本發(fā)明涉及一種多級懸掛油缸、懸掛系統(tǒng)及工程車輛。

背景技術(shù)：

懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的所有傳力連接裝置的總稱，主要的功能是傳遞作用在車輪和車架之間的一切力和力矩，并緩和汽車駛過不平路面時所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的震動，以保證汽車的行駛平順性。

全地面起重機一般使用油氣懸架系統(tǒng)；油氣懸架系統(tǒng)以油液傳遞壓力、用惰性氣體（通常為N2）作為彈性介質(zhì)的懸架系統(tǒng)，它由蓄能器（相當(dāng)于彈簧）和具有減震器功能的懸掛油缸組成，將傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)的彈簧元件和減震器功能集于一體。

與傳統(tǒng)懸掛相比，油氣懸掛具有良好的非線性剛度特性和非線性阻尼特性，能夠最大限度滿足車輛的平順性要求。非獨立懸架，如圖1所示它的特點是兩側(cè)車輪通過整體式車橋相連，車橋B通過懸架油缸A與車架C或車身相連。如果行駛中路面不平，一側(cè)車輪被抬高，整體式車橋B將迫使另一側(cè)車輪產(chǎn)生運動。

如圖2所示為傳統(tǒng)懸掛油缸結(jié)構(gòu)示意圖;油缸大腔4通過中心油管3與蓄能器27連接，小腔1.4與可通過阻尼孔9、單向閥24及儲油腔1.3與蓄能器27連接,活塞桿1.1與外層保護殼1.2固定;活塞桿1.1上端與車架相應(yīng)結(jié)構(gòu)鉸接，缸筒5與車架C相應(yīng)結(jié)構(gòu)鉸接。

阻尼孔9的作用是車架相對于車橋拉伸時，產(chǎn)生較大的阻尼力，可起到減震的作用。車架C與車橋B相對壓縮時，儲油腔1.3油液可同時通過阻尼孔9與單向閥24迅速進入小腔，此時活塞桿1.1相對缸筒5運動時受到較小的阻尼力，通過大腔4油液并壓縮相連蓄能器27中的氣體，此時油缸主要起彈性作用，相當(dāng)于傳統(tǒng)懸架的彈簧。

傳統(tǒng)懸掛油缸為單級油缸，在懸掛油缸存在較大行程要求時，油缸安裝長度會較長，即所需安裝空間會較大，會增加行駛狀態(tài)時的車身高度，進而降低了車輛的通過能力。另外車身高度增加，會壓縮上裝改裝空間、降低車輛改裝利用率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種多級懸掛油缸、懸掛系統(tǒng)及其使用該裝置的起重機，能夠減少油缸平衡位置的安裝長度，且能夠增大油缸行程，同時降低車架在正常行駛狀態(tài)時的高度，增強車輛行駛時的通過能力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種多級懸掛油缸、懸掛系統(tǒng)，

多級懸掛油缸包括從外至內(nèi)依次排序的缸筒、一級缸桿體及二級缸桿體，缸筒與缸底固定連接，缸筒與一級缸桿體、二級缸桿體的上端面活塞形成大腔，大腔利用大腔油口a連通懸掛系統(tǒng)；

所述一級缸桿體與缸筒之間的間隙形成一級缸小腔、所述一級缸小腔通過一級缸油口b連通懸掛系統(tǒng)，

所述一級缸桿體與二級缸桿體之間形成二級缸小腔，二級缸小腔利用阻尼孔、中心油管及中心油管上端的二級缸油口c與懸掛系統(tǒng)連通，二級缸桿體與耳環(huán)固定共同形成二級缸活塞桿；

懸掛系統(tǒng)包括進油電磁換向閥、回油電磁換向閥、彈剛性切換閥及蓄能器；

所述進油電磁換向閥、回油電磁換向閥分別設(shè)置在進、出油路上，多級懸掛油缸的一級缸油口b連接可調(diào)節(jié)流閥、單向閥、同時設(shè)置b口溢流閥進而與大腔相通，

所述大腔油口a通過彈剛性切換閥與蓄能器連接，當(dāng)彈剛性切換閥切換到彈性狀態(tài)時，一級缸油口b和大腔同時與蓄能器相通。

所述的二級缸桿體端面的活塞上設(shè)有球體單向閥，球體單向閥位于支承環(huán)處；

當(dāng)二級缸桿體拉伸時，二級缸小腔油液通過阻尼孔流出，當(dāng)二級缸桿體壓縮時，二級缸小腔油液可同時通過阻尼孔及球體單向閥進入。

所述一級缸桿體下端面上存在柔性緩沖橡膠，防止一級缸活塞桿與耳環(huán)與發(fā)生直接碰撞。

所述的一級缸桿體通過缸底、缸筒與二級缸桿體進行限位。

所述的一級缸小腔與大腔通過密封件密封，二級缸小腔與大腔同時通過密封件密封。

所述的缸筒與耳環(huán)之間設(shè)有防塵罩。

所述的缸底采用關(guān)節(jié)軸承與車架通過銷軸連接，耳環(huán)采用關(guān)節(jié)軸承與車橋通過銷軸連接。

一種工程車輛，包括上述的一種多級懸掛油缸、懸掛系統(tǒng)。

所述的工程車輛為油氣懸掛式全地面起重機。

與傳統(tǒng)的懸掛油缸相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、懸掛油缸為多級油缸結(jié)構(gòu)形式：

油缸采用兩級油缸結(jié)構(gòu)，充分利用徑向空間，從而減少了油缸軸向長度；懸掛油缸在大行程要求時，油缸安裝長度較短，能夠降低平衡位置時的車架高度，從而滿足使用要求；

2、設(shè)計三個油口：

本發(fā)明設(shè)計一個大腔油口，兩個小腔油口，兩個小腔在油缸結(jié)構(gòu)上并未直接相通，從而可以設(shè)計不同的液壓管路系統(tǒng)實現(xiàn)不同的所需功能；

3、懸掛系統(tǒng)與多級懸掛油缸的匹配：

設(shè)計針對該多級油缸匹配的液壓系統(tǒng)，在一級缸小腔設(shè)計可調(diào)節(jié)的節(jié)流閥，并設(shè)置適當(dāng)?shù)拈_口大小，能夠在油缸拉伸時，增大阻尼，緩沖頻繁的碰撞，起到保護油缸的作用；

在油缸壓縮時，單向閥進油，減小阻尼，使油缸起到彈簧的作用。兩個小腔不同的油路設(shè)計，可產(chǎn)生的不同阻尼效果，既能起到防止剛性頻繁碰撞的作用，又能實現(xiàn)一般懸掛系統(tǒng)的減震等功能；

4、緩沖橡膠柔性結(jié)構(gòu)：

一級缸活塞桿為整體結(jié)構(gòu)，可在其外端面進行掛膠等處理，使其具有一定的緩沖效果，防止剛性碰撞，進而增強了多級油缸的可靠性和整個系統(tǒng)的舒適性；

5、油缸內(nèi)部球體單向閥結(jié)構(gòu)：

活塞上設(shè)計球體單向閥結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)油缸在拉伸、壓縮時表現(xiàn)出不同的阻尼特性；球體單向閥位于支承環(huán)處，充分利用了活塞結(jié)構(gòu)空間。

附圖說明

圖1是起重機懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是傳統(tǒng)懸掛油缸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明懸掛油缸結(jié)構(gòu)主視圖；

圖4是本發(fā)明懸掛油缸結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖5是本發(fā)明懸掛系統(tǒng)液壓原理圖。

圖中: A、懸掛油缸，B、車橋，C、車架，1、缸底，2、二級缸油口c，3、中心油管，4、大腔，5、缸筒，6、活塞，7、一級缸桿體，8、一級缸小腔，9、阻尼孔，10、二級缸桿體，11、二級缸小腔，12、防塵罩，13、緩沖橡膠，14、耳環(huán)，15、大腔油口a，16、支承環(huán)，17、球體單向閥，18、一級缸油口b，19、進油電磁換向閥，20、回油電磁換向閥，21、b口溢流閥，22、多級懸掛油缸，23、可調(diào)節(jié)流閥，24、單向閥，25、彈剛性切換閥，26、系統(tǒng)溢流閥，27、蓄能器；1.1、活塞桿，1.2、外層保護殼，1.3、儲油腔，1.4、小腔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖3和圖4所示，為一種多級懸掛油缸、懸掛系統(tǒng)，多級懸掛油缸包括從外至內(nèi)依次排序的缸筒5、一級缸桿體7及二級缸桿體10，所述缸筒5與缸底1固定連接，缸筒5與一級缸桿體7、二級缸桿體10的上端面活塞6形成大腔4，大腔4利用大腔油口a15連通懸掛系統(tǒng)；

所述一級缸桿體7為一個整體結(jié)構(gòu)其與缸筒5之間的間隙形成一級缸小腔8、所述一級缸小腔8通過一級缸油口b18連通懸掛系統(tǒng)，

所述一級缸桿體7與二級缸桿體10之間形成二級缸小腔11，二級缸小腔11利用阻尼孔9、中心油管3及中心油管3上端的二級缸油口c2與懸掛系統(tǒng)連通，二級缸桿體10與耳環(huán)14固定共同形成二級缸活塞桿；并且上述通油方式不限于該種方式。

如圖5所示：懸掛系統(tǒng)包括進油電磁換向閥19、回油電磁換向閥20、彈剛性切換閥25及蓄能器27；b口溢流閥21主要對一級缸小腔8起到保護作用；系統(tǒng)溢流閥26主要對液壓系統(tǒng)起到過載保護作用；溢流閥21和系統(tǒng)溢流閥26可根據(jù)實際需求設(shè)置不同的溢流壓力，從而滿足使用要求。

所述進油電磁換向閥19、回油電磁換向閥20分別設(shè)置在進、出油路上，多級懸掛油缸22的一級缸油口b19連接可調(diào)節(jié)流閥23、單向閥24、同時設(shè)置b口溢流閥21進而與大腔4相通，

所述大腔油口a15通過彈剛性切換閥25與蓄能器27連接，當(dāng)彈剛性切換閥25切換到彈性狀態(tài)時，一級缸油口b18和大腔4同時與蓄能器27相通。

在正常行駛時，一側(cè)油缸的大腔4、二級缸小腔11分別與另一側(cè)油缸的二級缸小腔11、大腔4相通。

在車輛正常行駛時，假設(shè)遇到地面為凹坑的情況，二級缸桿體10將向下運動，由于一級缸活塞桿7受到大腔4液壓油壓等作用，且大腔4面積較大，一級缸桿體7也將隨二級缸桿體10一起向下運動，一級缸桿體7會碰到缸筒5，但由于可調(diào)節(jié)流閥23的阻尼作用，一級缸桿體7在向下運動的過程中相對缸筒5的速度會越來越小，這樣就起到了緩沖的作用，防止剛性頻繁強烈碰撞，增強了油缸的可靠性，且由于兩個缸桿體同時向下運動，大腔4容積增大，大腔4壓力會有所減少，同時蓄能器27及一級缸小腔8等的油液會進入大腔，即在此狀態(tài)下一級缸小腔8壓力會增大，而大腔4壓力會減少。大腔4在受到壓縮的情況下，由于單向閥24的作用，一級缸小腔8會快速進油，此時阻尼較小，此情況下大腔4壓力會增大，而一級缸小腔8壓力會減少，油液可通過蓄能器27、大腔4等進入一級缸小腔8。

以上兩種情況下，單向閥24與可調(diào)節(jié)流閥23兩側(cè)均能形成一定壓差，即能夠?qū)崿F(xiàn)緩沖等功能。

在拉伸過程中，一級缸小腔8與二級缸小腔11會產(chǎn)生不同的阻尼效果，這樣既能實現(xiàn)一級缸小腔8較好的阻尼效果，起到緩沖效果，防止較強頻繁碰撞發(fā)生，又能使二級缸小腔11所產(chǎn)生的阻尼效果滿足懸掛系統(tǒng)減振等要求。

所述的二級缸桿體10端面的活塞6上設(shè)有球體單向閥17，球體單向閥17位于支承環(huán)16處；

當(dāng)二級缸桿體10拉伸時，二級缸小腔11油液通過阻尼孔9流出，當(dāng)二級缸桿體10壓縮時，二級缸小腔11油液可同時通過阻尼孔9及球體單向閥17進入。

所述一級缸桿體7下端面上存在柔性緩沖橡膠13，防止一級缸活塞桿7與耳環(huán)14與發(fā)生直接碰撞，其中緩沖橡膠13為一種柔性結(jié)構(gòu)，其他柔性結(jié)構(gòu)也適用于本發(fā)明。

所述的一級缸桿體7通過缸底1、缸筒5與二級缸桿體10進行限位。

所述的一級缸小腔8與大腔4通過密封件密封，二級缸小腔11與大腔4同時通過密封件密封。

所述的缸筒5與耳環(huán)14之間設(shè)有防塵罩12，起到防塵作用。

所述的缸底1采用關(guān)節(jié)軸承與車架C通過銷軸連接，耳環(huán)14采用關(guān)節(jié)軸承與車橋B通過銷軸連接，關(guān)節(jié)軸承只是連接部件，但不發(fā)明不限于關(guān)節(jié)軸承，其他連接部件也能滿足本發(fā)明的使用需求。

本發(fā)明還公開了一種工程車輛，其包括權(quán)上述任意一種形式多級懸掛油缸、懸掛系統(tǒng)，所述的工程車輛為油氣懸掛式全地面起重機。

綜上所述，與傳統(tǒng)的懸掛油缸相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、懸掛油缸為多級油缸結(jié)構(gòu)形式：

油缸采用兩級油缸結(jié)構(gòu)，充分利用徑向空間，從而減少了油缸軸向長度；懸掛油缸在大行程要求時，油缸安裝長度較短，能夠降低平衡位置時的車架高度，從而滿足狹小空間的安裝使用要求；

2、設(shè)計三個油口：

本發(fā)明設(shè)計一個大腔油口，兩個小腔油口，兩個小腔在油缸結(jié)構(gòu)上并未直接相通，從而可以設(shè)計不同的液壓管路系統(tǒng)實現(xiàn)不同的所需功能；

3、懸掛系統(tǒng)與多級懸掛油缸的匹配：

設(shè)計針對該多級油缸匹配的液壓系統(tǒng)，在一級缸小腔8設(shè)計可調(diào)節(jié)節(jié)流閥23，并設(shè)置適當(dāng)?shù)拈_口大小，能夠在油缸拉伸時，增大阻尼，緩沖頻繁的碰撞，起到保護油缸的作用；

在油缸壓縮時，單向閥24進油，減小阻尼，使油缸起到彈簧的作用。兩個小腔不同的油路設(shè)計，可產(chǎn)生的不同阻尼效果，既能起到防止剛性頻繁碰撞的作用，又能實現(xiàn)一般懸掛系統(tǒng)的減震等功能；

4、緩沖橡膠13等柔性結(jié)構(gòu)：

一級缸桿體7為整體結(jié)構(gòu)，可在其外端面進行掛膠等柔性處理，使其具有一定的緩沖效果，防止剛性碰撞，進而增強了多級油缸的可靠性和整個系統(tǒng)的舒適性；

5、油缸內(nèi)部球體單向閥17結(jié)構(gòu)：

活塞上設(shè)計球體單向閥17結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)油缸在拉伸、壓縮時表現(xiàn)出不同的阻尼特性；球體單向閥17位于支承環(huán)16處，充分利用了活塞結(jié)構(gòu)空間。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應(yīng)包含在本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。