一种空气悬架和安装该悬架的车辆及方法技术

本发明专利技术提供一种空气悬架和安装该悬架的车辆及方法，包括空气弹簧、液压缸、液压互联系统、供油装置、供气装置和电子控制单元。所述空气悬架包括气囊，所述气囊的底部设有液压腔；所述气囊和液压腔之间设有弹性部件；液压缸，所述液压缸包括气室和液室，所述气室与气囊连通；所述液压互联系统与液压腔连通。当车辆发生侧倾时，本发明专利技术通过液压推动弹性部件改变空气弹簧的内部容积，通过液压缸气室改变空气弹簧气体的量，从而改变空气弹簧的刚度特性；同时通过左右互联的液压油路使各独立悬架相互配合，提升车辆抗侧倾的能力同时拥有较好的行驶平顺性。当车辆发生俯仰时，通过液压缸气室改变前后空气弹簧的刚度，提升车辆的抗俯仰能力。

An air suspension and the vehicle and method for installing the suspension

The invention provides an air suspension and a vehicle and method for installing the suspension, including an air spring, a hydraulic cylinder, a hydraulic interconnection system, an oil supply device, an air supply device and an electronic control unit. The air suspension comprises an air bag, and the bottom of the air bag is provided with a hydraulic chamber; the elastic parts are arranged between the air bag and the hydraulic chamber; the hydraulic cylinder comprises a gas chamber and a liquid chamber, which are connected with the air bag; and the hydraulic interconnected system is connected with the hydraulic chamber. When the vehicle rolls, the invention changes the internal volume of the air spring by hydraulic driving elastic components, and changes the stiffness characteristics of the air spring by changing the gas volume of the air spring through the hydraulic cylinder air chamber. At the same time, the independent suspensions are coordinated by the left-right hydraulic oil circuit, so as to enhance the anti-roll ability of the vehicle and have better ride comfort. When the vehicle pitches, the stiffness of the front and rear air springs is changed through the hydraulic cylinder air chamber to improve the anti-pitch ability of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种空气悬架和安装该悬架的车辆及方法
本专利技术属于机动车辆悬架研究领域，具体涉及一种空气悬架和安装该悬架的车辆及方法。
技术介绍
空气悬架因其刚度可调、振动频率低等特性逐步取代了传统的悬架，提升了车辆的行驶平顺性与舒适性。由于车辆行驶工况的不同，需要调节空气弹簧的刚度和阻尼以改善车辆的行驶平顺性与舒适性。现有技术中一种液压互联式ISD悬架，基于液压式ISD悬架的反共振技术，结合互联防侧倾，对于复杂工况路面在乘坐舒适性不受负面影响的前提下，改善车辆操纵性能，实现对平顺性和操纵稳定性的协调控制。现有技术中一种液压互联式悬架，当左右轮跳动时，通过连接管路进行液体交互，平衡两边车轮承受的载荷，可以实现防侧倾的效果；同时管路中油液的流动驱动液压马达带动发电机发电，使液压互联馈能悬架达到回收振动能量的目的。上述专利技术都不会改变空气弹簧原有的容积，仅仅是通过加装的装置来调节悬架系统的刚度与阻尼，且仅能够实现防侧倾功能而不能抗俯仰。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术提出一种空气悬架，该空气悬架可以改善车辆的行驶稳定性同时不降低行驶的平顺性。本专利技术还提出一种具有上述空气悬架的车辆。本专利技术还提出一种上述空气悬架的控制方法。当车辆发生侧倾时，本专利技术通过液压推动膜片弹簧改变空气弹簧的内部容积，通过液压缸气室改变空气弹簧气体的量，从而改变空气弹簧的刚度特性；同时通过左右互联的液压回路使各独立悬架相互配合，提升车辆抗侧倾的能力同时拥有较好的行驶平顺性。当车辆发生俯仰时，通过液压缸气室改变前后空气弹簧的刚度，提升车辆的抗俯仰能力。本专利技术的技术方案是：一种空气悬架，包括空气弹簧，所述空气悬架包括气囊，所述气囊的底部设有液压腔；所述气囊和液压腔之间设有弹性部件；液压缸，所述液压缸包括气室和液室；所述液压缸的活塞将液室分为液体上腔和液体下腔，所述气室与气囊连通；液压互联系统，所述液压互联系统与液压腔连通；左右两侧液压缸的液体上腔和液体下腔分别通过互联管路反向互连；供油装置，所述供油装置与液压腔连接；供气装置，所述供气装置与气囊连接；检测装置，所述检测装置检测车速、液压缸的油压和气囊的气压；和电子控制单元；所述电子控制单元分别与供油装置、供气装置和检测装置连接。优选的，所述弹性部件为膜片弹簧。优选的，左右两侧液压缸的液体上腔和液体下腔分别通过互联管路反向互连是指：左侧液压缸的液体上腔通过管路A连接右侧液压缸的液体下腔，将管路A连通后形成液压油路A；左侧液压缸的液体下腔通过管路B连接右侧液压缸的液体上腔，将管路B连通后形成液压油路B；所述液压油路A和液压油路B流向相反。优选的，所述供油装置包括液压泵、单向阀、电磁阀a和储油缸；所述液压泵的一端与储油缸连接，另一端与液压腔连接；液压泵与液压腔连接的管路上设有单向阀；所述电磁阀a安装在液压腔与储油缸连接的卸油管路上。优选的，所述供气装置包括空气干燥器、空气压缩机、高压储气罐、电磁阀b和电磁阀c；所述空气干燥器依次与空气压缩机和高压储气罐连接；所述气囊与空气压缩机连接，气囊与空气压缩机连接的管路上依次设有电磁阀b和电磁阀c；高压储气罐与电磁阀c连接。一种车辆，包括所述的空气悬架。一种根据所述空气悬架的控制方法，包括以下步骤：所述电子控制单元根据检测装置检测的车速判断车辆当前的状态；若车速为零，电子控制单元则对液压缸的液体压力与空气弹簧中的气体压力进行对比，若气体压力与液体压力差值在预设值内，则只通过所述液压互联系统调节空气弹簧的刚度；若气体压力与液体压力差值超过预设值时，电子控制单元控制液压泵和电磁阀a的打开或关闭；若处于行驶状态，电子控制单元则对检测装置检测到的各液压缸的压力进行对比，若各液压缸的液压油差值在预设值内，则只通过所述液压互联系统调节空气弹簧的刚度；若各液压缸的液压油差值超过预设值时，电子控制单元控制液压泵、电磁阀a、电磁阀b和电磁阀c的打开或关闭。优选的，当车速为零时，若空气弹簧的气体压力大于液压缸的液体压力超过预设值，则电子控制单元控制液压泵打开给空气弹簧的液压腔泵泵油；若液压缸的液体压力大于空气弹簧的气体压力超过预设值，则电子控制单元控制电磁阀a打开给空气弹簧的液压腔卸油。优选的，当车辆处于行驶状态时，若左液压缸和右液压缸的液压油差值超过预设值时，电子控制单元控制液压泵和电磁阀a的打开或关闭，改变左空气弹簧或右空气弹簧的刚度，避免车辆发生侧倾；若前液压缸和后液压缸的液压油差值超过预设值时，电子控制单元控制电磁阀b和电磁阀c的打开或关闭，改变前空气弹簧或后空气弹簧的刚度，抑制车辆的俯仰趋势。优选的，所述液压互联系统调节空气弹簧的刚度具体为：当车身相对于底盘向上或向下运动时，改变液体上腔和液体下腔的油液压力，液压腔推动膜片弹簧上压或下压，液压缸的气室压力增或减小，气囊的压力发生改变，调节空气弹簧的刚度，改善了车辆的平顺性；当车辆发生侧倾时，所述液压缸由液压油路A和B互联，因此一侧气囊下的液压腔中的油液流入液压油路，另一油路中的油液流入另一侧的液压腔，来调节空气弹簧的刚度，防止车辆发生侧倾；当车辆发生俯仰时，通过液压缸的上腔气室内气体容积的改变，调节前空气弹簧和后空气弹簧的刚度，抑制车辆的俯仰趋势。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术通过液压腔内膜片弹簧的上下运动，改变空气弹簧的容积，从而改变空气弹簧的刚度，能够减小车身运动的行程，提升车辆的行驶平顺性。2.本专利技术用双作用液压缸取代传统的减振器，通过液压油路A、B将左右的液压缸相连，悬架的阻尼特性由阻尼阀提供，当车辆侧倾时液压互联悬架能够提供很大的抗侧倾力矩阻止车辆继续侧倾。3.本专利技术液压缸上方增加气室，当车辆发生俯仰时，通过对空气弹簧内气体量的改变可以改变空气弹簧的刚度，从而提升车辆的抗俯仰性能。4.本专利技术当车辆车速为零时，通过对空气弹簧下腔的油压调控使车辆能够适应不同的载荷。通过主动控制能够提升行驶过程中车辆突然发生较大侧倾或俯仰时的抗侧倾力矩及抗俯仰力矩。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术一实施方式的结构示意图；图2是本专利技术一实施方式的空气弹簧示意图；图3是本专利技术一实施方式的液压缸结构示意图；图4为本专利技术电子控制示意图；图5是本专利技术一实施方式的结构示意图，其中a为向右侧侧倾时空气悬架的油路走向示意图；b为向左侧侧倾时空气悬架的油路走向示意图；c为向前俯倾时空气悬架的气体走向示意图；d为向后仰倾时空气悬架的气体走向示意图。图1中，1、空气弹簧；101、气囊；102、膜片弹簧；103、液压腔；2、阻尼阀；3、液压回路A；4、液压回路B；5、液压缸；501、气室；502、液体上腔；503、液体下腔；6、液体压力传感器；7、气体压力传感器；8、车速传感器；9、电子控制单元；10、储油缸；11、液压泵；12、溢流阀；13、单向阀；14、电磁阀a；15、空气干燥器；16、空气压缩机；17、高压储气罐；18、电磁阀b；19、电磁阀c。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气悬架，其特征在于，包括空气弹簧(1)，所述空气悬架包括气囊(101)，所述气囊(101)的底部设有液压腔(103)；所述气囊(101)和液压腔(103)之间设有弹性部件；液压缸(5)，所述液压缸(5)包括气室(501)和液室；所述液压缸(5)的活塞将液室分为液体上腔(502)和液体下腔(503)，所述气室(501)与气囊(101)连通；液压互联系统，所述液压互联系统与液压腔(103)连通；左右两侧液压缸(5)的液体上腔(502)和液体下腔(503)分别通过互联管路反向互连；供油装置，所述供油装置与液压腔(103)连接；供气装置，所述供气装置与气囊(101)连接；检测装置，所述检测装置检测车速、液压缸(5)的油压和气囊(102)的气压；和电子控制单元(9)；所述电子控制单元(9)分别与供油装置、供气装置和检测装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种空气悬架，其特征在于，包括空气弹簧(1)，所述空气悬架包括气囊(101)，所述气囊(101)的底部设有液压腔(103)；所述气囊(101)和液压腔(103)之间设有弹性部件；液压缸(5)，所述液压缸(5)包括气室(501)和液室；所述液压缸(5)的活塞将液室分为液体上腔(502)和液体下腔(503)，所述气室(501)与气囊(101)连通；液压互联系统，所述液压互联系统与液压腔(103)连通；左右两侧液压缸(5)的液体上腔(502)和液体下腔(503)分别通过互联管路反向互连；供油装置，所述供油装置与液压腔(103)连接；供气装置，所述供气装置与气囊(101)连接；检测装置，所述检测装置检测车速、液压缸(5)的油压和气囊(102)的气压；和电子控制单元(9)；所述电子控制单元(9)分别与供油装置、供气装置和检测装置连接。2.根据权利要求1所述的空气悬架，其特征在于，所述弹性部件为膜片弹簧(102)。3.根据权利要求1所述的空气悬架，其特征在于，左右两侧液压缸(5)的液体上腔(502)和液体下腔(503)分别通过互联管路反向互连是指：左侧液压缸(5)的液体上腔(502)通过管路A连接右侧液压缸(5)的液体下腔(503)，将管路A连通后形成液压油路A；左侧液压缸(5)的液体下腔(503)通过管路B连接右侧液压缸(5)的液体上腔(502)，将管路B连通后形成液压油路B；所述液压油路A和液压油路B流向相反。4.根据权利要求1所述的空气悬架，其特征在于，所述供油装置包括液压泵(11)、单向阀(13)、电磁阀a(14)和储油缸(10)；所述液压泵(11)的一端与储油缸(10)连接，另一端与液压腔(103)连接；液压泵(11)与液压腔(103)连接的管路上设有单向阀(13)；所述电磁阀a(14)安装在液压腔(103)与储油缸(10)连接的卸油管路上。5.根据权利要求1所述的空气悬架，其特征在于，所述供气装置包括空气干燥器(15)、空气压缩机(16)、高压储气罐(17)、电磁阀b(18)和电磁阀c(19)；所述空气干燥器(15)依次与空气压缩机(16)和高压储气罐(17)连接；所述气囊(101)与空气压缩机(16)连接，气囊(101)与空气压缩机(16)连接的管路上依次设有电磁阀b(18)和电磁阀c(19)；高压储气罐(17)与电磁阀c(19)连接。6.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-5任意一项所述的空气悬架。7.一种根据权利要求1-5任意一项所述空气悬架的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：所述电子控...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴，梁聪，王峰，施天玲，王军，孙晓强，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32