[发明专利]一种矿用自卸车半主动油气悬架系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种矿用自卸车半主动油气悬架系统及控制方法，系统包括油气弹簧、设在油气弹簧上的加速度传感器、阻尼调节单元以及车身高度调节单元，本方法通过加速度传感器测量油气弹簧簧上质量的加速度，将测得的加速度与设定的期望值进行对比，通过ABC‑BP神经网络PID控制器计算，控制输出电压，改变阻尼调节单元内二位二通电磁比例阀的电流，进而控制其开度大小，从而实时调整阻尼力，使整车的平顺性得到提高，同时可以控制调节单元内二位三通电磁阀和二位二通电磁阀的启闭，调整车身高度、实现悬架刚性闭锁，提高车辆的通过性和装载安全性。

技术领域

本发明涉及矿用自卸车悬架系统领域，具体涉及一种矿用自卸车半主动油气悬架系统及控制方法。

背景技术

矿用自卸车是露天矿山为完成岩石土方剥离与矿石运输任务而使用的一种重型自卸车，工作特点为运程短、承载重，常用大型电铲或液压铲进行装载，往返于采掘点和卸矿点。由于矿区的行驶条件极其恶劣，通常是在泥路甚至是无路条件下行驶，路面的激励对车轮具有较强的冲击，从而对车辆行驶的平顺性及车辆悬架的安全性能都有较大的影响。油气悬架由于有良好的刚度和阻尼非线性特征，可以良好的匹配车辆的行驶工况，从而提高车辆的平顺性和驾驶人员的舒适性并且可以防止车辆悬架行程过大，提高使用寿命。再者，矿用自卸车为短轴距和质量特别大的车型，没有相应的空间来安装传统的钢板弹簧减振，较适宜安装使用油气悬架。

中国专利CN111559214A公开了一种带弹性件的油气悬架，在油气悬架活塞杆上增加弹性元件，提高油气悬架的平顺性与可靠性。这种悬架结构简单、方便维修，可以满足矿卡工作过程中的基本承载、减振功能。但由于矿区道路极其恶劣多变，被动油气悬架的阻尼、刚度变化范围有限，不能保证悬架阻尼实时处于最优的工作阻尼。中国专利CN106523574A公开了一种阻尼自适应油气悬架，利用多个活塞与气室在不引入额外控制力的情况下，实现油气悬架多级阻尼可调，但该结构较为复杂，可靠性不高。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种矿用自卸车半主动油气悬架系统及控制方法，其能够实时调整阻尼力，使整车的平顺性得到提高，同时可以控制二位三通电磁阀和二位二通电磁阀的启闭，调整车身高度、实现悬架刚性闭锁，提高车辆的通过性和装载安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种矿用自卸车半主动油气悬架系统，包括油气弹簧、设在油气弹簧上的加速度传感器、阻尼调节单元以及车身高度调节单元；

所述油气弹簧包括设有上端盖和活塞的缸筒，所述活塞下端与杆筒上端固定，所述杆筒内腔设有浮动活塞，所述缸筒的下端固定有导向套，所述导向套嵌套在杆筒上，所述杆筒底部设有下端盖；所述上端盖上设有连通缸筒内腔的第一充气孔，所述缸筒上设有连通其内腔的第一通孔，所述杆筒下端设有连通其内腔的第二通孔，所述下端盖上开有第二充气孔，所述第二充气孔其中一端连通杆筒内腔并固定连接充气管，所述充气管与杆筒同轴线设置并且其上端穿过浮动活塞后与活塞中部固定；

所述阻尼调节单元包括二位二通电磁比例阀，所述二位二通电磁比例阀的A口通过管路依次连通第一防爆阀和第一通孔，所述二位二通电磁比例阀的P口通过管路连通二位三通电磁阀的A口，所述二位三通电磁阀的B口堵死并且其P口通过管路依次连通第二防爆阀和第二通孔；所述二位二通电磁比例阀的A口和P口两端还并联接入有第一卸荷阀和第二卸荷阀；

所述车身高度调节单元包括通过管路依次连接的油箱、过滤器、液压泵以及二位二通电磁阀；所述二位二通电磁阀的A口连接到二位三通电磁阀与第二防爆阀之间的管路上，P口分出两路分别连接液压泵出口和溢流阀，所述溢流阀与油箱连通，所述二位二通电磁阀、二位三通电磁阀、二位二通电磁比例阀以及加速度传感器分别与外部PID控制器电性连接。

优选地，所述上端盖与活塞组成的主气室、浮动活塞与活塞组成的反压气室中均充填有高压氮气，活塞和浮动活塞将高压氮气与液压油隔开。