卡车车架调平辅助系统及车架调平方法与流程

本发明总体涉及卡车底盘技术领域，具体涉及一种卡车车架调平辅助系统及车架调平方法。

背景技术：

卡车在不平整的路面上行驶时，如遇到冲击载荷的作用，车轮会带动车桥上下跳动，车桥的跳动进而会带动卡车大梁的跳动。由于大梁的上面是驾驶室，路面的颠簸震动会直接影响到司乘人员的驾驶/乘坐的舒适程度。

为了减少颠簸，提高驾乘舒适程度，一般在车桥和大梁之间增加一个过滤减振装置，如钢板弹簧非独立悬架、油气弹簧独立悬架等，用于对来自路面的颠簸震动进行过滤。从成本经济性角度考虑，大部分卡车底盘采用的是钢板弹簧非独立悬架对颠簸震动进行过滤减振，但是这种悬架的缺点是不能调节车架的高度，如果是特种作业车辆，由于作业时，经常会处于左、右偏载的工况，大梁与驾驶室就会左、右倾斜。

在特殊工程领域内，还有部分卡车底盘采用的是油气弹簧独立悬架，由于这种悬架是以气体作为弹性介质，液体作为传力介质，因此这种悬架具有良好的缓冲减振功能，而且还可以调节车架的高度。但是，这种悬架的加工制造难度大，成本高，维修困难、控制程序复杂，不利于大规模推广应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于在卡车底盘上采用钢板弹簧非独立悬架的基础上，增加车架调平辅助系统，用来主动调节车架的高度，使车辆保持水平，这样不但保留了原钢板弹簧悬架的减振性能和经济型，而且还可以调整车架的高度，提高操作的舒适性。

本发明提供了一种卡车车架调平辅助系统，包括：

调平执行单元，包括缸体和缸杆；所述缸体的一端固定连接于车架上，所述缸杆的一端固定连接于前驱动桥上；所述缸杆的另一端能够在所述缸体内伸缩移动，调整所述车架左右两侧的高度；

调平控制单元，用于控制所述调平执行单元的动作。

进一步地，所述调平控制单元采用液压控制方式。

进一步地，所述调平控制单元由原车辆液压系统提供动力。

进一步地，所述调平执行单元采用液压缸，所述液压缸的一端通过上安装座连接于所述车架上，另一端通过所述下安装座连接于所述前驱动桥上；

所述上安装座固定于所述车架上，所述下安装座固定于所述前驱动桥上。

进一步地，所述调平执行单元包括左调平执行单元和右调平执行单元；所述左调平执行单元和所述右调平执行单元分别安装于所述车架的左右两侧。

进一步地，所述左调平执行单元和所述右调平执行单元通过管路连接在一起，通过所述调平控制单元联动控制；

在同一时间，所述左调平执行单元与所述右调平执行单元的伸缩处于相反状态。

进一步地，所述左调平执行单元的缸杆伸出量/缩回量等于所述右调平执行单元的缸杆缩回量/伸出量。

本发明还提供了一种利用上述卡车车架调平辅助系统对卡车车架调平的方法，包括：

步骤s1、启动动力系统，使所述调平辅助系统处于工作模式下；

步骤s2、根据车辆的偏载状况，所述调平控制单元向所述调平助兴单元发出指令；

步骤s3、所述调平执行单元根据所述调平控制单元的指令使所述缸杆在所述缸体内伸缩，进而使所述车架左右两侧处于同一水平高度。

进一步地，在步骤s3，包括：

左侧调平，在所述车架左侧受偏载下倾时，在所述调平控制单元作用下，所述左调平执行单元的缸杆伸出，所述右调平执行单元的缸杆缩回，带动所述车架左侧升高、右侧降低，调平所述车架；

右侧调平，在所述车架右侧受偏载下倾时，在所述调平控制单元作用下，所述右调平执行单元的缸杆伸出，所述左调平执行单元的缸杆缩回，带动所述车架右侧升高、左侧降低，调平所述车架。

进一步地，在步骤s3，还包括：

自由浮动，在所述车架非偏载工况下，所述左调平执行单元和所述右调平执行单元均处于自由浮动；

锁定调平，在所述车架水平时，所述左调平执行单元和所述右调平执行单元均处于锁定调平姿态，所述左调平执行单元和所述右调平执行单元的缸杆相对于缸体均不能移动。

在采用钢板弹簧非独立悬架的卡车底盘上，增加本发明的车架调平辅助系统，能够对车架高度进行主动调整，使车辆保持水平，不但保留了原钢板弹簧悬架的减振性能和经济型，而且还可以调整车架的高度，提高司乘人员的舒适性。

附图说明

图1所示为本发明卡车车架调平辅助系统原理图；

图2所示为本发明调平执行单元安装示意图；

图3所示为本发明左调平执行单元、右调平执行单元安装示意图；

图4所示为本发明一实施例在车架左侧调平姿态时的原理图；

图5所示为本发明一实施例在车架右侧调平姿态时的原理图；

图6所示为本发明一实施例在车架自由浮动姿态时的原理图；

图7所示为本发明一实施例在车架锁定调平姿态时的原理图；

图8所示为本发明一实施例在车架锁定调平姿态时左侧受到冲击压力时的原理图；

图9所示为本发明一实施例在车架锁定调平姿态时右侧受到冲击压力时的原理图。

附图标记说明：

10-调平控制单元；

101-多路阀；

1011-多路阀第一油口；

1012-多路阀第二油口；

1013-多路阀左侧电磁铁；

1014-多路阀右侧电磁铁；

102-左两位二通阀；

1021-左两位二通阀电磁铁；

102’-右两位二通阀；

1021’-右两位二通阀电磁铁；

103-左平衡阀；

103’-右平衡阀；

104-单向阀；

105-左流量控制阀；

105’-右流量控制阀；

106-液压油箱；

20-调平执行单元；

201-缸杆；

202-缸体；

203-上安装座；

204-下安装座；

901-车架；

902-前驱动桥；

903-钢板弹簧非独立悬架。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

如图1所示，本发明的卡车车架调平辅助系统，用于卡车车架的调平。一般情况下，在采用钢板弹簧非独立悬架903的卡车底盘中，钢板弹簧非独立悬架903的两头伸出端与车架901连接(沿车身的长度方向)；钢板弹簧非独立悬架903的中部与前驱动桥902连接。采用钢板弹簧非独立悬架903是为了过滤来自路面的颠簸震动。在车辆左侧受到偏载力作用时，钢板弹簧非独立悬架903左侧受载下倾，车架901的右侧会升高；在车辆右侧受到偏载力作用时，钢板弹簧非独立悬架903右侧受载下倾，车架901的左侧会升高。不管是车架901的左侧或是右侧偏斜，都会带动上部的驾驶室偏斜。

如图1和图2所示，本发明提供的卡车车架调平辅助系统，包括调平控制单元10和调平执行单元20。调平执行单元20包括缸杆201和缸体202。缸体202的一端固定连接于车架901上，缸杆201的一端固定连接于前驱动桥902上；缸体202的另一端与缸杆201的另一端活动连接，缸杆201能够在缸体202内伸缩移动，调整车架901左右两侧的高度。

缸杆201与车架901之间、缸体202与前驱动桥902之间均可以直接进行固定连接，也可以增加中间连接部件，如连接座等。缸杆201在缸体202内的伸缩移动，保证了能够调整车架901左右两侧的高度，使车架901处于水平，进而保证驾驶室的水平。

而缸杆201在缸体202内的伸缩移动由调平控制单元10进行控制。调平控制单元10对调平执行机构动作的控制有多种方式，可采用电控单元，也可采用液压单元或气动单元。在本发明的一个实施例中，调平控制单元10采用了液压控制的方式，执行机构采用液压缸。调平控制单元10通过液压回路、液压管路完成对液压缸的控制。

现在，很多的卡车底盘都自带有电控系统、液压系统或气动系统，调平控制单元10就可以直接接入由原车辆的电控系统、液压系统或气动系统，由原车辆的电控系统、液压系统或气动系统提供动力。当然，也可以增加调平控制单元10独立的动力单元对其提供动力。

为了实现车架901的自动调平控制，其调平控制单元10可以是智能电控装置，包括水平仪和控制器。水平仪安装在车架901上或驾驶室内用以反馈指示车架901的水平度，传递电信号给控制器，控制器再控制调平执行单元20调平车架901。

在一具体的实时例中，如图2所示，调平执行单元20采用液压缸，液压缸的一端通过上安装座203连接于车架901上，另一端通过下安装座204连接于前驱动桥902上。上安装座203固定于车架901上，下安装座204固定于前驱动桥902上。在调平执行单元20采用气缸时，也可以采用类似于液压缸的安装方式进行安装。这样安装的好处是，后期维护更加方便。

通常情况下，在车辆的左右两侧分别安装一套调平执行单元20，两部分协同工作，对车架的调平效果更好。如图3所示，在一具体的实时例中，在车辆的左侧安装一调平执行单元20(左调平执行单元)，在车辆的右侧同样安装有一套调平执行单元20(右调平执行单元)。通过管路将左调平执行单元和右调平执行单元连接起来，由调平控制单元10进行联动控制，在同一时间，左调平执行单元与右调平执行单元的伸缩移动处于相反状态。为了使车架901的调平效果更好，对左调平执行单元和右调平执行单元进行联动控制时，左调平执行单元的缸杆201的伸出量/缩回量等于右调平执行单元的缸杆201的缩回量/伸出量。

利用本发明的卡车车架调平辅助系统对车架901进行调平时，首先需要启动动力系统(原车辆自带的动力系统或单独设置的动力系统)，使调平辅助系统处于工作模式下，然后分析判定车辆的偏载情况，由调平控制单元10向调平执行单元20发出指令。调平执行单元20根据调平控制单元10的指令使缸杆201在缸体202内伸缩移动，进而调整车架901左右两侧的高度，使车架901左右两侧处于同一水平高度。即利用卡车车架调平辅助系统进行车架调平的步骤为：

步骤s1、启动动力系统，使调平辅助系统处于工作模式下；

步骤s2、根据车辆的偏载状况，调平控制单元10向调平执行单元20发出指令；

步骤s3、调平执行单元20根据调平控制单元10的指令使缸杆201在缸体202内伸缩，进而使车架901左右两侧处于同一水平高度。

其中，在步骤s3内，利用调平控制单元10多调平执行单元20进行控制时，能够对车架901的多种姿态进行调整，具体包括：左侧调平、右侧调平、自由浮动和锁定调平等。

一具体实施例的调平控制单元10采用液压控制方式，利用原车辆的液压系统提供动力。调平控制单元20采用液压缸在此实施例中，液压缸的缸杆201通过上安装座203连接车架901，液压缸的缸体202通过下安装座204连接前驱动桥。如图4所示，左调平执行单元的液压缸和右调平执行单元的液压缸的小腔通过液压管路连通，同时串联一单向阀104。单向阀104又分别与左平衡阀103和右平衡阀103’串联，左平衡阀103和右平衡阀103’并联。左平衡阀103和右平衡阀103’又分别与多路阀101通过液压管路相连，其中左平衡阀103连接多路阀第一油口1011，右平衡阀103’连接多路阀第二油口1012。

由于左调平执行单元的液压缸和右调平执行单元的液压缸的小腔通过液压管路连通，同时串联一单向阀104，单向阀104又分别与左平衡阀103和右平衡阀103’串联，当油缸的小腔没油时，无论液压油是从多路阀第一油口1011还是从多路阀第二油口1012进入，都会自动补充液压缸小腔的液压油。

左调平执行单元的液压缸的大腔分别连接左两位二通阀102和多路阀101，左调平执行单元的液压缸的大腔和左平衡阀103共用多路阀101的一个接口(多路阀第一油口1011)。左两位二通阀102通过左流量控制阀105与液压油箱106相通，组成左调平执行单元的溢流回路。

右调平执行单元的液压缸的大腔分别连接右两位二通阀102’和多路阀101，右调平执行单元的液压缸的大腔和右平衡阀103共用多路阀101的一个接口(多路阀第二油口1012)。右两位二通阀102’通过右流量控制阀105’与液压油箱106相通，组成右调平执行单元的溢流回路。

多路阀101的进油口和回油口分别与原车辆液压系统的进油口和回油口相通。通过这样的液压回路连接，组成了调平控制单元10，实现左调平执行单元和右调平执行单元的联动控制。

在对车架901进行左侧调平时，车架901左侧受偏载下倾，在调平控制单元10作用下，左调平执行单元的缸杆201伸出，右调平执行单元的缸杆201缩回，带动车架901左侧升高、右侧降低，调平车架901。

当车架901左侧受偏载下倾时，需要对车架901进行左侧调平时，此时的调平控制单元10液压回路如图4所示。多路阀左侧电磁铁1013通电，多路阀101处于左侧，左两位二通阀电磁铁1021和右两位二通阀电磁铁1021’通电，左两位二通阀102和右两位二通阀102’处于断开位置，液压油从多路阀第一油口1011进入左调平执行单元的液压缸大腔，推动缸杆201伸出。左调平执行单元的液压缸小腔中的液压油直接进入右调平执行单元的液压缸小腔中，右调平执行单元的液压缸大腔中液压油经过右两位二通阀102’和右流量控制阀105’后回油箱。车架901左侧升高、右侧降低，当车架901平衡时，关闭多路阀左侧电磁铁1013即可。

在对车架901进行右侧调平时，车架901右侧受偏载下倾，在调平控制单元10作用下，右调平执行单元的缸杆201伸出，左调平执行单元的缸杆201缩回，带动车架901左侧升高、右侧降低，调平车架901。

当车架901右侧受偏载下倾时，需要对车架901进行右侧调平时，此时的调平控制单元10液压回路如图5所示。多路阀右侧电磁铁1014通电，多路阀101处于右侧，左两位二通阀电磁铁1021和右两位二通阀电磁铁1021’通电，左两位二通阀102和右两位二通阀102’处于断开位置，液压油从多路阀第二油口1012进入右调平执行单元的液压缸大腔，推动缸杆201伸出。右调平执行单元的液压缸小腔中的液压油直接进入左调平执行单元的液压缸小腔中，左调平执行单元的液压缸大腔中液压油经过左两位二通阀102和左流量控制阀105后回油箱。车架901右侧升高、左侧降低，当车架901平衡时，关闭多路阀右侧电磁铁1014即可。

在车架901非偏载工况下，左调平执行单元和右调平执行单元均处于自由浮动，车架901处于自由浮动姿态。

当车辆在非偏载工况下时，为保持原钢板弹簧非独立悬架的减振性能，使液压控制单元10处于浮动。此时，此时的调平控制单元10液压回路如图6所示，多路阀左侧电磁铁1013和多路阀右侧电磁铁1014均不通电，多路阀101处于中位；左两位二通阀电磁铁1021和右两位二通阀电磁铁1021’也均不通电，左两位二通阀102和右两位二通阀102’处于打开位置，左调平执行单元的液压缸大腔和右调平执行单元的液压缸大腔均与液压油箱106相通，液压油缸浮动。

当车架901水平时，左调平执行单元和右调平执行单元均锁定，左调平执行单元和右调平执行单元的缸杆相对于缸体均不能移动，车架901处于锁定调平姿态。

车架901处于锁定调平姿态时的液压回路如图7所示，多路阀左侧电磁铁1013和多路阀右侧电磁铁1014均不通电，多路阀101处于中位；左两位二通阀电磁铁1021和右两位二通阀电磁铁1021’均通电，左两位二通阀102和右两位二通阀102’处于断开位置，此时液压系统锁定，车架901处于锁定调平姿态。

在车架901处于锁定调平姿态下，当车辆左侧受到外力冲击作用时，如图8所示，左调平执行单元受到的压力大于右平衡阀103’的开启压力，此时右平衡阀103’开启。液压油从左调平执行单元的液压缸大腔经过左平衡阀103的单向阀和右平衡阀103’，进入右调平执行单元的液压缸的大腔，形成一缓冲动作。当外界压力减弱后，右平衡阀103’关闭，系统又处于锁定调平姿态。

在车架901处于锁定调平姿态下，当车辆右侧受到外力冲击作用时，如图9所示，右调平执行单元受到的压力大于左平衡阀103的开启压力，此时左平衡阀103开启。液压油从右调平执行单元的液压缸大腔经过右平衡阀103’的单向阀和左平衡阀103，进入左调平执行单元的液压缸的大腔，形成一缓冲动作。当外界压力减弱后，左平衡阀103关闭，系统又处于锁定调平姿态。

在左两位二通阀102的回油路中串联左流量控制阀105，在右两位二通阀102’的回油路中串联右流量控制阀105’，当车辆熄火时，左两位二通阀电磁铁1021和右两位二通阀电磁铁1021’都处于打开位置，开启浮动，通过对左流量控制阀105和右流量控制阀105’的调整，来降低左右调平执行单元的液压缸的下降速度，进而提高了司乘人员操作的舒适性。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。