[发明专利]一种多模式双气室油气ISD悬架及其工作方法

说明书

本发明涉及一种双气室油气ISD悬架，包括高压蓄能器、第一阻尼阀、螺旋管、连接管路、第一控制阀、液压缸、第二控制阀、低压蓄能器、第二阻尼阀、第三控制阀、活塞、活塞杆，活塞将液压缸分为无杆腔和有杆腔，活塞上端具有两个并列的蓄能器，高、低压蓄能器通过螺旋管或液压管路与液压缸无杆腔连通，液压缸无杆腔的出口处设置有第一、第二及第三控制阀，通过控制阀进行模式切换，该系统不仅能够使车辆刚度适应载荷变化，实现在不同载荷下，悬架系统的偏频基本一致，而且能够利用惯容器的隔振性能，改善重载车辆在恶劣路况下的性能。

技术领域

本发明属于车辆底盘悬架领域，具体涉及一种多模式可切换的双气室油气ISD悬架。

背景技术

双气室油气悬架是国外发明的一种油气悬架，它的特点是，低压蓄能器先工作，只有当载荷大到一定程度时，高压蓄能器才参加工作，低压、高压蓄能器同时工作，使工作容积增大，因而弹簧的气体折算高度值增加，弹簧的固有振动频率下降，改善行驶平顺性。这种结构曾在意大利矿用车(佩尔里尼S-30)上采用过。该结构包含简单的模式切换，但仅能满足车辆在不同载荷下对刚度的需求，不能实现悬架系统对路况的适应。

液力式惯容器是英国剑桥大学Smith提出的一种新型惯容器装置US8881876B2，区别于机械式惯容器，它采用流体作为介质，利用螺旋管内高速流动的油液实现惯容，具有与质量元件相同的惯性特征。通过将液力式惯容器引入车辆悬架系统，油气ISD(inerter-spring-damper)悬架已经成为了被动悬架技术发展的新方向，油气ISD悬架能够抑制车身的低频共振，提高车辆舒适性，减少车轮跳动，改善轮胎的接地性。本发明将液力惯容器融合设计进了双气室油气悬架中，在现有的技术条件下，此种油气悬架的模式切换较容易实现，具有良好的工程应用价值。

中国专利CN201410720697.X公开的油气悬架是一种带惯性储能元件的被动油气悬架系统，包括弹性储能、惯性储能和阻尼元件。该悬架仅针对转弯工况下进行刚度调节，同时考虑到车辆本身对于刚度、阻尼的匹配需求，惯容的设计范围较小，易出现载荷、路况不匹配的情况。

发明内容

本发明的目的在于提出一种多模式双气室油气ISD悬架及其切换策略，通过对油气悬架参数的合理匹配及模式切换可以实现油气悬架刚度、阻尼和惯容的改变，以满足车辆在不同路况，不同载荷的情况下对悬架减振的需求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多模式双气室油气ISD悬架，包括高压蓄能器、低压蓄能器、液压缸、活塞；所述活塞将液压缸分为无杆腔和有杆腔，所述无杆腔出口处设置有第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀；所述液压缸的无杆腔与所述高压蓄能器连接，所述高压蓄能器和第一控制阀之间安装有螺旋管，所述高压蓄能器和第三控制阀之间的安装有第二阻尼阀；所述液压缸的无杆腔还连接有低压蓄能器，所述低压蓄能器入口处安装有第一阻尼阀；所述液压缸的上端与悬挂质量铰接，所述活塞杆的下端与非悬挂质量铰接；

上述方案中，所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀通过不同的通断方式使油气悬架产生不同的连通模式，实现多模式切换。

本发明提供了适应不同路况、载荷的多种油气ISD悬架模式，包括如下模式及切换策略：

模式一：轻载，采用单气室(低压)油气悬架模式，所述第一控制阀和所述第三控制阀关闭，所述第二控制阀打开。所述低压蓄能器产生的刚度与车辆载荷匹配，为车辆提供弹性力，第二阻尼阀为车辆提供阻尼。

模式二：重载、路面条件良好，采用双气室油气悬架模式，第一控制阀关闭，第二控制阀和第三控制阀打开。并列的低压蓄能器与高压蓄能器产生与车辆载荷匹配的刚度。第一阻尼阀用于满足双气室油气悬架模式下车辆对减振的需求。