悬挂阀组件、悬架系统及工程车辆的制作方法

文档序号:11150220阅读:565来源:国知局
悬挂阀组件、悬架系统及工程车辆的制造方法与工艺

本发明涉及工程机械领域,具体涉及一种悬挂阀组件、悬架系统及工程车辆。



背景技术:

全地面起重机行驶工况多样,需同时满足公路、越野、重载转场、湿滑沙地等不同路况的行驶要求。不同行驶路况,路面对悬挂系统造成的激励也不同。

悬架是车架与车桥之间一切传力连接装置的总称,一般是由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成,其作用是把路面作用于车轮上的垂直反力(支承力)、纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些反力所造成的力矩按人们预定的目的传递到车架上,以保证车辆的正常行驶。按车辆在行驶过程中悬架的性能是否受到控制,可将悬架分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种基本类型。凡不需要输入能量进行控制的悬架称为被动悬架;输入少量能量调节阻尼系数的可控阻尼悬架称为半主动悬架;通过输入外部能量实现控制力调节的可控悬架称为主动悬架。当然,一些文献并不严格区分半主动悬架和主动悬架的界限,认为只要有外部能源改变动力特性,该悬架系统就称作是“主动”的。

被动悬架是发展最早、应用最为普遍的一种悬架,经过百余年的发展与不断完善,被动悬架的设计、制造已比较成熟,其成本也比较低廉。但是被动悬架的弹性元件、减振器一旦安装在车辆上,悬架的性能就固定不变,不可再施加控制。半主动悬架和主动悬架是目前乘坐动力学领域的研究热点,采用半主动悬架和主动悬架后,车辆乘坐动力学性能确实得到提高,但与被动悬架相比其成本高、可靠性差,仅用于高档轿车、赛车及重要的载重车辆中。

发明人发现,现有技术中至少存在下述问题:目前,全地面起重机行业内的油气悬挂系统刚度、阻尼及压缩伸出比均是定值的系统,是典型的被动悬挂系统,因该种系统成本低、可靠性高,在工程机械行业被普遍应用。该系统虽能能衰减一定的振动,但其系统刚度并不能随车辆行驶状态不同而调整变化,大大制约了整机行驶性能的提升。



技术实现要素:

本发明的其中一个目的是提出一种悬挂阀组件、悬架系统及工程车辆,用以优化现有主动悬架系统的性能。

为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:

本发明提供了一种悬挂阀组件,包括本体以及至少两个容积不同的蓄能器,所述本体设有进油口、第一工作油口、第二工作油口、出油口和压力调节阀;

其中,所述第一工作油口用于与第一液压致动器的第一腔液压连接,所述第二工作油口用于与第二液压致动器的第二腔液压连接;所述第一工作油口与所述压力调节阀的第一油口液压连接,所述压力调节阀的第二油口与各所述蓄能器的油口液压连接,所述第二工作油口也与各所述蓄能器的油口液压连接。

在可选或优选的实施例中,所述第一工作油口通过弹性刚性切换阀与所述压力调节阀的第一油口液压连接。

在可选或优选的实施例中,所述压力调节阀的第二油口与各所述蓄能器的油口之间的油路上独立设有蓄能器切换阀。

在可选或优选的实施例中,所述进油口与所述第一工作油口之间设有第一调压阀。

在可选或优选的实施例中,所述出油口与所述第一工作油口之间设有第二调压阀。

在可选或优选的实施例中,所述压力调节阀的第二油口与所述出油口之间的油路上设有溢流阀。

在可选或优选的实施例中,所述第一工作油口与所述压力调节阀的第一油口之间的油路上设有弹性刚性切换阀。

在可选或优选的实施例中,所述压力调节阀与单向阀并列设置,且所述单向阀的流入口与所述压力调节阀的第二油口液压连接,所述单向阀的流出口与所述压力调节阀的第一油口液压连接。

在可选或优选的实施例中,所述进油口和所述出油口都截止,各所述蓄能器能择一或其中部分或全部与第一液压致动器液压连接,以使得所述悬挂阀组件所在的悬架系统的刚度能变。

在可选或优选的实施例中,处于升高车架调节模式下:所述进油口连通加压流体源,所述出油口截止,所述压力调节阀处于导通状态;经由所述进油口进入的油液能经由所述第一工作油口进入所述第一液压致动器的第一腔,所述第二液压致动器第二腔内的油液能经由所述第二工作油口进入到所述蓄能器中。

在可选或优选的实施例中,在降低车架调节模式下:两个所述悬挂阀组件的各所述进油口都截止,各所述出油口都液压连接油箱,各所述压力调节阀处于导通状态;其中一个所述悬挂阀组件对应的所述第一液压致动器的第一腔回油,另一个所述悬挂阀组件的所述蓄能器能为所述第一液压致动器的第二腔补油。

在可选或优选的实施例中,在调平模式下:两个所述悬挂阀组件的所述进油口和所述出油口同时导通,所述压力调节阀和至少其中一个所述蓄能器也处于导通状态;控制所述进油口进油或者控制所述出油口回油,以使得与该悬挂阀组件连接的第一液压致动器升高或降低。

在可选或优选的实施例中,所述压力调节阀包括比例阀。

在可选或优选的实施例中,所述第一调压阀包括比例阀。

在可选或优选的实施例中,所述第二调压阀包括比例阀。

本发明实施例还提供一种悬架系统,包括本发明任一技术方案所提供的悬挂阀组件。

在可选或优选的实施例中,所述悬挂阀组件的数量为两个;所述悬架系统还包括所述第一液压致动器、所述第二液压致动器;

其中一个所述悬挂阀组件的第一工作油口与所述第一液压致动器的第一腔液压连接,该悬挂阀组件的第二工作油口与所述第二液压致动器的第二腔液压连接;

另一个所述悬挂阀组件的第一工作油口与所述第二液压致动器的第一腔液压连接,该悬挂阀组件的第二工作油口与所述第一液压致动器的第二腔液压连接。

本发明实施例还提供一种工程车辆,包括本发明任一技术方案所提供的悬架系统。

在可选或优选的实施例中,所述工程车辆包括全地面起重机。

基于上述技术方案,本发明实施例至少可以产生如下技术效果:

上述技术方案中,包括至少两个容积不同的蓄能器,悬挂阀组件所在车辆行驶过程中,根据不同的路面行驶状况,选择使用蓄能器的数量,调节系统的刚度。具体可以其中一个、部分或全部蓄能器与车辆的悬架系统形成整体,以使得车辆刚度可变,这样能满足车辆在不同路面的行驶要求。当行驶在低频高幅路面,低刚度悬架系统使驾乘更加舒服,此时需要数量较多的蓄能器参与工作。当行驶在高频低幅路面,高刚度悬架系统能保证车辆行驶更加稳定,此时只需要比较少的蓄能器参与工作。另外,还能通过调节压力调节阀调节油液流动速度,进而改变悬架系统阻尼。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明一实施例提供的悬挂阀组件原理示意图;

图2为本发明另一实施例提供的悬架系统原理示意图。

附图标记:

1、第一调压阀;2、第二调压阀;3、压力调节阀;4、蓄能器;5、溢流阀;6、弹性刚性切换阀;7、蓄能器切换阀;8、单向阀;9、第一液压致动器;10、第二液压致动器;20、本体;31、第一油口;32、第二油口。

具体实施方式

下面结合图1~图2对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本实施例中需要用到的技术术语或名词解释。

被动悬架:又叫从动悬架,即传统式的悬架;其主要是由弹簧、减振器(减振筒)、导向机构等组成。它的功能是减弱路面传给车身的冲击力,衰减由冲击力而引起的承载系统的振动。其中弹簧主要起减缓冲击力的作用,减振器的主要作用是衰减振动。由于这种悬架是由外力驱动而起作用的,所以称为从动悬架。

主动悬架:主动悬架有作为直接力发生器的动作器,可以根据输入与输出进行最优的反馈控制,使悬架有最好的减震特性,以提高汽车的平顺性和操纵稳定性。主动悬架的一个重要特点是要求动作器所产生的力能够很好地跟踪任何力控制信号。因此,它为控制律的选择提供了一个广泛的设计空间,即如何确定控制律以使系统能够让车辆达到最佳的总体性能。

参见图1,本发明实施例提供一种悬挂阀组件,包括本体20以及至少两个容积不同的蓄能器4。本体20设有进油口P、第一工作油口A、第二工作油口B、出油口T、压力调节阀3。其中,第一工作油口A用于与第一液压致动器9的第一腔(具体为无杆腔)液压连接,第二工作油口B用于与第二液压致动器10的第二腔(具体为有杆腔)液压连接。第一工作油口A还与压力调节阀3的第一油口31液压连接。压力调节阀3的第二油口32与各蓄能器4的油口液压连接,第二工作油口B也与各蓄能器4的油口液压连接。

液压致动器包括悬架油缸等。本案中,压力调节阀3采用比例阀。比例阀便于控制流量大小,且控制精准。

公路行驶状态,压力调节阀3根据悬架油缸伸缩位移的变化自动调整油液流量。当位移变化量大,压力调节阀3调整阀芯开度,增大阻尼,减小油液流量。当位移变化量小,压力调节阀3调整阀芯开度,减小阻尼,增大油液流量;通过电比例阀控制,调节阻尼,使车辆行驶更加平顺,实现了悬架的主动控制。可见,上述技术方案实现了行驶状态悬架系统阻尼可调,实现了主动控制。

再则,进油口P和出油口T都截止,各蓄能器4能择一或其中部分或全部与第一液压致动器9液压连接,以使得悬挂阀组件所在的悬架系统的刚度能变。

上述技术方案还能实现悬架系统刚度可调,根据不同的路面行驶状况,选择使用蓄能器4的数量,调节系统的刚度。通过蓄能器切换阀7,调整参与工作的蓄能器4数量,当行驶在低频高幅路面,低刚度悬架系统使驾乘更加舒服,此时需要两个蓄能器4参与工作。当行驶在高频低幅路面,高刚度悬架系统能保证车辆行驶更加稳定,此时只需要一个蓄能器4参与工作。

参见图1,第一工作油口A通过弹性刚性切换阀6与压力调节阀3的第一油口31液压连接。

悬架系统弹性刚性切换阀6与压力调节阀3串联,悬架系统弹性状态下,压力调节阀3的阀芯开口根据悬架油缸位移传感器反馈的位移信号进行调节,进而实现悬架系统阻尼可调,满足了不同的行驶路面条件下阻尼不同的需求。

参见图1,压力调节阀3的第二油口与各蓄能器4的油口之间的油路上独立设有蓄能器切换阀7。蓄能器切换阀7可以控制参与工作的蓄能器4数量,实现系统弹性状态下刚度可调,以满足不同的路面条件对悬架系统刚度的不同需求,实现了悬架系统刚度可调。

参见图1,SP口为与蓄能器连接口,SP1为第一蓄能器连接口,SP2为第二蓄能器连接口。S口为压力检测口;设于悬挂油缸上的S口为安装接近开关的连接口。

参见图1,进油口P与第一工作油口A之间设有第一调压阀1。

在悬架调平操作中,P口根据悬挂油缸位移传感器反馈的位移信号(目标位移与实际位移差),采用电比例阀控制油液流量,目标位移与实际位移逐渐接近,油液流量逐渐减小,实现系统流量的精准控制,自动调平更精准、高效,悬架升降冲击力更小。

参见图1,出油口T与第一工作油口A之间设有第二调压阀2。

在悬架调平操作中,T口根据悬挂油缸位移传感器反馈的位移信号目标位移与实际位移差,采用电比例阀控制油液流量,目标位移与实际位移逐渐接近,油液流量逐渐减小,实现精确定位,平稳调平。

为保证蓄能器4使用的安全性,压力调节阀3的第二油口32与出油口T之间的油路上设有溢流阀5。

为便于控制刚性、弹性,第一工作油口A与压力调节阀3的第一油口31之间的油路上设有弹性刚性切换阀6。X口为弹性刚性切换控制口。

进一步地,压力调节阀3与单向阀8并列设置,且单向阀8的流入口与压力调节阀3的第二油口32液压连接,单向阀8的流出口与压力调节阀3的第一油口31液压连接。

以液压致动器为悬架油缸为例,参见图1,弹性刚性切换阀6与蓄能器4之间设计单向阀8,悬架油缸缩回,单向阀8关闭,大腔油液通过弹性刚性切换阀6、压力调节阀3流入蓄能器4,压力调节阀3阀芯开口大小通过悬架油缸位移传感器反馈信号进行控制。悬架油缸伸出,单向阀8打开,蓄能器4油液通过单向阀8给悬架油缸大腔补油,缩短了悬架油缸伸缩的响应时间,使得悬架系统响应更快。

承上述可知,两个悬挂阀的第一工作油口A、第二工作油口B交叉布置,第一个悬挂阀的第一工作油口A对应第一液压致动器9的无杆腔,该悬挂阀的第二工作油口B对应第二液压致动器10的有杆腔。第二个悬挂阀的第一工作油口A对应第二液压致动器10的无杆腔,该悬挂阀的第二工作油口B对应第一液压致动器9的有杆腔。

本案中,第一调压阀1采用比例阀,比例阀便于控制流量大小,且控制精准。

本案中,第二调压阀2采用比例阀,比例阀便于控制流量大小,且控制精准。

下面介绍一个具体实例。

参见图1,悬挂阀组件的P、T口分别采用第一调压阀1、第二调压阀2进行控制,弹性刚性切换阀6与压力调节阀3串联,蓄能器切换阀7与蓄能器4连接,单向阀8用于悬架系统的悬架油缸大腔补油,溢流阀5用于过载保护。采用此悬挂阀组件的悬架系统如图2所示:

本实施例中悬架系统的功能及实现如下:

(1)悬挂油缸伸缩,调整车架升降。具体调节过程如下:

需要升高车架时:手动控制X口进气,弹性刚性切换阀6导通,同时压力调节阀3、蓄能器切换阀7均处于导通状态,悬架系统处于弹性状态(蓄能器4与悬架油缸导通)。手动控制P口进油,T口截止,给悬架系统的悬架油缸A口供油,A口会向B口、蓄能器4供油。油液相同压力下,由于悬架系统的悬架油缸大、小腔作用面积不同,产生的压力不同,通过大小腔压力差实现油缸伸,车架升高。

需要降低车架时:手动控制T口回油,P口截止,悬架油缸在车身自重压力下,油缸缩,A油口回油,B油口对油缸小腔进行补油,实现油缸缩,车架下降。

(2)悬架系统自动调平。手动控制X口进气,弹性刚性切换阀6导通,同时压力调节阀3、蓄能器切换阀7均处于导通状态,悬架系统处于弹性状态(蓄能器4与悬架油缸导通)。悬架油缸S口安装有位移传感器,通过操控悬架自动调平按钮,P口、T口同时导通,第一调压阀1、第二调压阀2根据悬架油缸位移传感器反馈控制进回油口开度,悬架油缸自动伸缩,直到悬架调平。

参见图2,本发明另一实施例还提供一种悬架系统,包括本发明任一技术方案所提供的悬挂阀组件。

参见图2,悬挂阀组件的数量为两个。悬架系统还包括第一液压致动器9、第二液压致动器10。其中一个悬挂阀组件(图2中位于上侧的悬挂阀组件)的第一工作油口A与第一液压致动器9的第一腔(具体为无杆腔)液压连接,该悬挂阀组件的第二工作油口B与第二液压致动器10的第二腔(具体为有杆腔)液压连接。另一个悬挂阀组件(图2中位于下侧的悬挂阀组件)的第一工作油口A与第二液压致动器10的第一腔(具体为无杆腔)液压连接,该悬挂阀组件的第二工作油口B与第一液压致动器9的第二腔(具体为有杆腔)液压连接。

下面介绍悬架系统调节过程。

(1)悬挂油缸伸缩,调整车架升降;手动控制X口进气,弹性刚性切换阀6导通,使悬架系统处于弹性状态(蓄能器4与悬架油缸导通)。

在调高车架模式下,第一调压阀1得电,第二调压阀2失电,压力调节阀3得电,弹性刚性切换阀6的X口接通。手动控制P口进油,同时给悬架油缸A、B口、蓄能器4供油,油液相同压力下,由于悬架油缸大、小腔作用面积不同,产生的压力不同,通过大小腔压力差实现油缸伸,车架升高。

即当车辆处于升高车架调节模式下:进油口P连通加压流体源,出油口T截止,压力调节阀3处于导通状态。经由进油口P进入的油液能经由第一工作油口A进入第一液压致动器9无杆腔,第二液压致动器10有杆腔内的油液能经由第二工作油口B进入到蓄能器4中实现存储。加压流体源比如为油泵。

在降低车架模式下,第一调压阀1失电,第二调压阀2得电,压力调节阀3得电,弹性刚性切换阀6的X口接通。手动控制T口回油,悬架油缸在车身自重压力下,油缸缩,A油口回油,B油口对油缸小腔进行补油,实现油缸缩,车架下降。

当车辆处于降低车架调节模式下:进油口P截止,出油口T液压连接油箱,压力调节阀3处于导通状态。在重力作用下,油液按照以下方式流动:第一液压致动器9的第一腔(无杆腔)回油通过第一工作油口A流向回油口T,另一个悬挂阀的其中至少一个蓄能器4能通过第二工作油口B为第一液压致动器9的第二腔(有杆腔)补油。

全地面起重机使用的是油气悬架系统,该系统的特点是正常工作时悬架处于正常位置,即车身处于正常位置,也就是中位。车身在中位时,悬架能够随地面状况适应路面振动,舒适性很好。当需要钻过涵洞而车身超高的情况下,可以触发系统调整车身下降100mm以上,也就是低位。当路面有较大坑洞的情况下,可以触发悬架,使车身升高100mm以上,也就是高位,这样可以增加整车的最小离地间隙,越过坑洞。高位和低位是特殊状态的特殊应用,采用上述液压悬架系统很容易实现车身的升高或降低。

通过上述调节功能可以增大车轮的通过性或者越野性能。

通过第一调压阀1和第二调压阀2,实现悬架系统进回油比例控制,自动调平更精准、高效,悬架升降冲击力更小。悬架调平中,P口、T口根据悬挂油缸位移传感器反馈的位移信号(目标位移与实际位移差),分别用电比例阀控制油液流量,目标位移与实际位移逐渐接近,油液流量逐渐减小,实现精确定位,平稳调平。

(2)悬架系统自动调平。手动控制X口进气,弹性刚性切换阀6导通,使悬架系统处于弹性状态(蓄能器4与悬架油缸导通)。悬架油缸S口安装有接近开关,通过操控悬架自动调平按钮,P口、T口同时导通,通过检测悬挂油缸活塞是否停留在检测开关所在的位置判定悬挂油缸的位置,直至所有检测油缸均在设计位置,则认定为调平。

调平是指车辆在不平路面工作时,例如左右不平路面,如果在平路状态车辆保持水平状态,在左右不平的路面车身就会不平。这时候如果想要保持车身水平状态,可以通过车载系统计算哪些油缸缩短,哪些油缸伸长,以保障车身处于水平状态。为了实现调节过程,需要精确地知道悬架油缸所处的位置,以及车身目前的姿态,由车载系统自行计算并控制液压阀操纵,以使车身水平,即文中的调平。其中水平状态是指固定在车身上的水平传感器指示车辆水平或者是倾斜。

即当车辆处于调平模式下:进油口P和出油口T同时导通,压力调节阀3和至少其中一个蓄能器4也处于导通状态。控制进油口P进油或者控制出油口T回油,以使得与该悬挂阀组件连接的第一液压致动器9升高或降低。

本发明实施例还提供一种工程车辆,包括本发明任一技术方案所提供的悬架系统。

上述工程车辆,可实现不同行驶工况下自动匹配刚度、阻尼,同时可根据行驶工况选择,通过动力源、悬挂阀自动升降车身高度;可显著改善全地面产品在行驶状态的舒适性、操控稳定性、通过性。

可选地,工程车辆包括全地面起重机。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作,因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1