防侧翻车辆油气悬挂系统及车辆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种防侧翻车辆油气悬挂系统及车辆，包括控制器、左蓄能器、右蓄能器、用于检测左悬挂油缸压力的左压力传感器、用于检测右悬挂油缸压力的右压力传感器，左蓄能器与左悬挂油缸之间的油路中设置有左阻尼装置，右蓄能器与右悬挂油缸之间的油路中设置有右阻尼装置，控制器用于获取左压力传感器和右压力传感器信号，调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小。本实用新型还提供了一种车辆。本实用新型通过调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小，调节左悬挂油缸和右悬挂油缸阻尼力和动态刚度，防止车辆急转弯时侧翻安全事故的发生。
【专利说明】防侧翻车辆油气悬挂系统及车辆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种防侧翻车辆油气悬挂系统及包括该防侧翻车辆油气悬挂系统的车辆。
【背景技术】
[0002]车辆的悬架系统按照弹性元件分为:钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、空气悬架、油气悬架，空气悬架主要应用于乘用汽车上，油气悬架主要应用于载重汽车上。车辆平顺性的好坏主要取决于悬架系统性能的好坏，悬架的阻尼力和动态刚度较大，振动频率较高，行驶平顺性差，持续行驶时乘员容易疲劳，悬架的阻尼力和动态刚度小，振动频率较小，行驶平顺性好。理想的悬架装置是当车辆在较好的路面上行驶时，悬架行程小，并有较低的悬架阻尼力和动态刚度，而在不平度较大的路面和转弯行驶时，悬架行程和阻尼力和动态刚度都较大，吸振缓冲能力强，车辆平顺性好。车辆在高速行驶转弯时，因离心力的作用，会导致车身向着转弯方向的反方向一方倾斜，使得车身重心向着转弯的反方向偏移，当重心移到一定的程度后，就会造成翻车的交通事故，给人们的生命财产安全带来巨大的损失。现有的普通小型汽车会采用降低车身高度，增加底盘重量等措施来加以解决，但增加底盘重量会加重车身重量，而且对于大型货车在运载货物的时候，车身无法降低。
实用新型内容
[0003]有鉴于此，本实用新型提出一种防侧翻车辆油气悬挂系统及车辆，以解决车辆在转弯时造成翻车的问题。
[0004]一方面，本实用新型提供了一种防侧翻车辆油气悬挂系统，包括布置在车辆底盘左侧的左悬挂油缸和布置在车辆底盘右侧的右悬挂油缸，还包括控制器、左蓄能器、右蓄能器、用于左悬挂油缸压力的左压力传感器、用于检测右悬挂油缸压力的右压力传感器，左蓄能器与左悬挂油缸之间的油路中设置有左阻尼装置，右蓄能器与右悬挂油缸之间的油路中设置有右阻尼装置，控制器用于获取左压力传感器和右压力传感器信号，调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小。
[0005]进一步地，阻尼装置包括至少两个左阻尼孔和至少两个左通断阀，各个左通断阀用于控制至少一个左阻尼孔过油；右阻尼装置包括至少两个右阻尼孔和两个右通断阀，各个右通断阀用于控制至少一个右阻尼孔过油。
[0006]进一步地，左阻尼孔包括第一左阻尼孔和第二左阻尼孔，左通断阀包括第一左通断阀和第二左通断阀，第一左通断阀与第一左阻尼孔和第二左阻尼孔串联设置在左蓄能器与左悬挂油缸之间的油路中，第二左通断阀与第二左阻尼孔并联设置；右阻尼孔包括第一右阻尼孔和第二右阻尼孔，右通断阀包括第一右通断阀和第二右通断阀，第一右通断阀与第一右阻尼孔和第二右阻尼孔串联设置在右蓄能器与右悬挂油缸之间的油路中，第二右通断阀与第二右阻尼孔并联设置。
[0007]进一步地，第二左阻尼孔的孔径小于第一左阻尼孔的孔径，第二右阻尼孔的孔径小于第一右阻尼孔的孔径。
[0008]进一步地，左阻尼装置包括左通断阀和左电比例阀，左通断阀和左电比例阀串联设置于左蓄能器与左悬挂油缸之间油路中；右阻尼装置包括右通断阀和右电比例阀，右通断阀和右电比例阀串联设置于右蓄能器与右悬挂油缸之间油路中。
[0009]进一步地，左蓄能器和左阻尼装置均包括两个，左阻尼装置包括左通断阀和左阻尼孔，左通断阀用于控制左阻尼孔油路的通断；右蓄能器和右阻尼装置均包括两个，右阻尼装置包括右通断阀和右阻尼孔，右通断阀用于控制右阻尼孔油路的通断。
[0010]进一步地，控制器包括计算单元和执行单元，计算单元用于根据左压力传感器和右压力传感器的信号计算侧翻系数，执行单元用于根据侧翻系数及控制器预设的安全阈值，调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小。
[0011]进一步地，在左蓄能器与左悬挂油缸之间油路中设置有第一单向阀，第一单向阀用于左蓄能器向左悬挂油缸充油；在右蓄能器与右悬挂油缸之间油路中设置有第二单向阀，第二单向阀用于右蓄能器向右悬挂油缸充油。
[0012]进一步地，左阻尼装置设置在左蓄能器与左悬挂油缸无杆腔之间的油路中，右阻尼装置设置在右蓄能器与右悬挂油缸无杆腔之间的油路中，左压力传感器检测左悬挂油缸无杆腔压力，右压力传感器检测右悬挂油缸无杆腔压力。
[0013]另外，还提供了一种包括上述的该防侧翻车辆油气悬挂系统的车辆。
[0014]本实用新型提供的一种防侧翻车辆油气悬挂系统及车辆，当车辆转弯时，因离心力的作用，会导致车身向着转弯方向的反方向一方倾斜，使得车身重心向着转弯的反方向偏移，左悬挂油缸压力和右悬挂油缸压力会存在压力差，控制器通过计算可以获得车辆转弯危险等级。控制器根据转弯危险等级调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小，调节左悬挂油缸和右悬挂油缸阻尼力和动态刚度，防止车辆急转弯时侧翻安全事故。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0016]图1为本实用新型车辆结构示意图；
[0017]图2为图1的右悬挂油缸安装示意图；
[0018]图3为图1的第一实施例的防侧翻车辆油气悬挂系统结构不意图；
[0019]图4为图1的第二实施例的防侧翻车辆油气悬挂系统结构示意图；
[0020]图5为图1的第三实施例的防侧翻车辆油气悬挂系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0022]如图1所示，本实用新型优选一种车辆，该车辆为预制件运输半挂车，包括车架2和车轮1，在车架2左侧安装有3个左悬挂油缸14，在右侧安装有3个右悬挂油缸3。如图2所示，支撑架4与车轮I铰接，右悬挂油缸3与支撑架4铰接，制动气室6安装在支撑架4上，右蓄能器5与右悬挂油缸3相连,具体地，右蓄能器5与右悬挂油缸3的有杆腔或无杆腔相连通，右悬挂油缸3与右蓄能器5之间设置有右阻尼装置。另外，左悬挂油缸14连接方式与右悬挂油缸3连接方式相同。
[0023]如图3所示，图1所示车辆的第一实施例的防侧翻车辆油气悬挂系统，包括控制器(图中未不出)、左蓄能器15、右蓄能器5、用于左悬挂油缸14压力的左压力传感器13、用于检测右悬挂油缸3压力的右压力传感器7。左蓄能器15与左悬挂油缸14无杆腔之间的油路中设置有左阻尼装置，左阻尼装置用于控制左蓄能器15至左悬挂油缸14之间的油路的节流面积。右蓄能器5与右悬挂油缸3无杆腔之间的油路中设置有右阻尼装置。右阻尼装置用于控制右蓄能器5至右悬挂油缸3之间的油路的节流面积。需要说明的是，液压油从蓄能器到左右悬挂油缸的节流面积与液压油从左右悬挂油缸到蓄能器的节流面积可以不同。
[0024]左压力传感器13检测左悬挂油缸14无杆腔压力，右压力传感器7检测右悬挂油缸3无杆腔压力。但是左压力传感器13也可以检测左悬挂油缸14有杆腔压力，右压力传感器7检测右悬挂油缸3有杆腔压力，这根据悬挂油缸的安装方式决定。
[0025]各左悬挂油缸14的有杆腔与各右悬挂油缸3的无杆腔相互连通，各左悬挂油缸14的无杆腔与各右悬挂油缸3的有杆腔相互连通。也可以在相互连通油中设置通断阀，通断阀控制左悬挂油缸14与右悬挂油缸3相互连通。
[0026]当车辆转弯时，因离心力的作用，会导致车身向着转弯方向的反方向一方倾斜，使得车身重心向着转弯的反方向偏移，左悬挂油缸14压力和右悬挂油缸3压力会存在压力差，控制器通过计算可以获得车辆转弯危险等级。控制器根据转弯危险等级调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小，也就是节流面积，达到调节左悬挂油缸14和右悬挂油缸3阻尼力和动态刚度，防止车辆急转弯时侧翻安全事故。
[0027]为了达到调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小有很多种方式:如图3所示，左阻尼装置包括至少两个左阻尼孔和两个左通断阀，各个左通断阀可以与各个左阻尼孔并联或者串联，用于控制至少一个左阻尼孔过油，也就是左阻尼孔油路的通断或流量；右阻尼装置包括至少两个右阻尼孔和两个右通断阀，各个右通断阀可以与各个右阻尼孔并联或者串联，用于控制至少一个右阻尼孔过油，也就是又阻尼孔油路的通断或流量。具体地，左阻尼孔包括第一左阻尼孔17和第二左阻尼孔19，左通断阀包括第一左通断阀16和第二左通断阀18，第一左通断阀16与第一左阻尼孔17和第二左阻尼孔19串联设置在左蓄能器15与左悬挂油缸14之间的油路中，第二左通断阀18与第二左阻尼孔19并联设置；右阻尼孔包括第一右阻尼孔9和第二右阻尼孔11，右通断阀包括第一右通断阀8和第二右通断阀10，第一右通断阀8与第一右阻尼孔9和第二右阻尼孔11串联设置在右蓄能器5与右悬挂油缸3之间的油路中，第二右通断阀10与第二右阻尼孔11并联设置。为了保证左阻尼装置和右阻尼装置调节的效果，优选地，第二左阻尼孔19的孔径小于第一左阻尼孔17的孔径，第二右阻尼孔11的孔径小于第一右阻尼孔9的孔径。需要说明的是，本文中，“第一”，“第二”只是为了方便描述多个元件，不能理解为对元件本身的限定，另外，在串联的油路中各元件的顺序可以调整。
[0028]优选地，控制器包括计算单元和执行单元，计算单元用于根据左压力传感器13和右压力传感器7的信号计算侧翻系数，执行单元用于根据侧翻系数及控制器预设的安全阈值，调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小。预设的安全阈值可以是一个或多个，如可以在控制器内设置的第一安全阈值和第二安全阈值，侧翻系数R也可以有多种计算方法，如表示为Pzk为右压力传感器7检测右悬挂油缸3无杆腔压力，PZl为左压力
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传感器13检测左悬挂油缸14无杆腔压力。
[0029]当R值不大于第一安全阈值时，控制器控制第一左通断阀16和第一右通断阀8得电，第二左通断阀18和第二右通断阀10断电。左悬挂油缸14的压力油依次经过第二左通断阀18、第一左阻尼孔17、第一左通断阀16回到左蓄能器15 (见图3，需要说明的是，第二左通断阀18、第一左阻尼孔17、第一左通断阀16的顺序可以调整)。左悬挂油缸14与左蓄能器15的油路之间只有第一左阻尼孔17起作用，左悬挂油缸14阻尼力较小。右悬挂油缸3的压力油依次经过第二右通断阀10、第一右阻尼孔9、第一右通断阀8回到右蓄能器5。右悬挂油缸3与右蓄能器5的油路之间只有第一右阻尼孔9起作用，右悬挂油缸3阻尼力较小。车辆阻尼力小，动态刚度小，振动频率较小，行驶平顺性好。
[0030]当R值大于第一安全阈值时，控制器控制第二左通断阀18和第二右通断阀10得电，使得第二右通断阀10和第二左通断阀18断开。左悬挂油缸14的压力油依次经过第二左阻尼孔19、第一左阻尼孔17、第一左通断阀16回到左蓄能器15。左悬挂油缸14与左蓄能器15的油路之间有第一左阻尼孔17和第二左阻尼孔19同时起作用，左悬挂油缸14阻尼力增大。
[0031]右悬挂油缸3的压力油依次经过第二右阻尼孔11、第一右阻尼孔9、第一右通断阀8回到右蓄能器5 。右悬挂油缸3与右蓄能器5的油路之间有第一右阻尼孔9和第二右阻尼孔11同时起作用，右悬挂油缸3阻尼力增大。车辆悬架的阻尼力增大，有效防止车架重心向着转弯的反方向偏移，避免了车辆侧翻的安全事故。
[0032]当R值大于第二安全阈值时，控制器控制第一左通断阀和第一右通断阀均断开(第二左通断阀18和第二右通断阀10得电与否不受限制)。左悬挂油缸14之间的油路断开与左蓄能器15，右悬挂油缸3与右蓄能器5之间的油路断开。车辆悬架变为刚性悬架，有效防止车架重心向着转弯的反方向偏移，避免了车辆侧翻的安全事故。需要说明的是，左阻尼装置和右阻尼装置可以同时控制，也可以分开控制。
[0033]另外，在左蓄能器15与左悬挂油缸14之间油路中设置有第一单向阀20，第一单向阀20用于左蓄能器15向左悬挂油缸14充油；在右蓄能器5与右悬挂油缸3之间油路中设置有第二单向阀12，第二单向阀12用于右蓄能器5向右悬挂油缸3充油。通过设置第一单向阀20和第二单向阀12，蓄能器内的液压油可以快速地给悬挂油缸补油，减少悬挂油缸压力快速减小，降低压力波动，减少安全事故发生。为了同时保证悬挂油缸到蓄能器油路的节流效果，优选地，单向阀与阻尼孔并联设置，如第一单向阀20与第一左阻尼孔17并联设置，第二单向阀12与第一右阻尼孔9并联设置(单向阀的出口与悬挂油缸连通)，这样，可以屏蔽左右蓄能器15、5补油时第一左阻尼孔17和第一右阻尼孔9的节流作用。
[0034]如图4所述，本实用新型提供的第二种防侧翻车辆油气悬挂系统，该防侧翻车辆油气悬挂系统与图3所示的防侧翻车辆油气悬挂系统不同在于:左蓄能器15和左阻尼装置均包括两个，左阻尼装置包括左通断阀16和左阻尼孔17，左通断阀16控制左阻尼孔17油路通断；右蓄能器5和右阻尼装置均包括两个，右阻尼装置包括右通断阀8和右阻尼孔9，右通断阀控制右阻尼孔9油路通断。具体地，左通断阀16和左阻尼孔17可以串联设置，右通断阀8和右阻尼孔9串联设置。
[0035]当R值不大于第一安全阈值时，控制器控制两个左通断阀16和两个右通断阀8均得电，两个左蓄能器15与左悬挂油缸14相连通，两个右蓄能器5与右悬挂油缸3相连通。车辆阻尼力小，动态刚度小，振动频率较小，行驶平顺性好。当R值大于第一安全阈值时，控制器控制两个左通断阀16其中一个断开，两个右通断阀8其中一个断开，车辆悬架的阻尼力增大，有效防止车架重心向着转弯的反方向偏移，避免了车辆侧翻的安全事故。
[0036]当R值大于第二安全阈值时，控制器控制两个左通断阀16和两个右通断阀8均断开。车辆悬架变为刚性悬架，有效防止车架重心向着转弯的反方向偏移，避免了车辆侧翻的安全事故。
[0037]如图5所示，本实用新型提供的第三种防侧翻车辆油气悬挂系统，该防侧翻车辆油气悬挂系统与图3所示的防侧翻车辆油气悬挂系统不同在于:采用左电比例阀21替代左阻尼孔17，右电比例阀22替代右阻尼孔9，左通断阀16和左电比例阀21串联设置于左蓄能器15与左悬挂油缸14之间油路中，右通断阀8和右电比例阀22串联设置于右蓄能器5与右悬挂油缸3之间油路中。根据R值大小，控制器实时地改变左电比例阀21和右电比例阀22节流面积，实现阻尼大小的改变和左悬挂油缸14和右悬挂油缸3阻尼力的改变，防止车辆侧翻，这种方式可实现连续的实时控制，自适应强。
[0038]本实用新型的左阻尼装置和右阻尼装置还有很多种方式，只要能调节左悬挂油缸13和右悬挂油缸3阻尼力和动态刚度都在本实用新型专利保护范围。
[0039]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种防侧翻车辆油气悬挂系统，包括布置在车辆底盘左侧的左悬挂油缸(14)和布置在车辆底盘右侧的右悬挂油缸(3)，其特征在于，还包括控制器、左蓄能器(15)、右蓄能器(5)、用于检测左悬挂油缸(14)压力的左压力传感器(13)、用于检测右悬挂油缸(3)压力的右压力传感器(7)，左蓄能器(15)与左悬挂油缸(14)之间的油路中设置有左阻尼装置，右蓄能器(5)与右悬挂油缸(3)之间的油路中设置有右阻尼装置，控制器用于获取左压力传感器(13)和右压力传感器(7)信号，调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小。
2.根据权利要求1所述的防侧翻车辆油气悬挂系统，其特征在于，左阻尼装置包括至少两个左阻尼孔和至少两个左通断阀，各个左通断阀用于控制至少一个左阻尼孔过油；右阻尼装置包括至少两个右阻尼孔和两个右通断阀，各个右通断阀用于控制至少一个右阻尼孔过油。
3.根据权利要求2所述的防侧翻车辆油气悬挂系统，其特征在于，左阻尼孔包括第一左阻尼孔(17)和第二左阻尼孔(19)，左通断阀包括第一左通断阀(16)和第二左通断阀(18)，第一左通断阀(16)与第一左阻尼孔(17)和第二左阻尼孔(19)串联设置在左蓄能器(15)与左悬挂油缸(14)之间的油路中，第二左通断阀(18)与第二左阻尼孔(19)并联设置；右阻尼孔包括第一右阻尼孔(9)和第二右阻尼孔(11)，右通断阀包括第一右通断阀(8)和第二右通断阀(10)，第一右通断阀(8)与第一右阻尼孔(9)和第二右阻尼孔(11)串联设置在右蓄能器(5)与右悬挂油缸(3)之间的油路中，第二右通断阀(10)与第二右阻尼孔(11)并联设置。
4.根据权利要求3所述的防侧翻车辆油气悬挂系统，其特征在于，第二左阻尼孔(19)的孔径小于第一左阻尼孔(17)的孔径，第二右阻尼孔(11)的孔径小于第一右阻尼孔(9)的孔径。
5.根据权利要求1所述的防侧翻车辆油气悬挂系统，其特征在于，左阻尼装置包括左通断阀(16)和左电比例阀(21)，左通断阀(16)和左电比例阀(21)串联设置于左蓄能器(15)与左悬挂油缸(14)之间油路中；右阻尼装置包括右通断阀(8)和右电比例阀(22)，右通断阀(8)和右电比例阀(22)串联设置于右蓄能器(5)与右悬挂油缸(3)之间油路中。
6.根据权利要求1所述的防侧翻车辆油气悬挂系统，其特征在于，左蓄能器(15)和左阻尼装置均包括两个，左阻尼装置包括左通断阀(16)和左阻尼孔(17)，左通断阀(16)用于控制左阻尼孔(17)油路的通断；右蓄能器(5)和右阻尼装置均包括两个，右阻尼装置包括右通断阀(8)和右阻尼孔(9)，右通断阀(8)用于控制右阻尼孔(9)油路的通断。
7.根据权利要求1-6任一项所述的防侧翻车辆油气悬挂系统，其特征在于，控制器包括计算单元和执行单元，计算单元用于根据左压力传感器(13)和右压力传感器(7)的信号计算侧翻系数，执行单元用于根据侧翻系数及控制器预设的安全阈值，调节左阻尼装置和右阻尼装置的阻尼大小。
8.根据权利要求1-6任一项所述的防侧翻车辆油气悬挂系统，其特征在于，在左蓄能器(15)与左悬挂油缸(14)之间油路中设置有第一单向阀(20)，第一单向阀(20)用于左蓄能器(15)向左悬挂油缸(14)充油；在右蓄能器(5)与右悬挂油缸(3)之间油路中设置有第二单向阀(12)，第二单向阀(12)用于右蓄能器(5)向右悬挂油缸(3)充油。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的防侧翻车辆油气悬挂系统，其特征在于，左阻尼装置设置在左蓄能器(15)与左悬挂油缸(14)无杆腔之间的油路中，右阻尼装置设置在右蓄能器(5)与右悬挂油缸(3)无杆腔之间的油路中，左压力传感器(13)检测左悬挂油缸(14)无杆腔压力，右压力传感器(7)检测右悬挂油缸(3)无杆腔压力。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的防侧翻车辆油气悬挂系统。
【文档编号】B60G17/08GK203818971SQ201420161095
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】郭向东, 黄勃, 陈卿 申请人:三一汽车制造有限公司