感载变阻尼或可控感载变阻尼减震系统

摘要

本发明涉及感载变阻尼或可控感载变阻尼减震系统，其适用于阻尼随载荷和驾驶条件而变化的各种车辆的空气、油气悬架(包括半主动悬架)上。该减震系统采用在空气或油气悬架上设置一个特殊结构的感载变阻尼阀或可控感载变阻尼阀，从而实现了使空气或油液的流通阻尼可随载荷而自动变化，或者使空气或油液的流通阻尼既可随载荷而自动变化又可由驾驶员的开关或行驶状态传感器发来的信号进行控制，从而实现对阻尼的调节。所述的减震系统与传统空气、油气悬架的内阻减震器相比，具有阻尼既可随载荷而自动变化，也可随外控信号(驾驶员意图或运动状态)而进行调节的特点；与通常装置独立减震器的空气悬架相比，具有结构简单，成本低和寿命长的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及流体悬架的内阻尼控制技术。利用本技术不需外加独立的减震器部件并可实现悬架阻尼的控制。适用于需要阻尼随行驶状况而变化的各种车辆的空气、油气悬架(包括半主动悬架)上。

背景技术

车辆对减震系统的阻尼强弱的要求会随负载、道路状况、车速、纵向加速度、侧向加速度、垂直加速度等行驶状况的变化而改变，同时也会因驾驶员个性倾向的差异而不同。当行驶状况发生变化，或有调节减震阻尼需要时，通常不能相应调节阻尼强度的减震系统，难以达到令人满意的减震效果，会使车辆舒适性受到影响。本发明所提出可控感载变阻尼减震系统，与已有的空气悬架与油气悬架的内阻尼系统相比，具有阻尼既可随载荷而自动变化，也可随外控信号(驾驶员意图或运动状态)而进行调节的特点。与通常装置独立减震器的空气悬架相比，具有结构简单，成本低和寿命长的特点。

发明内容

本发明所提出的新型悬架减震系统包括用于空气悬架的减震系统和用于油气悬架的减震系统。这两种减震系统又各有两种控制方式：一种是由悬架载荷自动控制其阻尼大小的“感载变阻尼方式”，另一种是既由悬架载荷自动控制又由外加电信号控制其阻尼大小的“可控感载变阻尼方式”。所述的空气悬架和油气悬架减震系统是通过在所述的悬架上采用了特殊结构的感载变阻尼阀或可控感载变阻尼阀，从而形成了本发明所述的可变阻尼减震系统。空气悬架感载变阻尼减震系统由空气弹簧、辅助气室和感载变阻尼阀组成。油气悬架感载变阻尼减震系统由油气弹簧、储能器和感载变阻尼阀组成。其中的感载变阻尼阀上可增设可控电磁阀，形成可控感载变阻尼阀，相应的形成空气悬架用可控感载变阻尼减震系统和油气悬架用可控感载变阻尼减震系统。

附图说明

图1为空气悬架感载变阻尼减震系统

图2为空气悬架感载变阻尼阀

图3为用密封膜片代替密封圈的感载变阻尼阀

图4为感载变阻尼系统的工作原理图

图5为油气悬架感载变阻尼系统

图6为油气悬架感载变阻尼系统

图7为空气悬架可控感载变阻尼系统

图8为空气悬架可控感载变阻尼阀

图9为油气悬架可控感载变阻尼系统

图10为油气悬架可控感载变阻尼阀

图11为油气悬架感载变阻尼系统

图12为油气悬架可控感载变阻尼系统

具体实施方式

空气悬架用感载变阻尼减震系统，如图1所示，由空气弹簧、辅助气室和感载变阻尼阀组成。感载变阻尼阀的具体结构如图2所示，感载变阻尼阀的A腔与空气弹簧连通，B腔与辅助气室连通。感载变阻尼阀由阻尼阀芯3、密封圈4、单向阀回位弹簧5、单向阀6、阀体7、单向阀口8、密封圈9、控制弹簧10和阀盖11组成。

感载阻尼阀中的密封圈4可以用密封膜片代替，如图3所示，该代替的优点是可以减小密封圈的摩擦力，提高载荷控制的灵敏度。

图1所示的空气悬架用感载变阻尼减震系统的特点是空气悬架系统的阻尼不是由独立的减震器产生的，而是由装置于空气弹簧与辅助气室之间特殊的感载变阻尼阀产生的。

空气悬架用感载变阻尼系统的工作原理如图4所示：

当空气弹簧空载时，A腔的压力较小，控制弹簧10将控制阀芯3向下推，节流孔的流通面积处于最大(阻力最小)位置；当空气弹簧重载时，A腔的压力较大，压力将控制阀芯向上推，节流孔的流通面积受到阀体的遮当，处于阻尼最大位置。当压缩行程时，被压缩的空气通过单向阀6与控制阀芯3中的通孔和开在侧面的变截面阀口流入辅助气室。这时通道面积很大，流通阻力很小。当空气弹簧伸张时，单向阀6关闭，辅助气室中的气压(高于空气弹簧重的气压)，通过阀芯3中开在侧面的变截面阀口和通孔流入空气弹簧，由于变截面阀口的节流，系统产生相应的阻尼。由于控制阀芯3的位置取决于阀芯断面面积上作用的空气压力和控制弹簧10压缩力的平衡状态，随着载荷增加，空气弹簧气压增加，阀芯3上移，关小节流孔，从而使阻尼增大。适当设计阀芯3侧面开口的形状和大小可达到不同载荷所要求的理想阻尼。

完全相似的感载变阻尼阀可用于油气悬架系统，从而形成油气悬架用感载变阻尼减震系统(如图5、图6所示)，该减震系统由油气弹簧、储能器和感载变阻尼阀组成，感载变阻尼阀的A腔与油气弹簧连通，B腔与储能器连通，感载阻尼阀由阻尼阀芯3、密封圈4、单向阀回位弹簧5、单向阀6、阀体7、单向阀口8、密封圈9、控制弹簧10和阀盖11组成，阻尼阀芯3的位置受油气弹簧内压力大小的控制，该减震系统可以获得随载荷(弹簧油缸内压力)而改变的理想阻尼。

若在图2所示空气悬架用的感载变阻尼阀上，加设一套控制阀芯位置的电磁线圈(如图7、图8所示)，即可形成可控感载变阻尼阀，该阀用在空气悬架上即可形成空气悬架用的可控感载变阻尼减震系统。空气悬架用可控感载变阻尼减震系统由空气弹簧、辅助气室和可控感载变阻尼阀组成，该系统的特征是阻尼阀芯的位置既受空气弹簧内气压的控制，同时也受电磁阀2吸力的控制。除具有阻尼随载荷而自动变化特性外，还可以由驾驶员意志或运动状态的电信号来控制。可控感载变阻尼阀(如图8所示)由电磁阀导线1、电磁阀2、阻尼阀芯3、密封圈4、单向阀回位弹簧5、单向阀6、阀体7、单向阀口8、密封圈9、控制弹簧10和阀盖11组成。电磁阀吸力受驾驶员设置的开关动作和行驶条件讯号的控制。由于具有更加灵活控制阻力的电控系统，它可以实现抵抗侧倾和刹车点头等功能。

也可以将加设了一套控制阀芯位置的电磁线圈所形成的可控感载变阻尼阀应用到油气悬架上，从而构成油气悬架用可控感载变阻尼减震系统(如图9、图10所示)。该油气悬架用可控感载变阻尼减震系统由油气弹簧、储能器和可控感载阻尼阀组成，可控感载阻尼阀由电磁阀导线1、电磁阀2、阻尼阀芯3、密封圈4、单向阀回位弹簧5、单向阀6、阀体7、单向阀口8、密封圈9、控制弹簧10和阀盖11组成，其特征在于：阻尼阀芯3的位置既受油气弹簧内压力的控制，同时也受电磁阀2吸力的控制，电磁阀吸力受驾驶员设置的开关动作和行驶条件讯号的控制。与图5、图6所示的油气悬架系统相比，它除了具有阻尼随弹簧载荷而自动变化外，还可以由驾驶员意志或表征汽车运动状态的电信号来控制。由于油液具有较好的不可压缩性，它更容易实现由汽车运动状态进行控制的半主动悬架。

图11所示为整体式感载油气弹簧用的感载变阻尼减震系统，由油气弹簧油缸21、活塞22、辅助气室23和感载阻尼阀组成。油气弹簧油缸21、辅助气室23和感载阻尼阀连成一个整体，不用管路连通。感载阻尼阀由阻尼阀芯13、密封圈14、控制弹簧18、导向销19组成。其特征在于：阻尼阀芯13的位置受油气弹簧内A腔(a孔)压力的控制。导向销19的作用是对阻尼阀芯起防止转动的定位作用。阻尼阀芯上的油液压力与控制弹簧力相平衡决定了a孔与b孔的流通面积的大小，使系统阻尼发生改变。当油压超过限定值时，阻尼阀芯13外移超过一定长度，打开c孔与d孔，系统产生卸荷作用。

图12所示为整体式感载油气弹簧用的感载变阻尼减震系统，由油气弹簧油缸21、活塞22、辅助气室23和可控感载阻尼阀组成。油气弹簧油缸21、辅助气室23和可控感载阻尼阀连成一个整体，不用管路连通。可控感载阻尼阀由电磁阀导线15、电磁阀12、阻尼阀芯13、密封圈14、控制弹簧18、导向销19组成。导向销19的作用是对阻尼阀芯起防止转动的定位作用。其特征在于：阻尼阀芯13的位置既受油气弹簧内气压的控制，同时也受电磁阀12吸力的控制，电磁阀吸力受驾驶员设置的开关动作和行驶条件讯号的控制。当油压超过限定值时，阻尼阀芯13外移超过一定长度，打开c孔与d孔，系统产生卸荷作用。