專利名稱：用于城市快速公交系統(tǒng)的客車底盤鉸接系統(tǒng)及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于城市快速公交系統(tǒng)(Bus Rapid Transit簡(jiǎn)稱BRT)客車，具 體涉及發(fā)動(dòng)機(jī)后置式客車的底盤鉸接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
快速公交系統(tǒng)是一種介于快速軌道交通與常規(guī)公交之間的新型公共客運(yùn)系統(tǒng)，是 一種大運(yùn)量交通方式，通常也被稱作“地面上的地鐵系統(tǒng)”。城市快速公交系統(tǒng)客車一般是 由前、后兩個(gè)車體組成的大型鉸接車輛，前、后車體通過(guò)鉸接裝置鉸接在一起。前車體有兩 個(gè)車橋前車橋是轉(zhuǎn)向橋，后車橋是支持橋；后車體只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋，位于后車體的后部。 發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置都布置在后車體上，以滿足城市快速公交系統(tǒng)客車低地板的要求。整個(gè) 客車是依靠后車體的推動(dòng)向前行進(jìn)，所以是頂推式鉸接車輛，其傳動(dòng)布置方法使客車在行 駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)繞轉(zhuǎn)盤中心豎軸的轉(zhuǎn)矩，這個(gè)轉(zhuǎn)矩會(huì)改變車輛的駕駛特性，一是，如果鉸接 系統(tǒng)太過(guò)無(wú)阻尼地轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)孛嫣峁┙o中軸車輪的側(cè)向力較小時(shí)(如雨雪路面等)，車輛的 后車體就容易將中軸側(cè)向推出，嚴(yán)重時(shí)前、后車體發(fā)生“V”型剪切；二是，如果在高速行駛 的過(guò)程中鉸接系統(tǒng)太過(guò)無(wú)阻尼，車輛行駛就不會(huì)穩(wěn)定，當(dāng)在高速行駛時(shí)突然采取制動(dòng)，由于 慣性力作用，車輛的中軸受到突然增大的推力，后車體容易將中軸推出，使車輛失穩(wěn)；第三， 在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，如果鉸接系統(tǒng)阻尼過(guò)小，當(dāng)車速較高時(shí)，容易發(fā)生V型剪切；如果阻尼較大， 在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中必要的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)被阻止，前、后車體傾向于向前直行；當(dāng)在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中突然采取 制動(dòng)，由于慣性力的作用使中軸的轉(zhuǎn)矩增大，此時(shí)當(dāng)?shù)孛嫣峁┙o中軸車輪的側(cè)向力不足時(shí)， 前、后車體很容易發(fā)生V型剪切，造成事故。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)中客車鉸接系統(tǒng)的中軸轉(zhuǎn)矩造成車輛駕駛特性 改變的不足，提供一種能夠隨車輛運(yùn)行狀態(tài)變化而改變阻尼力的客車底盤鉸接系統(tǒng)，以保 證城市快速公交系統(tǒng)客車的安全行駛。本發(fā)明的另一目的是提供該鉸接系統(tǒng)安全行駛的工 作方法。本發(fā)明鉸接系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是由轉(zhuǎn)盤裝置，液壓系統(tǒng)和系統(tǒng)控制單元E⑶ 組成，轉(zhuǎn)盤裝置包括連接于前轉(zhuǎn)盤架和后轉(zhuǎn)盤架之間的轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤中心位置處活動(dòng)連接 位于轉(zhuǎn)盤垂直中心線上的頂桿，頂桿的上端自由端連接鉸接角傳感器；液壓系統(tǒng)包括設(shè)置 于后轉(zhuǎn)盤架上且隨后轉(zhuǎn)盤架轉(zhuǎn)動(dòng)的左液壓缸、右液壓缸、液壓集成塊、液壓泵和儲(chǔ)油罐，左 液壓缸和右液壓缸的液壓臂上分別套有一個(gè)圓柱螺旋壓縮彈簧，左液壓缸和右液壓缸的前 后腔交叉相接且油路通過(guò)液壓集成塊相通；系統(tǒng)控制單元ECU包括微處理器CPU及分別與 其連接的點(diǎn)火開關(guān)、車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤角度傳感器、鉸接角傳感器、倒車控制開關(guān)、液位傳 感器、壓力傳感器、各個(gè)電磁閥、制動(dòng)單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路和液壓泵。鉸接系統(tǒng)的工作方法是包括系統(tǒng)控制單元E⑶先自檢，系統(tǒng)控制單元E⑶通過(guò)鉸 接角傳感器判斷前、后車體的鉸接狀態(tài)，在客車達(dá)到最大安全轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)角時(shí)圓柱螺旋壓縮彈簧壓縮至最短且給前車體力矩以抵消驅(qū)動(dòng)力在轉(zhuǎn)盤中心處產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，在車輛方向回正過(guò) 程中使后車體回到直線行駛位置；當(dāng)鉸接角傳感器檢測(cè)的鉸接角不為0°時(shí)，圓柱螺旋壓 縮彈簧的一側(cè)受到壓縮，系統(tǒng)控制單元ECU控制第一電磁閥和/或第二電磁閥的開啟和關(guān) 閉來(lái)改變節(jié)流閥和/或另一節(jié)流閥的通、斷狀態(tài)，改變液壓油的流速以改變阻尼力；當(dāng)鉸接 角為0°時(shí)，圓柱螺旋壓縮彈簧由壓縮狀態(tài)回到自由狀態(tài)，微處理器CPU發(fā)出控制信號(hào)使第 一、第二電磁閥關(guān)閉，左液壓缸和右液壓缸被鎖死；當(dāng)客車直行時(shí)，微處理器CPU接收到鉸 接角為0°，使第一、第二電磁閥關(guān)閉，液壓油由第二電磁閥的出油口流入不導(dǎo)通的節(jié)流閥， 左液壓缸和右液壓缸被鎖死；客車倒車時(shí)，微處理器CPU接收到倒車控制開關(guān)的倒車信號(hào) 且判斷，若轉(zhuǎn)向盤角度傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向盤未轉(zhuǎn)向且鉸接角傳感器檢測(cè)到鉸接角為0°時(shí)， 關(guān)閉第一、二電磁閥使前、后車體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)；當(dāng)微處理器CPU通過(guò)轉(zhuǎn)向盤角度傳感 器和鉸接角傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度不為零和/或鉸接角不為0°時(shí)，系統(tǒng)控制單元 ECU發(fā)出控制信號(hào)使第一、二電磁閥打開。本發(fā)明的有益效果是1、本鉸接系統(tǒng)的鉸接裝置具有鉸接前、后車體和提供隨車輛運(yùn)行狀況而改變的阻 尼力，是在現(xiàn)有的技術(shù)水平下生產(chǎn)城市快速公交系統(tǒng)客車用的鉸接系統(tǒng)，制造成本低，有利 于實(shí)現(xiàn)城市快速公交系統(tǒng)客車的國(guó)產(chǎn)化，同樣可用于其它發(fā)動(dòng)機(jī)后置式大型鉸接客車的底 盤鉸接系統(tǒng)。2、在本鉸接系統(tǒng)中加裝了圓柱螺旋壓縮彈簧，在大角度轉(zhuǎn)彎時(shí)提供較大的力矩， 使車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)定性增強(qiáng)。在車輛轉(zhuǎn)彎至最大安全轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)角時(shí)使圓柱螺旋壓縮彈簧壓縮 至最短，實(shí)現(xiàn)了對(duì)最大鉸接角的自鎖功能，將鉸接角限制在最大安全轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)，可 防止第二橋發(fā)生側(cè)滑以及前、后車體發(fā)生剪切。使用圓柱螺旋壓縮彈簧后不用再使用其它 裝置來(lái)限制鉸接角的無(wú)限制增大，節(jié)省了成本。3、鉸接系統(tǒng)工作時(shí)，系統(tǒng)控制單元ECU不僅提供了安全模式，而且提供了故障模 式，使車輛在出現(xiàn)故障后仍能安全低速地行駛到維修場(chǎng)所進(jìn)行維修。4、微處理器CPU提供了與外設(shè)備進(jìn)行診斷、升級(jí)的接口，當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)控制單元 ECU進(jìn)行升級(jí)時(shí)，可以通過(guò)此接口進(jìn)行通信，節(jié)省了更換電氣裝置的成本，并且為車輛維護(hù)、 升級(jí)提供了方便。
圖1是本發(fā)明鉸接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是液壓系統(tǒng)工作原理圖；圖3是電氣控制原理框圖；圖中，1.前轉(zhuǎn)盤架；2.轉(zhuǎn)盤；3.頂桿；4.鉸接角傳感器；5.銷軸；6.圓柱螺旋壓縮 彈簧；7.儲(chǔ)油罐；8.右液壓缸；9.后轉(zhuǎn)盤架；10.液壓管；11.左液壓缸；12.液壓集成塊； 13.電纜；14-1、14-2.單向閥；15.第一電磁閥；16.節(jié)流閥；17.第二電磁閥；18.節(jié)流閥； 19-1、19-2.單向溢流閥；20.第一接口 ；21.第二接口 ；22.單向閥；23.液壓泵；24.第三接 口 ；25.蓄能器；26.接線端子。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明城市快速公交系統(tǒng)客車底盤鉸接系統(tǒng)由轉(zhuǎn)盤裝置，液壓系統(tǒng)和系統(tǒng)控制單 元E⑶組成。如圖1，轉(zhuǎn)盤裝置包括轉(zhuǎn)盤2、與前車體相連的前轉(zhuǎn)盤架1和與后車體相連的后轉(zhuǎn) 盤架9，轉(zhuǎn)盤2連接于前轉(zhuǎn)盤架1和后轉(zhuǎn)盤架9之間。液壓系統(tǒng)包括液壓泵23、左液壓缸11 和右液壓缸8。兩個(gè)圓柱螺旋壓縮彈簧6分別套在左液壓缸11和右液壓缸8的液壓臂上， 當(dāng)鉸接角為0°時(shí)，圓柱螺旋壓縮彈簧6以自由狀態(tài)套在左液壓缸11和右液壓缸8的液壓 臂上。圓柱螺旋壓縮彈簧6前、后端分別由固定在左液壓缸11和右液壓缸8上的圓柱螺旋 壓縮彈簧座支撐。左液壓缸11和右液壓缸8的前端分別用銷軸5固定在轉(zhuǎn)盤2的外軸承 瓦的后部，后端也用銷軸固定在后轉(zhuǎn)盤架9的后端。左液壓缸11、右液壓缸8、液壓泵23、液 壓集成塊12、接線端子26以及儲(chǔ)油罐7 —同固定安裝在后轉(zhuǎn)盤架9上，或者可以安裝在其 它方便的位置。左液壓缸11、右液壓缸8、液壓泵23、液壓集成塊12以及儲(chǔ)油罐7通過(guò)液壓 管10連接在一起，其中的液壓泵23、液壓集成塊12以及儲(chǔ)油罐7可以安裝于左液壓缸11 和右液壓缸8之間。液壓集成塊12上安裝有所有的液壓閥。當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，左液壓缸11、 右液壓缸8、液壓集成塊12以及儲(chǔ)油罐7隨后轉(zhuǎn)盤架9轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)盤2中心位置設(shè)置頂桿 3，頂桿3的下端活動(dòng)連接于轉(zhuǎn)盤2的中心位置，頂桿3的上端為自由端，頂桿3位于轉(zhuǎn)盤2 的垂直中心線上，在頂桿3的上端自由端上安裝鉸接角傳感器4，由頂桿3的上端自由端頂 起和放開，用于判斷前、后車體的鉸接角是否為0°。如圖2所示，左、右液壓缸11、8的前、后腔交叉相接通，這兩個(gè)液壓缸之間的油路 通過(guò)液壓集成塊12相通。左液壓缸11通過(guò)液壓管10與液壓集成塊12上的第一接口 20 相連，右液壓缸8通過(guò)液壓管10與液壓集成塊12上的第二接口 21相連。儲(chǔ)油罐7與液壓 泵23相連，液壓泵23通過(guò)液壓集成塊12上的第三接口 24與液壓集成塊12相通，第三接 口 24通過(guò)單向閥22連接蓄能器25，蓄能器25分別連通單向溢流閥19_1、19_2，即單向溢 流閥19-1、19-2出油口與蓄能器25、單向閥22串聯(lián)后于第三接口 24相通。在液壓集成塊 12上設(shè)置液壓油路，將各個(gè)電磁閥15、17、單向溢流閥19-1和19-2都安裝在液壓集成塊12 上。液壓集成塊12內(nèi)部的液壓油路設(shè)計(jì)如下第一接口 20通過(guò)串聯(lián)一個(gè)單向閥14-1與 第一電磁閥15的進(jìn)油口相通，第二接口 21同樣串聯(lián)另一個(gè)單向閥14-2與第一電磁閥15 的進(jìn)油口相通；第一電磁閥15的出油口通過(guò)節(jié)流閥16與第二電磁閥17的進(jìn)油口相連；第 二電磁閥17的出油口通過(guò)另一節(jié)流閥18與兩只單向溢流閥19-1、19-2相通，兩只單向溢 流閥19-1、19-2分別與第一接口 20、第二接口 21相通；節(jié)流閥16的出油口有一定的開度， 另一節(jié)流閥18的出油口完全關(guān)閉。將液壓泵23的動(dòng)力電機(jī)M以及各個(gè)電磁閥15、17分別 連接系統(tǒng)控制單元E⑶，系統(tǒng)控制單元E⑶內(nèi)置微處理器CPU。當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力過(guò)大時(shí)， 液壓油通過(guò)單向溢流閥19-1和/或19-2流回蓄能器25。液壓泵23用于向液壓系統(tǒng)中泵 油，當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力低于正常壓力時(shí)，微處理器CPU接收到壓力傳感器的信號(hào)，并向液壓 泵23發(fā)出控制信號(hào)，使液壓泵23開始向液壓系統(tǒng)泵油；油液經(jīng)過(guò)單向閥22流入儲(chǔ)能器25 以及液壓管路中；壓力恢復(fù)正常后停止泵油。如圖3所示，系統(tǒng)控制單元E⑶包括微處理器CPU以及分別連接微處理器CPU的 各種開關(guān)、各個(gè)電磁閥、各種傳感器、顯示燈、制動(dòng)單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路和液壓泵23等。本 發(fā)明微處理器CPU的信號(hào)輸入端分別與車輛的點(diǎn)火開關(guān)、車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤角度傳感器、
6鉸接角傳感器4、倒車控制開關(guān)、液位傳感器以及壓力傳感器相連；微處理器CPU的輸出端 分別與第一、第二電磁閥15、17、位于儀表板上的顯示燈和警示鈴、制動(dòng)單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電 路、液壓泵23相連；微處理器CPU通過(guò)CAN總線與車輛電控系統(tǒng)相連；微處理器CPU還提 供診斷、升級(jí)的接口，可以與外部設(shè)備進(jìn)行通信，對(duì)系統(tǒng)控制單元ECU進(jìn)行升級(jí)。轉(zhuǎn)向盤角 度傳感器用于向微處理器CPU傳遞轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角的信息。壓力傳感器用于向微處理器CPU 傳遞液壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力信息。液位傳感器位于儲(chǔ)油罐7的內(nèi)部，用于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)油罐7內(nèi)的液 壓油量。當(dāng)儲(chǔ)油罐7內(nèi)液壓油的液位低于最低允許液位時(shí)，系統(tǒng)控制單元ECU通過(guò)液位傳 感器監(jiān)測(cè)到油量不足信號(hào)，并使鉸接客車儀表板上的顯示燈發(fā)出警示信號(hào)，提醒駕駛者。點(diǎn) 火開關(guān)用于向微處理器CPU傳送車輛的點(diǎn)火信息。車速傳感器向微處理器CPU傳送車速信 息。倒車控制開關(guān)用于向微處理器CPU傳送車輛倒車信息。本發(fā)明所有的接線端都通過(guò)圖1中的電纜13與接線端子26相連，并與系統(tǒng)控制 單元E⑶連接。本發(fā)明在工作時(shí)，轉(zhuǎn)盤裝置主要實(shí)現(xiàn)對(duì)客車前、后車體的鉸接功能，為客車在不同 的運(yùn)行狀態(tài)下提供不同的阻尼力。在車輛達(dá)到最大安全轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)角時(shí)圓柱螺旋壓縮彈簧6壓 縮至最短，而且圓柱螺旋壓縮彈簧6在車輛大角度轉(zhuǎn)彎時(shí)可以給前車體一個(gè)較大的力矩， 防止中軸側(cè)向滑出，同時(shí)在方向回正過(guò)程中，對(duì)后車體的彈簧力使后車體快速回到直線行 駛位置。液壓系統(tǒng)通過(guò)控制液壓回路通斷的方法來(lái)限制轉(zhuǎn)盤裝置的鉸接角的無(wú)限增大，當(dāng) 鉸接角傳感器4檢測(cè)的鉸接角不為0°時(shí)，使圓柱螺旋壓縮彈簧6的某一側(cè)受到壓縮，液壓 系統(tǒng)中通過(guò)控制第一電磁閥15和/或第二電磁閥17的開啟和關(guān)閉來(lái)改變節(jié)流閥16和/或 另一節(jié)流閥18的通、斷狀態(tài)，以此來(lái)改變液壓系統(tǒng)中液壓油的流速，進(jìn)而改變阻尼力。在左 液壓缸11和右液壓缸8的液壓臂上裝圓柱螺旋壓縮彈簧6的作用是在車輛大角度轉(zhuǎn)彎時(shí) 給前車體一個(gè)較大的力矩，以抵消驅(qū)動(dòng)力在轉(zhuǎn)盤2中心處產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，防止中軸側(cè)向滑出； 在車輛方向回正過(guò)程中，對(duì)后車體的圓柱螺旋壓縮彈簧6的力使后車體快速回到直線行駛 位置；圓柱螺旋壓縮彈簧6通過(guò)自身壓高對(duì)鉸接角有自鎖功能，限制了前、后車體鉸接角的 無(wú)限制增大。系統(tǒng)控制單元ECU主要用于控制液壓系統(tǒng)中的兩個(gè)電磁閥15、17、向制動(dòng)單 元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)出指令，控制車輛的車速，使客車安全行駛。系統(tǒng)控制單元ECU為鉸接系統(tǒng)提供兩種控制模式安全模式和故障模式。安全模 式是指在系統(tǒng)控制單元ECU檢測(cè)鉸接系統(tǒng)沒(méi)有出現(xiàn)故障的情況下為鉸接系統(tǒng)提供合理的 控制模式，以使車輛安全行駛；故障模式是指在系統(tǒng)控制單元ECU檢測(cè)到第一電磁閥15和 /或第二電磁閥電磁閥17、鉸接角傳感器4、轉(zhuǎn)向盤角度傳感器、倒車控制開關(guān)等出現(xiàn)故障 的情況下為鉸接系統(tǒng)提供特殊的控制模式，最大限度地保證車輛以及乘客的安全。當(dāng)系統(tǒng)控制單元ECU通過(guò)點(diǎn)火開關(guān)檢測(cè)到車輛點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)控制單元ECU首先對(duì) 鉸接系統(tǒng)進(jìn)行一次自檢，若檢測(cè)后沒(méi)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，就進(jìn)入安全模式，并且判斷當(dāng)前車輛鉸接 狀態(tài)；若發(fā)現(xiàn)故障，就進(jìn)入故障模式。在車輛運(yùn)行過(guò)程中，若檢測(cè)到故障，同樣進(jìn)入故障模式。在故障模式下，鉸接系統(tǒng)允許客車以低于15km/h的車速緩慢行駛。此時(shí)微處理 器CPU向警示鈴發(fā)出信號(hào)，使警示鈴鳴叫，警示駕駛者；微處理器CPU向車輛電控系統(tǒng)發(fā)出 信號(hào)，使車輛的緊急雙閃燈閃亮，警示其它車輛和行人；微處理器CPU通過(guò)車速傳感器采集 車速信號(hào)，當(dāng)車速高于15km/h時(shí)，向制動(dòng)單元發(fā)出制動(dòng)信號(hào)，采取適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)，降低車速， 同時(shí)向發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路發(fā)出控制信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)在合理的低速狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，保證車速低于 15km/h。在安全模式下當(dāng)車輛剛點(diǎn)火啟動(dòng)自檢后，通過(guò)鉸接角傳感器4判斷前、后車體的 鉸接狀態(tài)。如果鉸接角不為0°，微處理器CPU向第二電磁閥17發(fā)出控制信號(hào)，使其打開。當(dāng)車輛直行時(shí)，微處理器CPU接收到鉸接角傳感器4的前、后車體鉸接角為0°的 信號(hào)時(shí)，使第一電磁閥15、第二電磁閥17處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)液壓油由第二電磁閥17的出 油口流入不導(dǎo)通的節(jié)流閥18，因此液壓油不流通，左、右液壓缸11、8被鎖死，前、后車體成 為一個(gè)整體。當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，以向右轉(zhuǎn)向?yàn)槔⑻幚砥鰿PU接收到轉(zhuǎn)向盤角度傳感器的轉(zhuǎn)彎 信號(hào)，并結(jié)合車速信號(hào)進(jìn)行判斷。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)車速低于最大安全轉(zhuǎn)彎車速(以15km/h為 例)，微處理器CPU向第二電磁閥17發(fā)出控制信號(hào)，使第二電磁閥17打開。此時(shí)，左液壓 缸11的液壓臂伸長(zhǎng)，右液壓缸8的液壓臂縮短，同時(shí)右側(cè)的圓柱螺旋壓縮彈簧6受到壓縮。 左液壓缸11的活塞前腔以及右液壓缸8的活塞后腔的油量變少，圖2中左側(cè)的液壓線路變 成有壓線路。此時(shí)液壓油由液壓集成塊12的第一接口 20進(jìn)入，經(jīng)過(guò)單向閥14-1、第一電 磁閥15、第二電磁閥17與兩側(cè)的單向溢流閥19-1和19-2相通，并經(jīng)過(guò)第二接口 21流到 左液壓缸11的活塞后腔和右液壓缸8的前腔，使左、右液壓缸中的液壓油在液壓集成塊12 中流動(dòng)；在回到直線行駛位置的過(guò)程中，前、后車體的鉸接角逐漸較小，左液壓缸11的活塞 向后運(yùn)動(dòng)，右液壓缸8的活塞向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)右側(cè)液壓線路為有壓線路，液壓油由液壓集成 塊接口 21流入，經(jīng)單向閥14-2、第一電磁閥15、第二電磁閥17與單向溢流閥19_1和19_2 相通，經(jīng)過(guò)第一接口 20流到左液壓缸11的活塞前腔和右液壓缸8的后腔。此過(guò)程中鉸接 系統(tǒng)的阻尼力主要由圓柱螺旋壓縮彈簧6提供。當(dāng)前、后車的夾角為0°時(shí)，圓柱螺旋壓縮 彈簧6由壓縮狀態(tài)回到自由狀態(tài)，同時(shí)鉸接角傳感器4發(fā)出鉸接角為0°的信號(hào)，微處理器 CPU發(fā)出控制信號(hào)，使電磁閥15和17關(guān)閉，前、后車體鎖死。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)車速高于15km/h，微處理器CPU發(fā)出控制信號(hào)，打開電磁閥15和17， 使液壓系統(tǒng)中液壓油流速減小，增大系統(tǒng)的阻尼。車輛在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，微處理器CPU接收車速傳感器信號(hào)，并運(yùn)算出加速度。在制動(dòng) 或突然加速時(shí)，如果加速度超過(guò)零界值(此零界值為中軸產(chǎn)生側(cè)滑時(shí)的最小加速度值)，微 處理器CPU向第一、第二電磁閥15和17發(fā)出控制信號(hào)，使第一、第二電磁閥15和17開啟， 增大阻尼，提高制動(dòng)過(guò)程中前、后車的穩(wěn)定性。當(dāng)車輛左轉(zhuǎn)彎時(shí)，液壓系統(tǒng)的工作過(guò)程和上述右轉(zhuǎn)彎時(shí)相反。鉸接車倒車時(shí)是后車體牽引前車體向后行進(jìn)，此時(shí)，微處理器CPU接收到倒車控 制開關(guān)的倒車信號(hào)，并且進(jìn)行過(guò)判斷。如果轉(zhuǎn)向盤角度傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向盤未轉(zhuǎn)向，且鉸接 角傳感器4檢測(cè)到鉸接角為0°時(shí)，關(guān)閉電磁閥15和17，使前、后車體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)微處理器CPU通過(guò)轉(zhuǎn)向盤角度傳感器和鉸接角傳感器4檢測(cè)到轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度不為零和 /或鉸接角不為0°時(shí)，系統(tǒng)控制單元ECU發(fā)出控制信號(hào)，使電磁閥15和17打開，液壓系統(tǒng) 中有一定的阻尼，使車輛穩(wěn)定倒車。
權(quán)利要求
一種用于城市快速公交系統(tǒng)的客車底盤鉸接系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)盤裝置，液壓系統(tǒng)和系統(tǒng)控制單元ECU組成，其特征是轉(zhuǎn)盤裝置包括連接于前轉(zhuǎn)盤架(1)和后轉(zhuǎn)盤架(9)之間的轉(zhuǎn)盤(2)，在轉(zhuǎn)盤(2)中心位置處活動(dòng)連接位于轉(zhuǎn)盤(2)垂直中心線上的頂桿(3)，頂桿(3)的上端自由端連接鉸接角傳感器(4)；液壓系統(tǒng)包括設(shè)置于后轉(zhuǎn)盤架(9)上且隨后轉(zhuǎn)盤架(9)轉(zhuǎn)動(dòng)的左液壓缸(11)、右液壓缸(8)、液壓集成塊(12)、液壓泵(23)和儲(chǔ)油罐(7)，左液壓缸(11)和右液壓缸(8)的液壓臂上分別套有一個(gè)圓柱螺旋壓縮彈簧(6)，左液壓缸(11)和右液壓缸(8)的前后腔交叉相接且油路通過(guò)液壓集成塊(12)相通；系統(tǒng)控制單元ECU包括微處理器CPU及分別與其連接的點(diǎn)火開關(guān)、車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤角度傳感器、鉸接角傳感器(4)、倒車控制開關(guān)、液位傳感器、壓力傳感器、各個(gè)電磁閥、制動(dòng)單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路和液壓泵(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征是液壓集成塊(12)上設(shè)置有第一、 第二電磁閥(15、17)、兩個(gè)節(jié)流閥(16、18)、兩個(gè)單向溢流閥(19-1、19-2)以及三個(gè)單向閥 (14-1、14-2、22)和一個(gè)蓄能器(25)；左液壓缸(11)通過(guò)液壓管(10)與液壓集成塊(12) 的第一接口(20)相連，右液壓缸(8)通過(guò)液壓管(10)與液壓集成塊的第二接口(21)相 連，連接儲(chǔ)油罐(7)的液壓泵(23)通過(guò)第三接口(24)與液壓集成塊(12)相通；第一接口 (20)通過(guò)串聯(lián)一個(gè)單向閥(14-1)與第一電磁閥(15)的進(jìn)油口相通，第二接口(21)串聯(lián)另 一個(gè)單向閥(14-2)與第一電磁閥(15)的進(jìn)油口相通；第一電磁閥(15)的出油口通過(guò)節(jié)流 閥(16)與第二電磁閥(17)的進(jìn)油口相連；第二電磁閥(17)的出油口通過(guò)另一節(jié)流閥(18) 與兩個(gè)單向溢流閥(19-1、19-2)相通，兩個(gè)單向溢流閥(19-1、19-2)分別與第一接口(20)、 第二接口(21)相通；兩個(gè)單向溢流閥(19-1、19-2)出油口與蓄能器(25)、單向閥(22)串 聯(lián)后與第三接口(24)相通。
3.一種用于城市快速公交系統(tǒng)的客車底盤鉸接系統(tǒng)的工作方法，其特征是包括如下方法(A)系統(tǒng)控制單元ECU先自檢，系統(tǒng)控制單元ECU通過(guò)鉸接角傳感器(4)判斷前、后車 體的鉸接狀態(tài)，在客車達(dá)到最大安全轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)角時(shí)圓柱螺旋壓縮彈簧(6)壓縮至最短且給前 車體力矩以抵消驅(qū)動(dòng)力在轉(zhuǎn)盤(2)中心處產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，在車輛方向回正過(guò)程中使后車體回 到直線行駛位置；(B)當(dāng)鉸接角傳感器(4)檢測(cè)的鉸接角不為0°時(shí)，圓柱螺旋壓縮彈簧(6)的一側(cè)受到 壓縮，系統(tǒng)控制單元ECU控制第一電磁閥(15)和/或第二電磁閥(17)的開啟和關(guān)閉來(lái)改 變節(jié)流閥(16)和/或另一節(jié)流閥(18)的通、斷狀態(tài)，改變液壓油的流速以改變阻尼力；當(dāng) 鉸接角為0°時(shí)，圓柱螺旋壓縮彈簧(6)由壓縮狀態(tài)回到自由狀態(tài)，微處理器CPU發(fā)出控制 信號(hào)使第一、第二電磁閥(15、17)關(guān)閉，左液壓缸(11)和右液壓缸(8)被鎖死；(C)當(dāng)客車直行時(shí)，微處理器CPU接收到鉸接角為0°，使第一、第二電磁閥(15、17)關(guān) 閉，液壓油由第二電磁閥(17)的出油口流入不導(dǎo)通的節(jié)流閥(18)，左液壓缸(11)和右液壓 缸⑶被鎖死；(D)客車倒車時(shí)，微處理器CPU接收到倒車控制開關(guān)的倒車信號(hào)且判斷，若轉(zhuǎn)向盤角度 傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向盤未轉(zhuǎn)向且鉸接角傳感器(4)檢測(cè)到鉸接角為0°時(shí)，關(guān)閉第一、二電磁 閥(15、17)使前、后車體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)；當(dāng)微處理器CPU通過(guò)轉(zhuǎn)向盤角度傳感器和鉸接 角傳感器(4)檢測(cè)到轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度不為零和/或鉸接角不為0°時(shí)，系統(tǒng)控制單元ECU發(fā)出控制信號(hào)使第一、二電磁閥(15、17)打開。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于城市快速公交系統(tǒng)的客車底盤鉸接系統(tǒng)及工作方法，由轉(zhuǎn)盤裝置，液壓系統(tǒng)和系統(tǒng)控制單元ECU組成，轉(zhuǎn)盤裝置包括連接于前轉(zhuǎn)盤架和后轉(zhuǎn)盤架之間的轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤中心位置處活動(dòng)連接位于轉(zhuǎn)盤垂直中心線上的頂桿，頂桿的上端自由端連接鉸接角傳感器；液壓系統(tǒng)包括設(shè)置于后轉(zhuǎn)盤架上且隨后轉(zhuǎn)盤架轉(zhuǎn)動(dòng)的左液壓缸、右液壓缸、液壓集成塊、液壓泵和儲(chǔ)油罐，左液壓缸和右液壓缸的液壓臂上分別套有一個(gè)圓柱螺旋壓縮彈簧，左液壓缸和右液壓缸的前后腔交叉相接且油路通過(guò)液壓集成塊相通；系統(tǒng)控制單元ECU包括微處理器CPU。本發(fā)明在大角度轉(zhuǎn)彎時(shí)提供較大的力矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)最大鉸接角的自鎖功能，防止第二橋發(fā)生側(cè)滑以及前、后車體發(fā)生剪切。
文檔編號(hào)B62D5/06GK101934819SQ201010262349
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者何仁, 李楠, 陳士安 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)