礦用自卸車懸掛缸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及礦用自卸車懸掛缸，為解決現(xiàn)有礦用自卸車懸掛缸對于車輛舒適性和車輛穩(wěn)定性不能兼顧的問題；提供一種礦用自卸車懸掛缸，包括位于上部缸筒和位于下部的活塞組件，活塞組件由活塞和活塞桿組成，活塞組件將缸筒內腔分隔成無桿腔和有桿腔；活塞桿內設置有與有桿腔相通的內腔；內腔與有桿腔之間設置有連通兩者的阻尼孔和從內腔向無桿腔單向導通的單向閥，在無桿腔內填充有油液和惰性氣體；在無桿腔內頂部固定設置有氣體剛度調節(jié)裝置。本發(fā)明通過在無桿腔的頂部設置氣體剛度調節(jié)裝置，在設計制造時確定合適的氣體剛度調節(jié)裝置尺寸，從而調節(jié)懸掛缸內填充氣體的剛度，解決車輛的舒適性和穩(wěn)定性之間的矛盾。
【專利說明】
礦用自卸車懸掛缸
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種油缸，更具體地說，涉及一種礦用自卸車懸掛缸。
【背景技術】
[0002] 油氣懸掛以惰性氣體氮氣為彈性介質，集彈性、阻尼和導向元件于一身，與其他類 型懸掛系統(tǒng)相比，油氣懸掛具有非線性變剛度、結構緊湊、可調車姿、蓄能比大等優(yōu)點，廣泛 應用于礦用自卸車。不過礦用自卸車屬于載貨重型汽車，空滿載橋荷變化大(前橋可到1.5 ~2倍，后橋可達5~6倍），給油氣懸掛的匹配帶來新的技術難題。
[0003] 油氣懸掛缸的結構如圖1所示，其包括缸筒1與活塞組件2,活塞組件2將缸筒1內空 間分割成有桿腔6和無桿腔5，其中無桿腔5在上，有桿腔6在下，活塞組件2包括活塞3和活塞 桿4,活塞桿4內設置有與無桿腔5相通的內腔7,活塞桿4上設連通內腔與有桿腔的阻尼孔和 從內腔向無桿腔單向導通的單向閥。這種油氣懸掛缸使用時，缸筒在上，活塞桿在下。油氣 懸掛缸內按比例填充有惰性氣體氮氣和液壓油，其中液壓油充滿有桿腔、內腔和部分無桿 腔，氣體位于無桿腔的頂部。
[0004] 油氣懸掛缸為了獲得較好的舒適性，通常會增大充氣量，從而使車輛的剛度變小、 振動頻率變小，但會導致沖擊行程或空/滿載行程變大。較大的沖擊行程或空/滿載行程又 會重新限制整車的舒適性，影響司機的視野和后橋主減速器的潤滑，減小車輛在轉彎、制 動、加速、裝卸物料時的穩(wěn)定性，帶來一定的行車安全隱患。反之，為了獲得較好車輛穩(wěn)定 性，則須減少充氣量，從而增大車輛的剛度和振動頻率，使整車的舒適性大幅度降低。所以， 如何提高產品整體性能和懸掛缸匹配設計是當前迫切需要解決的問題。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題是針對現(xiàn)有礦用自卸車懸掛缸對于車輛舒適性和車輛 穩(wěn)定性不能兼顧的問題，而提供一種兼顧車輛舒適性和穩(wěn)定性的礦用自卸車懸掛缸。
[0006] 本發(fā)明為實現(xiàn)其目的的技術方案是這樣的：提供一種礦用自卸車懸掛缸，包括位 于上部缸筒和位于下部的活塞組件，所述活塞組件由活塞和活塞桿組成，所述活塞組件將 所述缸筒內腔分隔成無桿腔和有桿腔;所述活塞桿內設置有與所述有桿腔相通的內腔;所 述內腔與有桿腔之間設置有連通兩者的阻尼孔和從內腔向無桿腔單向導通的單向閥，在無 桿腔內填充有油液和惰性氣體;其特征在于在無桿腔內頂部固定設置有使無桿腔內惰性氣 體填充區(qū)域橫截面的面積小于所述活塞橫截面面積的氣體剛度調節(jié)裝置。
[0007] 上述礦用自卸車懸掛缸中，所述氣體剛度調節(jié)裝置為柱體，所述柱體的上端與所 述無桿腔頂部固定連接，所述柱體的下端沿著所述缸筒的軸向向下延伸并深入到所述活塞 桿的內腔中。
[0008] 上述礦用自卸車懸掛缸中，所述柱體為圓柱體或直棱柱體。所述柱體為空心柱體， 也可以是實心柱體。該柱體與所述無桿腔頂部(也即缸筒)螺紋連接或焊接。
[0009] 上述礦用自卸車懸掛缸中，另一種方案是所述氣體剛度調節(jié)裝置為位于無桿腔頂 部且設置在缸筒上的凹腔，所述凹腔的橫截面面積小于所述活塞的橫截面面積且所述惰性 氣體全部位于所述凹腔內。所述凹腔為圓柱形凹腔。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過在無桿腔的頂部設置氣體剛度調節(jié)裝置，在 設計制造時通過確定合適的氣體剛度調節(jié)裝置的尺寸，從而達到調節(jié)懸掛缸內填充氣體的 剛度，很好的解決了車輛的舒適性(低頻率、小沖擊行程)和穩(wěn)定性(小沖擊行程)之間的矛 盾。
【附圖說明】
[0011] 圖1是現(xiàn)有礦用自卸車懸掛缸的結構示意圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明礦用自卸車懸掛缸第一種實施方式的結構示意圖。
[0013] 圖3是本發(fā)明礦用自卸車懸掛缸第二種實施方式的結構示意圖。
[0014] 圖中零部件名稱及序號：
[0015] 缸筒1、活塞桿組件2、活塞3、活塞桿4、無桿腔5、有桿腔6、內腔7、阻尼孔8、單向閥 9、柱體10、油液11、凹腔12。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合【附圖說明】具體實施方案。
[0017] 實施例丄。
[0018] 本發(fā)明中的提供一種礦用自卸車懸掛缸，如圖2所示，包括位于上部缸筒1和位于 下部的活塞組件2,活塞組件2由活塞3和活塞桿4組成，活塞組件2將缸筒1內腔分隔成無桿 腔5和有桿腔6;活塞桿4內設置有與無桿腔5相通的內腔7;內腔7與有桿腔6之間設置有連通 兩者的阻尼孔8和從內腔7向有桿腔6單向導通的單向閥9。
[0019] 在無桿腔5內頂部固定設置有柱體10,柱體10呈圓柱狀，其上端與缸筒1通過焊接 進行連接，下端伸入到活塞桿4的內腔7中。柱體10為空心柱體，在實施時，柱體10還可以是 實心的，或其他形狀，如正棱柱形。
[0020] 如圖2所示，在設計制造時，按比例向懸掛缸內填充油液和惰性氣體如氮氣，其中 內腔7、有桿腔6內和無桿腔5的下部填充有油液，無桿腔5的上部填充有氣體。柱體10使無桿 腔5內惰性氣體填充區(qū)域橫截面的面積小于活塞橫截面面積，在設計制造時確定柱體10的 直徑(或橫截面面積），從而確定惰性氣體填充區(qū)域的橫截面面積，從而實現(xiàn)氣體剛度的調 To
[0021 ]上述礦用自卸車懸掛缸用于礦車上，用于提高車輛的舒適性和穩(wěn)定性，其中舒適 性主要體現(xiàn)在兩個方面:其一，車輛的固有振動頻率越低，其舒適性越好。其二，在相同的沖 擊條件下振幅越小，其舒適性越好。車輛的穩(wěn)定性是指在相同的沖擊條件下振幅越小，其穩(wěn) 定性越好。
[0022]以上說明：其一，車輛的舒適性和穩(wěn)定性是一致的，即要求在相同的沖擊條件下振 幅越小越好;其二，兩者也是矛盾的關系，因為從公式1中可以看出，振動頻率η和剛度C是正 比關系，而公式2說明振幅AS和剛度C卻是反比關系。即低振動頻率和小振動的幅度相互制 約。
[0023]
[0024]
[0025] 其中η為頻率、C為氣體彈簧的剛度、m為簧上質量；Δ FiFi-Fo,為沖擊力增加量、Δ S = Si-So為振幅或懸掛缸活塞行程變化量。
[0026] 如圖2中的礦用自卸車懸掛缸所示，如果施加沖擊載荷，氣體被壓縮，其體積變化 量AV:
[0027] AV=AgX ΔΗ (公式3)
[0028] 其中Ac為氣體橫截面面積、△ Η為氣體高度變化量。
[0029] AV引起的活塞桿位移變化量AS:
[0030]
公式 4>
[0031 ] &為活塞桿的橫截面面積、假設/ = i即為Δ S和Δ Η之間的傳動比。
[0032] 由以上可知，△ Η往大的方向優(yōu)化可實現(xiàn)氣體剛度C和振動頻率η減小，提高車輛舒 適性提高，但會導致沖擊行程或空/滿載行程變大。較大的沖擊行程或空/滿載行程又會重 新限制整車的舒適性，影響司機的視野和后橋主減速器的潤滑，減小車輛在轉彎、制動、加 速、裝卸物料時的穩(wěn)定性，帶來一定的行車安全隱患。
[0033] AS往小的方向優(yōu)化，可實現(xiàn)實際體車輛的沖擊行程或空/滿載行程減小，車輛的 穩(wěn)定性提高，也在一定程度上提高車輛的舒適性。
[0034] 因此為了達到舒適性和穩(wěn)定性兩方面同時優(yōu)化的效果，從公式4來看，只能調整i， 而且把i往小的方向調整。7 = 1中，Ac的選取與結構尺寸相關較大，且Ac決定懸掛缸的壓 ?: 力，調整范圍十分有限；而AC調整方便，且不影響懸掛缸的壓力、外形及安裝尺寸等。
[0035] 在本實施例中，通過在無桿腔內設置柱體，來調節(jié)惰性氣體的填充區(qū)域的橫截面 積，從而實現(xiàn)調整氣體彈簧的剛度，提高車輛的舒適性(低頻率、小沖擊行程)和穩(wěn)定性(小 沖擊行程）。
[0036] 實施例2。
[0037] 如圖3所示，與實施1相比，其不同點在于在本實施中，在缸筒1上設置凹腔12來容 納惰性氣體，凹腔12位于無桿腔5的頂部，與無桿腔5相通。無桿腔5和有桿腔6以及活塞桿的 內腔7都填充油液，惰性氣體位于凹腔12內，在設計制造時確定凹腔12的直徑，通過選取恰 當?shù)陌记恢睆剑瑥亩岣哕囕v的舒適性(低頻率、小沖擊行程)和穩(wěn)定性(小沖擊行程）。
【主權項】
1. 一種礦用自卸車懸掛缸，包括位于上部缸筒和位于下部的活塞組件，所述活塞組件 由活塞和活塞桿組成，所述活塞組件將所述缸筒內腔分隔成無桿腔和有桿腔;所述活塞桿 內設置有與所述無桿腔相通的內腔;所述內腔與有桿腔之間設置有連通兩者的阻尼孔和從 內腔向有桿腔單向導通的單向閥，在無桿腔內填充有油液和惰性氣體;其特征在于在無桿 腔內頂部固定設置有使無桿腔內惰性氣體填充區(qū)域橫截面的面積小于所述活塞橫截面面 積的氣體剛度調節(jié)裝置。2. 根據(jù)權利要求1所述的礦用自卸車懸掛缸，其特征在于所述氣體剛度調節(jié)裝置為柱 體，所述柱體的上端與所述無桿腔頂部固定連接，所述柱體的下端沿著所述缸筒的軸向向 下延伸并深入到所述活塞桿的內腔中。3. 根據(jù)權利要求2所述的礦用自卸車懸掛缸，其特征在于所述柱體為圓柱體或直棱柱 體。4. 根據(jù)權利要求3所述的礦用自卸車懸掛缸，其特征在于所述柱體為空心柱體。5. 根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的礦用自卸車懸掛缸，其特征在于所述柱體與所述 無桿腔頂部螺紋連接或焊接。6. 根據(jù)權利要求1所述的礦用自卸車懸掛缸，其特征在于所述氣體剛度調節(jié)裝置為位 于無桿腔頂部且設置在缸筒上的凹腔，所述凹腔的橫截面面積小于所述活塞的橫截面面積 且所述惰性氣體全部位于所述凹腔內。7. 根據(jù)權利要求6所述的礦用自卸車懸掛缸，其特征在于所述凹腔為圓柱形凹腔。
【文檔編號】F16F9/16GK105889392SQ201610342866
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】吳韋林, 唐緒文, 羅東武, 唐云娟, 王玉, 李蕓
【申請人】廣西柳工機械股份有限公司