内控型变阻尼油气悬挂缸制造技术

本发明专利技术公开了一种内控型变阻尼油气悬挂缸，包括缸筒、密封座圈、活塞杆、活塞、阀柱、阀板。阀柱安装在缸筒底部，阀板安装在活塞杆内部。阀柱穿过阀板中央大孔形成配合、密封关系且可相对运动，并将悬缸内腔分隔成上/下油腔。阀板上设有阻尼孔和单向阀，形成上/下油腔之间的定阻尼通道。阀柱上端设有阻尼孔和单向阀，腰部侧壁上设有控制小孔，并在阀柱内部连通形成上/下油腔之间的变阻尼通道。控制小孔分布在阀柱侧壁与阀板对应的空/满载位置之间。空载状态下，阀板处在控制小孔上方，变阻尼通道开启。满载状态下，阀板处在控制小孔下方，变阻尼通道被封闭于上油腔中关闭。在空/满载之间的过渡状态，控制小孔被部分封闭，变阻尼通道部分导通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油气悬挂缸，具体地是公开一种内控型变阻尼油气悬挂缸。并揭示其新的结构特性与使用功能。
技术介绍
1、传统结构油气悬挂缸油气悬挂缸集成了空气弹簧和液压阻尼器的结构原理与功能，具有更加良好的力学特性和应用范围。油气悬挂缸內部充注氮气和液压油。氮气作为弹性介质和储能介质，具有变刚度特性，而且比金属弹性材料具有更大的储能比。液压油作为阻尼介质，通过悬挂缸内部的阻尼结构产生阻尼力。阻尼结构通常包括单向阀和阻尼孔。采用单向阀和阻尼孔的组合结构，可以使悬挂缸在压缩与拉伸状态下产生不同的阻尼系数。通常，在压缩的时候单向阀开启，拉伸的时候单向阀关闭。由于将氮气封装在缸体结构内，因而油气悬挂缸具有比空气弹簧更大的工作压力和容量。同常规液压缸结构类似，按运动关系与安装结构，油气悬挂缸也是由缸筒组件与活塞杆组件构成，内部容积隔腔包含有杆腔、无杆腔，活塞杆通常是空心结构。其中，无杆腔称为悬缸内腔，由缸筒内腔及活塞杆内腔构成。有杆腔称为副油腔，是由缸筒组件与活塞杆组件在腰部围成的环状空间。悬缸内腔作为一个腔体使用时，内部充注液压油和氮气，也称油气混合腔或混合油腔。在使用过程中，副油腔的容积空间变化幅度最大，通常用作悬挂缸内部阻尼流量的来源。副油腔内部充注液压油，并在其腔体内侧的活塞杆侧壁上设有阻尼通道与悬缸内腔接通。如图1、图2所示，是单气室双油腔油气悬挂缸的两种典型结构型式。图1是活塞杆上置结构，图2是活塞杆下置结构。只充注液压油的油腔称为纯油腔，包括可变纯油腔和不可变纯油腔。可变纯油腔与混和油腔连通形成阻尼通道。悬挂缸压缩或拉神时，可变纯油腔和混和油腔的容积、压力发生变化产生阻尼流量。单气室双油腔结构，副油腔作为可变纯油腔与悬挂内腔连通。悬挂缸内部系统压力对外提供弹性力的作用面积，称为压力作用面积。随悬挂缸压缩或拉伸速度而产生阻尼流量的面积，称为阻尼流量面积。悬挂缸的弹性力，由悬挂缸内部系统压力和压力作用面积决定。系统的阻尼流量，由阻尼流量面积和悬挂缸压缩或拉伸速度决定。在单气室双油腔结构中，压力作用面积为活塞杆外圆面积，刚度曲线参见图14。阻尼流量面积为可变纯油腔的截面积，也就是副油腔腔体的环形面积。阻尼结构与阻尼通道布置在活塞杆侧壁上，为阻尼孔和单向阀的组合结构。阻尼特性曲线为一条关于速度的二次曲线。由于单向阀的作用，正反向表现为不同的特性，见图16-典型的传统油气悬挂缸固定阻尼结构的特性曲线。如图3～图6所示，是四种典型的单气室三油腔结构，压力作用面积为活塞杆面积，刚度曲线参见图14。三油腔结构是通过活塞或阀板结构将悬缸内腔分隔为缸筒内腔和活塞杆内腔。单独充注液压油的为主油腔，同时充注液压油和氮气的为混合油腔。活塞或阀板上布置有阻尼结构，连通缸筒内腔和活塞杆内腔，形成内腔阻尼通道。副油腔通过活塞杆侧壁阻尼结构与悬缸内腔导通，形成副油腔阻尼通道。图3所示为活塞杆上置结构。缸筒内腔(主油腔)、副油腔均为可变纯油腔，分别与活塞杆内腔(混合油腔)导通，形成两条并列的阻尼通道。活塞杆侧壁上的阻尼结构与活塞或阀板上的阻尼结构也通常是单向阀与阻尼孔的组合结构。主油腔通道的阻尼流量面积为缸筒内腔面积，副油腔通道的阻尼流量面积为副油腔环形面积。两通道叠加后，阻尼特性曲线为一条关于速度的二次曲线，参见图16。图4所示为活塞杆下置结构。副油腔为可变纯油腔，活塞杆内腔(主油腔)为不可变纯油腔。副油腔通过活塞杆内腔与缸筒内腔(混合油腔)导通，合成一条阻尼通道。阻尼流量面积为副油腔环形面积。阻尼特性曲线为一条关于速度的二次曲线，参见图16。图5所示为另一种活塞杆下置结构。活塞杆内腔通过一个浮动活塞分隔油/气部分，构成混合油腔。缸筒内腔(主油腔)、副油腔均为可变纯油腔，分别与活塞杆内腔导通，形成两条并列的阻尼通道。主油腔通道的阻尼流量面积为缸筒内腔面积，副油腔通道的阻尼流量面积为副油腔环形面积。两通道叠加后，阻尼特性曲线为一条关于速度的二次曲线，阻尼特性参见图16。图6所示为活塞杆上置压力补偿结构。缸筒内腔(主油腔)、副油腔均为可变纯油腔，活塞杆内腔为混合油腔。副油腔→主油腔→混合油腔顺序导通，形成两条串联的阻尼通道。在副油腔与主油腔之间形成压力、流量的互补关系。消除了油气悬挂缸的系统负压现象，并显著提升系统阻尼系数的应用幅度。主油腔通道的阻尼流量面积为活塞杆外圆面积，副油腔通道的阻尼流量面积为副油腔环形面积。两通道叠加后，阻尼特性曲线依然为一条关于速度的二次曲线，参见图16。如图7、图8、图9所示，为三种典型双气室三油腔油气悬挂缸结构，均为活塞杆下置。图7为双气室正向串联结构，悬挂缸整体的压力作用面积为活塞杆面积，刚度曲线参见图14。缸筒内腔和活塞杆内腔各包含一个混合油腔，之间通过阻尼结构连通。副油腔作为可变纯油腔与两个混合油腔导通，提供系统主要的阻尼流量，阻尼流量面积为副油腔面积。两个混合油腔之间可产生附加的阻尼流量，大小及流向取决于上下两个气室的初始充气参数。副油腔及缸筒内腔、活塞杆内腔中的两个混合油腔构成一个全通的液压回路，包含两个阻尼通道。两通道叠加后，阻尼特性曲线依然为一条关于速度的二次曲线，参见图16。图8为双气室反向对置结构。悬缸内腔被一个封闭结构的活塞隔离为彼此独立的缸筒内腔和活塞杆内腔。缸筒内腔和活塞杆内腔各包含一个混合油腔。活塞杆内腔的压力，通过一套管路导入副油腔，与缸筒内腔形成反压对置结构。其弹性力输出，为缸筒内腔面积的压力输出与副油腔面积的压力输出之差，刚度曲线参见图15。副油腔作为可变纯油腔，通过与活塞杆内腔的连接管路构成一条阻尼通道，形成系统的阻尼流量。系统的阻尼流量面积为副油腔面积，阻尼特性曲线为一条关于速度的二次曲线，参见图16。图9为另一种双气室反向对置结构，刚度特性与图8结构类同，参见图15。与图8结构的区别在于：缸筒内腔为可变纯油腔，外部增加储能器作为混合油腔，中间通过管路和阻尼阀连接，构成主油腔阻尼通道。主油腔通道阻尼流量面积为缸筒内腔面积，副油腔通道阻尼流量面积为副油腔环形面积。两通道叠加后，阻尼特性曲线依然为一条关于速度的二次曲线，参见图16。图8、图9所示，均为活塞杆下置的反压对置结构。虽然获得了比较良好的压力特性(图15)，但这两种结构必须基于对缸筒内腔与活塞杆内腔的物理隔离，而且活塞杆内腔复杂的导管结构占据了内部有效空间。这样就丧失了缸筒内腔与活塞杆内腔之间重要的位置、速度、流量及压差的关联，使得悬缸内腔中基于对位置、流量及压力控制关系的变阻尼结构无法进行布置与应用。图1～图9，所列出的传统结构的油气悬挂缸，内部阻尼结构通常是固定的，因而悬挂缸阻尼特性曲线也是固定的。阻尼结构中采用单向阀，也仅仅是使压缩状态与拉伸状态的阻尼系数产生一定的差异。而对于悬挂缸的整个工作过程来讲，阻尼系数是一条固定的曲线。只不过采用单向阀结构后，阻尼曲线不再关于原点对称。参见图16。而在实际使用中，车辆的总质量是变化的。对于运输车辆，分空载与满载两种工况。对于乘用车辆，随着乘员人数的变化，车辆的总质量也是变化的。油气悬挂的变刚度特性，对车辆底盘质量的变化提供了很好的适应性。但固定的阻尼结构以及固定的阻尼特性曲线，对于车辆底盘质量的变化难以提供最佳的阻尼特性。因此，可变阻尼的油气悬挂自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内控型变阻尼油气悬挂缸，包括缸筒、密封座圈、活塞杆、活塞、阀柱、阀板；所述缸筒、活塞杆及活塞围成悬缸内腔；所述缸筒、密封座圈及活塞杆、活塞在悬挂缸腰部侧壁间围成副油腔；其特征在于：阀柱安装在缸筒底部，阀板安装在活塞杆内部，阀柱穿过阀板中央大孔形成配合、密封、相对运动的关系，并将悬缸内腔分隔为上油腔和下油腔。

【技术特征摘要】
1.一种内控型变阻尼油气悬挂缸，包括缸筒、密封座圈、活塞杆、活塞、阀柱、阀板；所述缸筒、活塞杆及活塞围成悬缸内腔；所述缸筒、密封座圈及活塞杆、活塞在悬挂缸腰部侧壁间围成副油腔；其特征在于：阀柱安装在缸筒底部，阀板安装在活塞杆内部，阀柱穿过阀板中央大孔形成配合、密封、相对运动的关系，并将悬缸内腔分隔为上油腔和下油腔。2.根据权利要求1所述的内控型变阻尼油气悬挂缸，其特征在于，所述阀柱上端设有阻尼孔和单向阀，腰部侧壁上设有控制小孔，并在阀柱内部连通形成变阻尼通道，连接上油腔和下油腔。3.根据权利要求1、2所述的内控型变阻尼油气悬挂缸，其特征在于：所述阀柱腰部侧壁上的控制小孔分布在阀柱与阀板对应的空载与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏如，
申请(专利权)人：张宏如，
类型：发明
国别省市：上海;31