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CN108488297A - 一种油气弹簧 - Google Patents

一种油气弹簧 Download PDF

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CN108488297A
CN108488297A CN201810320289.3A CN201810320289A CN108488297A CN 108488297 A CN108488297 A CN 108488297A CN 201810320289 A CN201810320289 A CN 201810320289A CN 108488297 A CN108488297 A CN 108488297A
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piston
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chamber
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杨帆
林德昭
赵峰
洛翔宇
马兵
谢飞
巩笛
张美娇
崔勇勇
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Huaqiao University
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Huaqiao University
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Abstract

本发明公开了一种油气弹簧，包括液压缸、主活塞；所液压缸内设有填充有液压油的柱形油腔，所述主活塞活动安装于该液压缸，并将该液压缸分隔为主油腔和环形油腔两部分，且主油腔和环形油腔通过阻尼孔相连通；所述主活塞的内部设有柱形空腔，该柱形空腔通过一浮动活塞分隔为活塞气腔和活塞油腔，所述活塞油腔与所述主油腔相连通。本发明提供了一种优化缓冲结构的油气弹簧，改进了缓冲结构，简化了油气弹簧系统的结构布置，有利于系统的紧凑结构设计。

Description

一种油气弹簧
技术领域
本发明涉及阻尼器系统技术领域，特别是涉及一种优化缓冲结构的油气弹簧。
背景技术
油气弹簧是一种利用油压阻尼实现缓冲的机械组件，广泛应用于车辆的悬架系统中。油气弹簧作为悬架系统中提供承载能力和阻尼减震的重要元件，油气弹簧的设计一直是悬架系统设计的重点。
油气弹簧以液压油传递压力，以惰性气体作为弹性介质，内部的节流口、单向阀等代替了通常的减震器元件，使油气弹簧集弹性元件和减震器功能于一体，径向尺寸小，对整车的布置有利。同时油气弹簧具有非线性刚度特性和非线性阻尼特性，既能提高车辆在一般路面上的形式平顺性，又能在大起伏路面上提供较大的刚度，保持车辆的驾驶姿态。
但是，由于传统油气弹簧大多采用的是气体储能器外挂的方式，这种布置结构会增加较多的附属部件，包括气囊，连接管道等，这种结构结成度低，不利于结构紧凑型设计；同时对各部件之间的密封性能要求比较高，导致系统的制造成本比较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供了一种优化缓冲结构的油气弹簧，改进了缓冲结构，简化了油气弹簧系统的结构布置，有利于系统的紧凑结构设计。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种油气弹簧，包括液压缸、主活塞；所液压缸内设有填充有液压油的柱形油腔，所述主活塞活动安装于该液压缸，并将该液压缸分隔为主油腔和环形油腔两部分，且主油腔和环形油腔通过阻尼孔相连通；所述主活塞的内部设有柱形空腔，该柱形空腔通过一浮动活塞分隔为活塞气腔和活塞油腔，所述活塞油腔与所述主油腔相连通。
作为一种优选，所述主活塞设有沿主油腔向环形油腔单向导通的单向阀。
作为一种优选，所述活塞气腔、环形油腔和主油腔分别设有压力传感器。
作为一种优选，所述柱形空腔设有用于定位的凸缘台阶，所述浮动活塞的最低运动位置通过该凸缘台阶进行限位。
作为一种优选，所述主活塞设有节流孔，所述活塞油腔和所述主油腔通过该节流孔相连接。
作为一种优选，所述气腔填充高压氮气。
作为一种优选，所述液压缸的底部设有下安装法兰盘，所述活塞杆的顶部设有上安装法兰盘。
作为一种优选，所述液压缸的封口处设有密封导向机构。
本发明的有益效果是：
1、将传统的油气悬挂中的实心活塞杆设计成为柱形空腔，并使该柱形空腔与主油腔连通，相比于传统的外置蓄能器式油气弹簧，将气腔嵌入油气弹簧活塞杆腔中，减少了腔室的数量及外部附加部件，简化了油气弹簧系统的结构布置，有利于系统的紧凑结构设计。
2、主活塞集成化设计，油气弹簧主活塞上设置有单向阀和节流孔，提供了非线性阻尼特性，实现减震器效果；同时主活塞上设计有凸缘台阶，限制浮动活塞不脱离空心活塞杆运动，保证气腔的初始充气体积。
3、由于各个腔室的工作瞬时压力都可以通过外部的压力传感器监测，为实现悬架主动控制提供的数据支持。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种油气弹簧不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的主活塞的侧视图；
图3是本发明的主活塞的端面图。
具体实施方式
实施例：
参见图1所示，本发明的一种油气弹簧，包括液压缸13、主活塞7；所液压缸13内设有填充有液压油的柱形油腔，所述主活塞7活动安装于该液压缸13，并将该液压缸13分隔为主油腔33和环形油腔22两部分，且主油腔33和环形油腔22通过阻尼孔相连通；所述主活塞7的内部设有柱形空腔，该柱形空腔通过一浮动活塞8分隔为活塞气腔11和活塞油腔，所述活塞油腔与所述主油腔33相连通。
所述主活塞7设有沿主油腔33向环形油腔22单向导通的单向阀4。所述活塞气腔11、环形油腔22和主油腔33分别设有压力传感器6。所述柱形空腔设有用于定位的凸缘台阶14，所述浮动活塞8的最低运动位置通过该凸缘台阶14进行限位。
所述主活塞7设有节流孔9，所述活塞油腔和所述主油腔33通过该节流孔9相连接。所述气腔11填充高压氮气。所述液压缸13的底部设有下安装法兰盘12。所述主活塞7的顶部设有上安装法兰盘11。
各组成部件的相互连接关系如下：
液压缸13主油腔3与环形油腔2通过节流孔9和单向阀4组成的阻尼阀系连通；空心主活塞7内腔被浮动活塞8分割成油腔和气腔1，同时油腔与主油腔3直接连通。因此，整个油气弹簧系统被主活塞7和浮动活塞8分隔成三个腔室，与传统的油气弹簧相比，其腔室数量较少，降低了油气弹簧的结构复杂性。
本发明的具体工作原理如下：
车辆在行驶的过程中，随着路面的起伏车身也会随着上下运动。当主活塞7和主活塞7相对液压缸13收缩时，主油腔3减少的油液体积体积大于环形油腔2增大的体积，故油液通过挤压浮动活塞8压缩气腔1中的气体，此时单向阀4开启，主活塞7和主活塞7组件相对工作液压缸13运动时受到的阻尼力较小，这相当于传统悬架中的弹簧的作用；当活塞缸相对液压缸13拉伸的时候，主油腔3增大的体积大于环形油腔2减少的体积，故气腔1容积复原，油液流回主油腔3，此时单向阀4关闭，主活塞7及活塞组件相对缸筒运动时受到的阻尼力较大，这相当于传统悬架中的减震器作用。通过单向阀4的作用，悬挂在压缩和拉伸行程中产生不对称的阻尼力，更好的缓解车身的振动，提高车辆在行驶中的平稳性。在压缩和拉伸过程中的各个腔室的工作瞬时压强都可以通过外部的压力传感器6监测。
本发明的具体控制过程如下：
当车辆行驶时,路面起伏引起主活塞7和主活塞7在缸筒内上、下运动,这样,使主油腔3和环形油腔2的油液在压差的作用下往复地通过主活塞7上的阻尼孔和单向阀4孔,具有压差的油液流过阻尼孔和单向阀4孔时消耗能量,衰减汽车的振动,这一过程就形成了油气悬挂系统的阻尼特性。而气腔1中充满密封的高压氮气,通过高压氮气的压缩产生的弹性力来承受载荷,缓冲地面对车辆的冲击,这一过程就形成了油气悬挂系统的弹性特性。
综上所述，本发明的设计重点在于：
本发明的一种油气弹簧，通过改变传统主活塞7的内部空间，省去传统油气悬挂的外置的储能器，在实现传统油气弹簧的基本功能基础上，减少了腔室的数量，使得系统结构更加的简化和紧凑。通过油腔中油液在压差的作用下往复通过阻尼孔和单向阀4产生不同的阻尼力衰减汽车的振动，另一方面内置的气腔1中充满高压氮气，在悬挂的上下运动中通过氮气的弹性变形来承受载荷，缓解冲击。通过优化油气弹簧系统油液和气体的连通关系，减少系统腔室的数量，不仅简化了油气弹簧系统的结构，同时各个腔室的工作瞬时压力都可以通过外部的压力传感器6监测，为悬架实现主动控制提供数据支持。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种油气弹簧，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种油气弹簧，其特征在于：包括液压缸、主活塞；所液压缸内设有填充有液压油的柱形油腔，所述主活塞活动安装于该液压缸，并将该液压缸分隔为主油腔和环形油腔两部分，且主油腔和环形油腔通过阻尼孔相连通；所述主活塞的内部设有柱形空腔，该柱形空腔通过一浮动活塞分隔为活塞气腔和活塞油腔，所述活塞油腔与所述主油腔相连通。
2.根据权利要求1所述的一种油气弹簧，其特征在于：所述主活塞设有沿主油腔向环形油腔单向导通的单向阀。
3.根据权利要求1所述的一种油气弹簧，其特征在于：所述活塞气腔、环形油腔和主油腔分别设有压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种油气弹簧，其特征在于：所述柱形空腔设有用于定位的凸缘台阶，所述浮动活塞的最低运动位置通过该凸缘台阶进行限位。
5.根据权利要求1所述的一种油气弹簧，其特征在于：所述主活塞设有节流孔，所述活塞油腔和所述主油腔通过该节流孔相连接。
6.根据权利要求1所述的一种油气弹簧，其特征在于：所述气腔填充高压氮气。
7.根据权利要求1所述的一种油气弹簧，其特征在于：所述液压缸的底部设有下安装法兰盘，所述活塞杆的顶部设有上安装法兰盘。
8.根据权利要求1所述的一种油气弹簧，其特征在于：所述液压缸的封口处设有密封导向机构。
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