泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)，包括結構相同的四支泵式饋能減振器，均具有液壓發(fā)電模塊，懸架系統(tǒng)在路面激勵下產生油液單向流動，進而驅動液壓發(fā)電模塊進行發(fā)電；其中，左前泵式饋能減振器出油口、右前泵式饋能減振器進油口、左后泵式饋能減振器出油口和右后泵式饋能減振器進油口通過油管相連；左前泵式饋能減振器進油口、右前泵式饋能減振器出油口、左后泵式饋能減振器進油口和右后泵式饋能減振器出油口通過油管相連。本實用新型產生的電能可以通過充電管理電路對車載蓄電池進行充電，提高汽車的燃油經濟性。此外，通過發(fā)電機外接負載控制，可實現(xiàn)懸架半主動控制，同時改善車輛的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。
【專利說明】泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于車輛懸架【技術領域】，具體涉及一種能夠對懸架振動能量進行有效回收的泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]當車輛在路面上行駛時，來自不平路面的激勵，以及轉彎、加速、制動等操縱都會造成車輛振動。汽車懸架系統(tǒng)用于抵抗由路面不平、車輛動態(tài)的側傾和俯仰及車輛內部激勵產生的作用于底盤和車身之間的垂向力，對車身垂直加速度、側傾和俯仰運動、動態(tài)輪載波動進行限制，屬于車輛系統(tǒng)的重要組成部分。
[0003]在傳統(tǒng)被動懸架中，液壓減振器與懸架彈簧平行安裝，保證車輛的平順性、操縱穩(wěn)定性和安全性。傳統(tǒng)減振器大多基于小孔節(jié)流原理產生阻尼，將汽車振動動能轉化為減振器油液的熱能，然后通過各缸體散失到周圍環(huán)境中。這部分以熱量形式散失的能量也來源于發(fā)動機的油耗，不僅影響了整車的動力性和燃油經濟性，而且熱量的產生會造成以下危害:導致減振器油液粘度的變化，進而影響減振器的阻尼特性乃至整車平順性；加速密封元件的老化以及容易引起油液的空化效應。此外，為主動懸架也被開發(fā)出來用于提供顯著地性能提升，例如BOSE公司開發(fā)的主動懸架。然而，由于能量消耗、成本及可靠性等原因，主動懸架較少用于汽車工業(yè)。
[0004]基于上述考慮，改變傳統(tǒng)懸架“將振動能量轉變?yōu)闊崃肯摹钡墓ぷ髂Ｊ?，對車輛振動能量轉變成可以進行回收的能量形式，如電能、液壓能等，并同時保障懸架的減振性能，成為底盤【技術領域】的研究熱點。
[0005]目前，交聯(lián)懸架系統(tǒng)得到了日益的關注，日產公司和英菲尼迪公司的部分車型配備了該系統(tǒng)。它與傳統(tǒng)的獨立懸架和非獨立懸架區(qū)別較大，能夠在提高車輛的操縱穩(wěn)定性的同時不改變車輛的舒適性。它是一種將車輛四支減振器分別左右交叉，前后聯(lián)通，在管路中連接蓄能器以便改善。由于管路的流動都是在減振器單元外部，動能大部分轉化為熱能浪費了。


【發(fā)明內容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)，通過路面不平驅動泵式饋能減振器油液單向流動、油液帶動馬達旋轉，從而使發(fā)電機發(fā)電，從而對懸架振動能量進行回收，進而提高汽車的燃油經濟性。此外，通過發(fā)電機外接負載控制，可實現(xiàn)懸架半主動控制，同時改善車輛的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。
[0007]本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0008]一種泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)，主要包括左前泵式饋能減振器LF、右前泵式饋能減振器RF、左后泵式饋能減振器LR和右后泵式饋能減振器RR;所述的四支泵式饋能減振器的結構相同，均具有液壓發(fā)電模塊，懸架系統(tǒng)在路面激勵下產生油液單向流動，進而驅動液壓發(fā)電模塊進行發(fā)電；其中，左前泵式饋能減振器出油口 LF1、右前泵式饋能減振器進油口RF2、左后泵式饋能減振器出油口 LRl和右后泵式饋能減振器進油口 RR2通過油管相連；左前泵式饋能減振器進油口 LF2、右前泵式饋能減振器出油口 RF1、左后泵式饋能減振器進油口 LR2和右后泵式饋能減振器出油口 RRl通過油管相連。
[0009]下面以左前泵式饋能減振器LF為例，對泵式饋能減振器的結構進行介紹:
[0010]所述的左前泵式饋能減振器LF包括儲油缸9，同軸安裝于儲油缸9內部的工作缸5，固定在工作缸5下端和儲油缸9之間的底閥8，安裝在工作缸5上端和儲油缸9之間的上閥塊4，固定安裝在儲油缸9的上端的導向套及密封3，穿過導向套及密封3和上閥塊4的活塞桿6，活塞桿6下端固定有活塞7，活塞7沿著工作缸5內壁滑動，活塞桿6具有空心腔B，活塞桿6上端伸出儲油缸9，活塞桿6上端的空心腔B連接液壓馬達2的進油口，液壓馬達2的出油口即為左前泵式饋能減振器出油口 LFl，液壓馬達2的輸出軸與發(fā)電機I的轉子固連，帶動發(fā)電機I發(fā)電；蓄能器10通過液壓馬達2的內部流道與活塞桿6空心腔B連通；儲油缸9外壁設有左前泵式饋能減振器進油口 LF2。
[0011]所述的導向套及密封3對儲油缸9和活塞桿6進行密封和導向；
[0012]所述的活塞7將工作缸5分成工作缸上腔C和工作缸下腔E，所述的活塞7具有滑動切換通道，所述的滑動切換通道主要包括上腔通道71、下腔通道72、上彈簧76、下彈簧73和滑閥75，其中，滑閥75彈性連接在上彈簧76與下彈簧73之間，上彈簧76、下彈簧73分別通過上滑閥限位塊77和下滑閥限位塊74進行限位；滑閥75的上下滑動對上腔通道71、下腔通道72與空心腔B之間的油液通路進行切換；
[0013]所述的上閥塊4將儲油缸9分成儲油缸上腔A和儲油缸下腔D，所述的儲油缸上腔A通過上閥塊4的閥孔41、閥片44與工作缸上腔C油液單向流通；常通孔42連通儲油缸上腔A和儲油缸下腔D，上閥體43外圓與儲油缸9內壁固定，上閥體43內圓通過上閥體軸套46與活塞桿6滑動連接。
[0014]所述的底閥8上安裝有底閥閥片81，儲油缸下腔D通過底閥8與工作缸下腔E油液單向連通。
[0015]所述的左前泵式饋能減振器LF的工作原理如下:
[0016]首先介紹活塞7的滑動切換通道的工作原理，當活塞7處于壓縮行程時，滑閥75受到工作缸5內壁向上的摩擦力和工作缸下腔E油液壓力作用，沿著活塞桿6向上滑動，關閉上腔通道71，打開下腔通道72，從而工作缸下腔E中的油液通過下腔通道72進入空心腔B ；
[0017]活塞桿6進入工作缸5，相當于活塞桿體積的油液進入蓄能器10，蓄能器10被壓縮；
[0018]當活塞7處于復原行程時，滑閥75受到工作缸5內壁向下的摩擦力和工作缸上腔C油液壓力作用，沿著活塞桿6向下滑動，關閉下腔通道72，打開上腔通道71，從而工作缸上腔C中的油液通過上腔通道71進入空心腔B ；
[0019]可見，無論壓縮行程還是復原行程，工作缸5油液均流入空心腔B，進而推動液壓馬達2單向旋轉，液壓馬達2輸出軸帶動發(fā)電機I發(fā)電。假設左前泵式饋能減振器出油口LFl和左前泵式饋能減振器進油口 LF2聯(lián)通，則液壓馬達2的流出油液通過左前泵式饋能減振器出油口 LFl和左前泵式饋能減振器進油口 LF2進入儲油缸9，而儲油缸9的油液將進一步通過上閥塊4或底閥8對工作缸5進行油液補償；
[0020]壓縮行程和復原行程的不同之處在于:壓縮行程時活塞桿6進入工作缸5，一部分油液進入蓄能器10，蓄能器10被壓縮；復原行程時活塞桿6移出工作缸5，一部分油液從蓄能器10排出，蓄能器10膨脹。
[0021]本實用新型的泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)的工作原理為:
[0022](I)車輛垂向運動:四支泵式饋能減振器同時被壓縮時，各個蓄能器均吸收油液；四支泵式饋能減振器同時復原時，各個蓄能器釋放油液；
[0023](2)車輛側傾運動:以向左側傾為例，此時左側兩支泵式饋能減振器同時被壓縮，右側兩支泵式饋能減振器同時被復原，左側兩支泵式饋能減振器的出油口排出的油液進入右側兩支泵式饋能減振器的儲油腔；
[0024](3)車輛俯仰運動:以向前點頭為例，前軸兩支泵式饋能減振器同時被壓縮，后軸兩支泵式饋能減振器同時被復原，前軸兩支泵式饋能減振器的出油口排出的油液進入后軸兩支泵式饋能減振器的儲油腔；
[0025](4)無論在哪種運動工況下，四支泵式饋能減振器中的油液均推動液壓馬達單向旋轉，進而帶動相應的發(fā)電機高效發(fā)電；
[0026](5)各發(fā)電機產生的電能可以通過充電管理電路對車載蓄電池進行充電，或者直接為汽車電器供電。
[0027]本實用新型還可以通過改變交聯(lián)形式，實現(xiàn)不同的油液流動模式，例如“左右交聯(lián)、前后連通”，“對角交聯(lián)”，“單輪自連通”;通過增加控制閥塊100，還可在上述交聯(lián)模式之間進行切換，達到不同的車身控制性能。
[0028]值得注意的是，通過控制各個發(fā)電機的外接負載，可以對發(fā)電機的反電動勢進行調節(jié)，進而調節(jié)液壓馬達產生的阻力大小，實現(xiàn)減振器阻尼力的控制，即本實用新型可實現(xiàn)懸架半主動控制，同時改善車輛的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。
[0029]本實用新型的有益效果在于:
[0030]由于采用了獨特的具有滑動切換通道的活塞形式，使得交聯(lián)懸架泵式饋能減振器單元油液始終是單向流動，流經液壓馬達，類似于液壓泵的泵油過程，帶動發(fā)電機發(fā)電，對懸架振動能量進行高效回收；產生的電能可以通過充電管理電路對車載蓄電池進行充電，或者直接為汽車電器供電，提高汽車的燃油經濟性。此外，通過發(fā)電機外接負載控制，可實現(xiàn)懸架半主動控制，同時改善車輛的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本實用新型的一種實施例，交聯(lián)模式為“左右交聯(lián)、前后連通”；
[0032]圖2是左前泵式饋能減振器LF的一種實施例；
[0033]圖3(a)是圖2中的局部放大圖1 ;
[0034]圖3(b)是圖2中的局部放大圖1I ;
[0035]圖3(c)是圖2中的局部放大圖1II ;
[0036]圖4(a)為壓縮行程時的油液流向；
[0037]圖4(b)為復原行程時的油液流向；
[0038]圖5為本實用新型的又一實施例，交聯(lián)模式為“對角交聯(lián)”
[0039]圖6為本實用新型的又一實施例，交聯(lián)模式為“單輪自連通”；
[0040]圖7為本實用新型的又一實施例，在各油路之間加入控制閥塊，可在各種交聯(lián)模式之間進行切換。
[0041]圖中:
[0042]LF、左前泵式饋能減振器；RF、右前泵式饋能減振器；
[0043]LR、左后泵式饋能減振器；RR、右后泵式饋能減振器；
[0044]LF1、LF2、RF1、RF2、LR1、LR2、RR1、RR2 分別為 LF、RF、LR、RR 四支泵式饋能減振器的出油口和進油口；
[0045]1、發(fā)電機；2、液壓馬達；3、導向套及密封；4、上閥塊；
[0046]5、工作缸；6、活塞桿；7活塞；8、底閥；9、儲油缸；10、蓄能器；
[0047]A、儲油缸上腔；B、空心腔；C、工作缸上腔；
[0048]D、儲油缸下腔；E、工作缸下腔；
[0049]41、閥孔；42、常通孔43、上閥體；44、閥片；
[0050]45、彈簧；46、上閥體軸套；
[0051]71、上腔通道、72、下腔通道；73、下彈簧；74、下滑閥限位塊；
[0052]75、滑閥；76、上彈簧；77、上滑閥限位塊；
[0053]81、底閥閥片；100、控制閥塊。

【具體實施方式】
[0054]下面結合附圖對本實用新型進行詳細介紹。
[0055]圖1是本實用新型的一種實施例，其交聯(lián)模式為“左右交聯(lián)、前后連通”，主要包括左前泵式饋能減振器LF、右前泵式饋能減振器RF、左后泵式饋能減振器LR和右后泵式饋能減振器RR;所述的四支泵式饋能減振器的結構相同，均具有液壓發(fā)電模塊，懸架系統(tǒng)在路面激勵下產生油液單向流動，進而驅動液壓發(fā)電模塊進行發(fā)電；其中，左前泵式饋能減振器出油口 LF1、右前泵式饋能減振器進油口 RF2、左后泵式饋能減振器出油口 LRl和右后泵式饋能減振器進油口 RR2通過油管相連；左前泵式饋能減振器進油口 LF2、右前泵式饋能減振器出油口 RFl、左后泵式饋能減振器進油口 LR2和右后泵式饋能減振器出油口 RRl通過油管相連。
[0056]圖2是左前泵式饋能減振器LF的一種實施例，可見所述的左前泵式饋能減振器LF包括儲油缸9，同軸安裝于儲油缸9內部的工作缸5，固定在工作缸5下端和儲油缸9之間的底閥8，安裝在工作缸5上端和儲油缸9之間的上閥塊4，固定安裝在儲油缸9的上端的導向套及密封3，穿過導向套及密封3和上閥塊4的活塞桿6，活塞桿6下端固定有活塞7，活塞7沿著工作缸5內壁滑動，活塞桿6具有空心腔B，活塞桿6上端伸出儲油缸9，活塞桿6上端的空心腔B連接液壓馬達2的進油口，液壓馬達2的出油口即為左前泵式饋能減振器出油口 LF1，液壓馬達2的輸出軸與發(fā)電機I的轉子固連，帶動發(fā)電機I發(fā)電；蓄能器10通過液壓馬達2的內部流道與活塞桿6空心腔B連通；儲油缸9外壁設有左前泵式饋能減振器進油口 LF2 ；
[0057]所述的導向套及密封3對儲油缸9和活塞桿6進行密封和導向。
[0058]如圖3 (b)所示，所述的活塞7將工作缸5分成工作缸上腔C和工作缸下腔E，所述的活塞7具有滑動切換通道，所述的滑動切換通道主要包括上腔通道71、下腔通道72、上彈簧76、下彈簧73和滑閥75，其中，滑閥75彈性連接在上彈簧76與下彈簧73之間，上彈簧76、下彈簧73分別通過上滑閥限位塊77和下滑閥限位塊74進行限位；滑閥75的上下滑動對上腔通道71、下腔通道72與空心腔B之間的油液通路進行切換。
[0059]如圖3(a)所示，所述的上閥塊4將儲油缸9分成儲油缸上腔A和儲油缸下腔D，所述的儲油缸上腔A通過上閥塊4的閥孔41、閥片44與工作缸上腔C油液單向流通；常通孔42連通儲油缸上腔A和儲油缸下腔D，上閥體43外圓與儲油缸9內壁固定，上閥體43內圓通過上閥體軸套46與活塞桿6滑動連接。
[0060]如圖3(c)所示，所述的底閥8上安裝有底閥閥片81，儲油缸下腔D通過底閥8與工作缸下腔E油液單向連通。
[0061]圖4(a)為壓縮行程時的油液流向，可見當所述的活塞7處于壓縮行程時，滑閥75受到工作缸5內壁向上的摩擦力和工作缸下腔E油液壓力作用，沿著活塞桿6向上滑動，關閉上腔通道71，打開下腔通道72，從而工作缸下腔E中的油液通過下腔通道72進入空心腔B ;所述的活塞桿6進入工作缸5，相當于活塞桿體積的油液進入蓄能器10，蓄能器10被壓縮；
[0062]圖4(b)為復原行程時的油液流向，可見當所述的活塞7處于復原行程時，滑閥75受到工作缸5內壁向下的摩擦力和工作缸上腔C油液壓力作用，沿著活塞桿6向下滑動，關閉下腔通道72，打開上腔通道71，從而工作缸上腔C中的油液通過上腔通道71進入空心腔B ；
[0063]可見，無論壓縮行程還是復原行程，工作缸5油液均流入空心腔B，進而推動液壓馬達2單向旋轉，液壓馬達2輸出軸帶動發(fā)電機I發(fā)電。假設左前泵式饋能減振器出油口LFl和左前泵式饋能減振器進油口 LF2聯(lián)通，則液壓馬達2的流出油液通過左前泵式饋能減振器出油口 LFl和左前泵式饋能減振器進油口 LF2進入儲油缸9，而儲油缸9的油液將進一步通過上閥塊4或底閥8對工作缸5進行油液補償；
[0064]壓縮行程和復原行程的不同之處在于:壓縮行程時活塞桿6進入工作缸5，一部分油液進入蓄能器10，蓄能器10被壓縮；復原行程時活塞桿6移出工作缸5，一部分油液從蓄能器10排出，蓄能器10膨脹。
[0065]本實用新型的泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)的工作原理為:
[0066](I)車輛垂向運動:四支泵式饋能減振器同時被壓縮時，各個蓄能器均吸收油液；四支泵式饋能減振器同時復原時，各個蓄能器釋放油液；
[0067](2)車輛側傾運動:以向左側傾為例，此時左側兩支泵式饋能減振器同時被壓縮，右側兩支泵式饋能減振器同時被復原，左側兩支泵式饋能減振器的出油口排出的油液進入右側兩支泵式饋能減振器的儲油腔；
[0068](3)車輛俯仰運動:以向前點頭為例，前軸兩支泵式饋能減振器同時被壓縮，后軸兩支泵式饋能減振器同時被復原，前軸兩支泵式饋能減振器的出油口排出的油液進入后軸兩支泵式饋能減振器的儲油腔；
[0069](4)無論在哪種運動工況下，四支泵式饋能減振器中的油液均推動液壓馬達單向旋轉，進而帶動相應的發(fā)電機高效發(fā)電；
[0070](5)各發(fā)電機產生的電能可以通過充電管理電路對車載蓄電池進行充電，或者直接為汽車電器供電。
[0071]本實用新型還可以通過改變交聯(lián)形式，實現(xiàn)不同的油液流動模式，例如，圖1中為“左右交聯(lián)、前后連通”，圖5為“對角交聯(lián)”，圖6為“單輪自連通”;如圖7所示，通過增加控制閥塊100，還可在上述交聯(lián)模式之間進行切換，達到不同的車身控制性能。
[0072]值得注意的是，通過控制所述的液壓發(fā)電模塊的外接負載，對液壓發(fā)電模塊的反電動勢進行調節(jié)，進而調節(jié)泵式饋能減振器的阻尼力，即本實用新型可實現(xiàn)懸架半主動控制，同時改善車輛的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。
[0073]上述實施例僅用于說明本實用新型，其各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
【權利要求】
1.一種泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)，包括左前泵式饋能減振器(LF)、右前泵式饋能減振器(RF)、左后泵式饋能減振器(LR)和右后泵式饋能減振器(RR);其特征在于: 所述的四支泵式饋能減振器的結構相同，均具有液壓發(fā)電模塊，懸架系統(tǒng)在路面激勵下產生油液單向流動，進而驅動液壓發(fā)電模塊進行發(fā)電；其中，左前泵式饋能減振器出油口(LFl)、右前泵式饋能減振器進油口(RF2)、左后泵式饋能減振器出油口(LRl)和右后泵式饋能減振器進油口(RR2)通過油管相連；左前泵式饋能減振器進油口(LF2)、右前泵式饋能減振器出油口(RFl)、左后泵式饋能減振器進油口(LR2)和右后泵式饋能減振器出油口(RRl)通過油管相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)，其特征在于: 所述的左前泵式饋能減振器(LF)包括儲油缸(9)，同軸安裝于儲油缸(9)內部的工作缸(5)，固定在工作缸(5)下端和儲油缸(9)之間的底閥(8)，安裝在工作缸(5)上端和儲油缸(9)之間的上閥塊(4)，固定安裝在儲油缸(9)的上端的導向套及密封(3)，穿過導向套及密封(3)和上閥塊(4)的活塞桿￠)，活塞桿(6)下端固定有活塞(7)，活塞(7)沿著工作缸(5)內壁滑動，活塞桿(6)具有空心腔(B)，活塞桿(6)上端伸出儲油缸(9)，活塞桿(6)上端的空心腔⑶連接液壓馬達(2)的進油口，液壓馬達(2)的出油口即為左前泵式饋能減振器出油口(LFl)，液壓馬達(2)的輸出軸與發(fā)電機(I)的轉子固連，帶動發(fā)電機(I)發(fā)電；蓄能器(10)通過液壓馬達(2)的內部流道與活塞桿(6)空心腔⑶連通；儲油缸(9)外壁設有左前泵式饋能減振器進油口(LF2)； 所述的導向套及密封(3)對儲油缸(9)和活塞桿(6)進行密封和導向。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)，其特征在于: 所述的活塞(7)將工作缸(5)分成工作缸上腔(C)和工作缸下腔(E)，所述的活塞(7)具有滑動切換通道，所述的滑動切換通道主要包括上腔通道(71)、下腔通道(72)、上彈簧(76)、下彈簧(73)和滑閥(75)，其中，滑閥(75)彈性連接在上彈簧(76)與下彈簧(73)之間，上彈簧(76)、下彈簧(73)分別通過上滑閥限位塊(77)和下滑閥限位塊(74)進行限位；滑閥(75)的上下滑動對上腔通道(71)、下腔通道(72)與空心腔(B)之間的油液通路進行切換。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)，其特征在于: 所述的上閥塊(4)將儲油缸(9)分成儲油缸上腔(A)和儲油缸下腔(D)，所述的儲油缸上腔㈧通過上閥塊⑷的閥孔(41)、閥片(44)與工作缸上腔(C)油液單向流通；常通孔(42)連通儲油缸上腔(A)和儲油缸下腔(D)，上閥體(43)外圓與儲油缸(9)內壁固定，上閥體(43)內圓通過上閥體軸套(46)與活塞桿(6)滑動連接。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種泵式饋能交聯(lián)懸架系統(tǒng)，其特征在于: 所述的底閥(8)上安裝有底閥閥片(81)，儲油缸下腔(D)通過底閥(8)與工作缸下腔(E)油液單向連通。
【文檔編號】F16F9/32GK203979260SQ201420433332
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月2日 優(yōu)先權日:2014年8月2日
【發(fā)明者】郭孔輝, 甄昊, 張玉新, 邵雄, 李書旭, 趙華, 戰(zhàn)敏, 趙彬, 吳建飛 申請人:吉林大學