專利名稱：油氣懸架車姿調節系統用的節流閥組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種使用油氣彈簧車輛的節流閥組，屬于液壓機械和機動車應用領域。
背景技術：
現有技術中，傳統懸架的彈性元件剛度特性是不可調的，在車輛載荷變化較大的情況下車體姿態會發生明顯變化，導致車輛的操穩性能及平順性大幅下降，針對這種情況，國外企業通過油氣彈簧實現了空滿載兩級剛度可調的懸架形式，但車輛在實際使用過程中并非僅有兩種狀態，載荷量的不確定性使得這種調節方式無法滿足使用要求，這也成為了目前國內車輛生產廠商所面臨且始終無法有效解決的技術難點，所以開發車姿連續可調的懸架系統就顯得尤為必要。
實用新型內容根據本實用新型的一個方面，提供一種油氣懸架車姿調節系統用的懸架裝置節流閥組，其特征在于節流閥組包括單向閥、上升節流閥和下降節流閥，其中單向閥與上升節流閥串聯后再與相并聯。本實用新型車姿調節系統由一個懸架裝置控制組合閥和兩個連通液壓鎖組合閥及相應管路、傳感器等組成。懸架裝置控制組合閥和兩個連通液壓鎖組合閥均采用插裝式電磁閥以減小布置空間，閥塊采用輕鋁合金材料，相較于傳統鋼材料閥塊具有良好的機械性能、優良的抗腐蝕抗氧化性能，同時可以使得整個車姿調節系統重量減重近60%。系統中設有流量閥，用于調整系統流量保證系統在同一方向上運動同步，同時用于控制系統的動作速度。通過加設角度傳感器來進行車姿控制，通過加設壓力傳感器來進行輪荷監測。車姿控制主要通過控制系統采集位于車體前后四個懸架的角位移傳感器所測量的車體高度數據來保證車姿高度是否滿足設計要求。角位移傳感器采用無接觸式角位移傳感器，其具有精度高、測量范圍大的特點，并通過防護等級的提高能夠滿足車輛對電磁兼容性和環境適應性等的特殊要求。輪荷監測是通過設置于液壓系統中的兩個壓力傳感器來采集前軸和后兩軸的系統壓力，通過控制系統判斷各輪荷是否滿足使用要求。
圖I為車姿調節系統組成原理圖；圖2為車姿調節系統各功能閥塊組成原理圖；圖3為懸架裝置控制組合主視圖；圖4為懸架裝置控制組合俯視圖；圖5為懸架裝置控制組合后視圖；圖6為連通液壓鎖組合裝配圖；[0012]圖7為車姿調節系統連線圖；圖8車姿調節系統上升狀態原理圖；圖9車姿調節系統下降狀態原理圖；圖10車姿調節系統前傾狀態原理圖；圖11車姿調節系統后傾狀態原理圖；圖12節流閥組原理圖。圖中1_系統動力源,2-懸架裝置控制組合,3-手動泵,4-右一油氣懸架,5-右二油氣懸架，6-連通液壓鎖組合，7-右三油氣懸架，8-左三油氣懸架，9-左二油氣懸架，10-左一油氣懸架，11-主閥回油單向閥、12-溢流閥，13-卸荷閥，14-前懸架控制閥，15-右前懸架液壓鎖，16-右前上升節流閥，17-右前單向閥，18-前軸液體壓力傳感器，19-右前下降節流·閥，20-后懸架控制閥，21-右后上升節流閥，22-右后下降節流閥，23-右后單向閥，24-后軸液體壓力傳感器，25-左后單向閥，26-左后下降節流閥，27-左后上升節流閥，28-后懸架單向閥，29-前懸架單向閥，30-左前上升節流閥，31-左前懸架液壓鎖，32-左前下降節流閥，33-左前單向閥，34-進油濾，35-回油濾，36-動力源(泵馬達系統)，37-油箱，38-后懸架液壓鎖，39-后越障閥，40-其余系統預留口，41-高壓軟管，42-隔壁接頭
具體實施方式
以下結合附圖對車姿調節系統做詳細描述圖I所示為車姿調節系統原理圖。所述車姿調節系統由系統動力源1，液壓裝置，右一油氣懸架4，右二油氣懸架5，右三油氣懸架7，左三油氣懸架8，左二油氣懸架9，左一油氣懸架10，電控裝置及電纜和傳感器組成，各部分通過高壓硬管(或軟管)相連接。優選地，本實用新型中的液壓裝置由懸架裝置控制組合2利連通液壓鎖組合6組成，但是本領域技術人員可以根據實際需要任意組合多個集成控制閥，實現對車姿的調節。如圖1-2所示系統將油氣懸架分成第一軸為一組，后兩軸為一組共兩組，可以通過系統附帶的電控裝置，對各電磁閥進行邏輯控制，實現上升、下降、前傾、后仰、任意設定行駛高度等具體動作，最終實現改變車姿狀態的目的。具體連接方式為系統動力源I的進油口與懸架裝置控制組合2的進油口 Jl相連；懸架裝置控制組合2的手動進油口 J2與手動泵3的出油管相連；懸架裝置控制組合2的右前懸架供油口 Cl與右一油氣懸架4相連、左前懸架供油口 C2與左一油氣懸架10相連、右后懸架供油口 C3與右后油氣懸架的連通液壓鎖組合3的進油口 J相連、左后懸架供油口 C4與左后油氣懸架的連通液壓鎖組合3的進油口 J相連；右后油氣懸架的連通液壓鎖組合3的前出油口 C7和右二油氣懸架5相連；右后油氣懸架的連通液壓鎖組合3的后出油口 C8和右三油氣懸架7相連；左后油氣懸架的連通液壓鎖組合3的前出油口 C7 口和左二油氣懸架9相連；左后油氣懸架的連通液壓鎖組合3的后出油口 C2和左三油氣懸架8相連。所述系統動力源I由油箱37、進油濾34、回油濾35和動力源(泵馬達系統)36組成。系統動力源I分別留有一個進油口和一個回油口，并通過硬管或高壓軟管分別與懸架裝置控制組合2的進油口 Jl和回油口 C5相連。系統通過加設角度傳感器來進行車姿垂直地面方向位移控制，通過加設壓力傳感器來進行軸荷監測。車姿控制主要通過控制系統采集位于車體前后四個懸架的角位移傳感器所測量的車體高度數據來保證車姿高度是否滿足設計要求。角位移傳感器可采用無接觸式角位移傳感器，其具有精度高、測量范圍大的特點，并滿足特殊使用要求對電磁兼容性和環境適應性的要求。圖2所示為車姿調節系統各部分組成原理，由于多軸車輛行動系統處于靜不定狀態，為避免在車姿調節過程中出現輪荷分配不均的情況，在前、后軸的液壓系統中分別加裝了前軸液體壓力傳感器18和后軸液體壓力傳感器24，用于進行軸荷監測，并通過控制系統充放油實現輪荷不均的調整。另外，動力源36與油箱37連接，當動力源36工作時將抽取油箱37中的油液并提供給車姿調節系統，動力源36輸出端先后串聯進油濾34和卸荷閥13，進油濾34用于過濾油液中存在的雜質，防止污染系統，卸荷閥13可采用二位三通電磁閥，通過電磁換向實現為調節系統提供壓力油；溢流閥12與卸荷閥13并聯，通過手柄調節可實現對系統臨界壓力的控制；在卸荷閥13的出油口 b端通過高壓硬管或軟管分別與前懸架控制閥14和后懸架控制閥20的進油端連接，前懸架控制閥14和后懸架控制閥20可采用三位三通電磁閥，當系統不工作時電磁閥處于中位斷開狀態；前懸架控制閥14和后懸架控制閥20的出油端先后串聯節流閥組和懸架液壓鎖，懸架液壓鎖可采用二位二通電磁閥，并盡量靠近油氣懸架布置，以減少懸架液壓鎖和油氣懸架之間的高壓管路長度，提高系統·的可靠性，例如右前懸架液壓鎖15與右一油氣懸架4連接，左前懸架液壓鎖31與左一油氣懸架10連接，兩個后懸架液壓鎖38分別與左二油氣懸架9和左三油氣懸架8、右二油氣懸架5和右三油氣懸架7連接，當液壓鎖斷電時，油氣懸架中的油液與車姿調節系統隔離，確保車輛姿態和行駛性能的穩定，當液壓鎖通電時，油氣懸架中的油液將通過車姿調節系統流回油箱。另外右前節流閥組由右前單向閥17和右前上升節流閥16串聯后再與右前下降節流閥19并聯組成，右后節流閥組由右后單向閥23和右后上升節流閥21串聯后再與右后下降節流閥22并聯組成，左前節流閥組由左前單向閥29和左前上升節流閥30串聯后再與左前下降節流閥32并聯組成，左后節流閥組由左后單向閥25和左后上升節流閥27串聯后再與左后下降節流閥26并聯組成。另外后兩軸單側油氣懸架通過高壓硬管或軟管連接，并在管路上串聯有后越障閥39，后越障閥39可以采用二位二通電磁閥，當后越障閥39處于斷電狀態，后兩軸單側油氣懸架連通形成平衡懸架，當車輛需要通過壕溝或垂直墻等障礙時，后越障閥39處于通電狀態，將后兩軸單側油氣懸架油路斷開，以提升車輛的通過能力。系統控制方式分為手動控制和自動控制兩種模式。自動控制狀態下，駕駛員只要操作相應車姿動作按鈕，系統就會按照程序設定，通過采集車姿位置信號，達到程序預先設定的狀態。當處于手動控制狀態下，駕駛員通過控制車姿動作按鈕的時間長短來確定油氣懸架充放油的時間長短，從而達到控制車姿位置高低的效果。如圖3-6所示，懸架裝置控制組合2由主閥回油單向閥11、溢流閥12、卸荷閥13、前懸架控制閥14、右前懸架液壓鎖15、右前上升節流閥16、右前單向閥17、前軸液體壓力傳感器18、右前下降節流閥19、后懸架控制閥20、后懸架單向閥28、前懸架單向閥29、左前上升節流閥30、左前懸架液壓鎖31、左前下降節流閥32、左前單向閥33組成。連通液壓鎖組合6由后懸架液壓鎖38和后越障閥39組成。懸架裝置控制組合2和兩個連通液壓鎖組合6均采用插裝式電磁閥以減小布置空間，閥塊材料采用硬鋁合金材料，相較于傳統鋼材料閥塊具有良好的機械性能、優良的抗腐蝕抗氧化性能，同時可以使得整個車姿調節系統重量減重近60%。[0028]懸架裝置控制組合2中的主閥回油單向閥11、溢流閥12、卸荷閥13組成系統卸荷回路，可以對系統意外產生的高壓和工作循環后系統內部殘存高壓進行卸荷。主閥回油單向閥11防止系統回油產生倒灌現象逆流回系統，溢流閥12與卸荷閥13并聯，用于調節并維持系統正常工作所需壓力，卸荷閥13采用二位三通電磁閥，運用背壓彈簧進行復位，通過電磁鐵的通斷電來控制系統油液走向，達到卸荷或建壓的目的。如圖2所示，電磁鐵斷電時，卸荷閥13通過彈簧復位P 口與a 口相連，系統動力源I所產生的高壓油通過卸荷閥13直接回到油箱37中，達到卸荷目的；電磁鐵通電，卸荷閥13的P 口與b 口相連，系統動力源I所產生的高壓油通過卸荷閥13進入系統達到系統建壓的目的。懸架裝置控制組合2采用單向閥與上升節流閥串聯后再與下降節流閥相并聯的節流閥組形式來調節懸架充放油速度與流量，保證車姿調節過程中的平穩升降。通過如圖2所示的連接方法，右前單向閥17和右前上升節流閥16串聯后與右前下降節流閥19并聯，再共同串聯到右一油氣懸架4的充放油路；右后單向閥23和右后上升節流閥21串聯后與右后下降節流閥22并聯，再共同串聯到由右二油氣懸架5和右三油氣懸架7組成的右后油氣懸架的充放油路；左前單向閥29和左前上升節流閥30串聯后與左前下降節流閥32并 聯，再共同串聯到左一油氣懸架10的充放油路；左后單向閥25和左后上升節流閥27串聯后與左后下降節流閥26并聯，再共同串聯到由左二油氣懸架9和左三油氣懸架8組成的左后油氣懸架的充放油路。這種連接方式使油氣懸架充油時即車姿上升時復合節流裝置兩條并聯油路同時工作，過流面積較大，放油時即車姿下降時帶有單向閥的過流通道停止過油，過流面積變小，從而實現了車輛姿態調節時上升迅速和下降平緩的特點。右前懸架液壓鎖15、左前懸架液壓鎖31和后懸架液壓鎖38均采用兩位兩通電磁閥的結構形式，其中右前懸架液壓鎖15和左前懸架液壓鎖31集成在懸架裝置控制組合2中，通過高壓軟管或硬管分別與右一油氣懸架、左一油氣懸架連接，兩個后懸架液壓鎖38布置于連通液壓鎖組合6中，通過閥塊內部油道與后兩軸懸架缸連接。當車輛正常行駛時，液壓鎖處于斷電狀態，用于封閉懸架缸中的高壓油，確保懸架系統的正常工作；當需要降低車姿時，液壓鎖通電，懸架缸中的高壓油通過液壓鎖進入系統并流回油箱。如圖2和圖6所示，后越障閥39采用兩位兩通電磁閥的結構，集成在閥塊連通液壓鎖組合6中，右二油氣懸架5和右三油氣懸架7之間通過右后管路51連通，左二油氣懸架9和左三油氣懸架8之間通過左后管路50連通，兩個后越障閥39分別串聯在左后管路50及右后管路51上，形成平衡懸架結構，需要提出的是當兩軸軸距較小時，通過油氣懸架的管路連通實現平衡懸架功能對提升車輛行駛性能具有重要作用。本實施方式中，是以三軸車輛為例進行說明，本領域技術人員應當清楚，本實用新型的連通液壓鎖組合6適用于多軸車輛的平衡懸架結構，只要車輛同側的油氣懸架之間設置連通液壓鎖組合6，即可實現平衡懸架及液壓閉鎖功能。此外，在該實施方式中，懸架液壓鎖只有一種結構，為了描述上便于區分，將位于第一軸的油氣懸架處的懸架液壓鎖定義為前懸架液壓鎖，將位于后兩軸的油氣懸架之間的懸架液壓鎖定義為后懸架液壓鎖。后越障閥中的“后”表示該越障閥安裝在后兩軸的油氣懸架之間。圖7表示的為系統在車上布置的連接關系。若液壓系統零部件安裝在車內，則可通過隔壁接頭42及高壓軟管41將系統與外部的油氣懸架相連接，從而構成整個車姿調節系統。[0033]系統工作原理如下圖2為車姿調節系統不工作時的狀態，各電磁閥均處于斷電位置。當車輛正常行駛時，后越障閥39處于斷電狀態，從而后兩軸構成了平衡懸架結構，能夠有效衰減單輪所受到的來自地面的沖擊激勵；當車輛進行越障時，后越障閥39通電，將平衡懸架管路斷開，確保后兩軸油氣懸架單獨工作，以提高通過能力。圖8為車姿調節系統做上升動作時的原理圖，此時動力源36和卸荷閥13先后通電，前懸架控制閥14和后懸架控制閥20也同時通電并調整到右位，壓力油將通過動力源36順序進入各油氣懸架，當系統壓力大于車輛簧載重量時，車體將實現上升動作。圖9為車姿調節系統做下降動作時的原理圖，此時前懸架控制閥14和后懸架控制閥20通電并調整到左位，右前懸架液壓鎖15、左前懸架液壓鎖31和兩個后懸架液壓鎖38也同時通電，油氣懸架中的壓力油將順序通過調節系統返回油箱37，從而實現車體下降動作。·[0037]圖10為車姿調節系統做前傾動作時的原理圖，此時前懸架控制閥14通電并調整到左位，右前懸架液壓鎖15、左前懸架液壓鎖31同時通電，另外后懸架控制閥20通電并調整到右位，使得前軸油氣懸架放油，后兩軸油氣懸架充油，從而實現車體的前傾動作。圖11為為車姿調節系統做后傾動作時的原理圖，此時前懸架控制閥14通電并調整到右位，兩個后懸架液壓鎖38同時通電，另外后懸架控制閥20通電并調整到左位，使得前軸油氣懸架充油，后兩軸油氣懸架放油，從而實現車體的后傾動作。需要說明的是，本領域技術人員可以容易地理解，本實用新型所涉及的車姿可調油氣懸架裝置可以上述方式安裝在不同類型的車輛上，并且在不脫離由所附權利要求限定的本實用新型的精神和范圍的情況下，可以對本實用新型進行各種不同形式的更改和改變。
權利要求1.一種油氣懸架車姿調節系統用的懸架裝置節流閥組，其特征在于節流閥組包括單向閥、上升節流閥和下降節流閥，其中單向閥與上升節流閥串聯后再與相并聯。
專利摘要本實用新型涉及了一種液壓系統用的節流閥組，采用單向閥與上升節流閥串聯后再與下降節流閥相并聯的節流閥組形式來調節懸架充放油速度與流量，保證車姿調節過程中的平穩升降。這種連接方式使油氣懸架充油時即車姿上升時復合節流裝置兩條并聯油路同時工作，過流面積較大，放油時即車姿下降時帶有單向閥的過流通道停止過油，過流面積變小，從而實現了車輛姿態調節時上升迅速和下降平緩的特點。
文檔編號B60G17/04GK202573707SQ20122026532
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者鄭冠慧, 陳軼杰, 孫燕成, 王顯波, 張亞峰, 鞠海潔, 崔向利, 韓小玲, 張旭, 寧丹, 郭建娟, 段國柱, 馮棟梁, 康鴻飛, 白國忠 申請人:中國北方車輛研究所