充放气系统、可自动调压的油气悬架系统及调压方法与流程

文档序号:32818179发布日期:2023-01-04 04:18阅读:61来源:国知局

1.本发明属于车辆悬架领域,具体涉及一种充放气系统、可自动调压的油气悬架系统及调压方法。


背景技术:

2.油气悬架具有非线性阻尼特性和刚度特性,在车辆轻载时能保证良好的减震效果,车辆重载时能保证车辆稳定,被广泛应用于重载汽车领域。
3.常见的油气悬架采用的油气弹簧通常有两种形式,一是在将气体直接充入液压缸内,在缸内形成油液混合腔,这种方式具有体积小的特点,但相应的承载力较低,常用于车辆的前悬架;二是采用液压缸外加蓄能器的方式,通过蓄能器内的气体压缩提供非线性弹性力,这种结构需要外接蓄能器,所以往往需要占用较大的安装体积,但相应的承载力也较大,常用于车辆的后悬架。
4.由于重载汽车空载和重载情况下质量相差较大,重载对油气弹簧的压力能达到轻载情况下的4-5倍,压力变化的跨度大。对于后悬架而言,只依靠单一的气体压缩、膨胀无法适应车辆空载到重载的工况变化,现常用含两个不同压力的双腔蓄能器解决这一问题,即空(轻)载工况低压腔工作,保证舒适性,满(重)载工况下高压腔和受压的低压腔同时工作,保证承载压力和稳定性。
5.当汽车满载通过较差路面时,车辆的瞬时冲击力峰值会急剧升高,这种力会通过油气缸传递给双腔蓄能器,当超过低压腔的极限压缩位置时,低压腔的活塞会频繁撞击蓄能器端盖,长时间的撞击会破坏蓄能器的密封效果,使蓄能器的使用寿命急剧缩短,若瞬时冲击过大的话会直接导致蓄能器破坏,严重影响车辆的安全。同时,受悬架的安装空间限制,用于减震的双腔蓄能器的体积往往较小,且由于采用双压力腔的设计,高压腔体积进一步压缩,导致在重载时双腔蓄能器往往无法提供足够的可压缩空间,这会引起油气缸的刚度在压缩到一定程度时急剧上升,进而引起油气缸丧失减震的性能,降低车辆在重载情况下的舒适性。


技术实现要素:

6.为了克服上述现有技术的不足之处,本发明提供一种充放气系统、可自动调压的油气悬架系统及调压方法,解决双腔蓄能器在车辆重载时的可压缩行程不足的问题;通过改变油气悬架在车辆重载时的刚度特性,解决油气悬架在重载工况下刚度过大的问题,提高车辆的舒适性;另外,还可避免车辆重载通过较差路面时低压气腔的活塞撞击双腔蓄能器的端盖,提升双腔蓄能器使用寿命。
7.本发明是通过如下技术方案实现的:一种充放气系统,包括:补气装置,补气装置包括油液腔和气腔,补气装置的油液腔的卸油口设有第一控制阀,补气装置的气腔的通气口设有相互串联的第二控制阀和第三控制阀;第一油源机构,第一油源机构的输油端与补气装置的油液腔相连接,在第一油源
机构获得触发信号时,第一油源机构给补气装置的油液腔输送液压油;阀组件,阀组件的第一输出端与第三控制阀连接,阀组件的第二输出端分别与第一控制阀和第二控制阀连接;第二油源机构,第二油源机构的输油端与阀组件的输入端连接,在第二油源机构获得触发信号时,第二油源机构给阀组件的输入端输送液压油;所述阀组件的输入端与阀组件的第一输出端导通时,从阀组件的第一输出端流出的液压油作用于第三控制阀,使得补气装置的气腔的通气口仅能用于单向输出气体;所述阀组件的输入端与阀组件的第二输出端导通时,从阀组件的第二输出端流出的液压油分别作用于第一控制阀和第二控制阀,使得补气装置的油液腔经由卸油口的卸油通道开启,且补气装置的气腔的通气口仅能用于单向输入气体。
8.在一些实施例中,所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀均为液控单向阀,所述第一控制阀的出油口与补气装置的油液腔连接,所述第二控制阀的进气口与补气装置的气腔连接,所述第三控制阀的出气口与所述第二控制阀的出气口连接。
9.在一些实施例中,所述阀组件包括第一换向阀,第一换向阀的进油口与第二油源机构的输油端连接,第一换向阀的第一工作油口与第三控制阀连接,第一换向阀的第二工作油口分别与第一控制阀和第二控制阀连接;所述第一换向阀包括第一工位、第二工位和第三工位;所述第一换向阀处于第一工位时,第一换向阀的进油口与第一换向阀的第二工作油口连通;所述第一换向阀处于第二工位时,第一换向阀的进油口、第一换向阀的第一工作油口和第一换向阀的第二工作油口均处于截止状态;所述第一换向阀处于第三工位时,第一换向阀的进油口与第一换向阀的第一工作油口连通。
10.在一些实施例中,所述第一换向阀包括第一控制端和第二控制端;在所述第一控制端有控制压力输入时,控制所述第一换向阀处于第一工位;在所述第二控制端有控制压力输入时,控制所述第一换向阀处于第三工位;在所述第一控制端和所述第二控制端均无控制压力输入时,所述第一换向阀处于第二工位。
11.在一些实施例中,所述第一油源机构和所述第二油源机构均采用机械油泵,机械油泵的无杆腔为油液腔,机械油泵上设有吸油口和输出油口,机械油泵的吸油口和输出油口均与机械油泵的油液腔连通,且机械油泵的吸油口和输出油口均是单向导通;机械油泵的油液腔内设有弹性元件,弹性元件的一端抵触在机械油泵的活塞上,弹性元件的另一端抵触在机械油泵的缸底内侧壁上。
12.本发明还提供了一种可自动调压的油气悬架系统,包括安装在车辆上的悬挂油缸、双腔蓄能器、蓄能器和上述的充放气系统;所述双腔蓄能器包括高压气腔、低压气腔和油液腔,双腔蓄能器的油液腔位于高压气腔和低压气腔之间,双腔蓄能器的油液腔与高压气腔间以及双腔蓄能器的油液腔与低压气腔间分别通过活塞隔开;所述悬挂油缸的无杆腔为油液腔,悬挂油缸的油液腔与双腔蓄能器的油液腔连
接;所述蓄能器设在所述充放气系统中第二油源机构的输油端与阀组件的输入端之间的油路上;所述充放气系统中的补气装置依次通过第二控制阀、第三控制阀与双腔蓄能器的低压气腔连接;所述悬挂油缸活塞杆的伸缩运动作为触发所述充放气系统中的第一油源机构动作的信号和第二油源机构动作的信号;在双腔蓄能器低压气腔的容积处于最小状态时,阀组件动作,使得阀组件的输入端与阀组件的第一输出端导通;在双腔蓄能器低压气腔的容积处于最大状态时,阀组件动作,使得阀组件的输入端与阀组件的第二输出端导通。
13.在一些实施例中,所述充放气系统中的第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀均为液控单向阀,所述第一控制阀的出油口与补气装置的油液腔连接,所述第二控制阀的进气口与补气装置的气腔连接,所述第三控制阀的出气口与所述第二控制阀的出气口连接;所述充放气系统中的阀组件包括第一换向阀,第一换向阀的进油口与第二油源机构的输油端连接,第一换向阀的第一工作油口与第三控制阀的控制端连接,第一换向阀的第二工作油口分别与第一控制阀的控制端和第二控制阀的控制端连接;所述第一换向阀包括第一工位、第二工位和第三工位;所述第一换向阀处于第一工位时,第一换向阀的进油口与第一换向阀的第二工作油口连通;所述第一换向阀处于第二工位时,第一换向阀的进油口、第一换向阀的第一工作油口和第一换向阀的第二工作油口均处于截止状态;所述第一换向阀处于第三工位时,第一换向阀的进油口与第一换向阀的第一工作油口连通。
14.在一些实施例中,所述第一换向阀包括第一控制端和第二控制端;在所述第一控制端有控制压力输入时,控制所述第一换向阀处于第一工位;在所述第二控制端有控制压力输入时,控制所述第一换向阀处于第三工位;在所述第一控制端和所述第二控制端均无控制压力输入时,所述第一换向阀处于第二工位;所述阀组件还包括第二换向阀和第三换向阀;所述第二换向阀的进油口与第二油源机构的输油端连接,第二换向阀的工作油口与第一换向阀的第一控制端连接,第二换向阀的回油口连接油箱;所述第二换向阀包括第一工位和第二工位;所述第二换向阀处于第一工位时,第二换向阀的工作油口与第二换向阀的进油口连接;所述第二换向阀处于第二工位时,第二换向阀的工作油口与第二换向阀的回油口连接;所述第三换向阀的进油口与第二油源机构的输油端连接,第三换向阀的工作油口与第一换向阀的第二控制端连接,第三换向阀的回油口连接油箱;所述第三换向阀包括第
一工位和第二工位;所述第三换向阀处于第一工位时,第三换向阀的工作油口与第三换向阀的进油口连接;所述第三换向阀处于第二工位时,第三换向阀的工作油口与第三换向阀的回油口连接。
15.在一些实施例中,所述第二换向阀包括第一控制端和第二控制端;第二换向阀的第一控制端设有阀芯,阀芯置于双腔蓄能器的液压腔内,第二换向阀第一控制端的阀芯受双腔蓄能器低压气腔的活塞控制,第二换向阀的第一控制端用于控制第二换向阀处于第一工位;第二换向阀的第二控制端设有弹簧,用于控制第二换向阀处于第二工位;所述第三换向阀包括第一控制端和第二控制端;第三换向阀的第一控制端设有阀芯,阀芯置于双腔蓄能器的低压气腔内,第三换向阀第一控制端的阀芯受双腔蓄能器低压气腔的活塞控制,第三换向阀的第一控制端用于控制第三换向阀处于第一工位;第三换向阀的第二控制端设有弹簧,用于控制第三换向阀处于第二工位。
16.在一些实施例中,所述第二换向阀的工作油口与第一换向阀的第一控制端连接的油路上设有阻尼孔;所述第三换向阀的工作油口与第一换向阀的第二控制端连接的油路上设有阻尼孔。
17.在一些实施例中,所述第一油源机构和所述第二油源机构均采用机械油泵,机械油泵的无杆腔为油液腔,机械油泵上设有吸油口和输出油口,机械油泵的吸油口和输出油口均与机械油泵的油液腔连通,且机械油泵的吸油口和输出油口均是单向导通;机械油泵的油液腔内设有弹性元件,弹性元件的一端抵触在机械油泵的活塞上,弹性元件的另一端抵触在机械油泵的缸底内侧壁上;所述第一油源机构和所述第二油源机构均设在悬挂油缸的缸体上,且第一油源机构和所述第二油源机构分别位于悬挂油缸的两侧,悬挂油缸的活塞杆上设有撞击板,第一油源机构的泵杆和第二油源机构的泵杆均处于撞击板的运动轨迹上,且第一油源机构的泵杆与撞击板间的距离和第二油源机构的泵杆与撞击板间的距离相等。
18.本发明还提供了一种调压方法,包括上述的可自动调压的油气悬架系统;当车辆轻载时,撞击板与第一油源机构的泵杆、第二油源机构的泵杆均不发生触碰,第一油源机构和第二油源机构均未获得触发信号;当车辆重载时,悬挂油缸的活塞杆被压缩朝悬挂油缸内运动一段距离,在车辆通过颠簸路面时,悬挂油缸的活塞杆带动撞击板反复上下振动,使得撞击板反复击打第一油源机构的泵杆和第二油源机构的泵杆,第一油源机构的泵杆和第二油源机构的泵杆做往复的伸缩动作,另外,悬挂油缸的活塞杆回缩时会将悬挂油缸油液腔内的液压油压进双腔蓄能器的油液腔;第一油源机构的泵杆在撞击板所提供的撞击力的作用下缩回时,第一油源机构的油液腔通过输出油口给补气装置的油液腔输送液压油,第一油源机构的泵杆在弹性元件所提供的弹性力的作用下伸出时,第一油源机构的油液腔通过吸油口补充液压油;补气装置的油液腔在第一油源机构提供的液压油的作用下推动活塞压缩补气装置的气腔;
第二油源机构的泵杆在撞击板所提供的撞击力的作用下缩回时,第二油源机构的油液腔通过输出油口给阀组件的输入端输送液压油,第二油源机构的泵杆在弹性元件所提供的弹性力的作用下伸出时,第二油源机构的油液腔通过吸油口补充液压油;双腔蓄能器低压气腔的活塞将双腔蓄能器低压气腔的容积挤压成最小状态时,阀组件的输入端与阀组件的第一输出端导通,从阀组件的第一输出端流出的液压油作用于第三控制阀,使得补气装置的气腔的通气口仅能用于单向输出气体,补气装置的气腔内被压缩的高压气体流向双腔蓄能器的低压气腔,实现对双腔蓄能器低压气腔的增压;当车辆卸载时,双腔蓄能器低压气腔的活塞复位,双腔蓄能器低压气腔的容积处于最大状态,阀组件的输入端与阀组件的第二输出端导通,从阀组件的第二输出端流出的液压油分别作用于第一控制阀和第二控制阀,此时,第一控制阀使得补气装置的油液腔经由卸油口的卸油通道开启,补气装置的活塞动作,使得补气装置的气腔增大,补气装置的气腔内的气体压力降低,另外,第二控制阀使得补气装置的气腔的通气口仅能用于单向输入气体,双腔蓄能器低压气腔内的高压气体回流至补气装置的气腔。
19.本发明的有益效果是:利用充放气系统组成的可自动调节压的油气悬架系统来通过调节双腔蓄能器的低压气腔的压力,当车辆重载受到较大冲击时,对双腔蓄能器的低压气腔进行增压,避免了低压活塞对低压缸筒上的端盖的冲击,提高了双腔蓄能器使用寿命。同时,因为双腔蓄能器低压气腔的压力要与双腔蓄能器高压气腔的压力相同时,双腔蓄能器的高压气腔才会工作,因此,对双腔蓄能器低压气腔进行增压,也使得双腔蓄能器的高压气腔能够提供足够的可压缩空间。与现有车辆悬架相比,保证了车辆在轻、重载工况下都具有良好的舒适性,提高了车辆在重载工况下的安全性。
20.该油气悬架系统所采用的控制阀集成到系统的大型部件上,需要的安装空间更小。
附图说明
21.图1为本发明的液压原理图;图2为本发明补气装置的结构示意图;图3为本发明第一油源机构的结构示意图;图4为本发明第一换向阀的结构示意图;图5为本发明双腔蓄能器的结构示意图;图6为本发明第二换向阀的结构示意图;图中,1、补气装置,11、第一控制阀,111、环形套,112、推杆,113、第一阀芯,114、第一弹簧,115、螺栓,12、第二控制阀,13、第三控制阀,14、第一缸筒,15、第一活塞,16、上端盖,17、下端盖,171、导向孔,2、第一油源机构,21、第二缸筒,22、第二活塞,23、泵杆,24、单向阀一,25、单向阀二,26、第二弹簧,3、阀组件,31、第一换向阀,311、锥阀,312、第二阀芯,313、第一阀体,314、第三弹簧,315、第一阀盖,316、控制端油道,32、第二换向阀,321、第二阀体,322、第二阀盖,323、第三阀芯,324、第四弹簧,33、第三换向阀,4、第二油源机构,5、悬挂油缸,51、撞击板,6、双腔蓄能器,61、低压缸筒,62、高压缸筒,63、连接环形套,64、低压活塞,65、高压活塞,7、蓄能器,8、第一溢流阀,9、第二溢流阀。
具体实施方式
22.下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。
23.如图1所示,一种充放气系统,包括补气装置1、第一油源机构2、阀组件3和第二油源机构4。
24.补气装置1包括油液腔和气腔,补气装置1的油液腔和补气装置1的气腔由活塞隔开;补气装置1的油液腔的卸油口设有第一控制阀11,补气装置1的气腔的通气口设有相互串联的第二控制阀12和第三控制阀13。在一些实施例中,所述第一控制阀11、第二控制阀12和第三控制阀13均采用液控单向阀,所述第一控制阀11的出油口与补气装置1的油液腔连接,所述第二控制阀12的进气口与补气装置1的气腔连接,所述第三控制阀13的出气口与所述第二控制阀12的出气口连接。
25.补气装置1的具体结构如图2所示,包括第一缸筒14和设置在第一缸筒14内的第一活塞15,第一缸筒14的两端为开口结构,且在第一缸筒14的两端开口处分别设置上端盖16和下端盖17,第一缸筒14位于上端盖16与第一活塞15之间的腔体为补气装置1的气腔,第一缸筒14位于下端盖17与第一活塞15之间的腔体为补气装置1的油液腔。其中,在上端盖16内集成有相互串联的第二控制阀12和第三控制阀13,在下端盖17内集成有第一控制阀11。具体地,上端盖16内集成的第二控制阀12的基本结构、上端盖16内集成的第三控制阀13的基本结构与下端盖17内集成的第一控制阀11的基本结构相同。现以在下端盖17内集成第一控制阀11为例对在端盖内如何集成控制阀进行阐述。如图2所示,下端盖17作为第一控制阀11的阀体,在下端盖17上设有贯穿的导向孔171,导向孔171的一端连接有螺栓115,导向孔171的另一端连接有环形套111。在螺栓115与环形套111之间设有第一阀芯113和推杆112,第一阀芯113与推杆112固定连接,第一阀芯113远离推杆112的一端与螺栓115间设有第一弹簧114,第一阀芯113能够在导向孔171内沿着左右方向移动,且第一阀芯113往左移动受螺栓115的限制,第一阀芯113往右移动受导向孔171上的肩部限制。下端盖17上设有出油道(即第一控制阀11的出油口)和进油道(即第一控制阀11的进油口),出油道和进油道均与导向孔171连通,下端盖17上的出油道与补气装置1的油液腔连通,进油道位于第一阀芯113和推杆112之间。初始时,在第一弹簧114的作用下,第一阀芯113的斜面紧贴着导向孔171上的肩部,第一阀芯113将出油道封闭,进油道与出油道不导通。第一控制阀11正向流通时,从进油道供油,液压油进入阀芯113和推杆112之间,在克服第一弹簧114所提供的弹力情况下推动阀芯113朝左移动,下端盖17上的出油道被打开,下端盖17上的进油道与出油道实现连通,进油道停止供油后,在第一弹簧114的作用下,出油道再次被封闭。当第一控制阀11需要反向流通时,在环形套111一侧(即第一控制阀11的控制端)通入控制油,液压油在克服第一弹簧114所提供的弹力情况下推动推杆112带动阀芯113朝左移动,下端盖17上的出油道被打开,下端盖17上的进油道与出油道实现连通;此时,补气装置1油液腔内的液压油可以经下端盖17上的出油道朝进油道方向流出;环形套111一侧停止通入控制油后,在第一弹簧114的作用下,出油道再次被封闭。在上端盖16内集成的第二控制阀12的基本结构以及在上端盖16内集成的第三控制阀13的基本结构同上述在下端盖17内集成第一控制阀11的结构形式;第二控制阀12和第三控制阀13串联连接,具体地,将第二控制阀12的出油口与第三控制阀13的出油口连通。本技术并不局限于上述第一控制阀11、第二控制阀12和第三控制阀13集成在相应端盖的结构形式,也可以采用外接的形式,即液控单向阀用连接管与补气装置1
进行连接。
26.第一油源机构2的输油端与补气装置1的油液腔相连接,在第一油源机构2获得触发信号时,第一油源机构2给补气装置1的油液腔输送液压油。第一油源机构2采用机械油泵,第一油源机构2的具体结构如图3所示,包括第二缸筒21和设置在第二缸筒21内的第二活塞22,第二活塞22与泵杆23固定连接,且第二活塞22能够沿着第二缸筒21的内腔上下运动。第二缸筒21的内腔在无泵杆23的一侧为油液腔,第二缸筒21的缸底设有吸油口和输出油口,吸油口和输出油口均与第二缸筒21的油液腔连通。吸油口内设有内置的单向阀一24,单向阀一24由第二缸筒21外侧朝第二缸筒21的油液腔单向导通。输出油口内设有内置的单向阀二25,单向阀二25由第二缸筒21的油液腔朝第二缸筒21的外侧单向导通。在第二缸筒21的油液腔内设置有第二弹簧26,第二弹簧26的一端抵触在第二活塞22上,第二弹簧26的另一端抵触在第二缸筒21的缸底内侧壁上。使用时,第二缸筒21的吸油口外接油箱,第二缸筒21的输出油口接补气装置1的油液腔,当第二活塞22受从泵杆23传递的外力克服第二弹簧26所提供的弹力回缩挤压第二缸筒21的油液腔时,第二缸筒21油液腔内的液压油从单向阀二25流出,流向补气装置1的油液腔;当失去泵杆23所提供的外力,第二活塞22在第二弹簧26的作用下伸出时,第二缸筒21的油液腔通过单向阀一24从油箱内吸油。第二活塞22反复的做伸缩运动,便可连续的给补气装置1的油液腔输送液压油。本技术并不局限于上述在吸油口内设有内置的单向阀一24和在输出油口内设有内置的单向阀二25的结构形式,也可以采用外接的形式,即外置的单向阀一24用连接管与第二缸筒21的吸油口进行连接,外置的单向阀二25用连接管与第二缸筒21的输出油口进行连接。
27.阀组件3的第一输出端与第三控制阀13的控制端连接,阀组件3的第二输出端分别与第一控制阀11的控制端和第二控制阀12的控制端连接。在一些实施例中,所述阀组件3包括第一换向阀31,第一换向阀31为三位三通阀。第一换向阀31的进油口与第二油源机构4的输油端连接,第一换向阀31的第一工作油口(即阀组件3的第一输出端)与第三控制阀13的控制端连接,第一换向阀31的第二工作油口(即阀组件3的第二输出端)分别与第一控制阀11的控制端和第二控制阀12的控制端连接。所述第一换向阀31包括第一工位、第二工位和第三工位。第二油源机构4的结构形式同第一油源机构2的结构形式,在此不再赘述。
28.所述第一换向阀31处于第一工位时,第一换向阀31的进油口与第一换向阀31的第二工作油口连通。此时,第一换向阀31的进油口处的液压油将经由第一换向阀31的第二工作油口作用到第一控制阀11的控制端和第二控制阀12的控制端,使得第一控制阀11和第二控制阀12均开启反向流通。补气装置1的油液腔内的液压油将能通过第一控制阀11流回油箱,实现补气装置1油液腔的卸油。与此同时,随着补气装置1油液腔的卸油,补气装置1油液腔的压力降低,补气装置1气腔的气压大于补气装置1油液腔的油压,第一缸筒14内的第一活塞15朝补气装置1油液腔方向移动,补气装置1气腔的容积增大,补气装置1气腔的气压将随着减小;而第二控制阀12的反向开启,使得由第三控制阀13经第二控制阀12至补气装置1的气腔间形成一条单向导通的气路,外界气源可以实现对补气装置1的气腔进行充气。
29.所述第一换向阀31处于第二工位时,第一换向阀31的进油口、第一换向阀31的第一工作油口和第一换向阀31的第二工作油口均处于截止状态。第一换向阀31的第一工作油口和第一换向阀31的第二工作油口均未获得液压油,第一控制阀11、第二控制阀12和第三控制阀13处于初始的单向导通状态。
30.所述第一换向阀31处于第三工位时,第一换向阀31的进油口与第一换向阀31的第一工作油口连通。此时,第一换向阀31的进油口处的液压油将经由第一换向阀31的第一工作油口作用到第三控制阀13的控制端,第三控制阀13开启反向流通。使得由补气装置1的气腔经第二控制阀12至第三控制阀13间形成一条单向导通的气路,此时,配合着第一油源机构2给补气装置1油液腔供油,补气装置1气腔内的高压气体可以朝外界输出气体。
31.在一些实施例中,所述第一换向阀31包括第一控制端和第二控制端。
32.在所述第一控制端有控制压力输入时,控制所述第一换向阀31处于第一工位,第一换向阀31的进油口与第一换向阀31的第二工作油口连通。
33.在所述第二控制端有控制压力输入时,控制所述第一换向阀31处于第三工位,第一换向阀31的进油口与第一换向阀31的第一工作油口连通。
34.在所述第一控制端和所述第二控制端均无控制压力输入时,所述第一换向阀31处于第二工位,第一换向阀31的进油口、第一换向阀31的第一工作油口和第一换向阀31的第二工作油口均处于截止状态。
35.第一换向阀31的具体结构如图4所示,包括第一阀体313,第一阀体313的两侧对称设置有第一阀盖315,第一阀体313设有贯穿的导向孔用于放置第二阀芯312,第二阀芯312在第一阀体313内能够左右移动,第二阀芯312的两侧均设置有第三弹簧314,第三弹簧314的另一端与第一阀盖315接触,第一阀盖315上设有与第一阀体313的导向孔连通的控制端油道316。如图4所示,第一阀体313上从左往右依次设置的是第一换向阀31的第一工作油口、第一换向阀31的进油口和第一换向阀31的第二工作油口;位于第一阀体313左侧的控制端油道316为第一换向阀31的第一控制端的组成部分,位于第一阀体313右侧的控制端油道316为第一换向阀31的第二控制端的组成部分。初始状态下,第一控制端的控制端油道316和第二控制端的控制端油道316均无控制油,第二阀芯312在两侧的第三弹簧314的控制下处于中间位置,即第一换向阀31处于第二工位。当给第一控制端的控制端油道316通入控制油后,第二阀芯312克服右侧的第三弹簧314所提供的弹力朝右移动,使得第一换向阀31的进油口和第一换向阀31的第二工作油口导通,第一换向阀31处于第一工位;第一控制端的控制端油道316停止供控制油后,在右侧的第三弹簧314的作用下,第二阀芯312回到中间位置。当给第二控制端的控制端油道316通入控制油后,第二阀芯312克服左侧的第三弹簧314所提供的弹力朝左移动,使得第一换向阀31的进油口和第一换向阀31的第一工作油口导通,第一换向阀31处于第三工位;第二控制端的控制端油道316停止供控制油后,在左侧的第三弹簧314的作用下,第二阀芯312回到中间位置。
36.在一些实施例中,如图4所示,所述第一阀盖315上还设有锥阀311,锥阀311与第一阀盖315螺纹连接。通过改变锥阀311的旋入深度来调节控制端油道316的开口度,锥阀311在液压系统中起调节阻尼孔的阻尼作用。
37.基于上述充放气系统,本发明还提供了一种可自动调压的油气悬架系统,包括安装在车辆上的悬挂油缸5、双腔蓄能器6、蓄能器7和上述的充放气系统。
38.所述双腔蓄能器6包括高压气腔、低压气腔和油液腔,双腔蓄能器6的油液腔位于高压气腔和低压气腔之间,双腔蓄能器6的油液腔与高压气腔间以及双腔蓄能器6的油液腔与低压气腔间分别通过活塞隔开。双腔蓄能器6的具体结构如图5所示,包括低压缸筒61和高压缸筒62,低压缸筒61和高压缸筒62通过连接环形套63连接为一体。低压缸筒61内设有
可移动的低压活塞64,高压缸筒62内设有可移动的高压活塞65,低压活塞64与高压活塞65之间的腔体为双腔蓄能器6的油液腔,低压活塞64远离高压活塞65的一侧为双腔蓄能器6的低压气腔,高压活塞65远离低压活塞64的一侧为双腔蓄能器6的高压气腔。连接环形套6上设有两个与双腔蓄能器6的油液腔相连通的开口,连接环形套6上的两个所述开口用于与车辆左右两侧的悬挂油缸5连接。所述充放气系统中的补气装置1依次通过第二控制阀12、第三控制阀13与双腔蓄能器6的低压气腔连接。所述悬挂油缸5的无杆腔为油液腔,悬挂油缸5的油液腔与双腔蓄能器6的油液腔连接。
39.所述蓄能器7设在所述充放气系统中第二油源机构4的输油端与阀组件3的输入端之间的油路上,且在第二油源机构4的输油端与阀组件3的输入端之间的油路上还设置有第二溢流阀9,当阀组件3的系统液压较高时,高压的液压油可以通过第二溢流阀9溢流,进而保护阀组件3。另外,在第一油源机构2的输油端与补气装置1之间的油路上也设有起到溢流作用的第一溢流阀8。
40.如图1所示,所述第一油源机构2和所述第二油源机构4均设在悬挂油缸5的缸体上,且第一油源机构2和所述第二油源机构4分别位于悬挂油缸5的两侧。悬挂油缸5的活塞杆上设有撞击板51,第一油源机构2的泵杆和第二油源机构4的泵杆均处于撞击板51的运动轨迹上,且第一油源机构2的泵杆与撞击板51间的距离和第二油源机构4的泵杆与撞击板51间的距离相等。悬挂油缸5活塞杆的伸缩运动会带动撞击板51做往复运动,撞击板51的往复运动作为触发第一油源机构2动作和第二油源机构4动作的信号。当撞击板51撞击第一油源机构2的泵杆和第二油源机构4的泵杆,第一油源机构2向补气装置1的油液腔输送液压油,第二油源机构4向阀组件3输送液压油。当撞击板51向脱离第一油源机构2的泵杆和第二油源机构4的泵杆的方向运动,第一油源机构2向补气装置1的油液腔和第二油源机构4的油液腔均开始从油箱内吸油。在悬挂油缸5的活塞杆回缩运动时,也会将悬挂油缸5油液腔内的液压油压入双腔蓄能器6的油液腔,此过程即双腔蓄能器6吸收由悬挂油缸5传递来的冲击力,保证车辆稳定运行。
41.所述阀组件3还包括第二换向阀32和第三换向阀33;第二换向阀32用于控制第一换向阀31的第一控制端,第三换向阀33用于控制第一换向阀31的第二控制端。
42.所述第二换向阀32的进油口与第二油源机构4的输油端连接,第二换向阀32的工作油口与第一换向阀31的第一控制端连接,第二换向阀32的回油口连接油箱。所述第二换向阀32包括第一工位和第二工位(如图1所示,第二换向阀32的左侧为第一工位,第二换向阀32的右侧为第二工位)。
43.所述第二换向阀32处于第一工位时,第二换向阀32的工作油口与第二换向阀32的进油口连接;此时,若第二油源机构4提供液压油,将会从第二换向阀32的进油口经第二换向阀32的工作油口流向第一换向阀31的第一控制端,将第一换向阀31切换至第一工位。
44.所述第二换向阀32处于第二工位时,第二换向阀32的工作油口与第二换向阀32的回油口连接;第一换向阀31的第一控制端无控制油作用。
45.在一些实施例中,所述第二换向阀32包括第一控制端和第二控制端,第二换向阀32通过其第一控制端和第二控制端来控制第二换向阀32在第一工位和第二工位之间的切换。
46.第二换向阀32的第一控制端设有阀芯,阀芯置于双腔蓄能器6的液压腔内,第二换
向阀32第一控制端的阀芯受双腔蓄能器6低压气腔的活塞控制,第二换向阀32的第一控制端用于控制第二换向阀32处于第一工位;第二换向阀32的第二控制端设有弹簧,用于控制第二换向阀32处于第二工位。
47.第二换向阀32的具体结构如图6所示,包括第二阀体321和设在第二阀体321一侧的第二阀盖322,第二阀盖322通过螺栓与第二阀体321固定。第二阀体321内设有用于安装第三阀芯323的导向孔,第三阀芯323能够在第二阀体321内左右滑动,第三阀芯323与第二阀盖322间还设有第四弹簧324,第三阀芯323远离第四弹簧324的一端伸出第二阀体321。如图6所示,第二阀体321上从左至右依次设置的为第二换向阀32的进油口、第二换向阀32的工作油口和第二换向阀32的回油口;初始状态下,第三阀芯323在第四弹簧324所提供的弹力作用下,使得第二换向阀32的工作油口和第二换向阀32的回油口连通;第三阀芯323受外力作用克服第四弹簧324所提供的弹力朝左移动,使得第二换向阀32的工作油口和第二换向阀32的进油口连通。
48.所述第三换向阀33的进油口与第二油源机构4的输油端连接,第三换向阀33的工作油口与第一换向阀31的第二控制端连接,第三换向阀33的回油口连接油箱;所述第三换向阀33包括第一工位和第二工位(如图1所示,第三换向阀33的左侧为第二工位,第三换向阀33的右侧为第一工位)。
49.所述第三换向阀33处于第一工位时,第三换向阀33的工作油口与第三换向阀33的进油口连接;此时,若第二油源机构4提供液压油,将会从第三换向阀33的进油口经第三换向阀33的工作油口流向第一换向阀31的第二控制端,将第一换向阀31切换至第三工位。
50.所述第三换向阀33处于第二工位时,第三换向阀33的工作油口与第三换向阀33的回油口连接;第一换向阀31的第二控制端无控制油作用。
51.所述第三换向阀33包括第一控制端和第二控制端,第三换向阀33通过其第一控制端和第二控制端来控制工位的切换。
52.第三换向阀33的第一控制端设有阀芯,阀芯置于双腔蓄能器6的低压气腔内,第三换向阀33第一控制端的阀芯受双腔蓄能器6低压气腔的活塞控制,第三换向阀33的第一控制端用于控制第三换向阀33处于第一工位。
53.第三换向阀33的第二控制端设有弹簧,用于控制第三换向阀33处于第二工位。
54.第三换向阀33的基本结构同第二换向阀32的结构,即如图6所示的结构,在此对第三换向阀33的具体结构不再赘述。
55.对于第二换向阀32第一控制端的阀芯受双腔蓄能器6低压气腔的低压活塞64控制的结构布置和第三换向阀33第一控制端的阀芯受双腔蓄能器6低压气腔的低压活塞64控制的结构布置参见图5。第二换向阀32布置在双腔蓄能器6的油液腔内,第二换向阀32的阀芯朝向低压活塞64;第三换向阀33布置在双腔蓄能器6的外侧,第三换向阀33的阀芯伸至双腔蓄能器6的低压气腔内。在双腔蓄能器6低压气腔的容积处于最大状态时,低压活塞64压紧第二换向阀32的阀芯,使得第二换向阀32处于第一工位;在双腔蓄能器6低压气腔的容积处于最小状态时,低压活塞64压紧第三换向阀33的阀芯,使得第三换向阀33处于第一工位。
56.本发明还提供了一种调压方法,包括上述的可自动调压的油气悬架系统。
57.当车辆轻载(含空载)时,车辆颠簸所产生的冲击力不足以使得撞击板51与第一油源机构2的泵杆、第二油源机构4的泵杆均不发生触碰,第一油源机构2和第二油源机构4均
未获得触发信号;此时,由双腔蓄能器6的低压气腔来实现吸能减震的效果,悬挂油缸5传递给双腔蓄能器6油液腔的压力油不足以使得双腔蓄能器6的低压气腔超过极限压缩位置。
58.当车辆重载时,悬挂油缸5的活塞杆被压缩朝悬挂油缸5内运动一段距离。在车辆通过颠簸路面时,车辆颠簸所产生的冲击力使得悬挂油缸5的活塞杆带动撞击板51反复上下振动,使得撞击板51反复击打第一油源机构2的泵杆和第二油源机构4的泵杆,第一油源机构2的泵杆和第二油源机构4的泵杆做往复的伸缩动作,另外,悬挂油缸5的活塞杆回缩时会将悬挂油缸5油液腔内的液压油压进双腔蓄能器6的油液腔。
59.第一油源机构2的泵杆在撞击板51所提供的撞击力的作用下缩回时,第一油源机构2的油液腔通过输出油口给补气装置1的油液腔输送液压油,第一油源机构2的泵杆在第二弹簧26所提供的弹性力的作用下伸出时,第一油源机构2的油液腔通过吸油口补充液压油;补气装置1的油液腔在第一油源机构2提供的液压油的作用下推动第一活塞15压缩补气装置1的气腔,补气装置1气腔内的气压增大。
60.第二油源机构4的泵杆在撞击板51所提供的撞击力的作用下缩回时,第二油源机构4的油液腔通过输出油口给阀组件3的输入端输送液压油,第二油源机构4的泵杆在弹簧所提供的弹性力的作用下伸出时,第二油源机构4的油液腔通过吸油口补充液压油。
61.在双腔蓄能器6低压气腔的低压活塞64将双腔蓄能器6低压气腔的容积挤压成最小状态时,低压活塞64压紧第三换向阀33的阀芯,使得第三换向阀33处于第一工位,第三换向阀33的进油口与第三换向阀33的工作油口连通,从第二油源机构4输进阀组件3的液压油一部分通过第三换向阀33的进油口经第三换向阀33的工作油口作用在第一换向阀31的第二控制端,将第一换向阀31切换至第三工位,即第一换向阀31的进油口与第一换向阀31的第一工作油口连通,从第二油源机构4输进阀组件3的液压油一部分通过第一换向阀31的进油口经由第一换向阀31的第一工作油口作用在第三控制阀13的控制端,使得第三控制阀13反向导通,补气装置1的气腔内被压缩的高压气体经由第二控制阀12和第三控制阀13流向双腔蓄能器6的低压气腔,实现对双腔蓄能器6低压气腔的增压。随着双腔蓄能器6低压气腔的增压,避免了低压活塞64对低压缸筒61上的端盖的冲击,提高了双腔蓄能器6使用寿命。同时,因为双腔蓄能器6低压气腔的压力要与双腔蓄能器6高压气腔的压力相同时,双腔蓄能器6的高压气腔才会工作,因此,对双腔蓄能器6低压气腔进行增压,也使得双腔蓄能器6的高压气腔提供了足够的可压缩空间。
62.当车辆卸载时,双腔蓄能器6低压气腔的低压活塞64复位,双腔蓄能器6低压气腔的容积处于最大状态,低压活塞64压紧第二换向阀32的阀芯,使得第二换向阀32处于第一工位,第二换向阀32的进油口与第二换向阀32的工作油口连通,从第二油源机构4输进阀组件3的液压油一部分通过第二换向阀32的进油口经第二换向阀32的工作油口作用在第一换向阀31的第一控制端,将第一换向阀31切换至第一工位,即第一换向阀31的进油口与第一换向阀31的第二工作油口连通,从第二油源机构4输进阀组件3的液压油一部分通过第一换向阀31的进油口经由第一换向阀31的第二工作油口作用在第一控制阀11的控制端和第二控制阀12的控制端,使得第一控制阀11和第二控制阀12均反向导通,此时,第一控制阀11使得补气装置1的油液腔经由卸油口的卸油通道开启,补气装置1的第一活塞15动作压缩补气装置1的油液腔,使得补气装置1的气腔增大,补气装置1的气腔内的气体压力降低,另外,第二控制阀12使得补气装置1的气腔的通气口仅能用于单向输入气体,双腔蓄能器6低压气腔
内的高压气体回流至补气装置1的气腔。
63.以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。
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