[发明专利]油气悬挂控制系统、油缸调平方法和工程车辆

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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。即，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

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。

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。

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。

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。