CN103057374B - 油气悬挂系统及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油气悬挂系统及工程车辆，该油气悬挂系统包括悬挂油缸和蓄能器，还包括控制器和设置在所述悬挂油缸内的位置传感器，所述位置传感器用于实时检测所述悬挂油缸的缸筒与活塞杆的相对位置并将所述检测信号传送到所述控制器。本发明所述的油气悬挂系统在悬挂油缸内设置有内置的位置传感器，能够通过控制器实时监控缸筒与活塞杆的相对位置，并能通过升降控制阀对悬挂油缸的无杆腔排油或进油，以连续调节悬挂油缸的伸出长度，进而实现车高连续可调，可精确控制车体姿态，大大提高了车辆在恶劣路况下的通过能力。

Description

油气悬挂系统及工程车辆

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种油气悬挂系统及工程车辆。

背景技术

油气悬挂是以油液传递压力、以惰性气体(通常为氮气)作为弹性介质，以节流孔、单向阀等作为减振器元件的一种悬挂装置，因其具有良好的减振性能、平顺性和车辆行驶稳定性，在很多轮式工程车辆上得到了广泛应用，如全地面起重机，矿用自卸车，导弹运输车等。目前，工程车辆用的油气悬挂大部分均属于被动悬挂范畴，在车辆行驶过程中，其刚度和阻尼特性均无法进行主动调节，不能完全满足复杂道路和行驶工况需求(如高速路行驶时，为提高车体稳定性，则有必要适当增加悬挂阻尼力；如越野行驶时，为提高轮胎抓地能力和舒适性，有必要适当减小悬挂阻尼力)。而且，悬挂油缸的缸筒和活塞杆相对位置无法实现实时监控，因而无法实时精确控制车体姿态，恶劣路况下(如涵洞、沟壑)通过能力较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种油气悬挂系统及工程车辆，以解决悬挂油缸的缸筒和活塞杆相对位置无法实现实时监控的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种油气悬挂系统，包括悬挂油缸和蓄能器，还包括控制器和设置在所述悬挂油缸内的位置传感器，所述位置传感器用于实时检测所述悬挂油缸的缸筒与活塞杆的相对位置并将所述检测信号传送到所述控制器；所述悬挂油缸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，所述左蓄能器只能与所述左悬挂油缸的无杆腔以及右悬挂油缸的有杆腔连通，所述右蓄能器只能与所述右悬挂油缸的无杆腔以及左悬挂油缸的有杆腔连通。

进一步的，还包括用于控制所述悬挂油缸的无杆腔进油或排油的升降控制阀。

进一步的，在所述左蓄能器和所述右悬挂油缸有杆腔之间的油路上设置有左阻尼装置，在所述右蓄能器和所述左悬挂油缸有杆腔之间的油路上设置有右阻尼装置。

进一步的，还包括分别与所述左阻尼装置、右阻尼装置并联的左单向阀、右单向阀，所述左单向阀的流通方向为由所述右蓄能器单向流入所述左悬挂油缸的有杆腔，所述右单向阀的流通方向为由所述左蓄能器单向流入所述右悬挂油缸的有杆腔，即该左单向阀的进油口与右蓄能器连通，出油口与该左悬挂油缸的无杆腔连通，右单向阀的进油口与左蓄能器21连通，出油口与右悬挂油缸的无杆腔连通。

进一步的，在所述左蓄能器和所述左悬挂油缸无杆腔之间的油路上，以及所述右蓄能器和所述右悬挂油缸无杆腔之间的油路上设置有方向控制阀。

进一步的，所述位置传感器包括连接在所述悬挂油缸的缸筒内的探杆和安装在所述悬挂油缸的活塞杆上的感应元件，所述探杆与所述感应元件套接并可相对运动以实时连续地检测所述缸筒相对于所述活塞杆的位置。

进一步的，所述升降控制阀为受控于所述控制器的电磁换向阀。

进一步的，所述左阻尼装置和/或右阻尼装置为受控于所述控制器的比例阀。

进一步的，所述左阻尼装置和/或右阻尼装置为多级阻尼切换阀。

进一步的，所述多级阻尼切换阀包括至少两个相互并联的阻尼孔以及与所述阻尼孔中至少一个串联的方向控制阀。

进一步的，所述方向控制阀为受控于所述控制器的二位二通电磁阀。

另一方面，本发明还提供了一种设置有如上所述的油气悬挂系统的工程车辆。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的油气悬挂系统在悬挂油缸内设置有内置的位置传感器，能够通过控制器实时监控缸筒与活塞杆的相对位置，并能通过升降控制阀对悬挂油缸的无杆腔排油或进油，以连续调节悬挂油缸的伸出长度，进而实现车高连续可调，可精确控制车体姿态，大大提高了车辆在恶劣路况下的通过能力。

(2)本发明所述的油气悬挂系统为左右交互连接系统，即左蓄能器与右悬挂油缸的有杆腔连通，右蓄能器与左悬挂油缸的有杆腔连通，这种结构使得左悬挂油缸在路况恶劣导致伸缩量较大时，左悬挂油缸无杆腔对左蓄能器压力也加大，进而使左蓄能器对右悬挂油缸的有杆腔压力增大，使右悬挂油缸的伸缩量也变大，进而使车辆重心降低、左右摇晃程度减轻，使车辆运行更平稳，右悬挂油缸工作原理亦是如此。

(3)本发明所述的油气悬挂系统的左悬挂油缸在压缩行程中，无杆腔通过方向控制阀直接连通左蓄能器，因此充分发挥蓄能器吸收振动的作用，右悬挂油缸工作原理亦是如此。

(4)本发明所述的油气悬挂系统的左悬挂油缸在复原行程中，左蓄能器通过方向控制阀直接给无杆腔补油，补油迅速充分，不会产生现有的因补油不充分所可能导致的轮胎抓地能力不足的问题；同时左悬挂油缸的有杆腔通过左阻尼装置向右蓄能器排油，此时，左阻尼装置起到释放振动能量的作用，右悬挂油缸工作原理亦是如此。

(5)本发明所述的油气悬挂系统的左阻尼装置和右阻尼装置均为外置阻尼，因此可以根据不同路况，实时调节阻尼力，优化不同路况下的减震效果，更好的适应不同路况需求。

(6)本发明所述的油气悬挂系统在左蓄能器至左悬挂油缸的油路上以及右蓄能器至右悬挂油缸的油路上均设置有方向控制阀，该方向控制阀可用于切断蓄能器与油缸无杆腔的连接，进而实现悬挂油缸的刚性闭锁。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明实施例一所述的油气悬挂系统的示意图；

图2为本发明实施例一所述油气悬挂系统的悬挂油缸的结构示意图；

图3为本发明实施例二所述的油气悬挂系统的示意图。

附图标记说明：

11-左悬挂油缸，12-右悬挂油缸，13-缸筒，14-活塞杆，21-左蓄能器，22-右蓄能器，3-控制器，4-升降控制阀，5-位置传感器，51-探杆，52-感应元件，6-电比例阀，71-左单向阀，72-右单向阀，8-方向控制阀，9-阻尼孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。

实施例一

图1和图2即为本实施例的相关附图，如图中所示，本实施例所述的油气悬挂系统包括控制器3、升降控制阀4、悬挂油缸、蓄能器、两个位置传感器5、两个方向控制阀8、左阻尼装置、右阻尼装置、左单向阀71和右单向阀72。其中，悬挂油缸包括左悬挂油缸11和右悬挂油缸12两个，蓄能器包括左蓄能器21和右蓄能器22两个，该方向控制阀8为受控于控制器3的常闭式二位二通电磁阀。该左阻尼装置和右阻尼装置为两个受控于控制器3的电比例阀6。该升降控制阀4为受控于控制器3的电磁换向阀，该升降控制阀4用于控制左悬挂油缸11无杆腔和右悬挂油缸12无杆腔进油和排油，以实现悬挂油缸的伸缩动作。该位置传感器5包括连接在悬挂油缸的缸筒13内的探杆51和安装在悬挂油缸的活塞杆14上的感应元件52，探杆51与感应元件52套接，该位置传感器5可通过相对运动实时连续地检测缸筒13相对于活塞杆14的位置，再将检测信号传入控制器3。该位置传感器5的结构和安装位置如图2中所示。

该左蓄能器21只能与左悬挂油缸11的无杆腔以及右悬挂油缸12的有杆腔连通，右蓄能器22只能与右悬挂油缸12的无杆腔以及左悬挂油缸11的有杆腔连通。两个电比例阀6分别连接在左蓄能器21至右悬挂油缸12有杆腔的油路上以及右蓄能器22至左悬挂油缸11有杆腔的油路上。该左单向阀71、右单向阀72分别与这两个电比例阀6并联，且该左单向阀71由左蓄能器21单向流入右悬挂油缸12的有杆腔，该右单向阀72由右蓄能器22单向流入左悬挂油缸11的有杆腔，即该左单向阀71的进油口与右蓄能器22连通，出油口与左悬挂油缸11的无杆腔连通，该右单向阀72的进油口与左蓄能器21连通，出油口与右悬挂油缸12的无杆腔连通。两个方向控制阀8分别连接在左蓄能器21至左悬挂油缸11无杆腔的油路以及右蓄能器22至右悬挂油缸12无杆腔的油路上。

上述的油气悬挂系统的工作模式如下：

(1)公路行驶：使两个方向控制阀8得电，使左蓄能器21与左悬挂油缸11的无杆腔连通，右蓄能器22与右悬挂油缸12的无杆腔连通，控制器3则通过调节两个电比例阀6以实现对左悬挂油缸11及右悬挂油缸12有杆腔的回油进行节流控制，进而实现阻尼力可调。

(2)闭锁：使两个方向控制阀8失电，则左悬挂油缸11和右悬挂油缸12的无杆腔均处于封闭状态。

(3)升降控制：通过控制器3输出控制信号给升降控制阀4、两个方向控制阀8、两个电比例阀6，使两个方向控制阀8和两个电比例阀6均打开，两个位置传感器5检测悬挂油缸的伸出长度并输出检测信号给控制器3，实现悬挂油缸长度的实时连续监控，此时，通过控制器3给左悬挂油缸11和右悬挂油缸12的无杆腔排油或充油，就可以精确控制悬挂油缸的伸出长度，进而对车体姿态进行精确控制。

实施例二

图3即为本实施例的相关附图，如图中所示，除阻尼装置外，本实施例的其余结构与实施例一的完全一致。本实施例中的左阻尼装置和右阻尼装置均为多级阻尼切换阀，该多级阻尼切换阀包括两个相互并联的阻尼孔9和一个方向控制阀8，这个方向控制阀8与其中一个阻尼孔9串联。该方向控制阀8也为受控于控制器3的二位二通电磁阀，通过控制该方向控制阀8的通断，使阻尼实现有级可调。

作为本实施例的其他变通实施方式，该阻尼装置可以为两个以上相互并联的阻尼孔9，该方向控制阀8也可以有多个，每个方向控制阀8分别对应与一个阻尼孔9串联。

除了上述的油气悬挂系统，本发明还提供一种设置有上述油气悬挂系统的工程车辆，该工程车辆的其它各部分的结构参考现有技术，本文不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油气悬挂系统，包括悬挂油缸和蓄能器，其特征在于，还包括控制器(3)和设置在所述悬挂油缸内的位置传感器(5)，所述位置传感器(5)用于实时检测所述悬挂油缸的缸筒(13)与活塞杆(14)的相对位置并将所述检测信号传送到所述控制器(3)；所述悬挂油缸包括左悬挂油缸(11)和右悬挂油缸(12)，所述蓄能器包括左蓄能器(21)和右蓄能器(22)，所述左蓄能器(21)只能与所述左悬挂油缸(11)的无杆腔以及右悬挂油缸(12)的有杆腔连通，所述右蓄能器(22)只能与所述右悬挂油缸(12)的无杆腔以及左悬挂油缸(11)的有杆腔连通。

2.根据权利要求1所述的油气悬挂系统，其特征在于，还包括用于控制所述悬挂油缸的无杆腔进油或排油的升降控制阀(4)。

3.根据权利要求1所述的油气悬挂系统，其特征在于，在所述左蓄能器(21)和所述右悬挂油缸(12)有杆腔之间的油路上设置有左阻尼装置，在所述右蓄能器(22)和所述左悬挂油缸(11)有杆腔之间的油路上设置有右阻尼装置。

4.根据权利要求3所述的油气悬挂系统，其特征在于，还包括分别与所述左阻尼装置、右阻尼装置并联的左单向阀(71)、右单向阀(72)，所述左单向阀(71)的流通方向为由所述右蓄能器(22)单向流入所述左悬挂油缸(11)的有杆腔，所述右单向阀(72)的流通方向为由所述左蓄能器(21)单向流入所述右悬挂油缸(12)的有杆腔。

5.根据权利要求4所述的油气悬挂系统，其特征在于，在所述左蓄能器(21)和所述左悬挂油缸(11)无杆腔之间的油路上，以及所述右蓄能器(22)和所述右悬挂油缸(12)无杆腔之间的油路上设置有方向控制阀(8)。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的油气悬挂系统，其特征在于，所述位置传感器(5)包括连接在所述悬挂油缸的缸筒(13)内的探杆(51)和安装在所述悬挂油缸的活塞杆(14)上的感应元件(52)，所述探杆(51)与所述感应元件(52)套接并可相对运动。

7.根据权利要求3至5任意一项所述的油气悬挂系统，其特征在于，所述左阻尼装置和/或右阻尼装置为受控于所述控制器(3)的比例阀，或所述左阻尼装置和/或右阻尼装置为多级阻尼切换阀。

8.根据权利要求7所述的油气悬挂系统，其特征在于，所述多级阻尼切换阀包括至少两个相互并联的阻尼孔(9)以及与所述阻尼孔(9)中至少一个串联的方向控制阀(8)。

9.一种工程车辆，其特征在于，所述工程车辆设置有如权利要求1至8任意一项所述的油气悬挂系统。