載貨車半主動雙向饋能油氣懸架系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于載貨車能量回收領(lǐng)域，具體涉及一種載貨車半主動雙向饋能油氣懸架 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 經(jīng)濟(jì)性和舒適性是評價(jià)汽車性能的重要指標(biāo)。目前，各汽車生產(chǎn)廠家都在追求低 油耗，而能量回收為降低油耗提高經(jīng)濟(jì)性開辟了新的有效途徑。在國際經(jīng)濟(jì)危機(jī)和國內(nèi)燃 油費(fèi)改稅的大環(huán)境下，進(jìn)行車輛振動能量回收，用于耗能系統(tǒng)，提高燃油經(jīng)濟(jì)性具有重要意 義。隨著生活水平的不斷提高和汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，人們對整車舒適性提出了更高的要 求，而懸架系統(tǒng)直接影響整車的舒適性。在車輛設(shè)計(jì)時(shí)，把整車經(jīng)濟(jì)性和舒適性有機(jī)結(jié)合具 有重要意義。因此，把懸架設(shè)計(jì)和振動能量回收有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)出能夠使車輛舒適性最佳且 振動能量回收效率高的懸架系統(tǒng)具有重要實(shí)用價(jià)值。
[0003] 目前，壓縮缸饋能主要有兩種：一種是采用氣缸單向饋能；另一種是采用油缸單 向饋能。這兩種饋能方法均屬單向饋能，因此能量回收效率較低，而且在回收能量的同時(shí)沒 有對整車舒適性給予足夠的考慮。
[0004] 現(xiàn)有的載貨車振動能量回收系統(tǒng)一般安裝在車架和車橋之間，主要有兩種具體實(shí) 現(xiàn)形式：一種是直接垂向放置饋能壓縮缸，如能夠在壓縮時(shí)能夠儲存能量的氣缸或者油缸 等，這種方式因在載貨車實(shí)際使用過程中懸架動撓度較小，能量回收效率很低，實(shí)用性很 差，同時(shí)輔助部件較復(fù)雜，成本較高；另一種實(shí)現(xiàn)形式是饋能壓縮缸沿車架縱向方向放置， 通過安裝在車架和車橋之間的齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)換，由于在實(shí)際應(yīng)用過程中 車橋具有六自由度的運(yùn)動，齒輪齒條經(jīng)常出現(xiàn)折斷的故障，導(dǎo)致能量回收系統(tǒng)失效，這種實(shí) 現(xiàn)形式可靠性較差。
[0005] 而且現(xiàn)有的載貨車振動能量回收系統(tǒng)，對于高頻小振幅的振動難以回收，而大振 幅的振動又較少，導(dǎo)致能量回收效率低下，尚不能達(dá)到振動能量高效率回收的要求，也不能 較好的提高整車舒適性且在有些工況下還惡化了舒適性，因而現(xiàn)有的載貨車振動能量回收 系統(tǒng)難以推廣。此外，目前在載貨車領(lǐng)域還尚未出現(xiàn)成熟的兼顧整車舒適性和振動能量回 收效率的饋能懸架系統(tǒng)。
[0006] 因此，如何在載貨車上安裝能夠提高整車舒適性、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、且回收效 率高的振動能量回收系統(tǒng)成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、性能可靠、能更 有效的回收車輛振動能量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，并改善載貨汽車的舒適性的載貨車半主動雙 向饋能油氣懸架系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0009] -種載貨車半主動雙向饋能油氣懸架系統(tǒng)，其特征在于，包括：依次連接的鋼板彈 簧、吊耳、油缸連桿、第一油缸、第二油缸、氣缸、油水分離器、空氣增壓器和儲氣罐；
[0010] 所述鋼板彈簧一端連接在車架上，另一端連接在所述吊耳上；
[0011] 所述吊耳一端通過旋轉(zhuǎn)副連接在車架上，另一端通過旋轉(zhuǎn)副與所述油缸連桿連 接；
[0012] 所述第一油缸的無桿腔與所述油缸連桿連接，所述第一油缸的有桿腔經(jīng)由活塞桿 通過旋轉(zhuǎn)副連接在所述車架上；
[0013] 所述第一油缸和所述第二油缸之間通過第一油管和第二油管連接；
[0014] 所述氣缸與所述第二油缸和所述油水分離器相連接；
[0015] 其中，在載貨車的行駛過程中，通過所述吊耳的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，帶動油液從所述第一油 缸向所述第二油缸流動，進(jìn)而帶動所述第二油缸壓縮所述氣缸的氣體，以對所述儲氣罐進(jìn) 行充氣。
[0016] 優(yōu)選地，當(dāng)所述載貨車處于第一狀態(tài)時(shí)，所述吊耳順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使得所述第一油缸 與所述第一油缸的活塞桿之間發(fā)生壓縮運(yùn)動，進(jìn)而帶動所述第二油缸壓縮所述氣缸的氣 體，經(jīng)壓縮的氣體沿第一氣路對所述儲氣罐進(jìn)行充氣；當(dāng)載貨車處于第二狀態(tài)時(shí)，所述吊耳 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使得所述第一油缸與所述第一油缸的活塞桿之間發(fā)生復(fù)原運(yùn)動，進(jìn)而帶動所 述第二油缸壓縮所述氣缸的氣體，經(jīng)壓縮的氣體沿第二氣路對所述儲氣罐進(jìn)行充氣。
[0017] 優(yōu)選地，所述第一油缸與所述第二油缸之間設(shè)置有第一單向閥、第二單向閥、第三 單向閥、第四單向閥以及與所述第一單向閥和第二單向閥相連的蓄能器，其中，所述第一單 向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)時(shí)均處于關(guān)閉 狀態(tài)。
[0018] 優(yōu)選地，在所述第一狀態(tài)時(shí)，如果所述第二油缸處于第一極限位置則所述第一油 缸的有桿腔需要的油液通過第四單向閥進(jìn)行補(bǔ)償，且因所述第一油缸的活塞桿造成的多余 油液，流經(jīng)所述第一單向閥，由所述蓄能器存儲；以及在所述第二狀態(tài)時(shí)，如果所述第二油 缸處于第二極限位置則所述第一油缸的無桿腔所需要的油液一部分通過第三單向閥進(jìn)行 補(bǔ)償，另一部分因所述第一油缸的活塞桿造成的需求油液由所述蓄能器流出，經(jīng)所述第二 單向閥進(jìn)行補(bǔ)償。
[0019] 優(yōu)選地，還包括與所述氣缸連接的空氣濾清器；其中，所述氣缸的有桿腔與所述空 氣濾清器之間設(shè)置有第五單向閥，所述氣缸的無桿腔與所述空氣濾清器之間設(shè)置有第六單 向閥；所述氣缸的無桿腔與所述油水分離器之間設(shè)置有第七單向閥，所述氣缸的有桿腔與 所述油水分離器之間設(shè)置有第八單向閥。
[0020] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置在所述儲氣罐上的壓力傳感器和與所述所述儲氣罐連接的發(fā) 動機(jī)氣壓分流系統(tǒng)，以及分別與所述壓力傳感器和所述發(fā)動機(jī)氣壓分流系統(tǒng)通信連接的電 子控制單元，以及與所述儲氣罐連接的溢流閥和氣壓能消耗系統(tǒng)。
[0021] 優(yōu)選地，當(dāng)所述壓力傳感器測得所述儲氣罐的壓力值p<pa時(shí)，所述發(fā)動機(jī)氣壓 分流系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)；當(dāng)所述壓力傳感器測得所述儲氣罐的壓力值P>Pa時(shí)，所述發(fā)動 機(jī)氣壓分流系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)；其中，Pa為設(shè)定的儲氣罐的壓力值的閾值下限值。
[0022] 優(yōu)選地，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)氣壓分流系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述載貨車半主動雙向饋 能油氣懸架系統(tǒng)處于能量回收的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，其中，在所述第一狀態(tài)下，如果所述 儲氣罐的壓力值？>^，則通過所述溢流閥將部分壓縮空氣釋放到大氣中，且此時(shí)第八單向 閥關(guān)閉，所述第五單向閥打開；以及在所述第二狀態(tài)下，如果所述儲氣罐的壓力值P>Pb， 則通過所述溢流閥將部分壓縮空氣釋放到大氣中，且此時(shí)第七單向閥關(guān)閉，所述第六單向 閥打開，其中，Pb為設(shè)定的儲氣罐的壓力值的閾值上限值。
[0023] 優(yōu)選地，所述第一氣路包括依次連接的氣缸的無桿腔、第七單向閥、油水分離器和 儲氣罐形成的氣體通路；所述第二氣路包括依次連接的氣缸的有桿腔、第八單向閥、油水分 離器和儲氣罐形成的氣體通路。
[0024] 優(yōu)選地，還包括：
[0025] (1)根據(jù)氣壓能消耗系統(tǒng)所需要的工作氣壓及增壓器的增壓比Π，計(jì)算得系統(tǒng) 的最大工作壓力P_ =Pe/Π;
[0026] (2)根據(jù)吊耳材料的強(qiáng)度，可得吊耳能夠承擔(dān)的安全工作力F;
[0027] (3)根據(jù)吊耳能夠承擔(dān)的安全工作力F及系統(tǒng)的最大工作壓力？_，利用公式
，計(jì)算可得第一油缸的缸筒內(nèi)半徑Ru;根據(jù)安全工作力F及油缸活塞桿的強(qiáng)度， 選擇第一油缸的活塞桿的半徑為Rg ;
[0028] (4)根據(jù)第二油缸和氣缸在車架上的安裝空間，選擇第二油缸與第一油缸的工作 行程比值β2 ;
[0029] (5)根據(jù)第一油缸的缸筒內(nèi)半徑Ru及第二油缸與第一油缸的工作行程比值β 2,計(jì) 算可得第二油缸的缸筒內(nèi)半徑ru =Ru/i3 ;
[0030] (6)根據(jù)試驗(yàn)測得空載和滿載情況下吊耳的擺動角范圍Θ，吊耳的長度X，利用L =2χΘ可得第一油缸的活塞行程L;
[0031] (7)根據(jù)第一油缸排出的油液完全流入第二油缸，且第二油缸排出的油液完全流 入第一油缸的要求確定第二油缸的活塞桿的半徑為rg =R/β
[0032] (8)根據(jù)布置空間，選擇氣缸的活塞桿半徑為rg，工作行程為1;
[0033](9)根據(jù)車輛參數(shù)通過仿真或者理論計(jì)算得懸架系統(tǒng)舒適性的最佳阻尼比ξ、鋼 板彈簧承擔(dān)載荷m、鋼板彈簧剛度Κ;利用公式
計(jì)算可得懸架系統(tǒng)的最佳阻尼 值C;
[0034] (10)根據(jù)懸架系統(tǒng)的最佳阻尼值C，選擇氣管和油管的直徑，并進(jìn)行管路布置。
[0035] 本發(fā)明提供的一種載貨車半主動雙向饋能油氣懸架系統(tǒng)，其有益效果在于，利用 吊耳杠桿比及油缸的缸徑比放大工