一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统

摘要

本发明公开了一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，包括液压动力单元和升降导向单元，液压动力单元包括进油管、回油管、分油管，以及分别与分油管连接的第一支油管、第二支油管、第三支油管和第四支油管；升降导向单元由所有车桥中的悬架装置组成，悬架装置包括上横臂、下横臂和油气弹簧，所有车桥分为由m个车桥组成的前桥组和由n个车桥组成的后桥组，前桥组左侧的油气弹簧分别与第一支油管连接，前桥组右侧的油气弹簧分别与第二支油管连接，后桥组左侧的油气弹簧分别与第三支油管连接，后桥组右侧的油气弹簧分别与第四支油管连接。其具有结构简单、实施容易、控制灵活、调高行程大、适用范围广的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆调高装置，具体涉及一种用于多轴重型车辆的车身高度调节系统。

背景技术

在汽车领域，多轴重型车辆由于载荷大、行驶路况复杂，对其通过性的要求较高，这就需要车辆具有车身高度可调的功能。基于油气悬架的车身高度调节技术以其承载能力大、结构紧凑、功能融合度高等优点，越来越多地在重型车辆中得到应用。但现有基于油气悬架的车身调高技术普遍存在调高行程小、同步性差、稳定性差、控制不灵活、速度不可调、适用范围小的问题。特别是对于特种车辆，经常会面临铁路运输等特殊工况，这就要求车身高度可调节的行程要足够大，而目前的车身调高技术均无法满足其要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，其具有结构简单、实施容易、控制灵活、调高行程大、适用范围广的优点，采用本发明可有效提高车身调高的同步性和稳定性。

为解决现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，包括液压动力单元和升降导向单元，所述液压动力单元包括进油管、回油管、分油管，以及分别与分油管连接的第一支油管、第二支油管、第三支油管和第四支油管，所述进油管和回油管的一端分别与分油管连接，进油管和回油管的另一端用于与油源连接；所述升降导向单元由所有车桥中的悬架装置组成，悬架装置包括上横臂、下横臂和油气弹簧，上横臂和下横臂的里端对应通过第一销轴和第二销轴与车架铰接，上横臂和下横臂的外端对应安装有第一球铰和第二球铰，第一球铰和第二球铰分别与轮组连接，油气弹簧的上端通过第一关节轴承与车架铰接，油气弹簧的下端通过第二关节轴承与下横臂铰接；所有车桥分为由m个车桥组成的前桥组和由n个车桥组成的后桥组，前桥组所有左侧悬架装置的油气弹簧上腔分别与第一支油管连接且在油气弹簧和分油管之间的第一支油管上设有第一电磁换向阀，前桥组所有右侧悬架装置的油气弹簧上腔分别与第二支油管连接且在油气弹簧和分油管之间的第二支油管上设有第二电磁换向阀，后桥组所有左侧悬架装置的油气弹簧上腔分别与第三支油管连接且在油气弹簧和分油管之间的第三支油管上设有第三电磁换向阀，后桥组所有右侧悬架装置的油气弹簧上腔分别与第四支油管连接且在油气弹簧和分油管之间的第四支油管上设有第四电磁换向阀，进油管上设有第五电磁换向阀，回油管上设有第六电磁换向阀，其中m≥1，n≥1。

进一步的，本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，其中，所述第一电磁换向阀和分油管之间的第一支油管上设有第一比例流量阀，第二电磁换向阀和分油管之间的第二支油管上设有第二比例流量阀，第三电磁换向阀和分油管之间的第三支油管上设有第三比例流量阀，第四电磁换向阀和分油管之间的第四支油管上设有第四比例流量阀。

进一步的，本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，其中，所述第五电磁换向阀和分油管之间的进油管上设有进油单向阀；所述回油管和进油管之间设有溢流管，溢流管上设有比例溢流阀，溢流管与进油管的连接点处于第五电磁换向阀和进油单向阀之间，溢流管与回油管的连接点处于第六电磁换向阀相对于油源的一侧。

进一步的，本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，其中，所述第一电磁换向阀和距离最近的油气弹簧之间的第一支油管上设有第一压力传感器；第二电磁换向阀和距离最近的油气弹簧之间的第二支油管上设有第二压力传感器；第三电磁换向阀和距离最近的油气弹簧之间的第三支油管上设有第三压力传感器；第四电磁换向阀和距离最近的油气弹簧之间的第四支油管上设有第四压力传感器；第五电磁换向阀和进油单向阀之间的进油管上设有第五压力传感器。

进一步的，本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，其中，所述第一电磁换向阀和距离最近的油气弹簧之间的第一支油管上设有第一外接充油单向阀；第二电磁换向阀和距离最近的油气弹簧之间的第二支油管上设有第二外接充油单向阀；第三电磁换向阀和距离最近的油气弹簧之间的第三支油管上设有第三外接充油单向阀；第四电磁换向阀和距离最近的油气弹簧之间的第四支油管上设有第四外接充油单向阀；第五电磁换向阀相对于油源一侧的进油管上设有第五外接充油单向阀。

进一步的，本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，其中，所述第五电磁换向阀和第五外接充油单向阀之间的进油管上还设有截止阀和双向高压过滤器。

进一步的，本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，其中，所述前桥组所有左侧悬架装置相邻油气弹簧之间的第一支油管上均设有第七电磁换向阀，前桥组所有右侧悬架装置相邻油气弹簧之间的第二支油管上均设有第八电磁换向阀，所述后桥组所有左侧悬架装置相邻油气弹簧之间的第三支油管上均设有第九电磁换向阀，后桥组所有右侧悬架装置相邻油气弹簧之间的第四支油管上均设有第十电磁换向阀。

进一步的，本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统，其中，所述前桥组所有左侧悬架装置中油气弹簧的下腔均依次连接有第一单向节流阀和第一蓄能器并使第一蓄能器与对应的油气弹簧的上腔连接，且使前桥组所有左侧悬架装置中油气弹簧对应的第一蓄能器的入口端均相互连接；前桥组所有右侧悬架装置中油气弹簧的下腔均依次连接有第二单向节流阀和第二蓄能器并使第二蓄能器与对应的油气弹簧的上腔连接，且使前桥组所有右侧悬架装置中油气弹簧对应的第二蓄能器的入口端均相互连接；后桥组所有左侧悬架装置中油气弹簧的下腔均依次连接有第三单向节流阀和第三蓄能器并使第三蓄能器与对应的油气弹簧的上腔连接，且使后桥组所有左侧悬架装置中油气弹簧对应的第三蓄能器的入口端均相互连接；后桥组所有右侧悬架装置中油气弹簧的下腔均依次连接有第四单向节流阀和第四蓄能器并使第四蓄能器与对应的油气弹簧的上腔连接，且使后桥组所有右侧悬架装置中油气弹簧对应的第四蓄能器的入口端均相互连接。

本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置液压动力单元和升降导向单元，让液压动力单元具体包括进油管、回油管、分油管，以及分别与分油管连接的第一支油管、第二支油管、第三支油管和第四支油管，让进油管和回油管的一端分别与分油管连接，让进油管和回油管的另一端在使用时与油源连接。同时，让升降导向单元由所有车桥中的悬架装置组成，其中悬架装置具体包括上横臂、下横臂和油气弹簧，让上横臂和下横臂的里端对应通过第一销轴和第二销轴与车架铰接，让上横臂和下横臂的外端对应安装第一球铰和第二球铰，让第一球铰和第二球铰分别与轮组连接，让油气弹簧的上端通过第一关节轴承与车架铰接，让油气弹簧的下端通过第二关节轴承与下横臂铰接。并让所有车桥分为由m个车桥组成的前桥组和由n个车桥组成的后桥组，让前桥组所有左侧悬架装置的油气弹簧上腔分别与第一支油管连接且在油气弹簧和分油管之间的第一支油管上设置第一电磁换向阀，让前桥组所有右侧悬架装置的油气弹簧上腔分别与第二支油管连接且在油气弹簧和分油管之间的第二支油管上设置第二电磁换向阀，让后桥组所有左侧悬架装置的油气弹簧上腔分别与第三支油管连接且在油气弹簧和分油管之间的第三支油管上设置第三电磁换向阀，让后桥组所有右侧悬架装置的油气弹簧上腔分别与第四支油管连接且在油气弹簧和分油管之间的第四支油管上设置第四电磁换向阀。并在进油管上设置第五电磁换向阀，在回油管上设置第六电磁换向阀，其中m≥1，n≥1。由此就构成了一种结构简单、实施容易、控制灵活、调高行程大、适用范围广的用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统。在实际应用中，本发明在油气悬架的基础上通过增设一套独立的油源和液压系统，并让前桥组左侧的油气弹簧通过第一支油管相互连通，让前桥组右侧的油气弹簧通过第二支油管相互连通，让后桥组左侧的油气弹簧通过第三支油管相互连通，让后桥组右侧的油气弹簧通过第四支油管相互连通，就构成了左前、右前、左后和右后的四点支撑系统。这种简化支撑点的结构设计使控制更加容易，且可有效提高车身调高的同步性。同时，本发明通过对作为升降导向单元的悬架装置进行硬点坐标优化设计，并通过采用大角度范围的第一球铰和第二球铰，实现了车身高度大行程调节的目的。经实际应用表明，采用本发明可将车身降至车架着地状态，能完全满足铁路运输等特殊工况的要求。另外，本发明通过让第一支油管、第二支油管、第三支油管和第四支油管分别与分油管连接，让分油管分别与进油管和回油管连接，并在各自的管路上设置电磁换向阀进行控制，使第一支油管、第二支油管、第三支油管和第四支油管同时起到送油和回油的作用，简化了结构，使实施和控制更为容易。

下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统作进一步详细说明：

附图说明

图1为本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统中液压动力单元的示意图；

图2为本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统中单个悬架装置的示意图；

图3为本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统中单个悬架装置与车架的连接关系示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示本发明一种用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统的具体实施方式，包括液压动力单元和升降导向单元。液压动力单元具体包括进油管1、回油管2、分油管3，以及分别与分油管3连接的第一支油管4、第二支油管5、第三支油管6和第四支油管7。让进油管1和回油管2的一端分别与分油管3连接，让进油管1和回油管2的另一端在使用中与油源连接，并在油源侧设置送油泵。让升降导向单元由所有车桥中的悬架装置组成，单个悬架装置具体包括上横臂8、下横臂9和油气弹簧10。让上横臂8和下横臂9的里端对应通过第一销轴81和第二销轴91与车架铰接，让上横臂8和下横臂9的外端对应安装第一球铰82和第二球铰92，并使第一球铰82和第二球铰92分别与轮组连接。让油气弹簧10的上端通过第一关节轴承101与车架铰接，让油气弹簧10的下端通过第二关节轴承102与下横臂9铰接。同时，让所有车桥分为由m个车桥组成的前桥组和由n个车桥组成的后桥组，其中，m≥1，n≥1。并让前桥组所有左侧悬架装置的油气弹簧10的上腔分别与第一支油管4连接且在油气弹簧10和分油管3之间的第一支油管4上设置第一电磁换向阀41，让前桥组所有右侧悬架装置的油气弹簧10的上腔分别与第二支油管5连接且在油气弹簧10和分油管3之间的第二支油管5上设置第二电磁换向阀51，让后桥组所有左侧悬架装置的油气弹簧10的上腔分别与第三支油管6连接且在油气弹簧10和分油管3之间的第三支油管6上设置第三电磁换向阀61，让后桥组所有右侧悬架装置的油气弹簧10的上腔分别与第四支油管7连接且在油气弹簧10和分油管3之间的第四支油管7上设置第四电磁换向阀71。并在进油管1上设置第五电磁换向阀11，在回油管2上设置第六电磁换向阀21。需要说明的是，附图1中只标示了6个车桥，其中前桥组包括两个车桥，即m＝2，后桥组包括四个车桥，即n＝4，但在实际应用中并不限于6个车桥，只要满足2个车桥以上即可，且前桥组包含的车桥个数以及后桥组包含的车桥个数可根据具体车桥情况和实际需要进行设置，只要前桥组和后桥组均至少包含一个车桥，即m≥1，n≥1，均可实现本发明目的。

通过以上结构设置就构成了一种结构简单、实施容易、控制灵活、调高行程大、适用范围广的用于多轴重型车辆的车身高度大行程调节系统。在实际应用中，本发明在油气悬架的基础上通过增设一套独立的油源和液压系统，并让前桥组左侧的油气弹簧10通过第一支油管4相互连通，让前桥组右侧的油气弹簧10通过第二支油管5相互连通，让后桥组左侧的油气弹簧10通过第三支油管6相互连通，让后桥组右侧的油气弹簧10通过第四支油管7相互连通，就构成了左前、右前、左后和右后的四点支撑系统。这种简化支撑点的结构设计使控制更加容易，且可有效提高车身调高的同步性。同时，本发明通过对作为升降导向单元的悬架装置进行硬点坐标优化设计，并通过采用大角度范围的第一球铰82和第二球铰92，实现了车身高度大行程调节的目的。经实际应用表明，采用本发明可将车身降至车架着地状态，能完全满足铁路运输等特殊工况对车身调高大行程的要求。另外，本发明通过让第一支油管4、第二支油管5、第三支油管6和第四支油管7分别与分油管3连接，让分油管3分别与进油管1和回油管2连接，并在各自的管路上设置电磁换向阀进行控制，使第一支油管4、第二支油管5、第三支油管6和第四支油管7同时起到送油和回油的作用，简化了结构，使实施和控制更为容易。采用本发明进行车身高度调节的具体过程如下：当需升高车身时，通过控制系统让第五电磁换向阀11、第六电磁换向阀21、第一电磁换向阀41、第二电磁换向阀51、第三电磁换向阀61和第四电磁换向阀71均处于正向导通状态，油源经过送油泵将液压油通过进油管1输送至分油管3，并通过第一支油管4、第二支油管5、第三支油管6和第四支油管7对应为前桥组左侧的油气弹簧10、前桥组右侧的油气弹簧10、后桥组左侧的油气弹簧10和后桥组右侧的油气弹簧10充油，从而实现车身升高的目的，并在达到车身升高要求时使送油泵停止。当需降低车身时，则通过控制系统让第五电磁换向阀11处于正向导通状态，而让第六电磁换向阀21、第一电磁换向阀41、第二电磁换向阀51、第三电磁换向阀61和第四电磁换向阀71均处于反向导通状态，并使送油泵停止，前桥组左侧的油气弹簧10、前桥组右侧的油气弹簧10、后桥组左侧的油气弹簧10和后桥组右侧的油气弹簧10在车身重力下压的作用下，使其中的液压油对应通过第一支油管4、第二支油管5、第三支油管6和第四支油管7回流到分油管3，并通过回油管2回流到油源，从而实现车身降低的目的，并在达到车身降低要求时使第六电磁换向阀21转换为正向导通状态。在上述车身升高或降低的过程中，还可以通过第一电磁换向阀41、第二电磁换向阀51、第三电磁换向阀61或第四电磁换向阀71分别控制第一支油管4、第二支油管5、第三支油管6或第四支油管7的通和断，以实现车身的部分升降，具有控制灵活、适应性强的优点。

作为优化方案，本具体实施方式在第一电磁换向阀41和分油管3之间的第一支油管4上设置了第一比例流量阀42，在第二电磁换向阀51和分油管3之间的第二支油管5上设置了第二比例流量阀52，在第三电磁换向阀61和分油管3之间的第三支油管6上设置了第三比例流量阀62，在第四电磁换向阀71和分油管3之间的第四支油管7上设置了第四比例流量阀72。这一结构设置，通过第一比例流量阀42、第二比例流量阀52、第三比例流量阀62和第四比例流量阀72可对应控制第一支油管4、第二支油管5、第三支油管6和第四支油管7中的液压油流量，从而实现控制车身升降速度的目的。当需要快速升降整体车身或某部分时，通过控制系统给相应的比例流量阀输入较大的电流信号即可增大其液压油流量；反之则给相应的比例流量阀输入较小的电流信号；且通过控制输入给第一比例流量阀42、第二比例流量阀52、第三比例流量阀62和第四比例流量阀72的电流信号，在车身整体升降时可有效保证前桥组左侧、前桥组右侧、后桥组左侧和后桥组右侧四个支撑点之间的同步性。同时，本具体实施方式在第五电磁换向阀11和分油管3之间的进油管1上设置了进油单向阀12。在回油管2和进油管1之间设置了溢流管22，并在溢流管22上设置了比例溢流阀23，且让溢流管22与进油管1的连接点处于第五电磁换向阀11和进油单向阀12之间，让溢流管22与回油管2的连接点处于第六电磁换向阀21相对于油源的一侧。通过设置进油单向阀12，在升高车身时可保证油源输送的液压油只有达到要求的压力后才可充开进油单向阀12，并为各车桥的油气弹簧10充油，能增强车身升高过程的稳定性。通过设置溢流管22和比例溢流阀23，可有效控制油源输出的最高压力，当需要油源输出更高压力时，通过提高比例溢流阀的控制电流来提高其导通液压值即可实现目的，而当需要降低油源输出的压力时，则通过降低比例溢流阀的控制电流来降低其导通液压值。具有控制方便灵活、适用范围广的优点。

作为优化方案，本具体实施方式在第一电磁换向阀41和距离最近的油气弹簧10之间的第一支油管4上设置了第一压力传感器43；在第二电磁换向阀51和距离最近的油气弹簧10之间的第二支油管5上设置了第二压力传感器53；在第三电磁换向阀61和距离最近的油气弹簧10之间的第三支油管6上设置了第三压力传感器63；在第四电磁换向阀71和距离最近的油气弹簧10之间的第四支油管7上设置了第四压力传感器73；在第五电磁换向阀11和进油单向阀12之间的进油管1上设置了第五压力传感器13。通过第一压力传感器43、第二压力传感器53、第三压力传感器63、第四压力传感器73和第五压力传感器13，在车身升降过程中可有效检测对应管路中的压力，通过将检测到的各压力信号传输给控制系统，可提高车身升降的精确性和安全性。同时，在升高车身时为便于高度微调，保证第一支油管4、第二支油管5、第三支油管6和第四支油管7中的压力，本具体实施方式在第一电磁换向阀41和距离最近的油气弹簧10之间的第一支油管4上设置了第一外接充油单向阀44；在第二电磁换向阀51和距离最近的油气弹簧10之间的第二支油管5上设置了第二外接充油单向阀54；在第三电磁换向阀61和距离最近的油气弹簧10之间的第三支油管6上设置了第三外接充油单向阀64；在第四电磁换向阀71和距离最近的油气弹簧10之间的第四支油管7上设置了第四外接充油单向阀74，以便于为各支油管外接充油，使车身保持稳定的状态。另外，为避免油源减少影响输出压力，本具体实施方式还在第五电磁换向阀11相对于油源一侧的进油管1上设置了第五外接充油单向阀14，以便于外接充油。

作为进一步优化方案，本具体实施方式在第五电磁换向阀11和第五外接充油单向阀14之间的进油管1上还设置了截止阀15和双向高压过滤器16。通过截止阀15可进一步提高液压动力单元的稳定性，通过双向高压过滤器16可避免杂质进入各控制阀和油气弹簧，保证了其工作性能。为便于单独控制前桥组左侧、前桥组右侧、后桥组左侧和前桥组右侧中的各个单个悬架装置的没气弹簧10，本具本实施方式在前桥组所有左侧悬架装置相邻油气弹簧10之间的第一支油管4上均设置了第七电磁换向阀45，在前桥组所有右侧悬架装置相邻油气弹簧10之间的第二支油管5上均设置了第八电磁换向阀55，在后桥组所有左侧悬架装置相邻油气弹簧10之间的第三支油管6上均设置了第九电磁换向阀65，在后桥组所有右侧悬架装置相邻油气弹簧10之间的第四支油管7上均设置了第十电磁换向阀75。另外，本具体实施方式还让前桥组所有左侧悬架装置中油气弹簧10的下腔均依次连接第一单向节流阀46和第一蓄能器47并使第一蓄能器47与对应的油气弹簧10的上腔连接，且使前桥组所有左侧悬架装置中油气弹簧10对应的第一蓄能器47的入口端均相互连接。让前桥组所有右侧悬架装置中油气弹簧10的下腔均依次连接第二单向节流阀56和第二蓄能器57并使第二蓄能器57与对应的油气弹簧10的上腔连接，且使前桥组所有右侧悬架装置中油气弹簧10对应的第二蓄能器57的入口端均相互连接。让后桥组所有左侧悬架装置中油气弹簧10的下腔均依次连接第三单向节流阀66和第三蓄能器67并使第三蓄能器67与对应的油气弹簧10的上腔连接，且使后桥组所有左侧悬架装置中油气弹簧10对应的第三蓄能器67的入口端均相互连接。让后桥组所有右侧悬架装置中油气弹簧10的下腔均依次连接第四单向节流阀76和第四蓄能器77并使第四蓄能器77与对应的油气弹簧10的上腔连接，且使后桥组所有右侧悬架装置中油气弹簧10对应的第四蓄能器77的入口端均相互连接。这一结构设置可使前桥组所有左侧悬架装置的油气弹簧10、前桥组所有右侧悬架装置的油气弹簧10、后桥组所有左侧悬架装置的油气弹簧10和后桥组所有右侧悬架装置的油气弹簧10均保压力平衡，以避免部分轮组悬空的现象，并通过蓄能器给悬架装置提供弹性力，可起到有效的缓冲作用，提高了车辆的通过性和稳定性。需要说明的是，为便于精确控制车身高度的调节，本发明在实际应用中还在油气弹簧中内置了位移传感器，通过位移传感器可实时采集油气弹簧的位移信号，通过将油气弹簧的位移信号传输给控制系统即可实现精确控制目的。

以上实施例仅是对本发明优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行的限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。