一种适用于整体式车桥的准零刚度油气悬架系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于整体式车桥的准零刚度油气悬架系统，该悬架系统包含左右侧垂直油缸、左右侧水平油缸、左右侧蓄能器及相关阀组和管路。每个油缸的一端车桥铰接，另一端与车架铰接。左侧水平油缸和左侧垂直油缸的大腔通过电磁阀和管路与左侧蓄能器相连，并有独立的控制系统；右侧水平油缸和右侧垂直油缸的大腔通过电磁阀和管路与左侧蓄能器相连，也有独立的控制系统。左右侧控制系统共用一个液压泵。该悬架系统具有充油、放油和刚性与弹性转换功能，并可以结合油缸的定位尺寸通过合理匹配垂直油缸和水平油缸的大小腔尺寸参数实现在平衡位置附近的准零刚度特性。本系统是一种被动油气悬架系统，成本低，安全系数高。

A quasi zero stiffness suspension system for integral vehicle bridge

The invention discloses a quasi zero stiffness hydro pneumatic suspension system for integral vehicle axle, which comprises a left and right vertical oil cylinder, a left lateral horizontal oil cylinder, a left and right side accumulator, a related valve group and a pipeline. One end of each cylinder is articulated with a axle, and the other end is articulated with the frame. On the left side of the cylinder and the level of the left vertical cylinder cavity through the solenoid valve and the accumulator is connected with the pipeline on the left side, and have independent control system; the right level of the cylinder and the right cylinder of the large vertical cavity through the electromagnetic valve and pipeline and the accumulator is connected with an independent control system. The left and right control systems share a hydraulic pump. The suspension system has filled oil, put the oil and the rigid and flexible conversion function, and can be combined with the positioning cylinder through the large size small size parameters matching vertical cylinder and a horizontal cylinder to achieve near the equilibrium position of the quasi zero stiffness characteristics. This system is a kind of passive oil and gas suspension system with low cost and high safety factor.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于整体式车桥的准零刚度油气悬架系统
本专利技术涉及一种悬架系统，尤其是涉及一种新型适用于整体式车桥的可实现准零刚度的油气悬架系统。
技术介绍
随着车辆技术发展，油气悬架系统由于其非线性特性得到广泛的应用。悬架的刚度越小其减振效果越明显，但悬架行程较大。但目前油气悬架在车辆平衡位置刚度较大，影响其减振性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决车辆在复杂工况下行驶平顺性差的问题，提供了一种成本相对低廉、安装方便的新型油气悬架系统。本专利技术设计一种悬架使其在平衡位置的刚度近似为零，其它位置刚度与位移成非线性的油气悬架系统。本专利技术包括左侧垂直油缸、右侧垂直油缸、左侧水平油缸、右侧水平油缸、左侧蓄能器、右侧蓄能器、安装支架、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、左侧阻尼孔、右侧阻尼孔、滤清器、液压泵、第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀、截止阀、液压管路和油箱。左侧垂直油缸和左侧水平油缸共用一个液压控制系统，右侧垂直油缸和右侧水平油缸共用另一个液压控制系统；左右侧的液压控制系统共用一个液压泵。左侧垂直油缸和左侧水平油缸的大腔通过管路贯通后，再通过第一电磁阀与左侧蓄能器相连；右侧垂直油缸和右侧水平油缸的大腔通过管路贯通后，再通过第六电磁阀与右侧蓄能器相连。左侧垂直油缸和右侧垂直油缸近似垂直放置，主要承受悬架垂向载荷；左侧水平油缸和右侧水平油缸近似水平放置，左侧水平油缸和右侧水平油缸作用主要调节悬架系统刚度。左右侧的水平油缸和垂直油缸的大小腔尺寸的合理匹配即可实现悬架系统在平衡位置的准零刚度特性。左侧垂直油缸、右侧垂直油缸、左侧水平油缸和右侧水平油缸的小腔均和大气连通。左侧垂直油缸、右侧垂直油缸、左侧水平油缸和右侧水平油缸的小腔也可通过油管和各自油缸大腔连通。左侧垂直油缸的大腔也可通过油管与右侧垂直油缸小腔连通，同时左侧垂直油缸的小腔通过油管与右侧垂直油缸大腔连通。垂直油缸的缸杆可与车桥铰接，垂直油缸的缸筒也可与车架铰接；水平油缸的缸杆可与车桥铰接，水平油缸的缸筒也可与车架铰接。车桥左右侧的液压系统充油、放油、刚性弹性转换均通过单独电磁阀进行控制。左右侧蓄能器与油箱间安装有第一溢流阀和第三溢流阀，同时液压泵与油箱间安装有第二溢流阀，以保护相应的液压系统。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术可通过协调改变水平油缸和垂直油缸的大小腔尺寸参数来改变悬架系统的刚度。悬架系统在平衡位置的刚度可调整为正刚度、零刚度和负刚度。只要水平油缸和垂直油缸参数设计合理，即可保证悬架在平衡位置的刚度为准零刚度，从而提高车辆行驶的平顺性。(2)此油气悬架仍为非线性悬架，悬架的刚度和位移的关系仍为非线性关系。可充分发挥油气悬架的减振性能。(3)此油气悬架系统为被动油气悬架系统，安装方便，设计和制造成本相对于主动悬架、半主动悬架低。(4)悬架系统可实现刚性和弹性转换，具备充、放油功能，并具有系统压力过载保护功能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术在图1的基础上将油缸各自大腔和小腔相连的准零刚度油气悬架系统的结构示意图。图3为本专利技术在图1的基础上将左右垂直油缸的大小腔互联，左右水平油缸的大小腔也互连的准零刚度油气悬架系统的结构示意图。图4为在垂直油缸和水平油缸的缸筒同时与车桥铰接的准零刚度油气悬架系统的结构示意图。图5为两垂直油缸缸筒与车桥铰接，两水平油缸缸杆与车桥铰接的准零刚度油气悬架系统的结构示意图。图6为两垂直油缸缸杆与车桥铰接，两水平油缸缸筒与车桥铰接的准零刚度油气悬架系统的结构示意图。其中：1-车桥；2-车架；3-支架；4-右侧垂直油缸、41-左侧垂直油缸；5-右侧水平油缸、51-左侧水平油缸；6-左侧阻尼孔、61-右侧阻尼孔；7-第一电磁阀、71-第二电磁阀、72-第三电磁阀、73-第四电磁阀、74-第五电磁阀、75-第六电磁阀；8-左侧蓄能器、81-右侧蓄能器；9-第一溢流阀、91-第二溢流阀、92-第三溢流阀；10-液压泵；11-截止阀；12-滤清器；13-油箱。具体实施方式如图1所示，本专利技术包括左侧垂直油缸41、右侧垂直油缸4、左侧水平油缸51、右侧水平油缸5、左侧蓄能器8、右侧蓄能器81、安装支架3、第一电磁阀7、第二电磁阀71、第三电磁阀72、第四电磁阀73、第五电磁阀74、第六电磁阀75、左侧阻尼孔6、右侧阻尼孔61、滤清器12、液压泵10、第一溢流阀9、第二溢流阀91、第三溢流阀92、截止阀11、液压管路和油箱13；右侧垂直油缸4和左侧垂直油缸41近似垂向放置，主要承受车身垂向载荷，这两个垂向油缸一端通过支架3和车桥1铰接，另一端通过支架3和车架2铰接；右侧水平油缸5和左侧水平油缸51同垂直油缸一样一端通过支架3和车桥1铰接，另一端通过支架3和车架2铰接。右侧水平油缸5的大腔通过液压管路和右侧垂直油缸4的大腔连通，左侧水平油缸51的大腔通过液压管路和左侧垂直油缸41的大腔连通。当车辆在平衡位置时，右侧水平油缸5和左侧水平油缸51近似水平放置，不承受垂向载荷。左侧蓄能器8通过液压管路经过第一电磁阀7与左侧垂直油缸41大腔相连；右侧蓄能器81通过液压管路经过第六电磁阀75与右侧垂直油缸4大腔相连；第一电磁阀7、第六电磁阀75的作用实现油气悬架弹性和刚性状态切换。为保护系统中的左侧蓄能器8和右侧蓄能器81，分别在左侧蓄能器8和右侧蓄能器81的出口和油箱13间分别安装有第一溢流阀9、第三溢流阀92。油箱13依次通过滤清器12、截止阀11与液压泵10进口相连，以便对悬架系统进行充油。液压泵10的出口与油箱13安装有第二溢流阀91，以保护液压泵不受损坏。右侧垂直油缸4对应液压系统通过右侧阻尼孔61、第五电磁阀74实现放油；左侧垂直油缸41对应液压系统通过左侧阻尼孔6、第二电磁阀71实现放油；左侧阻尼孔6、右侧阻尼孔61的主要作用控制系统液压油的放油速度。如图1所示，右侧垂直油缸4、左侧垂直油缸41、右侧水平油缸5和左侧水平油缸51的小腔均和大气连通。如图2所示，右侧垂直油缸4、左侧垂直油缸41、右侧水平油缸5和左侧水平油缸51的小腔也可通过油管和各自油缸大腔连通。如图3所示，右侧垂直油缸4的小腔通过油管和左侧垂直油缸41的大腔连通，同时右侧垂直油缸4的大腔通过油管和左侧垂直油缸41的小腔连通。如图1所示，右侧垂直油缸4、左侧垂直油缸41、右侧水平油缸5和左侧水平油缸51的缸筒同时与车架2铰接，其缸杆同时与车桥1铰接。如图4所示，右侧垂直油缸4、左侧垂直油缸41、右侧水平油缸5和左侧水平油缸51的缸筒也可与车桥1铰接，其缸杆与车架2铰接。如图5所示，右侧水平油缸5和左侧水平油缸51的缸筒与车架2铰接，右侧水平油缸5和左侧水平油缸51的缸杆与车桥1铰接，右侧垂直油缸4和左侧垂直油缸41的缸筒与车桥1铰接，右侧垂直油缸4和左侧垂直油缸41的缸杆与车架2铰接。如图6所示，右侧水平油缸5和左侧水平油缸51的缸筒与车桥1铰接，右侧水平油缸5和左侧水平油缸51的缸杆与车架2铰接，右侧垂直油缸4和左侧垂直油缸41的缸筒与车架1铰接，右侧垂直油缸4和左侧垂直油缸41的缸杆与车桥1铰接；本专利技术的工作过程为：(1)、悬架正常工作状态第二电磁阀71、第三电磁阀72、第四电磁阀73、第五电磁阀74关闭。此时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于整体式车桥的准零刚度油气悬架系统，其特征在于：包括左侧垂直油缸(41)、右侧垂直油缸(4)、左侧水平油缸(51)、右侧水平油缸(5)、左侧蓄能器(8)、右侧蓄能器(81)、安装支架(3)、第一电磁阀(7)、第二电磁阀(71)、第三电磁阀(72)、第四电磁阀(73)、第五电磁阀(74)、第六电磁阀(75)、左侧阻尼孔(6)、右侧阻尼孔(61)、滤清器(12)、液压泵(10)、第一溢流阀(9)、第二溢流阀(91)、第三溢流阀(92)、截止阀(11)、液压管路和油箱(13)；右侧垂直油缸(4)和左侧垂直油缸(41)近似垂向放置，承受车身垂向载荷，这两个垂向油缸一端通过支架(3)和车桥1铰接，另一端通过支架(3)和车架(2)铰接；右侧水平油缸(5)和左侧水平油缸(51)同垂直油缸一样一端通过支架(3)和车桥1铰接，另一端通过支架(3)和车架(2)铰接；右侧水平油缸(5)的大腔通过液压管路和右侧垂直油缸(4)的大腔连通，左侧水平油缸(51)的大腔通过液压管路和左侧垂直油缸(41)的大腔连通；当车辆在平衡位置时，右侧水平油缸(5)和左侧水平油缸(51)近似水平放置，不承受垂向载荷；左侧蓄能器(8)通过液压管路经过第一电磁阀(7)与左侧垂直油缸(41)大腔相连；右侧蓄能器(81)通过液压管路经过第六电磁阀(75)与右侧垂直油缸(4)大腔相连；第一电磁阀(7)、第六电磁阀(75)的作用实现油气悬架弹性和刚性状态切换；为保护系统中的左侧蓄能器(8)和右侧蓄能器(81)，分别在左侧蓄能器(8)和右侧蓄能器(81)的出口和油箱(13)间分别安装有第一溢流阀(9)、第三溢流阀(92)；油箱(13)依次通过滤清器(12)、截止阀(11)与液压泵(10)进口相连，以便对悬架系统进行充油；液压泵(10)的出口与油箱(13)安装有第二溢流阀(91)，以保护液压泵不受损坏；右侧垂直油缸(4)对应液压系统通过右侧阻尼孔(61)、第五电磁阀(74)实现放油；左侧垂直油缸(41)对应液压系统通过左侧阻尼孔(6)、第二电磁阀(71)实现放油；左侧阻尼孔(6)、右侧阻尼孔(61)的作用是控制系统液压油的放油速度。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于整体式车桥的准零刚度油气悬架系统，其特征在于：包括左侧垂直油缸(41)、右侧垂直油缸(4)、左侧水平油缸(51)、右侧水平油缸(5)、左侧蓄能器(8)、右侧蓄能器(81)、安装支架(3)、第一电磁阀(7)、第二电磁阀(71)、第三电磁阀(72)、第四电磁阀(73)、第五电磁阀(74)、第六电磁阀(75)、左侧阻尼孔(6)、右侧阻尼孔(61)、滤清器(12)、液压泵(10)、第一溢流阀(9)、第二溢流阀(91)、第三溢流阀(92)、截止阀(11)、液压管路和油箱(13)；右侧垂直油缸(4)和左侧垂直油缸(41)近似垂向放置，承受车身垂向载荷，这两个垂向油缸一端通过支架(3)和车桥1铰接，另一端通过支架(3)和车架(2)铰接；右侧水平油缸(5)和左侧水平油缸(51)同垂直油缸一样一端通过支架(3)和车桥1铰接，另一端通过支架(3)和车架(2)铰接；右侧水平油缸(5)的大腔通过液压管路和右侧垂直油缸(4)的大腔连通，左侧水平油缸(51)的大腔通过液压管路和左侧垂直油缸(41)的大腔连通；当车辆在平衡位置时，右侧水平油缸(5)和左侧水平油缸(51)近似水平放置，不承受垂向载荷；左侧蓄能器(8)通过液压管路经过第一电磁阀(7)与左侧垂直油缸(41)大腔相连；右侧蓄能器(81)通过液压管路经过第六电磁阀(75)与右侧垂直油缸(4)大腔相连；第一电磁阀(7)、第六电磁阀(75)的作用实现油气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小江，闫振华，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22