[发明专利]可独立进行俯仰和侧倾控制的液压悬架

说明书

本发明涉及车辆悬架系统的改进，尤其是涉及车辆受到路面不平度的影响时，其车体相对于路面配置的控制。

近来的趋势是采用带有可调阻尼和可变弹性系数的弹性悬架系统，以改善车辆的稳定性并减小车体相对于行驶路面的运动。

在车辆上已试用了若干被称为“主动”和“半主动”的悬架系统，这些系统包括根据流体压缩和/或排放原理而操作的系统，目前在采用这种系统时还带有泵，以将工作流体保持在所需的压力，并对其内流体的高速分配产生影响，而且还带有复杂的控制装置，以根据检测到的路面和/或车辆运行状况调节悬架系统的动作。这些公知的系统采用了泵和电子控制系统，这两者均在车辆运行时连续地工作，因此其制造和维护较为昂贵，并且需要较大的能量输入。从而使得其在车辆工业中具有局限性。

已公开的一件国际专利申请(国际公开号为WO93/01948，国际申请号为PCT/AU92/00362，申请日为1993年2月4日)披露了一种“被动式”车辆油气悬架系统。所公开的这一被动式悬架系统具有“主动”或“半主动”悬架系统的若干优点，避免了系统之复杂和昂贵，因而使其更适于汽车工业上的应用。

在上述专利所公开的悬架系统中，一前轮缸杆之上腔与对角方向的相对的后轮缸杆的下腔相互连接，而该前轮缸杆的下腔则与对角方向的相对的后轮缸杆的上腔相互连接。与此类似，另一前轮缸杆的相应腔与后轮缸杆的相应腔也同样地相互连接。这样就提供了两个独立的液压管路，每一管路包括一前轮缸杆和一沿对角方向相对的后轮缸杆。与相应的上腔和下腔相互连接的各个管路一般具有至少一个与之相连的传统的蓄能减振器。正如前述国际专利申请WO93/01948中所详细说明的那样，这两个管路内连于一压力平衡装置，该压力平衡装置用于使所述两个管路的压力大体上保持一致。

上述车辆悬架系统无需使用普通的弹簧(如螺旋弹簧、板簧、或扭杆弹簧)、传统的筒式伸缩减振器以及横向(侧倾或摇摆)稳定杆。

在其入口处带有减振阀的充气蓄能减振器可提供弹性力或缓冲力。当车辆在大部分车速下通过低幅度的路面时，装有蓄能减振器弹簧的传统的车辆可提供良好的行驶舒适性，这已为人所共知。然而，当没有采用侧倾或摇摆横向稳定杆时，这种充有气体以提供柔软的行驶平顺性的蓄能减振器亦会导致并且扩大所不希望的侧倾和俯仰运动。因此，大多数采用油气悬架的车辆一般都提供有由弹簧钢制成的侧倾或摇摆稳定杆，这些侧倾或摇摆稳定杆与每一车轴上的两个车轮机械地横向相互连接，从而限制侧倾运动而俯仰运动则未被限制。

在上述悬架系统中，(专利WO93/01948)，无需采用侧倾稳定杆就可通过油气方式抑制和控制侧倾运动，并且侧倾运动的抑制量为诸缸杆的腔径(对角方向相对的缸杆的孔腔的直径)相对于缸杆的直径的比值的函数，并与其行程以及悬架系统之各蓄能减振器中的气体量有关。

还应注意到，车轮的构造形式、安装位置及各零部件的设计可给一些元件较另一些元件带来机械优越性，从而提供例如，车辆前部较其后部合适的但大小不同的刚度，该刚度的大小可用来确定车辆转向时是不足转向还是过度转向。

在传统的车辆中，是通过侧倾或摇摆杆来抑制侧倾力，即通过横向安装的成形弹簧钢杆来抑制的，当车体发生侧倾时，所述的钢杆必须能产生扭转变形。相反，纵向平面内的俯仰运动通常只能通过悬架结构的布置被部分抑制，在这种悬架结构的布置中，通过适当地选择前后弹簧及阻尼系数就可避免弹簧共振，而无需对侧倾杆施加任何直接作用的机械当量。这是因为纵向的俯仰作用要小于横向的侧倾作用。

人们已了解到，前述公开的系统可提供足够的行驶平顺性、操纵稳定性以及在诸多机动状况下，如车轴咬合及单轮输入时，无论相关车轮的行驶位置如何，都能提供相对稳定的车轮负载，然而俯仰与侧倾大小控制取决于同样的元件，并且无论是在俯仰还是侧倾时，每一车轮相对于车体的有效线性刚度一般都相同。在轴距较长的车辆中，这会使车辆的俯仰性能相对于其侧倾性能要使其刚度变大。在轴距较短的车辆中，其俯仰和侧倾刚度的大小更加接近。由于大多数车辆其宽度比长度要窄，同时由于其它构造方面的影响，已得知，正如上面已指出的那样，控制侧倾比控制俯仰更困难。确实，当悬架系统被设计成能足以抑制侧倾运动时，其俯仰运动可能因此而被过分地抑制了。下面可进一步说明：