柱塞缸及车辆的制作方法

本申请涉及液压设备技术领域，尤其涉及一种柱塞缸及车辆。

背景技术：

液压缸是利用液压油的压力驱动机械对象实现直线往复运动的执行元件。其中，柱塞缸是单作用的液压缸，广泛应用于车辆。例如，柱塞缸中的柱塞杆在液压油压力的作用下伸出时，能够带动车辆的货叉运动。

但是，当柱塞缸中的柱塞杆在外力作用下缩回到底时，由于没有缓冲作用，使得柱塞杆对缸壁产生的撞击，不仅会造成货叉的振动，而且会产生较大的噪音。对此，需要设计一种带有缓冲作用的柱塞缸。

技术实现要素：

本申请提供了一种柱塞缸，柱塞缸的底部设有凸起，柱塞杆设有与凸起相适配的凹槽，当所述凸起插入所述凹槽中时，形成阻尼效应，从而使得柱塞杆缩回至底壁时形成缓冲作用，避免了柱塞杆缩回至底壁时冲撞底壁。

第一方面，本申请提供了一种柱塞缸。柱塞缸包括缸体及柱塞杆，所述缸体包括顶壁、底壁及侧壁，所述顶壁及所述底壁为所述缸体相对设置的两端，所述侧壁连接所述顶壁与所述底壁；所述缸体设有自所述顶壁朝向所述底壁凹陷的收容空间，所述柱塞杆安装于所述收容空间，所述柱塞杆能够沿所述侧壁延伸的方向相对所述缸体往复运动；

所述缸体设有进油口，所述进油口连通所述收容空间，所述柱塞杆设有凹槽及与所述凹槽连通的导流槽，所述凹槽自所述柱塞杆朝向所述底壁的一侧凹陷至所述柱塞杆内部，所述导流槽自所述柱塞杆朝向所述侧壁的一侧凹陷至所述柱塞杆内部，所述导流槽连通所述凹槽，且所述导流槽的截面积小于所述凹槽的截面积；

所述底壁朝向所述柱塞杆的一侧设有凸起，当所述柱塞杆靠近所述底壁时，所述凸起插入所述凹槽中，所述凹槽内的液压油被挤压向所述导流槽。

在一种实施方式中，所述柱塞杆包括第一端及与所述第一端相连的第二端，所述第二端位于所述第一端远离所述底壁的一侧，所述第二端与所述侧壁间隔设置，所述第一端与所述侧壁相接触；所述凹槽自所述第一端朝向所述底壁的一侧凹陷至所述第二端，所述导流槽位于所述第二端。

在一种实施方式中，所述进油口开设于所述侧壁，所述进油口位于所述第一端远离所述底壁的一侧，且所述进油口相对所述底壁靠近所述顶壁。

在一种实施方式中，所述凹槽沿所述侧壁延伸方向上的槽深大于所述凸起沿所述侧壁延伸方向上的高度，当所述第一端接触所述底壁时，所述凸起填充部分所述凹槽，且至少部分所述导流槽位于所述凸起远离所述底壁的一侧。

在一种实施方式中，所述导流槽包括多个间隔设置的导流分槽，多个所述导流分槽的截面积沿所述柱塞杆相对缸体伸出的方向上逐渐增大；当所述柱塞杆伸出至所述顶壁时，所述顶壁封盖部分所导流分槽。

在一种实施方式中，所述柱塞缸还包括衬套，所述衬套环绕在所述第二端的周边，所述衬套的内侧与所述第二端设有间隙，所述间隙连通所述导流槽，所述衬套的外侧抵接所述侧壁。

在一种实施方式中，所述第二端设有空腔，所述空腔自所述第二端朝向所述侧壁的一侧凹陷至与所述凹槽连通。

在一种实施方式中，所述柱塞缸还包括第一密封件，所述第一密封件围设在所述第一端的周缘，且所述第一密封件抵接所侧壁。

在一种实施方式中，所述柱塞缸还包括第二密封件，所述第二密封件嵌设于所述顶壁，且所述第二密封件围设在所述柱塞杆的周缘。

第二方面，本申请还提供一种车辆。车辆包括车体及如上所述的柱塞缸，所述柱塞缸安装于所述车体。

在一种实施方式中，所述车辆还包括第一液压缸及第二液压缸，所述柱塞缸位于所述第一液压缸与所述第二液压缸之间，且所述柱塞缸的缸径大于所述第一液压缸及第二液压缸的缸径。

在一种实施方式中，所述第一液压缸及所述第二液压缸均为活塞缸。

在本申请实施例中，在柱塞缸缸体的底部设有凸起，柱塞杆设有与凸起相适配的凹槽，当柱塞杆靠近所述底壁时，所述凸起插入所述凹槽中，凹槽内的液压油被挤压向导流槽。由于导流槽的截面积小于凹槽的截面积，使得当凸起插入凹槽时，形成阻尼效应，从而使得柱塞杆靠近底壁时形成缓冲作用，避免了柱塞杆靠近底壁时冲撞底壁，使得柱塞缸达到防冲底的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的车辆的结构示意图；

图2是图1所示柱塞缸在第一实施例中第一状态下的结构示意图；

图3是图2所示柱塞缸在第二状态下的结构示意图；

图4是图2所示结构沿a-a线处的截面示意图；

图5是图2所示结构在另一状态下的截面示意图；

图6是图3所示结构沿b-b线处的截面示意图；

图7是图1所示柱塞缸在第二实施例中第一状态下的结构示意图；

图8是图7所示柱塞缸在第二状态下的结构示意图；

图9是图1所示车辆的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的车辆的结构示意图。本申请实施例提供一种车辆100。车辆100指以动力装置驱动或者牵引，上道路行驶的供人员乘用或者用于运送物品的轮式车辆。在本申请实施例中，以车辆100为搬运车辆100，例如叉车，为例来进行描写。

车辆100包括车体101及柱塞缸102。柱塞缸102安装于车体101。柱塞缸102是液压缸的一种结构形式。柱塞缸102由于工艺性好、成本低，广泛应用于各种装置，例如：叉车、龙门刨床、导轨磨床、大型拉床等。在本申请实施例中，以柱塞缸102应用于叉车为例来进行描写。如图1所示，车辆100还包括货叉103。货叉103用于在柱塞缸102的作用下运动，以搬运货物。

请一并参阅图2及图3，图2是图1所示柱塞缸102在第一实施例中第一状态下的结构示意图；图3是图2所示柱塞缸102在第二状态下的结构示意图。柱塞缸102包括缸体21及活动安装于缸体21的柱塞杆22。缸体21设置为中空结构。柱塞杆22在中空结构内做往复运动。如图2所示，柱塞杆22缩回至缸体21内。如图3所示，部分柱塞杆22伸出至缸体21外。

缸体21设有进油口210。进油口210与缸体21内收容柱塞杆22的收容空间连通。当柱塞杆22缩回至缸体21内时，车辆100内的控制器控制液压油自进油口210进入缸体21内的收容空间，缸体21内的液压油对柱塞杆22产生压力，以推动柱塞杆22伸出；当柱塞杆22伸出到顶时，控制器控制液压油停止进入缸体21内，柱塞杆22停止伸出；当柱塞杆22伸出到顶时，柱塞杆22在外力作用下，将缸体21内的液压油自进油口210排出至缸体21外，以使柱塞杆22缩回至缸体21内。

请一并参阅图3及图4，图4是图2所示结构沿a-a线处的截面示意图。缸体21包括顶壁211、底壁212及侧壁213。顶壁211及底壁212为缸体21相对设置的两端。侧壁213连接顶壁211与底壁212。在一种实施方式中，侧壁213与底壁212一体成型。可以理解的，侧壁213及底壁212为缸体21的本体，顶壁211为缸体21的缸盖。

缸体21设有自顶壁211朝向底壁212凹陷的收容空间214。柱塞杆22安装于收容空间214。柱塞杆22沿侧壁213延伸的方向相对缸体21往复运动。柱塞杆22往复运动的过程中，部分或全部柱塞杆22收容于收容空间214。如图3所示，部分柱塞杆22伸出至缸体21外部，表示部分柱塞杆22收容于收容空间214。如图4所示，柱塞杆22缩回至缸体21底部，全部柱塞杆22收容于收容空间214。

如图4所示，柱塞杆22设有凹槽231及与凹槽231连通的导流槽232。凹槽231自柱塞杆22朝向底壁212的一侧凹陷至柱塞杆22内部。导流槽232自柱塞杆22朝向侧壁213的一侧凹陷至柱塞杆22内部。导流槽232连通凹槽231，且导流槽232的截面积小于凹槽231的截面积。可以理解的，导流槽232的流量小于凹槽231的流量。例如，当导流槽232及凹槽231均呈圆孔时，导流槽232的口径小于凹槽231的口径。

底壁212朝向柱塞杆22的一侧设有凸起24。当柱塞杆22靠近底壁212时，凸起24插入凹槽231中，凹槽231内的液压油被挤压向导流槽232。当凸起24插入凹槽231中时，凹槽231内剩余的液压油被被挤压向截面积较小的导流槽232，最终自进油口210排出至缸体21外部，此过程中形成阻尼效应，减缓柱塞杆22移动的速率。其中，在一种实施方式中，凸起24与底壁212一体成型，以简化制备柱塞缸102工艺制程。

在本申请实施例中，由于导流槽232的截面积小于凹槽231的截面积，当柱塞杆22靠近底壁212时，凸起24插入凹槽231中，形成阻尼效应，使得柱塞杆22缩回至底壁212时形成缓冲作用，避免了柱塞杆22缩回至底壁212时冲撞底壁212，从而使得柱塞缸102达到防冲底的目的。并且采用在底壁212设凸起24与在柱塞杆22底部设凹槽231，形成阻尼效应的防冲底结构简单，仅在柱塞缸102内部结构的变化，不会增大柱塞缸102的体积。

在一种实施方式中，凹槽231沿侧壁213延伸方向上的槽深大于凸起24沿侧壁213延伸方向上的高度。如图4所示，当第一端接触底壁212时，凸起24填充部分凹槽231，且至少部分导流槽232位于凸起24远离底壁212的一侧。

如图4所示，在本申请实施例中，凸起24的侧壁213接触凹槽231的侧壁213，此时凸起24的高度小于凹槽231的槽深，使得进油口210流经导流槽232的液压油能够进入未被凸起24填充的凹槽231，最后进入缸体21底部，从而使得液压油推动柱塞杆22相对缸体21伸出。

在其他实施例中，凸起24的高度也能够等于凹槽231的槽深，此时凸起24的侧壁213与凹槽231的侧壁213间隔设置，使得进油口210流经导流槽232的油液能够自此间隔流入缸体21底部，以使液压油推动柱塞杆22相对缸体21伸出。

进一步地，请一并参阅图4及图5，图5是图2所示结构在另一状态下的截面示意图。柱塞杆22包括第一端221及与第一端221相连的第二端222。第二端222位于第一端221远离底壁212的一侧。第二端222与侧壁213间隔设置。第一端221与侧壁213相接触。可以理解的，第一端221的直径大于第二端222的直径。

如图5所示，第二端222与侧壁213间隔设置，使得全部柱塞杆22收容于收容空间214时，柱塞杆22与侧壁213之间形成间隙，此间隙为液压油进入柱塞杆22的底部提供油路。第一端221与侧壁213相接触，第一端221类似活塞结构，将缸体21内的收容空间214分隔为两个间隔设置的第一收容空间2141及第二收容空间2142。可以理解的，在柱塞杆22相对缸体21往复运动的过程中，第一收容空间2141及第二收容空间2142的大小随着柱塞杆22的移动而发生变化。第一收容空间2141为第一端221朝向底壁213一侧的空间，第二收容空间2142为第一端221朝向顶壁211一侧的空间。

凹槽231自第一端221朝向底壁212的一侧凹陷至第二端222。导流槽232位于第二端222。当柱塞杆22自顶壁211缩回至底壁212时，第一收容空间2141内的液压油，只能经过凹槽231，自导流槽232流入第二收容空间2142，最后自进油口210排出至缸体21外部。

在本申请实施例中，柱塞杆22的底部设有类似活塞结构的第一端221，第一端221将柱塞缸102内的收容空间214分隔成两个间隔设置的空间，当柱塞杆22缩回至底壁212时，第一空间内的液压油仅能经凹槽231后，自导流槽232流出至第二空间，使得当凸起24插入凹槽231时，形成的阻尼增大，使得柱塞杆22缩回至底壁212时的缓冲作用更大，更进一步地避免了柱塞杆22缩回至底壁212时冲撞底壁212。

请继续参阅图5及图6，图6是图3所示结构沿b-b线处的截面示意图。进油口210开设于侧壁213。进油口210位于第一端221远离底壁212的一侧，且进油口210相对底壁212靠近顶壁211。可以理解的，当柱塞杆22相对缸体21往复移动时，无论柱塞杆22缩回至缸体21的底部，还是柱塞杆22伸出至缸体21的顶部，进油口210一直位于第一端221远离底壁212的一侧。

如图5所示，当部分柱塞杆22伸出至缸体21时，进油口210位于第一端221的右侧。如图6所示，当柱塞杆22伸出至靠近缸体21顶壁211时，进油口210仍位于第一端221的右侧。可以理解的，进油口210位于第一端221远离底壁212的一侧，由于第一端221接触侧壁213，使得第一端221靠近底壁212一侧的液压油仅能流入凹槽231后，自导流槽232流出至第一端221远离底壁212的一侧，最后自进油口210流出至缸体21的外部。相应地，液压油由进油口210进入缸体21内自第一端221远离底壁212的一侧经过导流槽232后，自凹槽231流入至第一端221靠近底壁212的一侧。

在本申请实施例中，当柱塞杆22自缸体21的底壁212伸出至顶壁211的过程中，由于第一端221接触，使得当第一端221逐渐朝向靠近进油口210方向移动时，第一端221逐渐将进油口210的开口封掉，使得进油口210进入缸体21内的液压油量逐渐变少，进而使得柱塞杆22伸出至缸体21的速度逐渐变慢直至停止，从而实现了柱塞杆22伸出至顶的过程的缓冲作用，也起到了柱塞杆22伸出至顶的限位作用。也即，在本申请实施例中，实现了柱塞杆22伸出到顶及缩回至底的双向缓冲，使得系统起升更加平缓，产生的噪音较小。

进一步地，请继续参阅图6，导流槽232包括多个间隔设置的导流分槽。在本申请实施例中，以导流槽232包括两个导流分槽为例来进行描写。如图6所示，导流槽232包括第一导流分槽2321及第二导流分槽2322。第二导流分槽2322位于第一导流分槽2321远离第一端221的一侧。多个导流分槽的截面积自顶壁211朝向底壁212的方向上逐渐减小或逐渐增大。也即，多个导流分槽的流量自顶壁211朝向底壁212方向上逐渐减小或逐渐增大。当柱塞杆22伸出至顶壁211时，顶壁211封盖部分所导流分槽。

在本申请实施例中，导流槽232包括多个间隔设置的导流分槽，使得当柱塞杆22伸出至顶壁211时，顶壁211封盖部分导流分槽，使得液压油经过导流槽232流入凹槽231内的量逐渐变小，从而使得柱塞杆22伸出至缸体21的速度逐渐减小，实现柱塞杆22伸出至顶的缓冲作用。

在本申请实施例中，以多个导流分槽的截面积沿柱塞杆22相对缸体21伸出的方向上逐渐增大。如图6所示，靠近顶壁211一侧的第二导流分槽2322的截面积大于靠近第一端221的第一导流分槽2321的截面积。

可以理解的，当柱塞杆22逐渐伸出至顶时，顶壁211最先封盖截面积较大的第二导流分槽2322，使得液压油经过导流槽232流入凹槽231内的量逐渐变小，从而使得柱塞杆22伸出至缸体21的速度逐渐减小，更进一步地达到柱塞杆22伸出至顶的缓冲作用。

进一步地，请继续参阅图6，柱塞缸102还包括第一密封件25。第一密封件25围设在第一端221的周缘，且第一密封件25抵接所侧壁213。其中，第一密封件25能够为围设于第一端221周缘的密封圈，例如橡胶圈。

在本申请实施例中，第一密封件25能够使得第一端221形成密封的活塞结构，避免位于第一端221两侧的液压油通过第一端221与侧壁213之间的缝隙相连通，从而进一步地提高了柱塞缸102防冲底及防冲顶的效果。

进一步地，柱塞缸102还包括第二密封件26。第二密封件26嵌设于顶壁211，且第二密封件26围设在柱塞杆22的周缘。可以理解的，第二密封件26的内侧抵接柱塞杆22的外侧。其中，第二密封件26能够为嵌设于顶壁211的密封圈，例如橡胶圈。

在本申请实施例中，第二密封件26嵌设于顶壁211且抵接柱塞杆22，避免位于缸体21内的液压油自顶壁211的开口处流出，不仅提高了柱塞缸102防冲底及防冲顶的效果，也保证了柱塞缸102的可靠性。

请继续参阅图7及图8，图7是图1所示柱塞缸102在第二实施例中第一状态下的结构示意图；图8是图7所示柱塞缸102在第二状态下的结构示意图。以下主要说明本实施例与第一实施例的区别，本实施例与第一实施例相同的大部分技术内容后文不再赘述。

柱塞缸102还包括衬套27。衬套27环绕在第二端222的周边。衬套27的内侧与第二端222设有间隙。间隙连通导流槽232。此间隙为液压油流道的路径。衬套27的外侧抵接侧壁213。可以理解的，衬套27为中空的环状结构，衬套27环设在第二端222的周边。衬套27的外侧接触侧壁213，当柱塞杆22伸出至进油口210时，衬套27逐渐封堵进油口210的开口，以使进油口210的进油量变小。

如图7所示，柱塞杆22缩回至缸体21的底壁212时，当进油口210进油时，液压油自第二端222与侧壁213之间的间隙进入缸体21内，流入衬套27与第二端222之间的间隙后，流入导流槽232后，最终流入缸体21的底部，从而使得柱塞杆22伸出。如图8所示，柱塞杆22伸出至靠近缸体21的顶壁211，此时衬套27封堵部分进油口210的开口，使得自进油口210进入的液压油量变小，也即，进油口210流入缸体21内部的液压油的量变小。

在本申请实施例中，当柱塞杆22逐渐伸出至靠近进油口210时，衬套27相对导流槽232最先接近进油口210，由于衬套27的外侧抵接侧壁213，使得衬套27逐渐封堵进油口210的开口，以使进油口210流入缸体21内部的液压油的量变小，从而使得柱塞杆22伸出至缸体21的速度变小，实现了柱塞杆22伸出至顶过程的缓冲作用。

其中，如图7及图8所示，在本申请实施例中导流槽232可以仅开设一个开口。在本申请实施例中，当柱塞杆22伸出至缸体21外时，衬套27最先到达进油口210，达到了缓冲作用，当衬套27远离导流槽232的一侧接触顶壁211时，柱塞杆22停止伸出至缸体21外，此时表明柱塞杆22已伸出到顶，在此过程中顶壁211无法封盖导流槽232的开口，因此导流槽232可以无需开设多个导流分槽，从而简化制备柱塞杆22的工序。

进一步地，请继续参阅图7，第二端222设有空腔234。空腔234自第二端222朝向侧壁213的一侧凹陷至与凹槽231连通。如图7所示，在本申请实施例中，凸起24的高度等于凹槽231的槽深，此时凸起24的侧壁213也能够接触凹槽231的侧壁213。

在本申请实施例中，第二端222设有空腔234，且空腔234连通凹槽231，使得进油口210流经导流槽232的液压油能够进入空腔234，最后进入缸体21底部，从而使得液压油推动柱塞杆22相对缸体21伸出。

在一种实施方式中，当进油口210的位置与顶壁211相距较远，柱塞杆22伸出至缸体21外时，衬套27最先到达进油口210处形成阻尼，如果当柱塞杆22继续伸出衬套27则会伸出超过进油口210的位置，此时由于第一端221接触侧壁213，使得第一端221将会逐渐封堵进油口210的开口，使得进油口210进入缸体21内的液压油量逐渐变少，进而使得柱塞杆22伸出至缸体21的速度逐渐变慢直至停止，进一步地实现了缓冲作用。因此，在本申请实施例中，可以通过控制进油口210的位置，来调节缓冲距离的长短。

进一步地，请继续参阅图9，图9是图1所示车辆100的部分结构示意图。车辆100还包括第一液压缸104及第二液压缸105。柱塞缸102位于第一液压缸104与第二液压缸105之间，且柱塞缸102的缸径大于第一液压缸104及第二液压缸105的缸径。在本申请实施例中，车辆100包括多个液压缸，使得车辆100能够实现多级起升。在一种实施方式中，第一液压缸104及第二液压缸105均为活塞缸。其中，第一液压缸104及第二液压缸105均为普通的活塞缸，降低车辆100液压系统的成本。

其中，车辆100还包括控制器106及配油阀107。控制器106耦合配油阀107。配油阀107连接柱塞缸102、第一液压缸104及第二液压缸105。如图9所示，当液压油经由配油阀107通过虚线分配到柱塞缸102、第一液压缸104及第二液压缸105，由于柱塞缸102缸径较大，故截面积也较大，由f＝p(压强)×s(截面积)可知，在同等力的作用下，缸径较大的柱塞缸102起升所需压强较小，固中间的柱塞缸102先起升。当中件柱塞缸102起升完毕后，油泵继续向油路输送液压油，此时油路中的压强继续增大，当压强到达第一液压缸104及第二液压缸105的起升所需压强时，第一液压缸104及第二液压缸105开始起升，直至第一液压缸104及第二液压缸105起升完毕，车辆100液压系统的起升动作完成。

当两边的第一液压缸104及第二液压缸105与中间的柱塞缸102在外力的作用下，活塞杆缩回时，由于两边的第一液压缸104及第二液压缸105的缸径较小，通过公式p(压强)＝f(压力)/s(截面积)而知，第一液压缸104及第二液压缸105压强较大，故第一液压缸104及第二液压缸105先下降，在第一液压缸104及第二液压缸105下降到底后，中间柱塞缸102开始下降，直至柱塞缸102下降到底，车辆100液压系统的下降动作完成。

可以理解的，在本申请实施例中，车辆100液压系统在起升过程中，缸径较大的柱塞缸102最先起升，车辆100液压系统在下降过程中，缸径较小的柱塞缸102最后下降，当柱塞缸102应用于多级场景下时，柱塞缸102与第一液压缸104及第二液压缸105配合使用可实现多级缓冲，缓冲更为平稳，且起升系统结构较为紧凑，便于空间狭小位置处的应用。

以上对本申请实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。