[发明专利]一种具有自冷却功能的复合油气弹簧装置

说明书

本发明公开了一种具有自冷却功能的复合油气弹簧装置，包括油气弹簧本体、运动转换机构和冷却机构，运动转换机构设置在油气弹簧本体上端，冷却机构设置在油气弹簧本体的内部；使用时，通过利用滚珠丝杠带动外负载的形式提供附加阻尼耗散一部分振动能量，并将此能量转换为压缩机做功，驱动冷却系统工作，使用制冷剂在油气弹簧内部强制吸热，在油气弹簧外部强制放热；同时在系统运行时，压缩机做功可随油气弹簧振动发热的速率自适应变化，在提高能量利用效率的同时，有效提高油气弹簧的散热效率，具有利用率高和散热效率高的特点。

技术领域

本发明涉及汽车减振器技术领域，具体涉及一种具有自冷却功能的复合油气弹簧装置。

背景技术

汽车在不平路面行驶时，由于路面的激励，车身会产生振动，降低汽车平顺性和操纵稳定性；为解决此问题，在车轮和汽车车身之间会安装减振器，通过减振器将汽车的振动能量耗散掉；对于中小负载车辆，可以通过弹簧加滚珠丝杠的形式构成减振器，弹簧为悬架提供足够的刚度，滚珠丝杠带动外负载或发电机为减振器提供阻尼，但是对于重载车辆，普通弹簧难以为悬架提供足够的刚度，因此重载车的减振器一般采用油气弹簧的形式，在油气弹簧内安装阻尼孔，利用小孔节流的原理将汽车的振动能量转换为减振器油液内的热能，最后通过减振器外缸筒和外界环境间的热交换将产生的热量耗散；

这种将系统振动转化为热量耗散的方式主要存在以下不足：1.油气弹簧悬架的振动能量全部转化为热能的形式，最终通过热交换耗散掉，能量浪费严重；2.由于散热速度缓慢使热量积累在减振器内部，引起液压油温度升高，最终使得液压油粘度下降，影响减振器的阻尼特性，降低减振器的减振效果，甚至会使减振器密封元件老化失效，引起减振器故障；

且目前使用的油气弹簧悬架主要通过安装在活塞上的阻尼孔耗散由路面激励而产生的振动能量，由于阻尼孔实质上是利用小孔节流的原理将液压油的动能转换为热能，因而此种方式会增大油气弹簧内热量的产生；对油气弹簧的冷却降温一般采用风冷或水冷的方式：(1)通过对油气弹簧的风道进行合理设计，增大散热效率，或采用外接风机增大风量，从而增大散热效率；(2)通过设置水泵，采用水冷的方式增强油气弹簧的散热效率；对于上述方式(1)，风冷的方式在油气弹簧高速振动时难以满足散热需求，不可避免地使减振器内的热量累积，对于方式(2)固然可以提高散热效率，但是由于采用外源水泵驱动，不可避免地增大了散热系统地功耗，不能很好的符合当前对于节能环保的要求。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种具有自冷却功能的复合油气弹簧装置，本装置通过在油气弹簧内集成滚珠丝杠，构成复合悬架，利用滚珠丝杠带动外负载的形式提供附加阻尼耗散一部分振动能量，并将此能量转换为压缩机做功，驱动冷却系统工作，使用制冷剂在油气弹簧内部强制吸热，在油气弹簧外部强制放热；同时在系统运行时，压缩机做功可随油气弹簧振动发热的速率自适应变化，在提高能量利用效率的同时，有效提高油气弹簧的散热效率，具有利用率高和散热效率高的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种具有自冷却功能的复合油气弹簧装置，包括油气弹簧本体、运动转换机构和冷却机构，其中运动转换机构设置在油气弹簧本体内部和上端，冷却机构设置在油气弹簧本体的内部和外侧；

所述油气弹簧本体包括外缸体、活塞杆、蓄能器、上部缸体、上吊耳和下吊耳，上部缸体与外缸体连接，上吊耳设置在上部缸体上；活塞杆活动设置在外缸体内，且活塞杆内部为中空结构，下吊耳设置在活塞杆上，所述蓄能器通过气管与外缸体的内部腔室连通，通过上吊耳和下吊耳与车轮和悬架分别连接；

所述运动转换机构包括驱动组件、转换组件和输出轴，驱动组件设置在活塞杆内，转换组件设置在上部缸体内，通过驱动组件带动转换组件运动，转换组件带动输出轴运动，带动冷却机构做功，实现油气弹簧内部和外界环境的热量交换，对复合油气弹簧进行冷却。