本發(fā)明涉及一種汽車懸架系統(tǒng)。

背景技術：

目前，在國內、外對于懸架系統(tǒng)研究總體有兩大構件：彈簧和阻尼器。其中，彈簧部分用螺旋彈簧，由于其彈性系數固定，所以運用在汽車上，當汽車運動到路面比較惡劣的地方，彈簧工作的能力有限，不能很好的減震。其他的一些汽車彈簧用的是空氣彈簧，這就要對空氣彈簧內用氣泵不斷的充氣，這就要消耗能量，所以對能量的損耗比較大。對于另外的一個構件阻尼器，傳統(tǒng)的用的是固定阻尼系數的阻尼器，由于阻尼系數不能改變，同樣在路面條件比較惡劣的路上行駛，定阻尼系數阻尼器工作范圍有限，不能很好的吸能，所以對人的乘坐舒適性有比較大的影響。在傳統(tǒng)的懸架已經不能滿足人們對舒適性的要求，還需要額外的力來使震動降低的更迅速，讓人更加舒適。

技術實現要素：

本發(fā)明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明提供一種汽車懸架系統(tǒng)，目的是提高減震效果。

為了實現上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：汽車懸架系統(tǒng)，包括作動器、阻尼器、空氣彈簧和與作動器連接且用于提供氣壓的氣壓產生裝置。

所述作動器包括第一缸筒、可移動的設置于第一缸筒內的第一活塞、與第一活塞連接且位于第一缸筒外的滑動塊和與滑動塊相接觸且與滑動塊的移動方向相垂直的挺柱，挺柱與車架連接，滑動塊為可移動的設置于車橋上。

所述滑動塊具有與所述挺柱接觸的驅動面且驅動面為斜平面，挺柱具有與驅動面貼合的配合面。

所述第一缸筒的兩端通過管道與所述氣壓產生裝置連接，第一缸筒內部具有位于所述第一活塞兩端的第一儲氣腔和第二儲氣腔，第一儲氣腔和第二儲氣腔與氣壓產生裝置連通。

所述氣壓產生裝置包括用于接收發(fā)動機排出的尾氣的熱交換器以及與熱交換器和所述作動器連接且用于將熱交換器輸出的氣體供向作動器的第一閥門。

所述熱交換器包括外殼體和設置于外殼體中且內部儲存有氣體的內殼體，外殼體與內殼體之間具有讓發(fā)動機排出的尾氣進入且使尾氣與內殼體中的氣體產生熱交換的熱交換空間，內殼體與所述第一閥門連通。

所述氣壓產生裝置還包括與所述熱交換器連接且用于對熱交換器提供氣體的空氣壓縮機。

所述氣壓產生裝置還包括電動機以及與電動機和所述空氣壓縮機連接的差動輪系傳動機構。

所述外殼體具有廢氣進口和廢氣出口，所述差動輪系傳動機構與廢氣出口連接。

所述氣壓產生裝置還包括與所述空氣壓縮機連接的儲氣罐，儲氣罐與所述空氣彈簧連接。

所述阻尼器包括第二缸筒、設置于第二缸筒內的第二活塞和插入第二缸筒內且與第二活塞連接的活塞桿，第二缸筒內部具有電流變液。

所述第二缸筒包括固定筒體以及與固定筒體滑動連接且相對設置的第一半筒體和第二半筒體，第二活塞位于第一半筒體和第二半筒體之間，所述阻尼器還包括與第一半筒體和第二半筒體連接且調節(jié)第一半筒體和第二半筒體之間距離的阻尼調節(jié)裝置。

所述阻尼調節(jié)裝置包括與所述第一半筒體連接的第一齒條、與第二半筒體連接的第二齒條、與第一齒條嚙合的第一齒輪、與第二齒條嚙合的第二齒輪以及與第一齒輪和第二齒輪連接的驅動電機，第一齒輪和第二齒輪的旋轉方向相反。

本發(fā)明的汽車懸架系統(tǒng)，在滿足傳統(tǒng)懸架所具有的基本減振的能力上進一步改善了車輛在運動過程中的人的乘坐舒適性，而且也比較節(jié)省能源；作動器產生的力是由發(fā)動機廢氣所具有的高溫能轉化成機械能，給作動器進行供能，基本不用外加能量，所以是在節(jié)能的基礎上改善人的舒適性，作動器的結構比較簡單，制造方便；空氣彈簧的補充氣體是利用發(fā)動機氣缸排除的高壓廢氣驅動空壓機產生的，盡最大可能利用廢氣的能量來完成，節(jié)省能源，而且結構簡單；電場變阻尼器則在原本傳統(tǒng)的阻尼器的基礎上具有改變阻尼系數的功能，使其在不同的工況下有不同的阻尼力，能更好的減振保證人的舒適性，而且還有阻尼調節(jié)迅速，易于控制，結構簡單。

附圖說明

本說明書包括以下附圖，所示內容分別是：

圖1是本發(fā)明懸架系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是作動器與氣壓產生裝置的裝配圖；

圖3是作動器的結構示意圖；

圖4是第一缸筒與第一活塞的剖視圖；

圖5是第一活塞與滑動塊的裝配圖；

圖6是滑動塊與挺柱的配合示意圖；

圖7是熱交換器的剖視圖；

圖8是第一閥門的主視圖；

圖9是圖8中A-A剖視圖；

圖10是圖8中B-B剖視圖；

圖11是閥芯的結構示意圖；

圖12是氣壓產生裝置的結構示意圖；

圖13是差動輪系傳動機構的結構示意圖；

圖14是差動輪系傳動機構的剖視圖；

圖15是差動輪系傳動機構另一角度的結構示意圖；

圖16是差動輪系傳動機構的局部結構示意圖；

圖17是軸與制動器的配合示意圖；

圖18是阻尼器的結構示意圖；

圖19是阻尼器的剖視圖；

圖20是空氣彈簧與儲氣罐的裝配圖；

圖21是制動器的結構示意圖；

圖中標記為：

1、車架；2、車橋；

3、作動器；31、第一缸筒；32、第一活塞；33、滑動塊；34、挺柱；35、驅動面；36、第一儲氣腔；37、第二儲氣腔；38、連接桿；39、密封圈；

4、熱交換器；41、外殼體；42、內殼體；43、廢氣進口；44、廢氣出口；45、熱交換空間；46、第一進氣口；47、第一出氣口；

5、第一閥門；51、閥體；52、閥芯；53、第一工作口；54、第二工作口；55、第三工作口；56、第四工作口；57、氣道；58、線圈；59、銜鐵；

6、差動輪系傳動機構；61、基體；62、齒圈；63、行星輪；64、行星架；65、太陽輪；66、葉片；67、第二進氣口；68、第二出氣口；69、蓋板；610、套管；611、中心軸；612、第一制動盤；613、第二制動盤；614、制動器；615、固定座；616、夾臂；617、夾塊；618、固定塊；619、滑塊；620、電磁鐵；621、彈簧；

7、阻尼器；71、驅動電機；72、固定筒體；73、第一半筒體；74、第二半筒體；75、第二活塞；76、活塞桿；77、第一齒條；78、第一齒輪；79、第二齒條；710、第二齒輪；711、正極板；712、負極板；

8、電動機；9、空氣壓縮機；10、儲氣罐；11、空氣彈簧；12、第一管道；13、第二管道；14、第三管道；15、第二閥門；16、第三閥門；17、第四管道；18、第五管道；19、第六管道；20、第七管道；21、第八管道。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本發(fā)明的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種汽車懸架系統(tǒng)，包括作動器3、阻尼器7、空氣彈簧11和與作動器3連接且用于提供氣壓的氣壓產生裝置。

具體地說，如圖2至圖6所示，作動器3包括第一缸筒31、可移動的設置于第一缸筒31內的第一活塞32、與第一活塞32連接且位于第一缸筒31外的滑動塊33和與滑動塊33相接觸且與滑動塊33的移動方向相垂直的挺柱34，挺柱34的上端與車架連接，車架屬于簧載質量，滑動塊33為可移動的設置于車橋上?；瑒訅K33相對于車橋為可沿水平方向做直線運動，挺柱34相對于滑動塊33為可沿豎直方向做直線運動?；瑒訅K33具有與挺柱34接觸的驅動面35且該驅動面35為斜平面，挺柱34的下端具有與驅動面35貼合的配合面，該配合面也為斜平面，滑動塊33與挺柱34構成斜楔機構。

如圖2至圖6所示，第一缸筒31為兩端開口、內部中空的結構，第一缸筒31的兩端開口分別通過第一管道12和第二管道13與氣壓產生裝置連接，第一缸筒31的內腔具有位于第一活塞32兩端的第一儲氣腔36和第二儲氣腔37，第一儲氣腔36和第二儲氣腔37分別與第一缸筒31的一端開口連通，第一儲氣腔36通過第一管道12與氣壓產生裝置連通，第二儲氣腔37通過第二管道13與氣壓產生裝置連通，第一儲氣腔36和第二儲氣腔37中儲存有氣體，當第二儲氣腔37中氣壓增大時，會推動第一活塞32朝向使第一儲氣腔36體積減小的方向移動，第一活塞32并帶動滑動塊33同步移動，進而使滑動塊33產生推動挺柱34朝向上方移動的驅動力，作動器3產生作動力，提高減震效果。

如圖2至圖6所示，第一缸筒31固定設置于車橋上，滑動塊33的兩端分別通過一個連接桿38與第一活塞32固定連接，連接桿38的長度方向與第一活塞32的軸線相垂直，第一缸筒31的側壁上并設有讓連接桿38穿過的通孔，連接桿38的一端與第一活塞32固定連接，另一端與滑動塊33固定連接。為了避免第一缸筒31中的氣體泄露，第一活塞32的兩端均設有密封圈39，第一缸筒31側壁上所設的通孔和兩個連接桿38位于兩個密封圈39之間。

如圖1和圖2所示，氣壓產生裝置包括用于接收發(fā)動機排出的尾氣的熱交換器4以及與熱交換器4和作動器3連接且用于將熱交換器4輸出的氣體供向作動器3的第一閥門5。如圖7所示，熱交換器4包括外殼體41和設置于外殼體41中且內部儲存有氣體的內殼體42，外殼體41與內殼體42之間具有讓發(fā)動機排出的尾氣進入且使尾氣與內殼體42中的氣體產生熱交換的熱交換空間45，內殼體42與第一閥門5連通，外殼體41和內殼體42為內部中空的殼體且體積大小不變。由于發(fā)動機排出的尾氣的溫度較高，當尾氣進入熱交換器4中的熱交換空間45時，可與內殼體42中的低溫氣體產生熱交換，使內殼體42中的氣體溫度升高，進而使內殼體42中的氣體膨脹。第一閥門5并用于使內殼體42與第二管道13保持連通，第二管道13與第二儲氣腔37連通，因此當內殼體42中的氣體膨脹時，第二儲氣腔37也會膨脹，進而產生高壓，第二儲氣腔37中氣壓隨之增大，并推動第一活塞32移動。

如圖1、圖2和圖7所示，作為優(yōu)選的，外殼體41和內殼體42均為球形殼體，受熱面積大，熱交換效果好。外殼體41具有一個廢氣進口43和一個廢氣出口44，廢氣進口43和廢氣出口44為設置于外殼體41的側壁上的通孔，廢氣進口43用于引入發(fā)動機排出的廢氣，廢氣出口44用于讓流過熱交換空間45的廢氣排出，使廢氣能夠流通，而且廢氣進口43和廢氣出口44分別位于內殼體42的一側。內殼體42具有一個第一進氣口46和一個第一出氣口47，第一進氣口46和第一出氣口47為設置于內殼體42的側壁上的通孔，第一進氣口46用于將氣體引入內殼體42的內腔中，為內殼體42補充氣體，第一出氣口47通過第三管道14與第一閥門5連接，使內殼體42的內腔可以與第一閥門5連通，相應在外殼體41的側壁上設有讓第三管道14穿過的通孔。

如圖8和圖9所示，第一閥門5主要包括閥體51和可旋轉的設置于閥體51內部的閥芯52，閥體51的側壁上沿周向依次設置有第一工作口53、第二工作口54、第三工作口55和第四工作口56，第一工作口53和第三工作口55位置相對且兩者同軸，第二工作口54和第四工作口56位置相對且兩者同軸，第一工作口53和第二工作口54的軸線以及第三工作口55和第四工作口56的軸線處于與閥芯52的軸線相垂直的同一平面內且相垂直。第一工作口53與外界環(huán)境連通，第二工作口54與第一管道12的端部連接且連通，第四工作口56與第二管道13的端部連接且連通，第三工作口55與第三管道14的端部連接且連通。閥芯52的內部具有兩個圓弧形的氣道57，兩個氣道57在閥芯52內部為貫穿設置且在閥芯52的外側面上形成四個開口，各個氣道57分別用于可選擇性的連通閥體51上兩個相鄰的工作口。在圖9所示狀態(tài)下，其中一個氣道57使第一工作口53和第二工作口54連通，另一個氣道57使第三工作口55和第四工作口56連通，這樣內殼體42即可通過第三管道14、閥芯52內的氣道57和第二管道13與第二儲氣腔37連通，第一儲氣腔36通過第一管道12和閥芯52內的另一氣道57與外界環(huán)境連通。當閥芯52旋轉一定角度后，閥芯52可以將閥體51上的四個工作口封閉，第一閥門5處于關閉狀態(tài)。

第一閥門5為電磁閥，如圖9和圖10所示，第一閥門5還包括設置于閥體51內的線圈58和設置于閥芯52上且與線圈58相配合的銜鐵59。當線圈58通電產生磁場會對閥芯52上的銜鐵59產生吸力，進而帶動閥芯52旋轉，實現第一閥門5的開閉和關閉。

如圖1和圖12所示，氣壓產生裝置還包括與熱交換器4連接且用于對熱交換器4提供氣體的空氣壓縮機9、電動機8以及與電動機8和空氣壓縮機9連接的差動輪系傳動機構6，電動機8可差動輪系傳動機構6用于提供使空氣壓縮機9運轉的源動力，電動機8、差動輪系傳動機構6和空氣壓縮機9為依次連接。

如圖13和圖14所示，差動輪系傳動機構6包括基體61、可旋轉的設置于基體61內的齒圈62、與齒圈62嚙合的多個行星輪63、與多個行星輪63連接的行星架64和與多個行星輪63嚙合的太陽輪65。齒圈62為圓環(huán)形結構，齒圈62的內圓面上設置一圈齒，多個行星輪63位于齒圈62的中心孔中且與齒輪保持嚙合，太陽輪65與齒圈62為同軸設置，多個行星輪63在太陽輪65的周圍為均勻分布，齒圈62與行星輪63、太陽輪65和行星架64構成行星輪系，與太陽輪65連接的中心軸611與電動機8的電機軸固定連接，電動機8運轉，驅動太陽輪65旋轉。可旋轉的行星架64作為差動輪系傳動機構6的動力輸出構件，行星架64上設有與空氣壓縮機9的動力輸入軸相連接且與中心軸611同軸的輸出軸(圖中未示出)?；w61為圓環(huán)形且內部中空的殼體，齒圈62嵌入基體61內且與基體61為同軸設置，齒圈62相對于基體61可旋轉，在基體61的內圓面上設置讓齒圈62穿過的圓環(huán)形開口，在基體61上與該內圓面相對的外圓面上設有一個第二進氣口67和一個第二出氣口68，第二進氣口67通過管道與熱交換器4的廢氣出口44連通，第二進氣口67用于將流過熱交換器4的廢氣引入基體61的內腔中。在齒圈62的外圓面上設置有插入基體61的內腔中的葉片66，葉片66在齒圈62上沿周向均勻分布多個，進入基體61內腔中的廢氣會對葉片66產生推力，進而會推動齒圈62旋轉，齒圈62旋轉后帶動行星輪63的旋轉，行星輪63帶動行星架64同步旋轉，最終輸出轉矩給空氣壓縮機9，使空氣壓縮機9運轉，進入基體61內的廢氣最終從第二出氣口68排出。

如圖13至圖15所示，差動輪系傳動機構6還包括封閉齒圈62一側開口的蓋板69和設置于蓋板69上且套設于中心軸611上的套管610，蓋板69與齒圈62固定連接，蓋板69和套管610可以與齒圈62同步旋轉。對于這種結構的差動輪系傳動機構6，齒圈62和太陽輪65均可以作為動力輸入部件，行星架64作為動力輸出部件，齒圈62和太陽輪65可以同時旋轉產生驅動力，也可以兩者中的任一一個旋轉產生驅動力，當齒圈62和太陽輪65兩者中的任一一個旋轉時，另外一個處于鎖止狀態(tài)，確保行星架64能夠旋轉輸出動力。如圖17所示，在套管610上固定設置有一個第一制動盤612，在中心軸611上固定設置有一個第二制動盤613，第一制動盤612和第二制動盤613分別與一個制動器相配合，由該制動器實現鎖止，進而可以控制齒圈62和太陽輪65的旋轉與停止。

制動器的結構如同本領域技術人員所公知的那樣，具有多種形式，如圖21所示，差動輪系傳動機構6采用的制動器包括固定座615、兩個交叉連接的夾臂616、設在夾臂616的夾緊端的夾塊617和設在固定座615內部且用于驅動兩個夾臂616擺動的驅動機構，第一制動盤612或第二制動盤613位于兩個夾塊617之間。兩個夾臂616為鉸接連接，當夾臂616的夾緊端與制動盤接觸并夾緊制動盤后，可以使制動盤固定。固定座615內部設有容納驅動機構的空腔，固定座615的側壁設有讓夾臂616伸出的孔，驅動機構包括與其中一個夾臂616的端部連接的固定塊618、與另一個夾臂616的端部連接的滑塊619和對滑塊619提供驅動力的電磁鐵620，固定塊618為固定設置，滑塊619為相對固定塊618可移動的，當滑塊619朝向固定塊618處移動時，可以使兩個夾臂616夾緊制動盤，當滑塊619背離固定塊618移動時，可以使兩個夾臂616松開制動盤。在固定塊618與滑塊619之前設有彈簧，該彈簧為拉簧，用于對滑塊619施加朝向固定塊618處移動的拉力。電磁鐵620在通電后，對滑塊619施加與彈簧相反的作用力，使滑塊619朝向背離固定塊618的方向移動。當彈簧收縮，使夾臂616上的夾塊617抱住制動盤，實現齒圈62或太陽輪65的鎖止；當電磁鐵620通電，將滑塊619吸住向右拉，使彈簧被拉升，夾塊617與制動盤分離，解除制動，使齒圈62或太陽輪65能夠旋轉。

如圖12所示，熱交換器4的廢氣出口44通過第五管道18和第六管道19與差動輪系傳動機構6上的第一進氣口46連接，第五管道18和第六管道19并通過一個第二閥門15連接，第二閥門15為用于控制氣路通斷的電磁閥，當第二閥門15處于開啟狀態(tài)時，熱交換器4內的廢氣經第五管道18、第二閥門15和第六管道19流入基體61的內腔中，推動齒圈62旋轉，產生動力。

如圖1、圖12和圖20所示，氣壓產生裝置還包括一個第三閥門16和與空氣壓縮機9連接的儲氣罐10。第三閥門16為二位三通電磁換向閥，具有一個進氣口和兩個出氣口，空氣壓縮機9的出氣口通過第四管道17與第三閥門16的進氣口連接，第三閥門16的一個出氣口通過第八管道21與儲氣罐10連接，第三閥門16的另一個出氣口通過第九管道與內殼體42上的第一進氣口46連接，第三閥門16可選擇性的控制兩個出氣口的開閉，使空氣壓縮機9產生的壓縮氣體通向儲氣罐10或內殼體42中。如圖7所示，在內殼體42的第一進氣口46處設有單向閥，避免進入內殼體42中的氣體從第一進氣口46向外排出，使氣體僅能經第一進氣口46進入內殼體42中。

如圖20所示，儲氣罐10通過一個第七管道20與空氣彈簧11連接，儲氣罐10是用來儲存氣體的部件，同時起穩(wěn)定空氣彈簧11內壓力的作用，可以向空氣彈簧11內補充壓縮氣體?？諝鈴椈?1與車架和車橋連接，儲氣罐10和空氣彈簧11的結構如同本領域技術人員所公知的那樣，在此不再贅述。

如圖18和圖19所示，阻尼器7包括第二缸筒、設置于第二缸筒內的第二活塞75、插入第二缸筒內且與第二活塞75連接的活塞桿76設置于第二缸筒內壁面上的正極板711和設置于第二活塞75的外壁面上的負極板712，第二缸筒內部中空部分為儲存電流變液的內腔體，第二活塞75設置于第二缸筒的內腔體中且正極板711與負極板712之間為讓電流變液通過的阻尼通道，電流變液在流經阻尼通道時，阻尼通道會產生阻尼效果。第二缸筒包括固定筒體72以及與固定筒體72滑動連接且相對設置的第一半筒體73和第二半筒體74，固定筒體72為兩側具有開口的矩形框結構，第一半筒體73和第二半筒體74分別用于封閉固定筒體72的一側開口，活塞桿76穿過固定筒體72端部所設的通孔后插入固定筒體72內部。第二活塞75為矩形結構，第二活塞75的兩個相對的外壁面與固定筒體72的兩個相對的內壁面貼合，第二活塞75的另外兩個相對的外壁面上分別設置一個負極板712，第二活塞75位于第一半筒體73和第二半筒體74之間，第一半筒體73和第二半筒體74的內壁面上分別設置一個正極板711，各個正極板711分別與一個負極板712相配合。阻尼器7還包括與第一半筒體73和第二半筒體74連接且調節(jié)第一半筒體73和第二半筒體74之間距離的阻尼調節(jié)裝置，進而可以調節(jié)阻尼通道的開度大小，達到調節(jié)阻尼的目的。

如圖1所示，固定筒體72與車橋固定連接，活塞桿76的上端與車架固定連接，活塞桿76的下端與第二活塞75固定連接。如圖18和圖19所示，阻尼調節(jié)裝置包括與第一半筒體73固定連接的第一齒條77、與第二半筒體74固定連接的第二齒條79、與第一齒條77嚙合的第一齒輪78、與第二齒條79嚙合的第二齒輪710以及與第一齒輪78和第二齒輪710連接的驅動電機71，第一齒輪78和第二齒輪710的旋轉方向相反。阻尼調節(jié)裝置設置于第二缸筒的外部，第一齒條77和第二齒條79的長度方向與活塞桿76的軸線相垂直，第一齒輪78和第二齒輪710的軸線與活塞桿76的軸線相平行，驅動電機71運轉，第一齒輪78和第二齒輪710旋轉，第一齒輪78和第二齒輪710分別驅動第一齒條77和第二齒條79移動，而且第一齒條77和第二齒條79的移動方向相反，進而使第一半筒體73和第二半筒體74朝向相反的方向移動，實現阻尼通道開度大小的調節(jié)。正極板711和負極板712通電且兩者的極性相反，在兩極板間加上電壓且保持電壓不變時，根據公式E＝U/d，當兩極板間的距離d變化就會導致電場E的變化，而電流變液流過不同的電場強度間隙，兩極板就會產生不同的阻尼力，改善衰減振動的能力。

以上結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述。顯然，本發(fā)明具體實現并不受上述方式的限制。只要是采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進；或未經改進，將本發(fā)明的上述構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。