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CN108032700B - 一种平衡位置可调悬架油气缸及其单摆臂油气悬架结构 - Google Patents

一种平衡位置可调悬架油气缸及其单摆臂油气悬架结构 Download PDF

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CN108032700B CN201711390412.0A CN201711390412A CN108032700B CN 108032700 B CN108032700 B CN 108032700B CN 201711390412 A CN201711390412 A CN 201711390412A CN 108032700 B CN108032700 B CN 108032700B
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Abstract

一种平衡位置可调悬架油气缸及其单摆臂油气悬架结构，包括外缸筒和安装在外缸筒内的内油气缸，所述外缸筒上安装有用于检测内油气缸位置的最高点检测传感器和最低点检测传感器，所述外缸筒在最高点检测传感器和最低点检测传感器之间设有沿外缸筒轴向布设的长条形的变平衡检测口，所述变平衡检测口内设有用于检测内油气缸位置变动的变平衡位置检测传感器，所述外缸筒上还设有直线运动装置，所述变平衡位置检测传感器与直线运动装置的活动端连接，所述直线运动装置带动变平衡位置检测传感器在变平衡检测口范围内移动，本发明具有大行程可调，且能在行程范围任意高度点稳定行驶，能根据需求定位平衡点，且在新平衡点进行整车调平，实现简便，调平可靠，适应于车辆发展对悬架提出的新要求，未来应用前景广阔。

Description

一种平衡位置可调悬架油气缸及其单摆臂油气悬架结构
技术领域
本发明涉及一种平衡位置可调悬架油气缸及其单摆臂油气悬架结构。
背景技术
悬挂系统是行驶车辆车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，衰减震动，保证车辆平顺行驶。悬挂系统的主要功能是支持车身，改善乘坐的感觉。悬挂系统综合多种作用力，决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性，是现代汽车十分关键的部件之一。
现代悬架系统主要分为非独立悬挂和独立悬挂。非独立悬挂车轮安装在一根整体车轴的两端，当一侧车轮跳动时，另一侧车轮也相应跳动，使整个车身振动或倾斜；独立悬挂的车轴分成两段，每只车轮由弹簧减震装置独立安装在车架下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受影响，两边的车轮可以独立运动，提高了汽车的平稳性和舒适性。由于人们对车辆乘坐舒适性及操纵安定性的要求愈来愈高，非独立悬挂系统有被淘汰趋势。
随着技术的发展，独立悬挂的形式多种多样，减震阻力和弹簧也有多种形式。油气悬挂是近年来发展迅速应用广泛的悬挂形式之一，随着大型工程车辆、特种车辆承载及越野性能等的不断提高，油气悬挂以其特有的非线性特征、良好的减震性能、储能比大以及高度可调等优点满足多种车辆的需求。
单摆臂悬挂系统，以其大角度调节，大范围改变悬挂高度、车辆轴距，在越野、爬坡登高等方面表现出色，目前在国内外特种越野车型中多有出现。无论是独立悬架还是非独立悬架，保持整车的平衡至关重要，整车平衡能保持车辆行驶平顺，避免侧倾、过弯侧翻、制动跑偏等情况出现。
目前对独立悬挂提出的新要求是，大范围的行程可调，悬挂弹簧性能在可调行程内变化不大，且在一定可调行程范围内均可实现柔性行驶。但目前的可调悬挂，调节行程一般是在特定场合时应用：如空气悬挂的汽车，在乘客上下车时单侧或整车降低悬挂；油气悬挂，只能中位时保持最佳性能，最低或最高位置均是刚性低速短时行驶。
发明内容
本发明克服上述技术存在的不足而一种带可变平衡检测点的悬架油缸，此悬架油缸在一定范围内平衡点可根据需要改变，并实现新平衡点整车调平；本发明还提出一种应用此平衡位置可调悬架油气缸的单摆臂悬架结构，此结构采用单摆臂结构，借助摆臂的行程放大，较小的悬架油缸行程可获得较大范围的整体悬架行程，解决了现有可调悬挂只有一个最佳振动中心的情况，使得摆臂大范围可调，在可调平衡位置范围内，悬挂油缸弹性和阻尼大体不变，整体悬架系统可在新平衡点调平并柔性行驶。
一种平衡位置可调悬架油气缸，包括外缸筒和安装在外缸筒内的内油气缸，所述外缸筒上安装有用于检测内油气缸位置的最高点检测传感器和最低点检测传感器，所述外缸筒在最高点检测传感器和最低点检测传感器之间设有沿外缸筒轴向布设的长条形的变平衡检测口，所述变平衡检测口内设有用于检测内油气缸位置变动的变平衡位置检测传感器，所述外缸筒上还设有直线运动装置，所述变平衡位置检测传感器与直线运动装置的活动端连接，所述直线运动装置带动变平衡位置检测传感器在变平衡检测口范围内移动。由于采用上述结构，通过调整变平衡位置检测传感器的位置，从而使得本发明不仅可让悬架在高、中、低三个位置，而且根据需求可以设置更多的高度位置，从而让悬架调平并保持稳定，并能适应于行驶。
所述外缸筒上对称设置有两个变平衡检测口，每个变平衡检测口均设有一个变平衡位置检测传感器，两个所述变平衡位置检测传感器沿外缸筒轴向间距6mm-18mm。
所述直线运动装置包括外缸筒导轨、可移动检测外壳和悬挂平衡点检测缸，所述外缸筒导轨固定在外缸筒上并且沿外缸筒轴向布设，所述外缸筒导轨上安装有可移动检测外壳，所述可移动检测外壳可沿外缸筒导轨移动，所述悬挂平衡点检测缸的一端铰接在外缸筒上，另一端铰接在可移动检测外壳上，所述悬挂平衡点检测缸设有行程传感器，所述变平衡位置检测传感器固定在可移动检测外壳上。
一种单摆臂油气悬架系统，包括上述的平衡位置可调悬架油气缸，摆臂的一端铰接在车架上，另一端上安装有车轮，所述平衡位置可调悬架油气缸的一端与摆臂中部铰接，另一端铰接在车架上。此结构采用单摆臂结构，通过平衡位置可调悬架油气缸，借助摆臂的行程放大，较小的悬架油缸行程可获得较大范围的整体悬架行程，解决了现有可调悬挂只有一个最佳振动中心的情况，使得摆臂大范围可调，在可调平衡位置范围内，悬挂油缸弹性和阻尼大体不变，整体悬架系统可在新平衡点调平并柔性行驶。
综上所述，本装置具有大行程可调，且能在行程范围任意高度点稳定行驶，能根据需求定位平衡点，且在新平衡点进行整车调平，实现简便，调平可靠，适应于车辆发展对悬架提出的新要求，未来应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明平衡位置可调悬架油气缸的立体图。
图2为本发明平衡位置可调悬架油气缸上直线运动装置部分的爆炸图一。
图3为本发明平衡位置可调悬架油气缸上直线运动装置部分的爆炸图二。
图4为本发明平衡位置可调悬架油气缸上直线运动装置部分的爆炸图三。
图5为本发明单摆臂油气悬架结构的立体图。
图6为本发明的液压原理图。
附图中，1、平衡位置可调悬架油气缸，2、外缸筒，3、最高点检测传感器，4、外缸筒导轨，5、悬挂平衡点检测缸，6、可移动检测外壳，7、车架，8、变平衡位置检测传感器，9、变平衡检测口，10、内油气缸，11、车轮，12、摆臂，13、最低点检测传感器，21、右检测缸换向阀，22、双向液压锁，23、左检测缸换向阀，24、左悬挂阀，26、右悬挂阀，27、悬挂蓄能器，28、左右悬架油气缸，29、刚柔性切换气阀。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的技术内容进行进一步描述。
如图1至图4所示，一种平衡位置可调悬架油气缸，包括外缸筒2和安装在外缸筒2内的内油气缸10，所述外缸筒2上安装有用于检测内油气缸位置的最高点检测传感器3和最低点检测传感器13，所述外缸筒2在最高点检测传感器3和最低点检测传感器13之间设有沿外缸筒2轴向布设的长条形的变平衡检测口9，变平衡检测口9内设有用于检测内油气缸10位置变动的变平衡位置检测传感器8，所述外缸筒2上还设有直线运动装置，所述直线运动装置包括外缸筒导轨4、可移动检测外壳6和悬挂平衡点检测缸5，所述外缸筒导轨4固定在外缸筒2上并且沿外缸筒2轴向布设，所述外缸筒导轨4上安装有可移动检测外壳6，所述可移动检测外壳6可沿外缸筒导轨移动，所述悬挂平衡点检测缸5的一端铰接在外缸筒2上，另一端铰接在可移动检测外壳6上，所述悬挂平衡点检测缸5设有行程传感器，所述变平衡位置检测传感器8固定在可移动检测外壳上，所述悬挂平衡点检测缸5带动可移动检测外壳6沿外缸筒导轨移动，从而使得变平衡位置检测传感器8在变平衡检测口9范围内移动。由于采用上述结构，通过调整变平衡位置检测传感器的位置，从而使得本发明不仅可让悬架在高、中、低三个位置，而且根据需求可以设置更多的高度位置，从而让悬架调平并保持稳定，并能适应于行驶。
本装置的所述外缸筒上对称设置有两个变平衡检测口9，每个变平衡检测口9均设有一个变平衡位置检测传感器8，两个所述变平衡位置检测传感器沿外缸筒轴向间距10mm，即在平衡位置有上下两个变平衡位置检测传感器，分别对应油缸排油、进油控制的阀值，例如从最低位置无杆腔充油，悬挂抬升，到上传感器感应时，停止充油；同时悬挂阀控制排油，到下传感器感应时，停止排油；如此重复几次，可确定油缸已到平衡位置；此平衡位置上下两个变平衡位置检测传感器布置在油缸对侧，上下相隔的距离根据油缸缸径、进油流量进行设定，同时要考虑传感器的精度、进排油阀的反应时间，保证最终的调平精度满足需求。6-18mm是一个现场调试的经验推荐范围值。
如图6所示，以一侧悬挂平衡点检测缸5工作为例，S5、S6为悬挂平衡点检测缸5内平衡检测传感器的信号端，S9为悬挂平衡点检测缸5内行程传感器的信号端，S7、S8位平衡位置可调悬架油气缸1的最高点检测传感器3和最低点检测传感器13的信号端，工作时，悬挂平衡点检测缸5运动，根据悬挂平衡点检测缸5的信号端S9反馈位置信号，跟随悬挂平衡点检测缸5运动的平衡检测传感器跟随悬挂平衡点检测缸5运动，并定位在目标值；左悬挂阀4和右悬挂阀6对平衡位置可调悬架油气缸1的运动进行调平，调平位置分别由悬挂平衡点检测缸5上的调平位置传感器S5、S6确定；左悬挂阀4和右悬挂阀6调平后，刚柔性切换气阀9得电；
如图5所示，一种单摆臂油气悬架系统，包括上述的平衡位置可调悬架油气缸，摆臂的一端铰接在车架7上，另一端上安装有车轮11，所述平衡位置可调悬架油气缸1的一端与摆臂12中部铰接，另一端铰接在车架7上。此结构采用单摆臂结构，通过平衡位置可调悬架油气缸，借助摆臂的行程放大，较小的悬架油缸行程可获得较大范围的整体悬架行程，解决了现有可调悬挂只有一个最佳振动中心的情况，使得摆臂大范围可调，在可调平衡位置范围内，悬挂油缸弹性和阻尼大体不变，整体悬架系统可在新平衡点调平并柔性行驶，作为减震阻尼元件时，通过摆臂的放大效应，车轮获得更大的行程范围，地面适应范围更广；单摆臂悬架没有传统悬架诸多连杆结构，通过性能大大提高；当油气缸改变平衡位置时，整车在新平衡点调平，实现高速低重心行驶，越野高悬架行驶。
上述为本发明的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式和细节上对本发明所作出的各种变化，都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种平衡位置可调悬架油气缸，包括外缸筒(2)和安装在外缸筒(2)内的内油气缸(10)，其特征在于：所述外缸筒(2)上安装有用于检测内油气缸(10)位置的最高点检测传感器(3)和最低点检测传感器(13)，所述外缸筒(2)在最高点检测传感器(3)和最低点检测传感器(13)之间设有沿外缸筒(2)轴向布设的长条形的变平衡检测口(9)，所述变平衡检测口(9)内设有用于检测内油气缸(10)位置变动的变平衡位置检测传感器(8)，所述外缸筒(2)上还设有直线运动装置，所述变平衡位置检测传感器(8)与直线运动装置的活动端连接，所述直线运动装置带动变平衡位置检测传感器(8)在变平衡检测口(9)范围内移动；
所述直线运动装置包括外缸筒导轨(4)、可移动检测外壳(6)和悬挂平衡点检测缸(5)，所述外缸筒导轨(4)固定在外缸筒(2)上并且沿外缸筒(2)轴向布设，所述外缸筒导轨(4)上安装有可移动检测外壳(6)，所述可移动检测外壳(6)可沿外缸筒导轨(4)移动，所述悬挂平衡点检测缸(5)的一端铰接在外缸筒(2)上，另一端铰接在可移动检测外壳(6)上，所述悬挂平衡点检测缸(5)设有行程传感器，所述变平衡位置检测传感器(8)固定在可移动检测外壳(6)上；
所述外缸筒(2)上对称设置有两个变平衡检测口(9)，每个变平衡检测口(9)均设有一个变平衡位置检测传感器(8)，两个所述变平衡位置检测传感器(8)沿外缸筒(2)轴向间距6mm-18mm；即在平衡位置有上、下两个变平衡位置检测传感器，上、下两个变平衡位置检测传感器分别对应内油气缸(10)的排油、进油控制的阀值，从最低位置无杆腔充油，悬挂抬升，到上侧变平衡位置检测传感器感应时，停止充油；同时悬挂阀控制排油，到下侧变平衡位置检测传感器感应时，停止排油；如此重复几次，可确定内油气缸(10)已到平衡位置。
2.一种单摆臂油气悬架系统，包括权利要求1所述的平衡位置可调悬架油气缸(1)，其特征在于：摆臂(12)的一端铰接在车架(7)上，另一端上安装有车轮(11)，所述平衡位置可调悬架油气缸(1)的一端与摆臂(12)中部铰接，另一端铰接在车架(7)上。
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