一种浮动活塞组件、液压缸及液压悬挂装置的制作方法

本发明涉及液压悬挂，尤其涉及一种浮动活塞组件、液压缸及液压悬挂装置。

背景技术：

1、液压悬架装置由液压缸、阻尼阀、蓄能器及管路系统互联组成，利用液体的不可压缩性和气体的可压缩性，提供非线性的抗侧倾力矩，能够显著提高客车的安全性、舒适性、可靠性及高效性，已经广泛应用于汽车、轨道交通、轮船和军工车辆等领域。

2、一种现有常用的液压悬架装置及其应用如图1所示，在车辆左右两侧安装两个液压缸，液压缸上端连接车体，下端连接转向架构架，两个液压缸上下部分交叉连通，形成回路，回路中间设计两个蓄能器提供车体被动扭转时的角度和刚度。工作原理：左侧液压缸上液室lu与右侧液压缸下液室rl连通，左侧液压缸下液室ll与右侧液压缸上液室ru连通，这样两液压缸就实现了垂向刚度接近于零，扭转刚度不为零。当车体高度下降，两个上液室lu和ru体积增大，两个下液室ll和rl体积减小，由于回路连接，rl内的液体流向lu，ll内的液体流向ru。如果速度不快并且忽略液体黏度影响，各个液室和液压缸内液压变化很小，因此产生垂向力很小。反之，车体高度上升，产生垂向力也很小。当车体产生侧滚时，比如方向顺时针，液室ll和ru体积增大，lu和rl体积减小，结果就导致ll和ru内液压减小，lu和rl内液压增大，就在侧滚方向产生了一个较大的恢复力矩。当车体垂向运动时，液压油通过阻尼阀产生压力损失，可以提供车辆需要的阻尼力。

3、然而由于液压缸油口与蓄能器之间管路较长，油液流动具有滞后性，瞬态的激励会使液压缸内部油液聚集而使局部压力迅速增大，类似于“水锤”现象，产生较大的垂向作用力，带来了比较大的附加刚度，无法较好的过滤高频振动，增大了车体的垂向加速度，降低了车辆的运行品质。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种浮动活塞组件、液压缸及液压悬挂装置，能够消除液压缸高频垂向振动下的“水锤”现象，降低液压缸的附加刚度，从而提高车辆的运行品质。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种浮动活塞组件，包括：

3、活塞杆；

4、浮动活塞，所述浮动活塞安装在所述活塞杆的外部，所述浮动活塞的两侧设置有锁紧螺母，所述锁紧螺母通过螺纹连接在所述活塞杆上；所述锁紧螺母内部加工沉孔，沉孔内部设置弹簧，所述弹簧一端抵顶所述沉孔的内壁，另一端抵顶所述浮动活塞，使得所述锁紧螺母的端部与所述浮动活塞之间具有间隙；通过所述弹簧提供对所述浮动活塞的支撑力，同时提高所述浮动活塞的振动灵活性；

5、所述浮动活塞组件还包括活塞密封系统和活塞杆密封系统；

6、所述活塞密封系统用于所述浮动活塞组件与容置所述浮动活塞组件的液压缸的缸筒之间的密封和支撑导向功能；

7、所述活塞杆密封系统用于所述活塞杆与浮动活塞之间的密封和支撑导向功能。

8、第二方面，本发明实施例提供了一种浮动活塞组件，所述浮动活塞组件包括：

9、活塞杆，包括上活塞杆和下活塞杆，所述下活塞杆呈t形结构，所述上活塞杆的上部呈杆状，下部呈π形结构，所述上活塞杆的π形结构下边缘和下活塞杆的t形结构上边缘通过螺钉连接；通过π形结构和t形结构的上边沿围成浮动活塞容置部；所述下活塞杆的上部和所述上活塞杆的下部上分别设置多个进油孔，用于液压油经过所述进油孔进入所述浮动活塞容置部；

10、浮动活塞，设置在所述浮动活塞容置部中，所述浮动活塞的上下两侧对称设置弹簧，弹簧的一端抵顶所述浮动活塞，另一端抵顶活塞杆的端部，使得所述浮动活塞与所述活塞杆之间具有间隙；通过所述弹簧提供对所述浮动活塞的支撑力，同时提高所述浮动活塞的振动灵活性；

11、所述浮动活塞组件还包括活塞密封系统和浮动活塞密封系统；

12、所述活塞密封系统用于所述浮动活塞组件与容置所述浮动活塞组件的液压缸的缸筒之间的密封和支撑导向功能；

13、所述浮动活塞密封系统用于所述活塞杆与浮动活塞之间的密封和支撑导向功能。

14、第三方面，本发明实施例提供了一种浮动活塞组件，所述浮动活塞组件包括：

15、活塞杆；

16、浮动活塞，所述浮动活塞安装在所述活塞杆的外部，所述浮动活塞的上下两侧设置有限位环和挡圈，其中挡圈紧固在所述活塞杆上的凹槽内；所述浮动活塞的上下两侧内部分别加工沉孔，沉孔内部设置弹簧，所述弹簧一端抵顶所述限位环或所述挡圈，另一端抵顶所述浮动活塞，所述限位环与所述浮动活塞之间、所述挡圈与所述浮动活塞之间均具有间隙；通过所述弹簧提供对所述浮动活塞的支撑力，同时提高所述浮动活塞的振动灵活性；

17、所述浮动活塞组件还包括浮动活塞密封系统和活塞杆密封系统；

18、所述浮动活塞密封系统用于所述浮动活塞组件与容置所述浮动活塞组件的液压缸的缸筒之间的密封和支撑导向功能；

19、所述活塞杆密封系统用于所述活塞杆与浮动活塞之间的密封和支撑导向功能。

20、第四方面，本发明实施例提供一种液压缸，包括上述第一至三方面任一所述的浮动活塞组件；

21、所述液压缸还包括：

22、带单耳环缸底，为液压缸的底部，内部具有容纳所述浮动活塞组件一端的活塞杆的内腔；

23、缸筒，与所述带单耳环缸底连接，用于容纳所述浮动活塞组件并承受液压力；所述缸筒侧壁上开设有两个油口，分别位于缸筒的上部和下部；

24、缸盖，位于液压缸的顶部，用于密封所述缸筒；所述浮动活塞组件另一端的活塞杆穿过缸盖并延伸出液压缸外部；

25、当两个油口连接的两路油路压力相等时，所述液压缸处于平衡状态，在所述浮动活塞组件中的弹簧作用下，所述浮动活塞组件中，浮动活塞两侧的间隙相等，均为x，使得所述浮动活塞具有相同的上下浮动空间；当两路油路之间产生压力差，液压缸不再处于平衡状态时，所述浮动活塞相对于活塞杆由高压油路方向向低压油路方向移动，以减缓油路油压的升高速率，同时通过弹簧对油压变化引起的振动进行吸收，用以减弱或消除油压变化引起的振动。

26、优选的，当两路油路之间的压力差达到压差阈值时，所述浮动活塞向低压油路方向移动位移为x，所述浮动活塞随活塞杆一起运动。

27、优选的，所述液压缸还包括缸盖密封系统，所述缸盖密封系统位于所述缸盖与所述缸筒之间，用于防止液压液体泄漏。

28、优选的，所述液压缸还包括：

29、上活塞杆密封系统，位于所述穿过所述缸盖的活塞杆与所述缸盖之间，用于防止液压液体泄漏；

30、下活塞杆密封系统，位于容纳在带单耳环缸底内的活塞杆与带单耳环缸底之间，用于防止液压液体泄漏。

31、优选的，所述液压缸还包括：

32、下橡胶球铰节点，通过过盈配合压装到带单耳环缸底内，作为液压缸下部的连接点；

33、单耳环，设置在穿过所述缸盖的活塞杆顶端；

34、上橡胶球铰节点，通过过盈配合压装到单耳环内，作为液压缸上部的连接点。

35、第五方面，本发明实施例提供了一种液压悬挂装置，包括上述第四方面所述的液压缸，或，包括上述第一方面、第二方面、第三方面任一所述的浮动活塞组件。

36、优选的，所述液压悬挂装置中，每两个所述液压缸为一组，通过每个液压缸的上橡胶球铰节点与车辆的上层平台相接，并通过每个液压缸的下橡胶球铰节点与车辆的下层平台相接；

37、其中，每组液压缸中，第一液压缸的上油口通过管路依次连接第一阻尼阀、第一蓄能器和第四阻尼阀之后，与第二液压缸的下油口连接；第一液压缸的下油口通过管路依次连接第二阻尼阀、第二蓄能器和第三阻尼阀后，与第二液压缸的上油口连接。

38、本发明实施例提供的浮动活塞组件，安装于液压缸中，并能够应用于液压悬挂装置。本发明提供的浮动活塞组件，其浮动活塞在小的位移范围内可以灵活移动，产生较小的压力差，可以消除高频小振幅垂向振动下液压缸内腔“水锤”现象，避免液压缸产生较大的垂向作用力，能有效降低高频小振幅工况下附加刚度，更好的过滤掉高频振动，提高车辆的运行品质。