[发明专利]一种连通式液压馈能悬架系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，具体涉及车辆底盘的关键部分——悬架系统，它特别适合于中、重型车辆和多轴车辆，具有布局方便，技术成本低，高效可靠、经济实用的优点。

背景技术

车辆悬架的作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶，保证乘坐舒适和货物的完好。

传统的被动悬架和半主动悬架都是采用减震器吸收车辆振动，阻尼的节流作用使车辆的振动能量转化为热能消耗掉。面对日益减少的能源资源，开源节能已成为一种趋势，也越来越得到人们的认可。大量研究结果表明，车辆行驶时作用在悬架上的振动能量是可以回收利用的。

现有的馈能悬架根据传动机构不同主要分为电磁式馈能悬架、机械-电磁式馈能悬架和液压式馈能悬架三种。电磁式采用直线电机替代减震器与弹性元件并联，将悬架的垂向振动能量直接转化为电机的输出电能；机械-电磁式采用齿轮齿条将悬架的直线运动转化成发电机转子的旋转运动；液压式采用蓄能器将悬架垂向振动能量吸收，能量不转化电能，而是用于车辆转向和制动等液压系统。电磁式馈能悬架技术难度较大，对电机要求也较高，成本较大。齿轮齿条式馈能悬架结构笨重，占用体积大，不利于空间布置。另外，这两种方法的一个共同弊端就是一个车轮悬架上需要安装一个电机，需要的电机数量都比较多，而每个电机的输出电压个不相同，又增加了电路整流难度。液压式馈能悬架吸收的能量以蓄能器储存，容积和压力有限制，蓄能器吸收的能量仅用于车辆液压系统助力，其能量吸收率和利用率都比较低。

液压-电磁式馈能悬架是另外一种馈能悬架方式，其原理是悬架液压缸作为泵源，液压缸两个油口直接接液压马达，再由液压马达驱动直流发电机工作。液压缸和液压马达直接连通，导致马达转速受悬架振动影响很大，电机输出电压波动较大。和电磁式馈能悬架相同，需要的电机数量都比较多，而每个电机的输出电压各不相同，增加了电路整流难度。此外，该悬架仅从能量回收的角度出发，没有兼顾车辆的舒适性和操纵稳定性。

发明内容

针对传统被动和半主动悬架衰减悬架振动的过程中存在的能量损失，本发明旨在提供一种连通式液压馈能悬架系统，该悬架系统可有效地解决车辆悬架振动能量回收的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种连通式液压馈能悬架系统，包括多个液压缸，其结构特点是，各液压缸的有杆腔和无杆腔均通过管道与主油管连通，所述主油管通过第一单向阀与第一蓄能器连通，该主油管通过第二单向阀与第二蓄能器连通，所述第一蓄能器与第二蓄能器通过液压马达相连而形成液压整流回路；所述液压马达与一发电机相连。

由此，本发明通过两个蓄能器的配合实现油气悬架功能的基础上，通过液压马达驱动直流发电机实现悬架系统的能量回收，能量回收利用率高。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

进一步地，所述液压马达的进油口与所述第一单向阀和第一蓄能器之间的管路连通，该液压马达的出油口与所述第二单向阀和第二蓄能器之间的管路连通；所述液压马达、第一单向阀、第二单向阀和主油管之间形成闭式液压回路。

优选地，所述第一单向阀的进油口接主油管，该第一单向阀的出油口与第一蓄能器相连；所述单向阀的进油口与第二蓄能器相连，该第二单向阀的出油口接主油管。

进一步地，本发明还包括车身高度调节单元。更进一步地，所述车身高度调节单元包括与主油管相连的比例电磁阀，连接在比例电磁阀上的溢流阀和液压泵；所述液压泵的出油口与溢流阀并联，该液压泵的出油口与比例电磁阀的P口连接。

所述液压马达的泄油口通过油管与所述车身高度调节单元的液压泵的油箱相连。

所述液压泵与一直流电动机相连。

各液压缸的有杆腔的油口和无杆腔的油口均通过相应的阻尼阀与主油管相连。

优选地，所述液压缸共有四个。

藉由上述结构，本发明的全连通式液压储能悬架系统的每个液压缸的两个工作腔均通过阻尼阀和油管相连通，所有的管路再通过三通接头汇集到一个主油路中，两个蓄能器分别通过单向阀并联到悬架系统主油路中，液压马达通过油管和三通接头安装在两个蓄能器之间，直流发电机通过刚性轴与液压马达联接，电池组通过导线与直流发电机连接，液压泵与溢流阀并联后再经比例电磁阀连接到系统主油路上。

所述高压蓄能器的平均工作压力和低压蓄能器平均工作压力之间的差值由液压马达所带负载决定。