专利名称：液力悬架支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及改进的轮式车辆用液力连接到支架。
还公知陆路车辆使用包括各种阀的悬架系统及各轮悬架之间的交互连接，例如BMC/British Leylanc Hydrolastic和Hydragas系统。这种互连的悬架公开于英国专利GB2,144,378(Alfa Romeo)，GB 1,260,719(IDCE)以及美国专利US5,584,498(Yamaha)中。这些系统均旨在降低诸如颠簸、摆动之类的不良作用；为主动及半主动的系统，例如，公知于美国专利US4,779,895(Robert Bosch)，欧洲专利EP0,183,059(Robert Bosch)以及美国专利US5,678,846(Lotus)中的。所有这些系统都旨在通过扩展陆路汽车悬架能力来改进行驶性能。
还公知，特别是铁雪龙(Citren)汽车，陆路车辆具有可以提高至额定行驶高度以上以越过不平坦路面的液力悬架。另一方面，对于两栖车辆，人们发现沿相反的方向移动车轮，把车轮充分地收到路面高度以上以把它们折于车辆吃水线上方是有利的。这样，减轻了对水的牵拉作用，尤其是在转弯时。能够进行这种结构变形的悬架公开于欧洲专利EP0,742,761(Roycroft)、美国专利US4,958,5 84(Williamson)以及美国专利US4,241,686(Westphalen)中。Roycroft的专利使用液力与机械结合的系统；而Williamson和Westphalen的专利使用机械系统。
考虑到上面列出的机械收回系统笨重而且易于受盐水环境的侵蚀。通过现有技术液力系统的发展，以及只要可行采用双用部件，可以设计成不仅在陆路上性能良好，而且能够把车辆改成适于另一种用途，特别是改成用于两栖车辆的液力悬架系统。
本发明的另一个目的是提供一种液力悬架支架，这种液力悬架支架可以用于额定的陆路行驶，也可以用于把车轮伸出大于适于陆路行驶的程度。
本发明的又一个目的是提供一种液力悬架支架，这种液力悬架支架可以用于额定的陆路行驶，既可以用于把车轮伸出大于也可以用于把车轮收回适于陆路行驶的程度。
本发明提出一种车辆液力悬架支架，这种悬架支架包括缸筒，装有液力工作液；活塞，可以在缸筒中移动并且在缸筒内界定第一腔和第二腔；连杆装置，连接活塞与负荷；其特征在于，设有第一通/断阀以在至少活塞的部分行程上控制第一和第二腔之间的液体流，并且支架还包括仅与第一和第二腔之一连通的第二通/断阀。
在一个特别优选的实施例，支架还包括一个充气液力储罐，与至少所述第一和第二腔之一连通。
本发明还提供一种车辆液力悬架支架，这种悬架支架包括缸筒，装有液力工作液；活塞，可以在缸筒中移动并且在缸筒内界定第一腔和第二腔；连杆装置，连接活塞与负荷；和充气液力储罐，与所述第二腔连通；其特征在于，设有第一通/断阀以在至少活塞的部分行程上控制第一和第二腔之间的液体流，并且支架还包括仅与第一腔连通的另一个通/断阀。
本发明还提供一种车辆液力悬架支架，这种悬架支架包括缸筒，装有液力工作液；活塞，可以在缸筒中移动并且在缸筒内界定第一腔和第二腔；连杆装置，连接活塞与负荷；和充气液力储罐，与所述第一和第二腔之一连通；其特征在于，设有第一通/断阀以在至少活塞的部分行程上控制第一和第二腔之间的液体流，并且支架还包括仅与第二腔连通的另一个通/断阀，以及充气液力储罐与第一腔连通。
本发明还提供一种车辆液力悬架支架，这种悬架支架包括缸筒，装有液力工作液；活塞，可以在缸筒中移动；连杆装置，连接活塞与负荷；其特征在于，活塞可以在缸筒中于第一极端位置与第二极端位置之间移动，所述第一极端位置在缸筒内界定第一对第一腔和第二腔，所述第二极端位置在缸筒内界定第二对第一腔和第二腔；支架还包括一个通/断阀以在活塞的一个极端位置中控制第一和第二腔之间的液体流，另一个通/断阀以在活塞的另一个极端位置中控制第一和第二腔之间的液体流，以及第三和第四通/断阀，后两个通/断阀的每个各分别仅与第一和第二腔之一连通。
在根据本发明的液力悬架支架的一个优选实施例中，让液体能够在第一和第二腔之间流动的通/断阀或多个阀位于缸筒外部的液力传输管路上。
图10为图8所示液力悬架支架的示意图，图中为行程不受限的模式；图11为图8所示液力悬架支架的示意图，图中既可以把支架的位置控制到伸展也可以控制到收回。
活塞4在缸筒2中界定第一和第二腔16、18，并且在活塞4中设有限制器/阻尼器阀20。在活塞4的周边设有密封圈22。第一和第二腔16、18充有液力工作液。
液力管路24在接近于缸筒2的底部处起始于缸筒2的侧壁，终止于充气液力储罐26。
使用中，车轮(未示出)经安装件14连接至连杆6，而缸筒2连接到车体(未示出)上。
当设有悬架支架的车辆行驶在路面上，车轮遇到凹凸不平的路面处时，活塞4在缸筒2中轴向地移动。
车辆驶过特别是表面不平的路面时，由于阀20和充气液力储罐26的阻尼效应，避免了车辆受到过度的振动。
在图1所示的液力悬架支架中，由于活塞4的上表面与缸筒2的上端壁152的内表面接合，活塞4的下表面154与缸筒2的底部的的内表面156接合，活塞4在竖直方向的总行程量受到限制，从而车轮的竖直方向总行程量也受到限制。可以设置撞击停止部件(未示出)以限制活塞4的总行程量。
图2总体上示出根据本发明的液力悬架支架的第一实施例，以30标示。这种支架30包括缸筒28和可以在缸筒中轴向移动的活塞32。连杆34连接到在活塞32的一面上并且经缸筒28底部中密封孔36伸出。连杆34终止在远离活塞32的末端38处的安装件40中。
活塞32在缸筒28中界定第一和第二腔42、44。在活塞32的周边设有密封圈46。第一和第二腔42、44充有液力工作液。
管路48在接近于缸筒28的底部处起始于缸筒28侧壁中的端口158，连接到充气的液力储罐50，然后连接到车辆的液力系统，该系统包括液力源和液力储罐(未示出)。
液力传输管路52设在缸筒28的外部并且连接缸筒侧壁中的第一和第二端口54、56。第一端口54位于接近于缸筒28的底部的侧壁中，而第二端口56位于接近于缸筒28的中部的侧壁中。第一通/断阀58设在传输管路52中。
在另一个实施例中，第一端口54可以设在缸筒底部的端壁中。
另一个液力管路60从缸筒28的上壁中的端口160中伸出并且由第二通/断阀62控制。这另一个管路60连接到车辆的液力系统上。
使用中，车轮(未示出)经安装件40连接至连杆34上，而缸筒28连接到在车体(未示出)上。
在陆路行驶的模式中，当设有悬架支架的车辆行驶在路面上，车轮遇到凹凸不平的路面处时，活塞32在缸筒28中轴向地移动。
车辆驶过特别是表面不平的路面时，由于支架和充气液力储罐50的阻尼效应，避免了车辆受到过度的振动。
图2所示的液力悬架为陆路行驶模式。传输管路52中的第一通/断阀58打开，让液体在第一和第二腔之间受限地流动，而在顶部管路60中的第二通/断阀62关闭。活塞32沿竖直向上方向的总行程，也就是车轮的总行程，在图中用虚线示出。当活塞32处在虚线所示的位置时，端口56被活塞32关闭，而活塞在缸筒中的进一步向上移动受到第一腔42中的液力工作液的体积的阻碍，从而提供了液力止动。活塞32沿竖直向下方向的移动受活塞32的下表面162与缸筒28的底部164的内表面接合的限制。
在图3中示出车轮收回的模式。传输管路52中的第一通/断阀58关闭，而在顶部管路60中的第二通/断阀62打开。在此条件下，支架现在可以起到液压致动器的作用，并且可以通过向下腔44泵送液体且经上端口160排出液体用于把车轮超过其额定行程而收起。
为了把车轮转回其额定的运行状态，经上端口160向上腔42中泵入液体且从下腔排出液体反向地推动支架。一旦把活塞32移动到端口56以下的位置，阀62可以关闭而阀58打开，从而支架重新为悬架和车轮提供阻尼力。
应当注意的是，本文中术语“通/断阀”用于说明一种阀门，它在打开时让液体沿两个方向之一流动，而关闭时阻止液体沿两个方向上的所有流动。在优选实施例中，通/断阀58、65[译注应为62]都是滑柱式阀，可由液力、电力或手动操作。然而这里可以使用任何适当类型的阀。
图4为图2所示液力悬架支架30的改进型。在图4的改进型支架30中，液力储罐与第一和第二腔42、44之间的传输管路52的分支之一连通。在其它的所有方面，图4所示的液力支架30都与图2所示的液力支架30相同，不论在陆路行驶模式还是车轮收回的模式都可以用同样的操作。
图5示出根据图4所示液力支架的车辆安装示意图。车轮1安装在悬架臂3上，悬架臂3连接到在车底盘构件7的安装点5上。可以理解，在悬架支架的顶部也需要同样的底盘安装；但是为了能够清楚地表现出液力循环，这钟安装在图中没有示出。活塞连杆34通过安装件40柔性地连接到在悬架臂3上，该活塞连杆可以包括一个轴瓦(未示出)。
液力管路48和160(经阀62)都连接至由轴1驱动的泵9。该泵可以是可逆的，如图所示；也可以是单向的；并且可以由车辆引擎直接驱动，或者由电动机驱动。如果使用单向泵，则必需按需要使用反转液流方向的多个阀(未示出)。
在陆路行驶模式中可以看到，由车轮11遇到路面的凹凸不平处时引起的悬架臂3的移动会经安装件40和连杆34传递到活塞32.。这种移动由支架30以常规的方式阻尼。当支架30以车轮回收模式运行时，可以有选择地把泵9连接至腔42、44之一，引起活塞在缸筒内移动。这种移动通过连杆34和安装件40转变成悬臂3的转动运动，从而转变成车轮11的移动。
由图6可见，这是液力悬架支架的另一个实施例，总体上用标号70标出，它包括缸筒64和可以在缸筒64中轴向地移动的活塞66。连杆68连接到在活塞66的一面上，并且经缸筒64底部中密封孔72伸出。连杆68终止在远离活塞66的末端74处的安装件76中。
活塞66在缸筒64中界定第一和第二腔78、80。在活塞66的周边设有密封圈82。第一和第二腔78、80都充有液力工作液。
液力管路84在接近于缸筒64的顶部处起于缸筒64的侧壁中，并且连接到充气的液力储罐86，然后连接到车辆(未示出)的液力系统。在另一个安排中，可以在缸筒顶部的端壁中设置端口164。
液力传输管路88设在缸筒64的外部，并且连接缸筒各壁中的第一和第二端口90、92。第一端口90位于接近于缸筒64的中部的缸筒侧壁中，而第二端口92位于接近于缸筒64的顶部处。第一通/断阀94设在传输管路88中。
在一个另外的实施例中，第二端口92可以设在缸筒顶部的端壁中。
另一个液力管路96从接近于缸筒64的底部的侧壁中的端口166伸出，并且由第二通/断阀98控制。该另一个液力管路96连接到车辆(未示出)的液力系统上。
使用中，车轮(未示出)经安装件76安装在连杆68上。
当设有悬架支架的车辆行驶在路面上，车轮遇到凹凸不平的路面处时，活塞66在缸筒64中轴向地移动。
车辆驶过特别是表面不平的路面时，由于支架和充气液力储罐86的阻尼效应，避免了车辆受到过度的振动。
图6所示的液力悬架支架是陆路行驶模式。传输管路88中的第一通/断阀94打开，而下部管路96中的第二通/断阀98关闭。沿竖直向上方向的活塞66的总行程，也就是车轮的总行程，受活塞66的上表面168与缸筒64的上端壁170的内表面接合的限制。沿竖直向下方向的行程限制用虚线示出，并且在当活塞66关闭端口90时，受到第二腔80中的液力工作液的体积的阻碍，从而提供了液力止动。
应当注意的是，此图中所示的储罐86可以安装在传输管路88的分支上，其方式与图4所示类似。
图7所示的液力悬架支架为车轮伸展的模式。液力传输管路88中的第一通/断阀94关闭，而在下部管路96中的第二通/断阀98打开。在此条件下，支架现在可以起到液力致动器的作用，并且可以通过向上腔78泵送液体且经下端口166排出液体用于把车轮超过其额定的行程而伸展。活塞66竖直向下的移动受活塞66的下表面172与缸筒64底部174的内表面接合的限制。
为了把车轮转回其额定的运行状态，通过向下腔80中泵入液体且从上腔78排出液体反向地推动支架。一旦把活塞移动到端口90以上，阀98可以关闭，而阀94打开，从而支架重新运行为悬架和车轮提供阻尼。
从图8可见，以标号100总体上示出液力悬架支架的另一个实施例，它包括缸筒102和可以在缸筒中轴向地移动的活塞104。连杆106连接到在活塞104的一面上，并且经缸筒102底部中的密封孔108伸出。连杆106终止在远离活塞104的末端112处的安装件114中。
活塞104在缸筒102中界定第一和第二腔116、118。在活塞104的周边设有密封圈122。第一和第二腔116、118充有液力工作液。
液力传输管路132设在缸筒102的外部，并且连接到接近于缸筒102顶部的端口176处，约在缸筒102的中部的端口178上，以及接近于其底部的端口180上。第一通/断阀136设在端口178和180之间的液力管路中，而另一个通/断阀134，称为第三通/断阀，设在端口176和178之间的传输管路中。
第二液力管路138从第一和第三通/断阀136、134之间分出，然后终止于充气的液力储罐140中。
第三液力管路124接近于缸筒102的底部处起始于缸筒102的侧壁中，并且连接到通/断阀126，称为第四通/断阀，然后连接到车辆(未示出)的液力系统。
第四液力管路128接近于缸筒102的顶部处起始于缸筒102的侧壁中，并且连接到通/断阀130，称为第二通/断阀，然后连接到车辆(未示出)的液力系统。
使用中，车轮(未示出)经安装件114连接至连杆106上，而缸筒102连接到车体(未示出)上。
当设有悬架支架的车辆行驶在路面上，车轮遇到凹凸不平的路面处时，活塞104在缸筒102中轴向地移动。
车辆驶过特别是表面不平的路面时，由于支架和充气液力储罐140的阻尼效应，避免了车辆受到过度的振动。
图8所示的液力悬架支架是压缩行程受限的模式，例如防止由于过度的车轮行程在凹凸不平的地面上落地。液力管路124中的第四通/断阀126关闭，而液力管路132中的第一通/断阀136打开。液力管路128中的第二通/断阀130和液力管路132中的第三通/断阀134关闭。沿竖直向上方向的活塞104的总行程，也就是车轮的总行程，在图中用虚线示出，并且由于活塞104覆盖端口178时关闭在第一腔中的液力工作液的体积受端口178管面的限制。沿竖直向下方向的活塞104的总行程用虚线示出，并且受到与缸筒102的底部接合的限制。
如果打算用于根据图8所示液力悬架支架的实施例中，其伸展行程受限制的模式，例如只在低速使用额外的车底净空的陆路车辆中，应当如图9所示操作所述支架。在此安排中，管路124中的第四通/断阀126和管路132中的第一通/断阀136关闭。管路128中的第二通/断阀130关闭，而管路132中的第三通/断阀134打开。
沿竖直向上方向的活塞104的总行程，也就是车轮的总行程，在图中用虚线示出，并且受活塞的上面与缸筒102的上端壁179的内表面接合的限制。活塞104沿竖直向下方向的总行程在图中用虚线示出，并且由于当活塞覆盖端口178时的关闭在第二腔118中的液力工作液的体积，受端口178管面的限制。
如果打算用于根据图8所示液力悬架支架的实施例中，其行程不受液力限制的模式，应当如图10所示操作支架。在此安排中，管路124中的通/断阀126关闭，而管路132中的通/断阀136打开。管路128中的通/断阀130关闭，而管路132中的通/断阀134打开。活塞104的总行程，沿竖直向上的方向受与缸筒102的上端壁179的内表面接合的限制，沿竖直向下方向受与缸筒102底部接合的限制。
如果打算用于根据图8所示液力悬架支架的实施例中，支架的位置既可以控制得伸展也可以控制得收缩，从而既可以升高也可以降低车辆的模式，例如使车辆下屈的模式，应当如图11所示操作该支架。在此安排中，管路124中的第四通/断阀126打开，而管路132中的第一通/断阀136关闭。管路128中的第二通/断阀130打开，而管路132中的第三通/断阀134关闭。通过引起液体沿管路124进入并且经管路128退出将使该支架收缩。同样，通过引起液体沿管路128进入并且经管路124退出将使该支架伸展。
在液力悬架支架的一个另外安排中，车体(未示出)可以经安装件连接至连杆上，而车轮(未示出)可以连接到在缸筒上。
上述的所有的液力阀都可以是，例如滑阀或者提升阀。这些阀可以电磁线圈或者电动机操作，或者手动操作。如果手动操作阀，采用导阀控制换向阀可能比较方便。另外，可以通过适当地位于缸筒的侧壁或者端壁中的端口，可以把各种液力管路连接到缸筒内的腔上。
根据本发明的液力悬架支架特别在两栖车辆中可以得到应用。众所周知，两栖车辆必需有安装车轮，从而可以把车轮从伸出的位置中移出到收回的位置，在所述的伸出位置中车轮安排成支承车辆以用于陆地，其方式类似于常规汽车上的车轮，而在收回位置，车轮相对于车体抬起以用于水上。根据本发明的液力悬架支架可以连接到这种两栖车辆的车轮上，从而支架在陆地行驶模式中对车轮提供阻尼和/或车辆在陆地使用时为车轮提供悬架。然而，当车辆用于水上时，支架可以用于收回或者伸展的模式以在其伸出和收回的位置之间移动车轮。而且，收回和伸展支架的控制系统可以连接到其它控制机构上，用于在陆路模式和水上模式之间转换车辆。
应当注意的是，不同的车轮或者两栖车辆的不同的轴可以有不同的悬架收回要求。例如在以上引述的的美国专利US4,241,686中，Westphalen把前轮收回进关闭的舱区内，而把后轮简单地收回到推进器高度上方和开放的凹陷区内。还有，美国专利US4,008,679(Bozzano)公开了一种两栖车辆，使用履带牵引和单个车轮的结合。因此，可以理解，本发明的液力悬架支架按需要可以应用于三轮车辆的单个车轮；或者四轮车辆的单个轴；也可以应用于所有的车轮。尽管参照两栖车辆进行了说明，所述的悬架支架对可重新构形的车辆可以有其它的应用。
尽管在所有的实施例中示出的支架都连接到充气的液力储罐，但是不必拘泥于此，并且可以使用提供弹簧作用的另外装置。例如所述的支架可以液力连接到受弹簧之类的弹性构件作用的活塞上。替换地，所述的支架还可以与车辆的常规机械弹簧安排结合使用。
权利要求
1.一种车辆液力悬架支架，该悬架支架包括缸筒，装有液力工作液；活塞，可以在缸筒中移动并且在缸筒内界定第一腔和第二腔；连杆装置，连接活塞与负荷；其特征在于，设有第一通/断阀以在至少活塞的部分行程上控制第一和第二腔之间的液体流，并且支架还包括仅与第一和第二腔之一连通的第二通/断阀。
2.如权利要求1所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，充气液力储罐与至少所述第一和第二腔之一连通。
3.如权利要求2所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，当控制第一和第二腔之间的液流的第一通/断阀打开时，充气液力储罐与第一和第二腔都连通，当控制第一和第二腔之间的液流的第一通/断阀打关闭时，充气液力储罐仅与所述第一和第二腔的与第二通/断阀连通的那个腔连通。
4.如权利要求2所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，当控制第一和第二腔之间的液流的第一通/断阀打开时，充气液力储罐与第一和第二腔都连通，当控制第一和第二腔之间的液流的第一通/断阀关闭时，充气液力储罐仅与所述第一和第二腔的与第二通/断阀不连通的另一个腔连通。
5.如权利要求1或2所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，第一通/断阀以在活塞的行程第一部分上控制第一和第二腔之间的液流，并且第三通/断阀以在活塞的行程第二部分上控制第一和第二腔之间的液流，第四通/断阀仅与第一和第二腔的与第二通/断阀不连通的另一个腔连通。
6.如权利要求5所述的车辆液力悬架支架，当从属于权利要求2时，其特征在于，当控制第一和第二腔之间的液流的第一或第三通/断阀之任一打开或两者都打开时，充气液力储罐与第一和第二腔两者都连通，当控制第一和第二腔之间的液流的第一通/断阀及第三通/断阀两者都关闭时，充气液力储罐仅与第一和第二腔之一连通。
7.如权利要求1至6之任一项所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，控制第一和第二腔之间的液流的通/断阀或多个阀位于缸筒之外。
8.如权利要求7所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，通/断阀或多个阀位于连接第一和第二腔的液力传输管路中。
9.如权利要求8所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，液力传输管路连接位于缸筒壁中的两个或者两个以上端口。
10.如权利要求1至9之任一项所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，活塞在缸筒中的行程受仅与第一腔连通的通/断阀关闭时在第一腔中的液力工作液的体积的限制。
11.如权利要求1至9之任一项所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，活塞在缸筒中的行程受仅与第二腔连通的通/断阀关闭时在第二腔中的液力工作液的体积的限制。
12.如权利要求1至9之任一项所述的车辆液力悬架支架，其特征在于，活塞在缸筒中的行程受仅与第一腔连通的通/断阀关闭时在第一腔中的液力工作液的体积的限制，并且受仅与第二腔连通的通/断阀关闭时在第二腔中的液力工作液的体积的限制。
13.一种在本文中参照附图以及图2和图3、或图4和图5、或图6和图7、或图8至图11说明的及其所示的液力悬架支架。
14.一种两栖车辆，具有至少一个安装在车辆上的车轮，从而可以把车轮从伸出的位置中移出到收回的位置，在所述的伸出位置中车轮安排成支承车辆以用于陆地，其方式类似于常规汽车上的车轮，而在收回位置，车轮相对于车体抬起以用于水上，所述至少一个车轮连接到根据权利要求1至13之任一项所述的液力悬架支架上，其安排是，支架在陆地行驶模式中对车轮提供悬架和/或阻尼，然而，当车辆用于水上时，支架可以用于收回或者伸展的模式以在其伸出和收回的位置之间移动车轮。
全文摘要
一种液力悬架支架(30)，具有连接第一和第二腔(42和44)的第一通/断阀(58)，和仅连接腔(42)的第二通/断阀(62)。通过使用泵(9)和阀(58和62)，车轮(1)的悬架臂(3)可以超过额定的陆路行程收回，或伸出到陆路行程的模式。支架中端口(56)以上的空间可用作为液力撞击停止装置。可包括储罐(50)作为液力弹簧。另外方案，支架(70)(图6；注意另外的储罐位置)让悬架可提升到额定陆路行程之上。支架(100)(图8)可在陆路行驶、提升，或收回的模式中运行。这些支架可用于结构可改变的悬架中；特别可用于两栖车辆中，两栖车辆可要求车轮收回到车身吃水线以上，以减少对水的牵拉力，特别是在转弯时。
文档编号F16F9/48GK1398229SQ01804619
公开日2003年2月19日 申请日期2001年3月26日 优先权日2000年3月30日
发明者艾伦·蒂莫西·吉布斯 申请人:吉布斯技术有限公司