可调悬架系统及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆悬架技术领域，特别涉及一种可调悬架系统。另外，本实用新型还涉及一种车辆。


背景技术：

2.悬架除了对车身提供基础的垂直方向上的支撑外，其最主要的作用是缓和并吸收路面向车身传递的振动。同时，根据设计预期，需要控制不同驾驶工况下车身的运动姿态，以提高车辆的舒适性及操控性；然而，通常情况下，车辆的操控和舒适性之间是相互制约的，常规悬架技术无法在提高车辆舒适性的同时很好地兼顾操控性。
3.简言之，常规悬架技术若想达到卓越的舒适性必将以牺牲部分操控性作为代价。随着整车性能的不断挖掘，为在更高水平上实现车辆的舒适性和操控性的平衡，本行业中已知的是通过电控实时调节悬架弹性或阻尼元件的作用力的方式，以充分发挥悬架的潜在性能。
4.较普遍的方法是采用半主动悬架系统，例如阻尼连续可调减振器系统。该方案可在车辆行驶过程中，根据外部传感器信号的情况，实时对减振器阻尼进行调节，但阻尼连续可调减振器系统的可调节力的调节范围受减振器的运动状态的限制。比如当减振器运行速度为零时其只能产生零阻尼力；当减振器压缩时仅可产生压缩方向的阻尼力；当减振器复原时只能产生复原方向的阻尼力。这种局限性制约了半主动悬架系统对车辆性能改善的潜力。
5.另一种方式是通过可控的外力源直接对悬架施加实时可调节的主动力，一种已知的方案是采用直线电机作用于车身与减振器的弹簧下部件之间，通过控制直线电机的作用力及方向来实现悬架主动力的实时调节。但该方案的弊端是无法对直线电机输出的主动力进行快速放大，导致在有限的执行器尺寸及重量的前提下，系统可提供的主动力非常有限，其最终体现的整车性能提升效果较小。
6.此外，还有采用电机经减速后通过扭杆及吊杆向悬架与车身之间施加主动力的方案。这种方案为纯机电系统，机械系统的先天缺点是能量密度低，例如当整车质量增加，往往需要的更大的主动力确保系统的控制效果，而随着主动力需求的增加，系统的机械减速机构的设计体积和重量会随之增加，最终导致设计出可达到目标主动力输出的机械传动系统无法在悬架有限的结构空间内实现布置和实施的问题。
7.基于上述现有各种车辆悬架设置形式所存在的问题与不足，迫切需要研发一种兼顾车辆舒适性和操控性且便于技术实现的车辆悬架技术方案。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种可调悬架系统，以提供一种减振性能可调的车辆悬架技术方案。
9.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
10.一种可调悬架系统，包括减振器，所述减振器内的缸室被活塞分隔为复原腔和压缩腔；所述减振器的底部设有分别连通所述复原腔和所述压缩腔的第一进出油口和第二进出油口；所述可调悬架系统还包括设于所述第一进出油口和所述第二进出油口之间的调节单元，所述调节单元中设有用于限定所述第一进出油口和所述第二进出油口之间导通油液的压力范围的调压阀，以及用于调整所述导通油液的流量的流量调节阀。
11.进一步的，所述减振器中设有中间腔室，所述中间腔室用于连通所述复原腔和所述第一进出油口。
12.进一步的，所述流量调节阀为电动调节阀。
13.进一步的，所述调节单元中串联设置有第一控制阀组和第二控制阀组；所述第一控制阀组和所述第二控制阀组能够分别设置第一下限压力阈值和第二下限压力阈值；由所述第一进出油口流向所述第二进出油口的油液，仅在压力高出所述第一下限压力阈值时通过所述第一控制阀组；由所述第二进出油口流向所述第一进出油口的油液，仅在压力高出所述第二下限压力阈值时通过所述第二控制阀组。
14.进一步的，所述调压阀包括设于所述第一控制阀组中的第一调压阀，以及设于所述第二控制阀组中的第二调压阀；所述第一控制阀组中并联有第一单向阀，所述第一调压阀用于设置所述第一下限压力阈值，所述第一单向阀在所述第二进出油口至所述第一进出油口的流向上单向导通；所述第二控制阀组中并联有第二单向阀，所述第二调压阀用于设置所述第二下限压力阈值，所述第二单向阀在所述第一进出油口至所述第二进出油口的流向上单向导通。
15.进一步的，所述流量调节阀包括设于所述第一控制阀组中的第一流量调节阀，以及设于所述第二控制阀组中的第二流量调节阀；所述第一流量调节阀与所述第一调压阀串联，所述第二流量调节阀与所述第二调压阀串联。
16.进一步的，所述调压阀还包括并联设置于所述第一控制阀组中的第三调压阀，以及并联设置于所述第二控制阀组中的第四调压阀；所述第三调压阀用于设置第一上限压力阈值，所述第三调压阀仅在由所述第一进出油口流出的油液的压力高出所述第一上限压力阈值时导通；所述第四调压阀用于设置第二上限压力阈值，所述第四调压阀仅在由所述第二进出油口流出的油液的压力高出所述第二上限压力阈值时导通。
17.进一步的，所述第一控制阀组和所述第二控制阀组之间的油路上设有双向电液泵。
18.进一步的，所述双向电液泵和所述第一控制阀组之间的油路上设有第一蓄能器，和/或，所述双向电液泵和所述第二控制阀组之间的油路上设有第二蓄能器。
19.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
20.本实用新型的可调悬架系统，在减振器上设置第一进出油口和第二进出油口，并在第一进出油口和第二进出油口之间设置调节单元；在减振器发挥减振作用时，复原腔和压缩腔内的油液除了可以通过活塞上的泄压阀流通外，还可以通过调节单元流通，以使活塞杆发挥减振作用；通过调整调节单元以限定导通油液的压力或改变流量的大小，可改变减振器的阻尼、软硬度或减振频度，从而提供了一种减振性能可调的车辆悬架技术方案。
21.此外，通过在调节单元中设置第一控制阀组和第二控制阀组，由两个阀组分别设置两个下限压力阈值，仅导通油液的压力在下限压力阈值之上时，相应流向的油液才会导
通，从而使调节单元发挥流通减振和调节作用。通过调整设置第一控制阀组和第二控制阀组的不同压力阈值，可以改变调节单元的参与条件，从而改变减振器的软硬度，有助于增加悬架的调节性能。
22.而且，通过控制流量调节阀的阀口开度大小，调节流量调节阀的导通流量，可有效增加减振器阻尼和减振性能的调节效果。
23.本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，所述车辆中设有本实用新型所述的可调悬架系统。相对于现有技术，本实用新型的车辆具有上述可调悬架系统所具备的技术优势。
附图说明
24.图1为本实用新型实施例一所述的可调悬架系统的油路控制示意图；
25.图2为本实用新型实施例一所述的可调悬架系统的油路控制示意图；
26.图3为本实用新型实施例二所述的可调悬架系统的油路控制示意图；
27.图4为本实用新型实施例三所述的可调悬架系统的油路控制示意图；
28.图5为本实用新型实施例三所述的可调悬架系统中部分油路部件集成于阀组总成中的油路控制示意图；
29.图6为本实用新型实施例三所述的可调悬架系统中各个油路部件均集成于一个阀组总成中的油路控制示意图。
30.附图标记说明：
31.1、减振器；2、活塞杆；3、活塞；4、下支撑杆；5、上支撑衬套；6、下支撑杆吊耳；7、复原腔；8、压缩腔；9、外缸体；
32.11、中间缸体；12、复原向泄压阀；13、压缩向泄压阀；14、连通孔；15、中间腔室；
33.20、第一控制阀组；20a、第三进出油口；20b、第四进出油口；21、第一流量调节阀；22、第一调压阀；23、第三调压阀；24、第一单向阀；25、第一进出油口；26、第一连通油路；27、第二连通油路；28、第一蓄能器；
34.231、第三流量调节阀；238、蓄能器；
35.30、第二控制阀组；30a、第五进出油口；30b、第六进出油口；31、第二流量调节阀；32、第二调压阀；33、第四调压阀；34、第二单向阀；35、第二进出油口；36、第三连通油路；37、第四连通油路；38、第二蓄能器；
36.40、双向电液泵；40a、第七进出油口；40b、第八进出油口；41、液压泵本体；42、电机；
37.50、泵液和蓄能总成；60、调节单元总成。
具体实施方式
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制；若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
42.实施例一
43.本实施例涉及一种可调悬架系统，提供了一种减振性能可调的车辆悬架技术方案；该可调悬架系统的一种示例性油路控制原理如图1所示。
44.整体而言，该可调悬架系统包括减振器1，减振器1内的缸室被活塞3分隔为复原腔7和压缩腔8；同时，减振器1的底部设有分别连通复原腔7和压缩腔8的第一进出油口25和第二进出油口35。而且，可调悬架系统还包括设于第一进出油口25和第二进出油口35之间的调节单元，调节单元中设有用于限定第一进出油口25和第二进出油口35之间导通油液的压力范围的调压阀，以及用于调整导通油液的流量的流量调节阀。
45.为了便于方案的理解，首先对减振器1的大体结构进行说明。具体来说，减振器1包括缸体和活塞杆2和活塞3，缸体的底部设有下支撑杆4，下支撑杆4的底端设有下支撑杆吊耳6，所述活塞杆2的顶部设有上支撑衬套5，上支撑衬套5和下支撑杆吊耳6分别用于连接转向节和车架。此外，在缸体外部套设有减振弹簧(图中未示出)，以在转向节和车架间提供弹性支撑。活塞杆2通过活塞3上下滑动于缸室中，复原腔7位于活塞3的面向活塞杆2的一侧，压缩腔8位于活塞3的背对活塞杆2的一侧，当减振器1发挥减振作用时，活塞3上下滑动，进行压缩和复原行程，缸室中的油液通过活塞3上设置的复原向泄压阀12和压缩向泄压阀13在复原腔7和压缩腔8之间流动。
46.在本实施例中，减振器1的缸体包括外缸体9和中间缸体11，缸室形成于中间缸体11内部，而且，减振器1中设有位于中间缸体11和外缸体9之间的中间腔室15；减振器1的第一进出油口25和第二进出油口35均设于减振器1的底部，其中，复原腔7和中间腔室15之间通过连通孔14连通，从而通过中间腔室15将复原腔7和第一进出油口25连通。通过设置中间腔室15，可以将复原腔7内的油液引到位于减振器1底部的第一进出油口25处，第一进出油口25就能够和第二进出油口35相邻地设在减振器1的底部，而不再占用减振器1外壁上的中上部区域，从而为在减振器1外壁的中上部设置减振弹簧等弹簧支撑部件提供了良好的安装空间。
47.由于复原向泄压阀12和压缩向泄压阀13的导通量是固定的，为了实现减振器1减振性能的可调，本实施例的可调悬架系统中，第一进出油口25和第二进出油口35之间设置有调节单元。如图1所示，调节单元中导通于第一进出油口25和第二进出油口35之间的油路上串联设置有第一控制阀组20和第二控制阀组30，则为并且在第一控制阀组20和第二控制阀组30之间设置有流量调节阀，具体为第三流量调节阀231。第一进出油口25和第一控制阀组20通过第一连通油路26连通，第二进出油口35和第二控制阀组30之间通过第三连通油路36连通；第三流量调节阀231设置在第一控制阀组20和第二控制阀组30之间的油路上。
48.第一控制阀组20和第二控制阀组30用来分别设置第一下限压力阈值和第二下限压力阈值。由第一进出油口25流向第二进出油口35的油液，仅在压力高出第一下限压力阈值时通过第一控制阀组20；由第二进出油口35流向第一进出油口25的油液，仅在压力高出第二下限压力阈值时通过第二控制阀组30。通过在调节单元中设置第一控制阀组20和第二控制阀组30，由两个阀组分别设置两个下限压力阈值，仅导通油液的压力在下限压力阈值之上时，第一进出油口25和第二进出油口35之间的油路才会导通，从而使调节单元发挥良好的调节作用。通过调整设置第一控制阀组20和第二控制阀组30的不同压力阈值，可以改变调节单元的参与条件，从而改变减振器1的软硬度，有助于增加悬架的调节性能。
49.具体来说，上述的调压阀包括第一调压阀22和第二调压阀32。其中，第一控制阀组20中并联设置有第一调压阀22和第一单向阀24，第一调压阀22用于设置第一下限压力阈值，第一单向阀24在第二进出油口35至第一进出油口25的流向上单向导通；同时，在第二控制阀组30中并联设置有第二调压阀32和第二单向阀34，第二调压阀32用于设置第二下限压力阈值，第二单向阀34在第一进出油口25至第二进出油口35的流向上单向导通。利用调压阀和单向阀的组合实现油液的单向压力调节，具有技术成熟可靠且便于配备等优势。
50.此外，还可以在第三流量调节阀231和第一控制阀组20之间的油路上设有第一蓄能器28，和/或，在第三流量调节阀231和第二控制阀组30之间的油路上设有第二蓄能器38。油路上设置蓄能装置，可以改善减振器1减振过程的平稳性。
51.基于上述的设置，通过控制第三流量调节阀231的阀口开度大小，调节其导通流量，就可以可以达到改变减振器1的阻尼、软硬度和减振频度的效果。
52.上述的流量调节阀优选采用电动调节阀，这样便于对第一进出油口25和第二进出油口35之间导通油液的流量进行调节控制，使调节操控更为方便。
53.本实施例的可调悬架系统，在减振器1上设置第一进出油口25和第二进出油口35，并在第一进出油口25和第二进出油口35之间设置具有流量调节阀的调节单元，在减振器1发挥减振作用时，复原腔7和压缩腔8内的油液除了可以通过活塞3上的泄压阀流通外，还可以通过流量调节阀调整复原腔7和压缩腔8之间油液的导通情况；通过控制流量调节阀的阀口开度大小，调节流量调节阀的导通流量，可改变减振器1的阻尼和减振性能，从而提供了一种减振性能可调的车辆悬架技术方案。
54.另外，如图2所示，可以将上述第三流量调节阀231替换为双向电液泵40。通过在第一控制阀组20和第二控制阀组30之间的油路上设置双向电液泵40，可以主动控制第一进出油口25和第二进出油口35之间导通油液的流动方向和流通量；通过设定合理的算法控制双向电液泵40的运转方向及运转速度，能够实现可调悬架系统的主动力控制。
55.综上所述，本实施例的可调悬架系统，在减振器1上设置第一进出油口25和第二进出油口35，并在第一进出油口25和第二进出油口35之间设置调节单元；在减振器1发挥减振作用时，复原腔7和压缩腔8内的油液除了可以通过活塞3上的泄压阀流通外，还可以通过调节单元调整复原腔7和压缩腔8之间油液的导通情况；通过调整调节单元以限定导通油液的压力或改变流量的大小，可改变减振器1的阻尼、软硬度或减振频度，从而提供了一种减振性能可调的车辆悬架技术方案。
56.实施例二
57.本实施例同样涉及一种可调悬架系统，其一种示例性油路控制原理如图3所示。
58.在本实施例的可调悬架系统中，调节单元中同样串联设置有第一控制阀组20和第二控制阀组30，并在第一控制阀组20和第二控制阀组30之间的油路上连通有蓄能器238，以达到改善减振器1减振过程平稳性的目的。
59.如图3中所示，第一连通油路26连通于第一进出油口25和第一控制阀组20的第三进出油口20a之间，第三连通油路36连通于第二进出油口35和第二控制阀组30的第五进出油口30a之间，第二连通油路27连通于第一控制阀组20的第四进出油口20b和蓄能器238之间，第四连通油路37则连通于第二控制阀组30的第六进出油口30b和蓄能器238之间。
60.本实施例中的第一控制阀组20和第二控制阀组30可参照实施例一中的总体思路进行配置，所不同的是，调压阀还包括第三调压阀23和第四调压阀33。其中，第一控制阀组20中除了并联有第一调压阀22和第一单向阀24外，还并联设置有第三调压阀23。第三调压阀23用于设置第一上限压力阈值，由第一进出油口25流向第二进出油口35的油液，在压力高出第一上限压力阈值时径直通过第三调压阀23，即第三调压阀23仅在由第一进出油口25流出的油液的压力高出第一上限压力阈值时导通。同样的，第二控制阀组30中除了并联有第二调压阀32和第二单向阀34外，还并联设置有第四调压阀33，第四调压阀33用于设置第二上限压力阈值，由第二进出油口35流向第一进出油口25的油液，在压力高出第二上限压力阈值时径直通过第四调压阀33，即第四调压阀33仅在由第二进出油口35流出的油液的压力高出第二上限压力阈值时导通。
61.在第一控制阀组20和第二控制阀组30中分别并联设置第三调压阀23和第四调压阀33，从而可以限定出上限压力阈值，当车辆发生较为剧烈的颠簸时，第一进出油口25和第二进出油口35之间的导通油液的压力超出上限压力阈值时，油液可以绕过流量调节阀直接导通，从而提升减振器1的缓冲和反应速度，有利于改善悬架在面对极端情况时的减振效果。
62.基于上述的设置，本实施例的流量调节阀包括设在第一控制阀组20中的第一流量调节阀21，以及设于第二控制阀组30中的第二流量调节阀31。第一流量调节阀21与第一调压阀22串联，第二流量调节阀31与第二调压阀32串联。将流量调节阀配置成两个，分别设置在第一控制阀组20和第二控制阀组30中，可以分别调节减振器1在压缩行程和复原行程中的导通油液流量，从而为压缩行程和复原行程提供不同的减振效果。
63.对于本实施例的可调悬架系统的其它部分的配置可参照实施例一提供的方案实施，在此不再赘述。
64.实施例三
65.本实施例同样涉及一种可调悬架系统，其一种示例性油路控制原理如图4、图5和图6所示。
66.在本实施例的可调悬架系统中，调节单元中同样串联设置有第一控制阀组20和第二控制阀组30，并在第一控制阀组20和第二控制阀组30之间的油路上连通有双向电液泵40；通过在第一控制阀组20和第二控制阀组30之间的油路上设置双向电液泵40，可以主动控制第一进出油口25和第二进出油口35之间导通油液的流动方向和流通量；通过设定合理的算法控制双向电液泵40的运转方向及运转速度，能够实现可调悬架系统的主动力控制。
67.如图4中所示，双向电液泵40包括液压泵本体41以及用于驱动液压泵本体41运转的电机42。第二连通油路27连通于第一控制阀组20的第四进出油口20b和液压泵本体41的
第七进出油口40a之间，第四连通油路37则连通于第二控制阀组30的第六进出油口30b和液压泵本体41的第八进出油口40b之间。
68.同时，在双向电液泵40和第一控制阀组20之间的第二连通油路27上设有第一蓄能器28，双向电液泵40和第二控制阀组30之间的第四连通油路37上设有第二蓄能器38。通过在双向电液泵40和第一控制阀组20之间，以及双向电液泵40和第二控制阀组30之间的油路上设置蓄能装置，可以改善减振器1减振过程的平稳性。
69.本实施例的第一控制阀组20和第二控制阀组30、以及可调悬架系统中其它部分的配置，可参照实施例一或二提供的方案实施，在此不再赘述。
70.此外，基于上述的配置情况，如图5和图6所示，可以将第一控制阀组20、第二控制阀组30、双向电液泵40、第一蓄能器28和第二蓄能器38中的两个或多个集成在一个阀组总成中。例如，将双向电液泵40、第一蓄能器28和第二蓄能器38集成在一个阀组总成中，形成泵液和蓄能总成50；或者，将第一控制阀组20、第二控制阀组30、双向电液泵40、第一蓄能器28和第二蓄能器38全部集成在一个阀组总成中，形成调节单元总成60；再或者，将第一控制阀组20、第二控制阀组30、第一蓄能器28和第二蓄能器38集成在一个阀组总成中，形成调节蓄能总成。将第一控制阀组20、第二控制阀组30、双向电液泵40、第一蓄能器28、第二蓄能器38等设计为一体结构，可实现可调悬架系统的紧凑设计，有利于双向电液泵40和调节单元等各部件在复杂的减振器1周围环境中的布置安装。
71.本实施例的可调悬架系统，双向电液泵40结合蓄能器，并与不同类型的阀体组合，能实现悬架的主动调节，可充分利用电液泵在低压高转速区的功率，确保了悬架系统的低能耗、高响应速度及良好的缓冲性能，提高车辆在不同路况下的舒适性。
72.实施例四
73.本实施例涉及一种车辆，该车辆中设有实施例一、实施例二或实施例三所提供的可调悬架系统。
74.在本实施例的车辆中，可调悬架系统的调节单元中串联设置有第一控制阀组20和第二控制阀组30、以及位于两者之间油路上的双向电液泵40；通过在第一控制阀组20和第二控制阀组30可以调整悬架的软硬度。双向电液泵40可以主动控制第一进出油口25和第二进出油口35之间导通油液的流动方向和流通量；通过设定合理的算法控制双向电液泵40的运转方向及运转速度，能够实现主动悬架的主动力控制。通过调整调节单元以限定导通油液的压力和改变流量的大小，可改变减振器1的阻尼、软硬度或减振频度。
75.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。