油气悬挂控制系统、油缸调平方法和工程车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种油气悬挂控制系统、油缸调平方法和工程车辆，该系统包括系统进油油路（P）、系统回油油路（T）、控制阀组、悬挂油缸组以及与各个悬挂油缸（11，12）一一对应设置的多个蓄能器和多个换向阀，控制阀组用于控制各个悬挂油缸与系统进油油路或系统回油油路连通，从而控制油缸同步伸缩，蓄能器通过相应的换向阀的切换控制以选择性地经由充压油路（V）与系统进油油路相连而进行充压，或者经由弹性压力油路（L）与相应的悬挂油缸相连以形成油气弹簧。这样，通过切换阀使得蓄能器的充压油路和油缸充油分开，互不影响，油缸的调平过程不受蓄能器的影响，通过控制阀组可控制各个油缸同步伸缩，保持很好的最终调平姿态。
【专利说明】油气悬挂控制系统、油缸调平方法和工程车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程车辆上的一种油气悬挂系统及其调平方法。
【背景技术】
[0002]在工程车辆，尤其是中重型工程车辆中越来越多地采用了油气悬挂系统，由具有作为柔性液压元件的蓄能器、悬挂油缸以及控制悬挂油缸的姿态调整的控制阀组等组成。油气悬挂系统具有优良的非线性弹性特征和良好的减振性能，能够最大限度地满足工程车辆的平顺性要求。一般而言，油气悬挂系统都有自动调平功能，在行驶前将车辆上的各个悬挂油缸伸出或回缩到同一高度位置，以维持车辆的姿态平衡。
[0003]具体地，油气悬挂系统通过控制阀组控制各个悬挂油缸，以实现将车身升高、降低等姿态调整。一般而言，左前、右前、左后、右后四个点分别设有一个悬挂油缸及其控制阀组，结合油缸位置检测，由控制器根据一定的算法控制各控制阀组中的电磁开关，可以实现车辆自动调平。但是，在现有的油气悬挂系统中，由于悬挂油缸和蓄能器相连通以形成油气弹簧，当车身位置升高时，系统进油油路同时向悬挂油缸和蓄能器内充油。此时，若各个悬挂油缸的负载不均，则分别与各悬挂油缸相连的各个蓄能器的充油压力不同，所需要的充油量及充油时间也不同，这样就导致车身升降时各悬挂油缸的动作难以同步，甚至造成车身倾斜。
[0004]为实现油缸同步性，在如图1所示的一种油气悬挂系统中，在控制阀组中上引入了多个调速阀，该调速阀与油缸的负载压力无关。图1中的前车桥8的左右两端分别安装有左悬挂油缸11和右悬挂油缸12，两个油缸的无杆腔分别通过弹性压力油路L与相应的左蓄能器31和右蓄能器32相连，左悬挂油缸11和右悬挂油缸12的无杆腔和有杆腔交叉连接，通过都连接到系统进油油路P和系统回油油路T的左控制阀组21和右控制阀组22可以控制实现将车身升高、降低等姿态调整。其中，通过在左控制阀组21和右控制阀组22的内部进油油路上分别设置左进油调速阀211和右进油调速阀221，可使得从系统进油油路P流向左悬挂油缸11和右悬挂油缸12的各个腔的压力油流量相同，这样就保证了两个悬挂油缸能够同步起升。同样地，在两个控制阀组的内部回油油路上增设左回油调速阀214和右回油调速阀224，可使得从系统回油油路T流向左悬挂油缸11和右悬挂油缸12的各个腔的液压油流量相同，保证两个悬挂油缸同步下降。
[0005]图1所示的油气悬挂系统在理论上可以实现各个悬挂油缸的伸缩同步性。这是因为一般在车辆设计时通常会考虑车架的负载分布，使之能够左右对称，从而作用在车架左、右两侧的负载基本相同，当然车架前后可能不一致，例如在双桥车辆中，左前、右前的负载相同，左后、右后的负载相同。S卩，在双桥车辆中，图1中的前车桥8上安装的左悬挂油缸11和右悬挂油缸12则分别指的是左前悬挂油缸和右前悬挂油缸。由于左、右两侧的负载基本相同，相应的左蓄能器31和右蓄能器32也应选择相同的蓄能器，包括容积和初始充气压力等参数。但在实际应用中，左、右负载可能不会完全相同，图中的左蓄能器31和右蓄能器32的初始压力也会由于各种原因造成不相同，这都可能会造成左、右两侧悬挂油缸的伸缩速度不同。例如在起升过程中，一旦出现某对角速度较另一对角快时(如左前、右后相对于左后、右前较快)，则会造成这一对角的油缸承受更大的负载，而另一对角承受较小的负载。在某些极端情况下，左、右负载的差非常大，甚至会引起车架扭曲变形和焊缝开裂。在左右负载相差较大的情况下，还会引起车辆高速行驶时对车桥造成损坏，减少车桥寿命，同时会造成左右轮胎的压缩量相差很大，加剧轮胎磨损，严重时甚至会引起爆胎等诸多不良后果。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种油气悬挂控制系统、油缸调平方法和工程车辆，以使得各悬挂油缸的伸缩同步，实现对油气悬挂系统的调平控制。
[0007]为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种油气悬挂控制系统，该系统包括系统进油油路、系统回油油路、控制阀组、悬挂油缸组以及与该悬挂油缸组中的各个悬挂油缸一一对应设置的多个蓄能器和多个换向阀，所述控制阀组用于控制各个所述悬挂油缸与所述系统进油油路或系统回油油路连通，从而控制油缸同步伸缩，所述蓄能器通过相应的所述换向阀的切换控制以选择性地经由充压油路与所述系统进油油路相连而进行充压，或者经由弹性压力油路与相应的所述悬挂油缸相连以形成油气弹簧。
[0008]优选地，所述换向阀的一端具有液压连接所述蓄能器的连接油口，另一端具有与所述弹性压力油路相连的第一切换油口和与所述充压油路相连的第二切换油口，所述控制系统还包括设置在所述充压油路中的减压阀，该减压阀的出油口连接所述第二切换油口。
[0009]优选地，所述减压阀为出油口设定压力可调节的可调式减压阀。
[0010]优选地，该系统还包括充压单向阀，该充压单向阀与所述减压阀串联设置在所述充压油路中，所述充压单向阀设置为使得压力油能够经由所述充压油路流向所述蓄能器并且反向截止。
[0011]优选地，该系统还包括溢流阀，该溢流阀连接在所述减压阀的所述出油口一侧的所述充压油路与所述系统回油油路之间。
[0012]优选地，所述悬挂油缸组包括左悬挂油缸和右悬挂油缸，所述蓄能器包括左蓄能器和右蓄能器，所述换向阀包括设置在所述左悬挂油缸与左蓄能器之间的左换向阀和设置在所述右悬挂油缸与右蓄能器之间的右换向阀；
[0013]其中，所述减压阀包括左减压阀和右减压阀，所述充压油路包括彼此独立的左充压油路和右充压油路，所述左减压阀设置在所述左充压油路中，所述右减压阀设置在所述右充压油路中，所述左换向阀的所述第二切换油口通过所述左充压油路连接所述系统进油油路，所述右换向阀的所述第二切换油口通过所述右充压油路连接所述系统进油油路，其中所述左减压阀和右减压阀的出油口设定压力分别与相应的左悬挂油缸和右悬挂油缸在调平姿态下的负载压力相同。
[0014]优选地，所述悬挂油缸组包括左悬挂油缸和右悬挂油缸，所述蓄能器包括左蓄能器和右蓄能器，所述换向阀包括设置在所述左悬挂油缸与左蓄能器之间的左换向阀和设置在所述右悬挂油缸与右蓄能器之间的右换向阀；
[0015]其中，所述减压阀的出油口 一侧的所述充压油路分别液压连接到所述左换向阀的所述第二切换油口和所述右换向阀的所述第二切换油口。
[0016]优选地，所述控制阀组包括结构相同的左控制阀组和右控制阀组，该左控制阀组或右控制阀组中均包括与所述系统进油油路相连的内部进油油路和与所述系统回油油路相连的内部回油油路，所述内部进油油路中串联设置有进油调速阀、锁臂单向阀和进油开关阀，所述内部回油油路中串联设置有回油调速阀和回油开关阀；
[0017]在所述左控制阀组中，所述内部进油油路和内部回油油路均与相应的所述弹性压力油路相连并且分别液压连接到所述右悬挂油缸的有杆腔和所述左悬挂油缸的无杆腔；在所述右控制阀组中，所述内部进油油路和内部回油油路均与相应的所述弹性压力油路相连并且分别液压连接到所述左悬挂油缸的有杆腔和所述右悬挂油缸的无杆腔。
[0018]优选地，所述左控制阀组和右控制阀组中的两个所述进油调速阀的设定流量值相同；所述左控制阀组和右控制阀组中的两个所述回油调速阀的设定流量值相同。
[0019]根据本发明的另一个方面，提供了上述油气悬挂控制系统的油缸调平方法，该油缸调平方法包括:
[0020]步骤一:控制所述换向阀以断开所述蓄能器与相应的所述悬挂油缸的连接，并将所述蓄能器切换连接到所述充压油路以对该蓄能器进行充压；
[0021]步骤二:通过所述控制阀组控制各个所述悬挂油缸的同步伸出或同步回缩，直至达到调平位置；
[0022]步骤三:切换控制所述换向阀以断开所述蓄能器与所述充压油路的连接，并将充压至设定充油压力的所述蓄能器连接到相应的所述悬挂油缸，以形成油气弹簧。
[0023]根据本发明的还一个方面，提供了一种工程车辆，该工程车辆包括根据本发明上述的油气悬挂控制系统。
[0024]根据上述技术方案，本发明的油气悬挂控制系统中，通过切换阀使得蓄能器的充压油路和悬挂油缸的充油油路分开，互不影响，从而使得油缸的调平过程不受蓄能器的影响，通过控制阀组可严格控制各个油缸同步伸缩，保持很好的最终调平姿态，实现对油气悬挂系统的调平控制，使得工程车辆具有更好的结构、控制和行驶性能。
[0025]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0027]图1为现有技术中的一种油气悬挂控制系统的液压原理图；
[0028]图2为根据本发明的一种优选实施方式的油气悬挂控制系统的液压原理图；
[0029]图3为根据本发明的另一种优选实施方式的油气悬挂控制系统的液压原理图。
[0030]附图标记说明
[0031]
【权利要求】
1.一种油气悬挂控制系统，其特征在于，该系统包括系统进油油路(P)、系统回油油路(T)、控制阀组、悬挂油缸组以及与该悬挂油缸组中的各个悬挂油缸(11，12)——对应设置的多个蓄能器和多个换向阀，所述控制阀组用于控制各个所述悬挂油缸(11，12)与所述系统进油油路(P)或系统回油油路(T)连通，从而控制油缸同步伸缩，所述蓄能器通过相应的所述换向阀的切换控制以选择性地经由充压油路(V)与所述系统进油油路(P)相连而进行充压，或者经由弹性压力油路(L)与相应的所述悬挂油缸(11，12)相连以形成油气弹簧。
2.根据权利要求1所述的油气悬挂控制系统，其特征在于，所述换向阀的一端具有液压连接所述蓄能器的连接油口，另一端具有与所述弹性压力油路(L)相连的第一切换油口和与所述充压油路(V)相连的第二切换油口，所述控制系统还包括设置在所述充压油路(V)中的减压阀(5)，该减压阀(5)的出油口连接所述第二切换油口。
3.根据权利要求2所述的油气悬挂控制系统，其特征在于，所述减压阀(5)为出油口设定压力可调节的可调式减压阀。
4.根据权利要求2所述的油气悬挂控制系统，其特征在于，该系统还包括充压单向阀(6 )，该充压单向阀(6 )与所述减压阀(5 )串联设置在所述充压油路(V)中，所述充压单向阀(6)设置为使得压力油能够经由所述充压油路(V)流向所述蓄能器并且反向截止。
5.根据权利要求4所述的油气悬挂控制系统，其特征在于，该系统还包括溢流阀(7)，该溢流阀(7)连接在所述减压阀(5)的所述出油口一侧的所述充压油路(V)与所述系统回油油路(T)之间。
6.根据权利要求2所述的油气悬挂控制系统，其特征在于，所述悬挂油缸组包括左悬挂油缸(11)和右悬挂油缸(12)，所述蓄能器包括左蓄能器(31)和右蓄能器(32)，所述换向阀包括设置在所述左悬挂油缸(11)与左蓄能器(31)之间的左换向阀(41)和设置在所述右悬挂油缸(12)与右蓄能器(32)之间的右换向阀(42)；` 其中，所述减压阀包括左减压阀(51)和右减压阀(52)，所述充压油路(V)包括彼此独立的左充压油路(Vl)和右充压油路(V2)，所述左减压阀(51)设置在所述左充压油路(Vl)中，所述右减压阀(52)设置在所述右充压油路(V2)中，所述左换向阀(41)的所述第二切换油口通过所述左充压油路(VI)连接所述系统进油油路(P)，所述右换向阀(42)的所述第二切换油口通过所述右充压油路(V2)连接所述系统进油油路(P)，其中所述左减压阀(51)和右减压阀(52)的出油口设定压力分别与相应的左悬挂油缸(11)和右悬挂油缸(12)在调平姿态下的负载压力相同。
7.根据权利要求2所述的油气悬挂控制系统，其特征在于，所述悬挂油缸组包括左悬挂油缸(11)和右悬挂油缸(12)，所述蓄能器包括左蓄能器(31)和右蓄能器(32)，所述换向阀包括设置在所述左悬挂油缸(11)与左蓄能器(31)之间的左换向阀(41)和设置在所述右悬挂油缸(12)与右蓄能器(32)之间的右换向阀(42)； 其中，所述减压阀(5)的出油口一侧的所述充压油路(V)分别液压连接到所述左换向阀(41)的所述第二切换油口和所述右换向阀(42)的所述第二切换油口。
8.根据权利要求6或7所述的油气悬挂控制系统，其特征在于，所述控制阀组包括结构相同的左控制阀组(21)和右控制阀组(22 )，该左控制阀组(21)或右控制阀组(22 )中均包括与所述系统进油油路(P)相连的内部进油油路和与所述系统回油油路(T)相连的内部回油油路，所述内部进油油路中串联设置有进油调速阀(211，221)、锁臂单向阀(212，222)和进油开关阀(213，223)，所述内部回油油路中串联设置有回油调速阀(214，224)和回油开关阀(215，225)； 在所述左控制阀组(21)中，所述内部进油油路和内部回油油路均与相应的所述弹性压力油路(L)相连并且分别液压连接到所述右悬挂油缸(12)的有杆腔和所述左悬挂油缸(11)的无杆腔；在所述右控制阀组(22)中，所述内部进油油路和内部回油油路均与相应的所述弹性压力油路(L)相连并且分别液压连接到所述左悬挂油缸(11)的有杆腔和所述右悬挂油缸(12)的无杆腔。
9.根据权利要求8所述的油气悬挂控制系统，其特征在于，所述左控制阀组(21)和右控制阀组(22)中的两个所述进油调速阀(211，221)的设定流量值相同；所述左控制阀组(21)和右控制阀组(22)中的两个所述回油调速阀(214，224)的设定流量值相同。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的油气悬挂控制系统的油缸调平方法，其特征在于，该油缸调平方法包括: 步骤一:控制所述换向阀以断开所述蓄能器与相应的所述悬挂油缸(11，12)的连接，并将所述蓄能器切换连接到所述充压油路(V)以对该蓄能器进行充压； 步骤二:通过所述控制阀组控制各个 所述悬挂油缸(11，12)的同步伸出或同步回缩，直至达到调平位置； 步骤三:切换控制所述换向阀以断开所述蓄能器与所述充压油路(V)的连接，并将充压至设定充油压力的所述蓄能器连接到相应的所述悬挂油缸(11，12)，以形成油气弹簧。
11.一种工程车辆，其特征在于，该工程车辆包括根据权利要求1-9中任意一项所述的油气悬挂控制系统。
【文档编号】B60G17/00GK103640448SQ201310643924
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】郭堃 申请人:中联重科股份有限公司