蓄能器悬挂油缸、油气平衡悬架系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆平衡悬架技术领域，尤其是涉及一种蓄能器悬挂油缸、油气平衡悬架系统及车辆。

背景技术

悬挂系统的功用是承载车体本身及其所有安装物体的重量；传递、承受、缓和路面作用于行动机构上的各向反力及所形成的力矩；减轻不平路面激励对车身造成的冲击和振动；在保证车辆行驶平顺性的同时，为上装系统提供相对稳定的支撑平台，并承受行驶过程中的动载荷。

当车辆遇到不平路面时，会造成各桥载荷不均匀，从而影响整体驱动力发挥和单桥超载；以自卸车为例，其空满负载变化大，传统悬挂系统无法同时满足车辆在空载和满载时平顺性和舒适性；为提高自卸车的运载能力降低油耗，并为其他元器件提供足够安装空间，轻量化和紧凑化是现如今的设计趋势。

现有技术中的车辆(如自卸车)的悬架结构一般采用钢板弹簧平衡悬架构成，但这种钢板弹簧平衡悬架，其刚度固定，无法同时满足车辆在空载和满载时平顺性和舒适性，且钢板弹簧平衡悬架还存在体积大、质量大等问题。

现有技术中还有一些车辆(如自卸车)采用了油气平衡悬架来构成悬架结构。现有技术中的油气平衡悬架的结构如图1所示，其包含第一悬挂油缸1、第二悬挂油缸2，双气室蓄能器3及油管4。第一悬挂油缸1和第二悬挂油缸2安装在车架与车桥之间，双气室蓄能器3安装在两个悬挂油缸的中间，两个悬挂油缸中的任一个悬挂油缸与双气室蓄能器3的中腔之间通过油管4相连。但这种油气平衡悬架的双气室蓄能器体积大，占据大量安装空间，不利于其他元器件安装；质量也大，降低了自卸车运载能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓄能器悬挂油缸、油气平衡悬架系统及车辆，旨在解决上述背景技术存在的不足，有效减小平衡悬挂系统的体积，且有效保障平顺性和舒适性，提高车辆运行的舒适度。

本发明的一实施例提供一种蓄能器悬挂油缸，包括缸筒及两个活塞杆机构，两个所述活塞杆机构分别滑动地设于所述缸筒的上、下两端，并在两个所述活塞杆机构之间形成第一油腔；其中，至少一所述活塞杆机构为设有气体储能部的活塞杆机构。

在一种可实现的方式中，所述蓄能器悬挂油缸中的两个所述活塞杆机构均为设有气体储能部的活塞杆机构。

在一种可实现的方式中，所述设有气体储能部的活塞杆机构包括相互连接的油缸活塞及活塞杆，其中，所述油缸活塞位于所述缸筒内部；

所述气体储能部包括环形油腔、气体腔、第二油腔及储能活塞，其中，所述环形油腔位于所述活塞杆与所述缸筒之间，所述气体腔与所述第二油腔以及所述储能活塞均位于所述活塞杆的内腔中，且所述气体腔与所述第二油腔通过所述储能活塞隔开，所述第二油腔靠近所述第一油腔设置且分别与所述环形油腔和所述第一油腔连通。

在一种可实现的方式中，所述蓄能器悬挂油缸中的其中一个所述活塞杆机构中的气体腔中的气体的压强高于另一个所述活塞杆机构中的气体腔中的气体的压强。

在一种可实现的方式中，所述气体腔中充入的气体为氮气。

在一种可实现的方式中，所述第二油腔与所述环形油腔之间通过油液孔道连通，且所述油液孔道上设有阻尼阀。

在一种可实现的方式中，所述气体腔通过气体孔道与外部连通，且所述气体孔道上设有充气阀。

在一种可实现的方式中，所述活塞杆与所述缸筒之间设有导向机构，所述导向机构为固定于所述缸筒内壁上的导向套。

本发明的另一实施例提供一种油气平衡悬架系统，包括两个如上所述的蓄能器悬挂油缸及油管，两个所述蓄能器悬挂油缸中的第一油腔通过所述油管连通。

本发明的又一实施例提供一种车辆，包括车架和车桥，所述车辆还包括如上所述的油气平衡悬架系统，所述油气平衡悬架系统中的两个所述蓄能器悬挂油缸设于所述车架与所述车桥之间。

本发明提供的蓄能器悬挂油缸及油气平衡悬架系统，将两个蓄能器悬挂油缸中的第一油腔直接通过油管连通，这样的结构可以有效避免单桥超载，并将气体储能部设于蓄能器悬挂油缸的内部，可同时满足车辆在空载和满载时平顺性和舒适性，且符合轻量化紧凑化设计要求，为其他元器件提供更大的安装空间；降低了整机装配质量，提高了车辆装载能力。

附图说明

图1为现有技术中油气平衡悬架的结构示意图。

图2为本发明实施例中油气平衡悬架系统的剖面图。

图3为本发明实施例中蓄能器悬挂油缸的剖面图。

图4为本发明实施例中油气平衡悬架系统在车辆中的结构位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

如图2至图3所示，本发明的一种实施例提供一种油气平衡悬架系统，包括两个蓄能器悬挂油缸5及油管4。

每个蓄能器悬挂油缸5包括缸筒102及两个活塞杆机构，两个活塞杆机构分别滑动地设于缸筒102的上、下两端，并在两个活塞杆机构之间形成第一油腔108。两个蓄能器悬挂油缸5中的第一油腔108通过油管4连通。

在该实施例中，两个活塞杆机构均为设有气体储能部的活塞杆机构，即每个活塞杆机构均设有气体储能部；但本发明不限于此，在其他实施例中，还可以是该两个活塞杆机构中，只有一个活塞杆机构为设有气体储能部的活塞杆机构，即一个活塞杆机构设有气体储能部，另一个活塞杆机构不设置气体储能部。

由于图2中的两个蓄能器悬挂油缸5的结构基本一致，因此仅对其中一蓄能器悬挂油缸5中的部件进行标号。

通过在该油气平衡悬架系统中设置两个蓄能器悬挂油缸5，并通过油管4连通两个蓄能器悬挂油缸5的中腔(即第一油腔108)，使得设有该油气平衡悬架系统的车辆在不平路面行驶时，当车辆单轮负载突然增大，油气平衡悬架系统受到压缩，其中一蓄能器悬挂油缸5中的第一油腔108中的液压油通过油管4传递到另一蓄能器悬挂油缸5中的第一油腔108中，从而将一部分冲击力也转移到另一蓄能器悬挂油缸5，能够显著降低单轮悬挂的瞬态冲击力，改善使用环境。

蓄能器悬挂油缸5中的每个活塞杆机构采用设有气体储能部，这样，当油气平衡悬架系统受压时，气体储能部中的气体受到压缩，储存能量；而当油气平衡悬架系统上的压力去除时，活塞杆机构伸出，气体储能部中的气体膨胀释放能量，起到弹簧元件的作用，以缓和路面的冲击力。

如图3所示，在该实施例中，设有气体储能部的每个活塞杆机构包括相互连接的油缸活塞103及活塞杆101，其中，油缸活塞103位于缸筒102内部，油缸活塞103的外周壁与缸筒102的内周壁贴合接触，且油缸活塞103可沿着缸筒102的内周壁上下滑动，活塞杆101的一端与油缸活塞103相连。

气体储能部包括环形油腔109、气体腔、第二油腔110及储能活塞106，其中，活塞杆101与缸筒102间隔设置，环形油腔109位于活塞杆101与缸筒102之间，气体腔与第二油腔110以及储能活塞106均位于活塞杆101的内腔中，且气体腔与第二油腔110通过储能活塞106隔开，第二油腔110靠近第一油腔108设置且分别与环形油腔109和第一油腔108连通。储能活塞106的外周壁与活塞杆101的内周壁贴合接触，且储能活塞106可沿着活塞杆101的内周壁上下滑动。

在该实施例中，蓄能器悬挂油缸5中的一个活塞杆机构中的气体腔中的气体的压强高于另一个活塞杆机构中的气体腔中的气体的压强。且两个活塞杆机构中的气体腔中的气体均为氮气，但不限于此。

为了便于理解，此处将内部气体压强较高的气体腔命名为高压气体腔111，而将内部气体压强较低的气体腔命名为低压气体腔112。在该实施例中，高压气体腔111位于缸筒102上端的活塞杆机构中，低压气体腔112位于缸筒102下端的活塞杆机构中，但不限于此，在其他实施例中，也可以是高压气体腔111位于缸筒102下端的活塞杆机构中，低压气体腔112位于缸筒102上端的活塞杆机构中。

这样的结构可使得设有该油气平衡悬架系统的车辆在空载时，车辆负载小，蓄能器悬挂油缸5中只有低压气体腔112的储能活塞106投入工作，以缓和车辆的振动；而当车辆满载时，车辆负载变大，此时低压气体腔112的体积压缩变小，低压气体腔112内的压力升高，同时，高压气体腔111中的储能活塞106投入工作。通过将每个蓄能器悬挂油缸5的两个活塞杆机构中的气体腔中设置不同压强的气体，可将空满载偏频控制在合理的范围内，大幅提高车辆空满载的平顺性和舒适性。

在该实施例中，活塞杆101的壁体上设有连通第二油腔110与环形油腔109的油液孔道(图未标)，在该连通孔道中设有阻尼阀107。通过阻尼阀107的设置，使得活塞杆101在往复运动过程中推动油液流经阻尼阀107产生阻尼，起到衰减振动的作用。

在该实施例中，活塞杆101的壁体上还设有与每个活塞杆机构的气体储能部的气体腔连通的气体孔道，在该气体孔道内设有与活塞杆101的外部连通的充气阀104。可通过充气阀104将气体(例如氮气)充入气体腔中。

在该实施例中，活塞杆101与缸筒102之间设有导向机构。在该实施例中，导向机构由固定于缸筒102内壁上的导向套105构成。由导向套105对活塞杆101的运动方向进行导向。

上述实施例中的油气平衡悬架系统采用连通桥设计，用高压油管将两个蓄能器悬挂油缸5相连，能够显著降低单轮悬挂的瞬态冲击力，改善使用环境；同时，将气体储能部集成设计在蓄能器悬挂油缸5内部，减少了元器件数量，为其他元器件提供更大的安装空间；降低了整机装配质量，提高了车辆装载能力；并且，用高、低压双气体储能部的设计，能同时满足车辆在空载和满载时平顺性和舒适性。

上述实施例中的油气平衡悬架系统与现有技术中的钢板弹簧平衡悬架相比，其刚度可变，能同时满足车辆在空载和满载时平顺性和舒适性，体积小，质量小。而与现有技术中的油气平衡悬挂相比，将气体储能部集成设计在蓄能器悬挂油缸5内部，减少了元器件数量，为车辆中其他元器件提供更大的安装空间；降低了整机装配质量，提高了车辆装载能力。

本发明的另一实施例提供一种车辆，包括车架、车桥及如上的油气平衡悬架系统，该油气平衡悬架系统中的两个蓄能器悬挂油缸5设于车架与车桥之间。该油气平衡悬架系在车辆中的具体位置可参阅图4所示。具体地，所述车辆可以为矿用自卸车，但不以此为限。

本发明实施例提供的油气平衡悬架系统，将两个蓄能器悬挂油缸中的第一油腔直接通过油管连通，这样的结构可以有效避免单桥超载，并将气体储能部设于蓄能器悬挂油缸的内部，可同时满足车辆在空载和满载时平顺性和舒适性，且符合轻量化紧凑化设计要求，为其他元器件提供更大的安装空间；降低了整机装配质量，提高了车辆装载能力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。