柱上的相对位置，需保证滑柱102滑动到在最左位置时，凸台不与阀体101产生干涉。

复位弹簧104套在滑柱102上，一侧与滑柱凸台106固结，一侧与弹簧固定座103连接，连接形式可以是通过凹槽定位，也可以是固结，或者其他连接形式。在驱动机构失效或者断开电流的情况下，不能驱动滑柱移动的情况下，复位弹簧104可以保证滑柱位于流量控制阀的0位，保证系统可以提供基本的压缩和拉伸阻尼力值。

弹簧固定座103与阀体101连接，可以是螺纹连接、焊接或者是其他可拆卸连接形式。

滑柱102在阀体101的内部通孔内滑动，可对应以下7种相对位置：

(1)滑柱2位于0位：m1孔与n2孔全部连通，此时的联通流量可表示为q1＝n2；

(2)滑柱2位于左1位：m1孔与一半n1孔和一半n2孔连通，此时的连通流量可表示为q2＝1/2n1+1/2n2；

(3)滑柱2位于左2位：m1孔与n1孔全部连通，此时的联通流量可表示为q3＝n1；

(4)滑柱2位于左3位：m1孔与一半n1孔连通，此时的连通流量可表示为q4＝1/2n1；

(5)滑柱2位于右1位：m1孔与一半n2孔和一半n3孔连通，此时的连通流量可表示为q5＝1/2n2+1/2n3；

(6)滑柱2位于右2位：m1孔与n3孔全部连通，此时的联通流量可表示为q6＝n3；

(7)滑柱2位于右3位：m1孔与一半n3孔连通，此时的连通流量可表示为q4＝1/2n3；

即，阀体上开设3个流量孔时，滑柱102在阀体101内移动，可实现流量可调阻尼阀的7级流量可调。需要说明的是，图示滑柱102移动对应的0位、左1位、左2位、左3位、右1位、右2位、右3位，仅表示示例中的位置编号，不局限实际位置信息。

滑柱102另一侧与电磁阀固结。车辆传感器将信号传送给ecu，ecu根据设定的控制策略，控制传递到电磁阀的电流大小。电磁阀的电流信号改变，产生不同的磁场力，使滑柱102移动到设定的位置，即实现不同的流量孔连通，实现阻尼实时可调。

根据性能需求，及成本和加工难以程度等的综合考虑，可以通过增加或减少阀体上流量孔的数量，相应的增加或者减少流量可调的级数。同样的，根据性能需求，及流量分级控制策略，对流量孔数量已定的流量控制阀，可以设定少于最高级数的调节档位。例如，上述实施例中，流量孔数量为3，理论上可以实现7级流量可调，但是可根据需求，减少可调档位为6档或者5档，或者其他。档位减少，有利于同时满足性能、成本、结构紧凑性及加工难易程度的要求。

该方案的优势是：性能上可以实现多级流量控制，流量控制阀的加工难度低，电磁阀驱动滑柱定档位移动的技术及产品相对成熟。

图2为另一个优选实施例。该实施例与图3实施例的区别在于复位弹簧的固定位置稍有差别。

该方案中，滑柱102一端与电磁阀相连，另一端设置一定深度沉槽。复位弹簧104通过沉槽定位及连接于滑柱102。滑柱102沉槽外围设置或者不设置滑柱凸台106，滑柱凸台106的作用是保证滑柱102滑动到在最左位置时，凸台不与阀体101产生干涉。若不设置滑柱凸台106，则通过精确的电流输入，准确控制滑柱移动位移，也可实现滑柱102与阀体101之间的相对位置不出现异常状态。

图3为另一个优选实施例。该实施例中，阀体不参与流量控制，滑柱参与流量控制。

该实施例中，阀体101开设一个较大孔径流量孔n1，同时兼为连入液压互联悬架系统中的油口k1(k2)，阀体1不参与流量控制阀的流量控制。

滑柱102为不同外径圆柱体。在中部较大外径圆柱体上，开设有3个不同孔径的流量孔m1、m2和m3。m1、m2和m3参与流量控制阀的流量控制，当滑柱102移动到不同位置时，可实现1/2m1、m1、1/2m1+1/2m2、m2、1/2m2+1/2m3、m3和1/2m3分别与较大流量孔n1连通，同样可以实现7级流量控制。滑柱102的两侧较小外径圆柱体，一侧与电磁阀相连，通过改变输入电磁阀的电流大小，实现滑柱102的左右移动，实现流量孔的选择。该侧还需要通过阀体密封端盖108及阀体密封件109，实现滑柱102与阀体101的密封，保证不出现油液外漏情况。滑柱102的两侧较小外径圆柱体，另一侧提供复位弹簧104的定位，并与复位弹簧104固结。

滑柱102的较大外径圆柱体与阀体101的轴向通孔存在间隙，滑柱102的较大外径圆柱体表面形成油膜，在阀体101的轴向通孔内滑动。滑柱102的较大外径圆柱体与阀体101的轴向通孔之间的间隙量较小时，可忽略该间隙产生的流量损失对阻尼力值的影响；间隙量较大时，可在阻尼力值与流量大小的标定过程中，包含该间隙量产生的流量损失，使这部分流量计算入总的流量之内。

滑柱102也可以为中部较小外径圆柱体，两侧较大外径圆柱体。滑柱102也可以为相同外径圆柱体。相应的，可以改变阀体结构及流量孔位置，以满足密封及流量选择的实现。以上方案均落在本案的保护范围内。

复位弹簧104一侧与滑柱102连接，另一侧与弹簧固定螺母座103连接。在电磁阀失效，不能驱动滑柱移动的情况下，复位弹簧104可以保证滑柱位于流量控制阀的中位，保证系统可以提供基本的压缩和拉伸阻尼力值。

弹簧固定螺母座103提供复位弹簧104另一侧的定位及固结。同时，与阀体101通过螺纹连接。密封件105可以保证弹簧连接座103与阀体101之间的连接不出现油液外漏情况。弹簧固定螺母座103与阀体101之间也可以通过除螺纹连接以外的其他形式连接，如焊接等。

工作原理具体说明：

液压互联悬架系统的阻尼调节信号输入，借助车辆现有传感器，将汽车行驶工况，如车速、启停情况、加速、转向、制动等信号传入中央处理器，中央处理器进行综合分析，输出控制信号到可调阻尼阀装置的执行机构，调节阻尼力值。

汽车行驶工况，按照阻尼阀的调节需求，可以大致分为三种工况：一般工况、高速小颠簸工况、转弯工况。一般工况对应的阻尼力值要求是压缩阻尼和拉伸阻尼在一定范围内；颠簸工况对应的阻尼力值要求是能够快速吸收震动，压缩阻尼要相对小一些；转弯工况对应的阻尼力值要求是拉伸阻尼和压缩阻尼相对大一些。

通过车身加速度传感器、车轮加速度传感器、车身高度传感器等，采集工况信号，然后将信号发送到中央处理器，中央处理器对信号进行处理和分析，并发出执行指令，传给执行机构。

可调阻尼阀的实现，通过在现有液压互联悬架系统固定流量阻尼阀的基础上，串联一个流量控制阀来实现。流量控制阀内部有多组不同孔径的节流孔，通过滑柱移动，进行节流孔的选择，使不同的档位下，流量控制阀的不同节流孔与固定阀串联，来实现液压互联悬架系统的阻尼有级可调。

实现滑柱移动的方案可以有多种，例如电磁阀驱动、电机驱动或者是手动调节等。根据设计需求，基于成本、结构等的考虑，可以选择不同的调节方式。例如在流量控制阀的功能测试阶段，可以手动调节滑柱，使其移动到不同档位，来实现孔径选择，进而实现阻尼的有级可调。如果对于调节速度快慢没有太高要求，并想实现自动调节，则可以考虑用电机驱动丝杆，带动滑柱移动。电磁阀的方案，相对于电机方案，在实现自动调节的基础上，反应更灵敏，结构更紧凑，且成本可接受。

本案以电磁阀驱动为优选方案。将滑柱与电磁阀做成一体，通过控制经由电磁阀的电流大小，使电磁阀内部磁场产生不同磁力，以此来控制滑柱移动。滑柱一端与电磁阀连接，另一端与流量控制阀相配合，并通过复位弹性元件进行中位定位。该弹性元件，在电磁阀失效或者是断开电流的情况下，不能驱动滑柱移动的情况下，可以保证滑柱位于流量控制阀的中位，保证系统可以提供基本的压缩和拉伸阻尼力值。滑柱与流量控制阀之间的间隙较小，流量损失可以忽略不计。滑柱通过油膜实现顺畅滑动。

滑柱上有一个或多个通孔，通孔孔径相同或不同。滑柱在移动过程中，对应流量控制阀内部不同流量孔，滑柱的通孔根据孔径大小，参与或者不参与流量控制阀的流量控制。则在不同的滑柱通孔与不同的流量控制阀通孔连通后，可实现系统流量分级控制，最终实现阻尼的多级可调。

本发明车辆液压互联悬架系统及可调阻尼阀设计合理，更改阻尼阀的形式，可实现系统流量分级控制，最终实现阻尼的多级可调；其能够根据整车的运动状态实时的针对阻尼进行调节，使液压互联悬架系统的阻尼特性适应整车的运动状态，达到最佳舒适状态。

上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。