一种车辆及提高车辆行驶平稳性的方法
技术领域
本发明涉及车辆领域,具体而言,涉及一种车辆及提高车辆行驶平稳性的方法。
背景技术
车辆行驶的平稳性是驾驶体验的指标之一,而为了改善车辆行驶的平稳性,给车轮悬架与车架之间加装液压减振器是比较重要的手段之一。现有的液压减振器其减振性能较差,难以达到人们对车辆行驶平稳性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆,其采用了一种减振器,上述减振器根据实际车况能够对其阻尼力进行调节,从而进一步改善其减振性能。
本发明的另一目的在于提供一种提高车辆行驶平稳性的方法,其能够用于上述车辆。
本发明是这样实现的:
一种减振器,所述减振器包括:
外筒,所述外筒用于容纳液压油,并用于与对应的悬架连接;
活塞,所述活塞滑动设置在所述外筒内;所述活塞上设置有两个安装通孔;
活塞杆,所述活塞杆的一端与所述活塞连接,另一端用于与对应的车架连接;
两个电磁阀,所述两个电磁阀均为常闭阀,并分别安装在所述两个安装通孔中;所述两个电磁阀为上流电磁阀及下流电磁阀,所述活塞向下运动时;上流电磁阀能够打开,使得压力油能够通过该电磁阀向上流动;所述活塞向上运动时,下流电磁阀能够打开,使得压力油能够通过该电磁阀向下流动。
进一步;
所述电磁阀包括压缩定铁、压缩动铁和压缩弹簧;
所述压缩定铁固定安装在对应的所述安装通孔中,所述压缩动铁滑动设置在对应的所述安装通孔中,所述压缩动铁滑动时,对应的所述安装通通孔的通流面积相应改变;
所述压缩弹簧的两端分别与所述压缩动铁及所述压缩动铁抵接。
进一步;
所述安装通孔为阶梯孔,包括大径孔和小径孔;所述压缩动铁及所述压缩定铁均为圆柱状,所述压缩定铁的中部设置有过油孔,所述压缩动铁的圆周面上设置有过油槽;所述过油孔及所述过油槽均沿所述安装通孔的轴向延伸;
所述压缩定铁固定安装在所述大径孔中,所述压缩动铁滑动设置在所述大径孔中,自然状态下,所述压缩动铁能够将所述小径孔封堵。
进一步;
还包括节流组件,所述节流组件包括上锥形盖、下锥形盖、连接杆和节流弹簧;所述活塞上设置有节流通孔;
所述节流通孔为阶梯孔,包括节流大孔和节流小孔,所述节流大孔延伸至所述活塞的上表面,所述节流小孔延伸至所述活塞的下表面;所述节流大孔的端部设置有倒角,形成锥形面;
所述活塞上还设置与节流通道,所述节流通道的一端延伸至所述节流大孔的孔壁或底部,另一端延伸至所述活塞的下表面;所述节流通道倾斜设置,所述节流通道的下端与所述节流小孔轴线的距离大于所述下锥形盖的半径;
所述连接杆贯穿所述节流通孔,并滑动设置在所述节流小孔中,所述连接杆的上端与所述上锥形盖连接,所述连接杆的小端与所述下锥形盖连接;所述上锥形盖的大端面朝上,所述下锥形盖的大端面朝下;
所述节流弹簧设置在所述节流大孔中,所述节流弹簧的一端与所述上锥形盖抵接,另一端与所述节流大孔的底部抵接;
节流弹簧在自然状态下,所述上锥形盖与所述锥形面之间留有间隙;所述下锥形盖与所述活塞下表面之间留有间隙。
进一步;
所述活塞上还设置有第一流道和第二流道,所述第一流道贯穿所述活塞,所述第二流道的一端延伸至所述活塞端面,另一端与所述第一流道相贯;
所述第一流道的一端还设置有调节螺钉,所述调节螺钉旋进或旋出时,能够调节所述第二流道的有效通流面积;液压油能够通过所述第一流道及所述第二流道穿过所述活塞。
进一步;
上述两个电磁阀的安装方向相反,所述上流电磁阀的压缩弹簧的弹力小于所述下流电磁阀的压缩弹簧的弹力。
一种车辆,,所述车辆包括车架、四个减振弹簧及四个悬架,所述四个悬架上分别设置有所述的减振器,所述悬架通过对应的减振器及减振弹簧与所述车架连接;
所述车架上还设置有:
控制器;
速度传感器,用于检测所述车架的移动速度;
加速度传感器,用于检测所述车架的加速度;
四个位移传感器,所述四个位移传感器分别用于检测所述车架与对应的所述悬架之间的位移信号;
所述控制器能够接收所述速度传感器、所述加速度传感器以及所述四个位移传感器的检测信号,并能够根据所述位移传感器的检测信号计算车架与对应的悬架之间的相对速度;
所述控制器还能够控制所述四个减振器上的电磁阀的开度。
一种提高车辆行驶平稳性的方法,用于所述的车辆,包括以下步骤:
当控制器收到制动信号时,判断为一般情况制动还是紧急情况制动;
当速度信号大于预设速度值,并且加速度信号大于预设加速度值时,判定为紧急情况制动;则控制前轮和后轮四个减振器上的上流电磁阀和下流电磁阀开度减小,增加阻尼力;
否则,判定为一般情况制动;则控制前轮的两个减振器上的上流电磁阀和下流电磁阀开度增大,减小阻尼力。
进一步;
当接收到所述位移传感器中的位移信号大于预设位移值时,判定该位移传感器对应的减振器下方路面不平;
进而通过位移信号的正负来判断该减振器的活塞下行还是上行;
当为下行时,给定该减振器的上流电磁阀较大的开度,下流电磁阀保持关闭,减小阻尼力;当为上行时,给定该减振器的下流电磁阀较小的开度,使得活塞下腔产生负压。
进一步;
当接收到的所述四个位移传感器的位移信号均小于预设位移值时,则判定车辆在平稳路面行驶;
进而判断车辆为高速行驶还是低速行驶,当车架速度小于预设速度值时,则保持所述四个减振器的电磁阀关闭;否则,控制所述四个减振器的电磁阀均保持预设开度;
当车辆左转时,则加大左侧车轮对应的减振器电磁阀开度,左侧阻尼力减小,进而使得车辆右侧的高度略高于左侧的高度;当车辆右转时,则加大右侧车轮对应的减振器电磁阀的开度。
本发明的有益效果是:
本发明通过上述设计得到的减振器,利用外部控制器能够控制两个电磁阀的开度,从而能够根据实际车况来调节减振器的阻尼力;进而能够改善提升车辆行驶的平稳性、改善乘车体验。
上述车辆采用了上述减振器,其四个车轮上的四个减振器的阻尼力可以根据车辆行驶状况以及车轮下方的路面状况进行调节;从而使得车辆的综合减振性能得到提升。
上述提高车辆行驶平稳性的方法,其能够用于上述车辆;当车辆紧急制动时,增加前后减振器的阻尼力,从而改善紧急刹车导致的车辆翘尾情况。上述操作有利于增加后轮对地面的附着力,控制整个车身的稳定性,降低翻车的概率。而一般情况制动时,通过减小阻尼力,能够形成有效缓冲,改善制动时的舒适性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例1提供的减振器的整体结构示意图;
图2是本发明实施例1提供的活塞的整体结构剖视图;
图3是本发明实施1提供的活塞沿另一竖直面的剖视图;
图4是本发明实施例2提供的活塞的整体剖视图。
图标:100-减振器;110-外筒;112-活塞管;114-储液管;120-活塞;121-安装通孔;1211-大径孔;1212-小径孔;122-节流通孔;1221-节流大孔;1222-节流小孔;123-节流通道;124-第一流道;125-第二流道;130-活塞杆;140-上流电磁阀;141-压缩定铁;142-压缩动铁;143-压缩弹簧;144-比例电磁铁;150-下流电磁阀;160-节流组件;161-上锥形盖;162-下锥形盖;163-连接杆;164-节流弹簧;165-限位杆;170-调节螺钉;180-底阀。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本申请中,“上”“下”等术语均是以附图1中的减振器为参考。
实施例:
请参考图1,本实施例提供了一种减振器100,其用于安装在车架与悬架之间,从而降低车身与车轮之间的振动。上述减振器100包括外筒110、活塞120、活塞120杆及两个电磁阀;外筒110与悬架连接,活塞120滑动设置在外筒110中,活塞120杆伸出外筒110的一端与车架连接。活塞120的上腔及下腔中充满液压油,而两个电磁阀设置在活塞120上,通过调节电磁阀的开度能够调节活塞120上的通流面积,进而调节减振器100的阻尼力。
具体地,外筒110包括同轴设置的活塞管112和储液管114,活塞管112设置在储液管114中,活塞管112与储液管114的上端设置有油封;活塞管112与储液管114之间形成密闭的储液腔。活塞管112的底部还设置有底阀180,其与储液腔及活塞管112的内腔连通,包括两个方向相反、弹簧力大小不一致的单向阀,其用于吸收和补偿活塞120杆伸入或伸出部分的体积。活塞120的上腔和下腔填充有液压油,储液腔中装有低压氮气。
请参考图1和图2,活塞120滑动设置在活塞管112内,其上设置有两个安装通孔121;两个安装通孔121用于安装两个电磁阀。上述两个电磁阀均为常闭阀,为了便于描述,将其分为上流电磁阀140及下流电磁阀150。所述活塞120向下运动时,上流电磁阀140能够打开,使得压力油能够通过该电磁阀由活塞120下腔向上流动到活塞120上腔;所述活塞120向上运动时,下流电磁阀150能够打开,使得压力油能够通过该电磁阀从活塞120上腔向下流动到活塞120下腔内。
活塞120杆一端与活塞120连接,另一端通过穿出外筒110与车架连接;上述活塞120杆为空心轴,以便于走线。
上述电磁阀具体包括压缩定铁141、压缩动铁142、压缩弹簧143和比例电磁铁144;压缩定铁141固定安装在安装通孔121中,压缩动铁142滑动设置在安装通孔121中,压缩弹簧143的两端分别与压缩动铁142及压缩定铁141抵接,压缩弹簧143的弹力使得电磁阀保持关闭。通过给比例电磁铁144通入不同大小的电流,可以精确控制压缩动铁142的位移,从而调节电磁阀的开度。
具体地,压缩动铁142及压缩定铁141均为圆柱状,压缩定铁141的中部设置有过油孔,压缩动铁142的圆周面上设置有过油槽;过油孔及过油槽均沿安装通孔121的轴向延伸。
上述安装通孔121为阶梯孔,包括大径孔1211和小径孔1212;所述压缩定铁141固定安装在所述大径孔1211中,所述压缩动铁142滑动设置在所述大径孔1211中。自然状态下,在压缩弹簧143的作用下,所述压缩动铁142能够将所述小径孔1212封堵。而当压缩动铁142移动时,压缩动铁142的端面与小径孔1212的端面之间形成过流间隙;移动距离越大,过流间隙越大。
上流电磁阀140中,压缩动铁142位于压缩定铁141的下方;下流电磁阀150中,压缩动铁142位于压缩定铁141的上方。以上流电磁阀140为例,当电磁阀打开时,活塞120下腔的液压油先流过小径孔1212、再流过过流间隙,最后通过压缩定铁141上的过油孔进入到活塞120上腔。
上述两个电磁阀基本结构一致,安装方向相反;并且,上流电磁阀140的压缩弹簧143比下流电磁阀150的压缩弹簧143的初始弹力及劲度系数要小。当控制器控制失效时,两个电磁阀可以作为两个单向阀使用;并且,上述设计使得,压缩行程的阻尼力比复原行程时的阻尼力小。活塞120下行时,设置比较小的阻尼力有利于车架与悬架之间的减振弹簧吸收振动,从而减小冲击;而上行时,设置较大的阻尼力有利于将减振弹簧的弹性势能转化为压力油的内能,从而提高车辆的平稳性。
进一步地,请参考图3,上述减振器100还设置有节流组件160,其能够在两个电磁阀均关闭时,为活塞120的移动提供一定的阻尼力。
具体地,节流组件160包括上锥形盖161、下锥形盖162、连接杆163和节流弹簧164,活塞120上设置有梯形的节流通孔122。节流通孔122为阶梯孔,包括节流大孔1221和节流小孔1222,节流大孔1221延伸至活塞120的上表面,节流小孔1222延伸至活塞120的下表面;节流大孔1221的端部设置有倒角,形成锥形面。
活塞120上还设置与节流通道123,节流通道123的一端延伸至节流大孔1221的孔壁或底部,另一端延伸至活塞120的下表面;节流通道123倾斜设置,节流通道123的下端与节流小孔1222轴线的距离大于下锥形盖162的半径。活塞120下行时,上述设计能够避免下锥形盖162对压力油上流至节流通道123中形成阻力;从而减小不必要的阻尼力。
连接杆163贯穿节流通孔122,并滑动设置在节流小孔1222中,连接杆163的上端与上锥形盖161连接,连接杆163的小端与下锥形盖162连接;上锥形盖161的大端面朝上,下锥形盖162的大端面朝下。节流弹簧为可拉伸压缩的弹簧;其设置在节流大孔1221中,节流弹簧164的一端与上锥形盖161连接,另一端与节流大孔1221的底部连接。
节流弹簧164在自然状态下,上锥形盖161与锥形面之间留有间隙。下锥形盖162与活塞120下表面之间留有间隙,从而为连接杆163上下移动留有余量。此时,活塞120下腔的液压油能够通过节流通道123进入到节流大孔1221中,并进一步通过上锥形盖161与节流大孔1221端部的锥形面之间的间隙进入到活塞120上腔。当连接杆163上移时,上锥形盖161与锥形面之间的间隙增大,同等压力差的情况下,其阻尼力减小;下移时,上述间隙减小,同等压力差的情况下,其阻尼力增大。
当车辆在平稳的路面上低速行驶时,为了减少电磁阀的工作时间,提高减振器100使用寿命;此时,振动较小,电磁阀可以不动作。而节流组件即能够实现阻尼力在一定范围内的自动调节。具体地,压缩行程时,活塞120下行,活塞120下腔的压力油推动下锥形盖162、连接杆163及上锥形盖161克服节流弹簧的拉力,并向上移动,从而增加上锥形盖161与锥形面之间的间隙,降低阻尼力,由减振弹簧来吸收振动;并且,振动越大,上锥形盖161的上移距离越大,阻尼力越小。复原行程时,活塞120上行,为了将减振弹簧的弹性势能转化为压力油的内能,此时需要增加阻尼力;活塞120上腔的压力油推动上锥形盖161克服节流弹簧的支撑力,并向下移动,从而减小上锥形盖161与锥形面之间的间隙,增加阻尼力。
进一步地,如上锥形盖161向下移动距离过大,其可能将节流孔完全封堵,此时阻尼力急剧增加;阻尼力急剧增加导致车辆受到的瞬间冲击较大,进而降低车辆行驶的平稳性。因此,为了进一步提升车辆行驶的平稳性,上锥形盖161的底部连接有限位杆165;当上锥形盖161下移到一定距离时,限位杆165与活塞120抵接,此时,上锥形盖161与锥形面之间仍然具有一定的间隙,从而能够保证车辆行驶的平稳性。当车辆在平稳的路面上高速行驶时,或者在凹凸不平的路面上行驶时;控制器可以根据具体工况来控制两个电磁阀的开度,进而控制活塞120上行下行时的阻尼力来提高车辆整体的平稳性。
实施例2:
请参考图4,本实施例提供了另外一种减振器100,其与实施例1基本相同,区别在于节流组件部分结构不同。
本实施例中的减振器100将节流组件替换为调节螺钉170,活塞120上还设置有第一流道124和第二流道125,所述第一流道124贯穿所述活塞120,所述第二流道125的一端延伸至所述活塞120端面,另一端与所述第一流道124相贯。调节螺钉170旋进或旋出时,能够调节所述第二流道125的有效通流面积;液压油能够通过第一流道124及第二流道125穿过所述活塞120。
根据具体的车型及车辆的自重可以预先将调节螺钉170拧到一定的深度,从而给定一个过流面积。车辆在平稳的路面上低速行驶时,两个电池阀可以保持关闭,液压油通过上述第一流道124及第二流道125流过,进而即可实现为活塞120提供一定的阻尼力。
实施例3:
本实施例提供了一种车辆,其包括车架、四个减振弹簧及四个悬架、并采用了实施例1或2中的减振器100。上述减振弹簧既可以直接设置在悬架与车架之间,也可以集成在上述减振器100中。上述减振器100的活塞120杆与车架铰接,外筒110的下端与悬架铰接。
上述车辆还包括控制器、速度传感器、加速度传感器及四个位移传感器。上述控制器可以直接采用车载ECU,速度传感器及加速度传感器用于检测车架的移动速度及加速度。位移传感器的一端与减振器100的外筒110连接,另一端与活塞120杆连接,用于车架与对应悬架之间的位移信号。
控制器能够接收速度传感器、加速度传感器以及四个位移传感器的检测信号,并能够根据位移传感器的检测信号计算车架与对应的悬架之间的相对速度;控制器还能够控制四个减振器100上的电磁阀的开度。
实施例4:
本实施例提供了一种提高车辆行驶平稳性的方法,其能够用于实施例3提供的车辆;具体包括以下步骤:
当控制器接收到制动信号时,先判断为一般情况制动还是紧急情况制动。判断方法如下:当速度信号大于预设速度值,并且加速度信号大于预设加速度值时,判定为紧急情况制动;则控制前轮和后轮四个减振器100上的上流电磁阀140和下流电磁阀150开度减小,增加阻尼力。否则,为一般情况制动。上述紧急情况下对应的操作有利于增加后轮对地面的附着力,控制整个车身的稳定性,降低翻车的概率。而一般情况制动时,则控制前轮的两个减振器100上的上流电磁阀140和下流电磁阀150开度增大,减小阻尼力;从而降低由于制动带来的振动和冲击。
当接收到所述位移传感器中的位移信号大于预设位移值时,判定该位移传感器对应的减振器100下方路面不平;进而通过位移信号的正负来判断该减振器100的活塞120下行还是上行。当为下行时,给定该减振器100的上流电磁阀140较大的开度,下流电磁阀150保持关闭,减小阻尼力,利用减振弹簧来吸收振动,降低冲击力;当为上行时,给定该减振器100的下流电磁阀150较小的开度,使得活塞120下腔产生负压,将减震弹簧的弹力转化为压力油的内能,从而使得振动衰减。
当接收到的所述四个位移传感器的位移信号均小于预设位移值时,则判定车辆在平稳路面行驶。进而判断车辆为高速行驶还是低速行驶,当车架速度小于预设速度值时,则保持所述四个减振器100的电磁阀关闭;利用节流组件来提供阻尼力,提高减振器100的使用寿命;否则,控制所述四个减振器100的电磁阀均保持预设开度。
当车辆左转时,则加大左侧车轮对应的减振器100电磁阀开度,左侧阻尼力减小,进而使得车辆右侧的高度略高于左侧的高度。当车辆右转时,则加大右侧车轮对应的减振器100电磁阀的开度。上述设计不仅能够降低由于转弯带来的振动,还能够降低转弯导致翻车的概率。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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