货车悬架变刚度辅助装置的控制方法转让专利
申请号 : CN202010571920.4
文献号 : CN111645472B
文献日 : 2021-06-18
发明人 : 陈子龙 , 杨勋 , 王意东
申请人 : 山东神骏车辆制造有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.货车悬架变刚度辅助装置的控制方法,所述的辅助装置安装在货车底盘上,货车底盘上方安装有车架(1),货车底盘的前部、后部分别设置一个车桥(2),车桥(2)两端设置车轮(3),前部车桥(2)为转向桥,后部车桥(2)为驱动桥,车桥(2)与车身之间设置钢板弹簧(4)、减振器(5);
钢板弹簧(4)的内侧、车桥(2)上设置辅助空气弹簧(12),辅助空气弹簧(12)的底座通过螺栓安装在车桥(2)的壳体上,辅助空气弹簧(12)内的气压较低时其上表面与车身底部之间留有间隙,辅助空气弹簧(12)内的气压较高时其上表面与车身底部之间接触;辅助空气弹簧(12)的出气口通过一个泄压阀(16)与大气连通;
辅助空气弹簧(12)的进气口依次连接辅助进气管、气动电磁阀(13)的出口,气动电磁阀(13)的入口与辅助储气室(15)的出口连接,辅助储气室(15)还设置有两个入口和一个泄压口,泄压口通过一个泄压阀(16)与大气连通,两个入口各连接一个单向阀(14)的出口,单向阀(14)的入口与一个二位三通式电磁阀(17)的一个出口连接,两个二位三通式电磁阀(17)其中一个的入口与前继动阀(18)的排气口连接,两个二位三通式电磁阀(17)其中另一个的入口与后继动阀(19)的排气口连接,二位三通式电磁阀(17)的另一个出口与大气连接;前继动阀(18)的出气口与货车前桥的两个鼓膜式制动分室(20)连接,鼓膜式制动分室(20)的推杆推动鼓式制动器的制动蹄,形成制动力;后继动阀(19)的出气口与货车后桥的两个鼓膜式制动分室(20)连接,鼓膜式制动分室(20)的推杆推动鼓式制动器的制动蹄,形成制动力;前继动阀(18)的进气口分别与前储气室(23)、后储气室(24)各自的一个出气口连接,后继动阀(19)的进气口分别与前储气室(23)、后储气室(24)各自的一个出气口连接,前继动阀(18)的控制气室入口与主控制阀(21)的两个出气口中的一个连通,后继动阀(19)的控制气室入口与主控制阀(21)的两个出气口中的一个连通;主控制阀(21)上设置的两个进气口中的一个与前储气室(23)的一个出气口连通,主控制阀(21)上设置的两个进气口中的一个与后储气室(24)的一个出气口连通;主控制阀(21)的阀体活塞杆通过杠杆与制动踏板(22)连接;前储气室(23)、后储气室(24)的入口分别依次通过干燥器(25)、空气滤清器(26)与气泵(8)的出口连接;
气动电磁阀(13)、二位三通式电磁阀(17)、与辅助空气弹簧(12)连接的泄压阀(16)各自的手动控制开关分别通过拉线与设置在驾驶室内的手动开关连通;
货车的车架底部的车轮挡泥板通过螺栓或卡扣方式安装距离传感器(9);辅助储气室(15)与气动电磁阀(13)之间设置空气流量传感器(10),气动电磁阀(13)的出口与辅助空气弹簧(12)的进气口之间设置压力传感器(11);
所述的距离传感器(9)、空气流量传感器(10)、压力传感器(11)的信号线分别与控制器(30)的信号输入端连接,气动电磁阀(13)、二位三通式电磁阀(17)的控制信号线分别与控制器(30)的信号输出端连接;两个泄压阀(16)的控制线分别与控制器(30)的信号输出端连接;
所述的控制器(30)的信号输入端还与踏板位移传感器或踏板角度传感器通信连接,踏板位移传感器或踏板角度传感器安装在制动踏板和油门踏板上;
其特征在于:根据上述货车悬架变刚度辅助装置的控制方法为:当驾驶员提高车速或者载货量较大时,希望悬架刚度变大,则手动控制气动电磁阀(13)打开,使辅助储气室(15)对辅助空气弹簧(12)充气,辅助空气弹簧(12)的上表面与车架底部接触并紧贴,此时悬架的刚度由钢板弹簧和辅助空气弹簧并联构成,悬架整体刚度较大;等到辅助空气弹簧(12)内的压力较大,与其连接的泄压阀(16)自动打开时,驾驶员听到泄气声音后再关闭气动电磁阀(13);
当货车行驶在碎石路面时,为了减小振动颠簸,则驾驶员控制与辅助空气弹簧(12)连接的泄压阀(16)打开放气,使辅助空气弹簧(12)高度降低并与车架底部分离,此时货车的悬架的刚度只由钢板弹簧提供,刚度减小,以适应碎石路面;
控制器(30)在一定时间周期T内实时接受距离传感器(9)采集的车架底部与车轮之间垂向距离H,并计算出T内的H最小值Hmin和H最大值Hmax,设H0=Hmax‑Hminx,提取至少2个T的H0后,取至少2个H0的平均值H0ave,若H0ave大于某一阈值H1,则说明此时货车悬架的垂向位移较大,需要提高悬架刚度,以减小悬架位移,提高货车行驶稳定性;则控制器(30)控制气动电磁阀(13)打开充气,提高辅助空气弹簧(12)的刚度;若H0ave小于某一阈值H2,则说明此时悬架的垂向位移偏小,这会导致悬架中的钢板弹簧和减振器基本不起作用,减振效果较差,乘坐舒适性差,则控制器(30)控制与辅助空气弹簧(12)连接的泄压阀打开,对辅助空气弹簧(12)放气减小其刚度,使钢板弹簧和减振器可以正常工作;
当驾驶员踩下制动踏板时,踏板位移传感器或踏板角度传感器将踏板位移量或角度变化值发送给控制器(30),控制器(30)判断当制动踏板位移量或角度变化值大于某一阈值,则货车前部车桥上安装的两个辅助空气弹簧(12)充气,增大前悬架刚度,货车后部车桥上安装的两个辅助空气弹簧(12)放气,减小后悬架刚度,抑制制动时货车出现的点头现象;
当驾驶员踩下油门踏板时,踏板位移传感器或踏板角度传感器将踏板位移量或角度变化值发送给控制器(30),控制器(30)判断当油门踏板位移量或角度变化值大于某一阈值,则货车前部车桥上安装的两个辅助空气弹簧(12)放气,减小前悬架刚度,货车后部车桥上安装的两个辅助空气弹簧(12)充气,增大后悬架刚度,抑制加速时货车出现的摇头现象。
说明书 :
货车悬架变刚度辅助装置的控制方法
技术领域
背景技术
证货车能平顺地行驶。传统货车的悬架多采用钢板弹簧悬架,其结构简单,造价低且耐用,
因此广泛应用,但是其刚度难以调整,且不能很好的适应货车空重车的变化,为此还需要设
计主簧副簧式弹簧,或增加感载比例阀等辅助器件调节空重车的车高和悬架刚度,使得悬
架系统较为复杂,且即使增加了上述装置,钢板弹簧仍存在舒适性差、滤振性差等问题;
数也就是弹簧的软硬能根据需要自动调节。货车的空车重车变化较大,空气弹簧利用其内
部气压调节从而调整货车车身高度,可以保证货车在不同车重情况下的车身高度一致,乘
客乘坐舒适且车辆操控性能优良,并能极大改善乘客的乘坐舒适性,因此目前新造的中大
型货车均已使用空气弹簧系统。
立设置的,因此货车上实际需要安装两套供气系统,另一套用于空气制动,这也会导致货车
上的零配件数量多,成本高。
发明内容
桥为驱动桥,车桥与车身之间设置钢板弹簧、减振器;
压较低时其上表面与车身底部之间留有间隙,辅助空气弹簧内的气压较高时其上表面与车
身底部之间接触;辅助空气弹簧的出气口通过一个泄压阀与大气连通;
一个泄压阀与大气连通,两个入口各连接一个单向阀的出口,单向阀的入口与一个二位三
通式电磁阀的一个出口连接,两个三通阀的入口各自分别与前继动阀、后继动阀的排气口
连接,三通阀的另一个出口与大气连接;前继动阀的出气口与货车前桥的两个鼓膜式制动
分室连接,鼓膜式制动分室的推杆推动鼓式制动器的制动蹄,形成制动力;后继动阀的出气
口与货车后桥的两个鼓膜式制动分室连接,鼓膜式制动分室的推杆推动鼓式制动器的制动
蹄,形成制动力;前继动阀、后继动阀各自的进气口分别与前储气室、后储气室各自的一个
出气口连接;前继动阀、后继动阀各自的的控制气室入口分别与主控制阀的两个出气口连
通,主控制阀上设置的两个进气口分别与前储气室、后储气室各自的一个出气口连通,主控
制阀的阀体活塞杆通过杠杆与制动踏板连接;前储气室、后储气室的入口分别依次通过干
燥器、空气滤清器与气泵的出口连接;
阀之间设置空气流量传感器,气动电磁阀的出口与辅助空气弹簧的进气口之间设置压力传
感器;
接;两个泄压阀的控制线分别与控制器的信号输出端连接;
离子蓄电池,或为货车发动机启动蓄电池。
力传感器为MIK‑P300扩散硅压力变送或AS‑131扩散硅压力变送器;所述控制器为AT89C51
单片机或AT89C52单片机或其他单片机;所述气动电磁阀为正泰N2V025‑08二位二通DC24V
电磁阀或其他型号二位二通电磁阀;所述二位三通式电磁阀为德力西3V21008二位三通电
磁阀或klqd公司的VX33‑15‑08DC12V二位三通电磁阀;所述泄压阀为AR2002‑02型泄压阀或
IR2000‑02BG气动高精密减压阀。
动分室为瑞立公司的刹车分泵弹簧制动气室总成或东风140制动刹车分泵。
管路和放气管路单独设置,辅助储气室的压缩空气来自货车已有的空气制动管路,可以直
接在现有的货车空气制动系统上进行增加改造,改造费用低,成本低,且对气泵的压缩空气
利用率高,经济性好。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可
以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范
围。
3,前部车桥2为转向桥,后部车桥2为驱动桥,车桥3与车身之间设置钢板弹簧4、减振器5;
簧12内的气压较低时其上表面与车身底部之间留有间隙,辅助空气弹簧12内的气压较高时
其上表面与车身底部之间接触;辅助空气弹簧12的出气口通过一个泄压阀16与大气连通;
泄压口通过一个泄压阀16与大气连通,两个入口各连接一个单向阀14的出口,单向阀14的
入口与一个二位三通式电磁阀17的一个出口连接,两个二位三通式电磁阀17其中一个的入
口与前继动阀18的排气口连接,两个二位三通式电磁阀17其中另一个的入口与后继动阀19
的排气口连接,二位三通式电磁阀17的另一个出口与大气连接;前继动阀18的出气口与货
车前桥的两个鼓膜式制动分室20连接,鼓膜式制动分室20的推杆推动鼓式制动器的制动
蹄,形成制动力;后继动阀19的出气口与货车后桥的两个鼓膜式制动分室20连接,鼓膜式制
动分室20的推杆推动鼓式制动器的制动蹄,形成制动力;前继动阀18的进气口分别与前储
气室23、后储气室24各自的一个出气口连接,后继动阀19的进气口分别与前储气室23、后储
气室24各自的一个出气口连接,前继动阀18的控制气室入口与主控制阀21的两个出气口中
的一个连通,后继动阀19的控制气室入口与主控制阀21的两个出气口中的一个连通;主控
制阀21上设置的两个进气口中的一个与前储气室23的一个出气口连通,主控制阀21上设置
的两个进气口中的一个与后储气室24的一个出气口连通;
零件均设有手动开关和控制线,因此可以采用手动控制方式。
分室20为瑞立公司的刹车分泵弹簧制动气室总成或东风140制动刹车分泵。
驶减速或停车时,踩下制动踏板22,推动主控制阀21中的活塞杆运动,如图3所示的,前储气
室23、后储气室24中的压缩空气通过主控制阀21分别进入前继动阀18、后继动阀19各自的
控制气室,如图4所示的,前继动阀18、后继动阀19打开,则压缩空气从前储气室23经过前继
动阀18到达前桥上放置的两个制动分室20,制动分室中的推杆动作带动鼓式制动器动作完
成刹车效果,压缩空气从后储气室24经过后继动阀19到达后桥上放置的两个制动分室20,
制动分室中的推杆动作带动鼓式制动器动作完成刹车效果;
辅助储气室15,单向阀14可以保证残留在前继动阀18、后继动阀19中的压缩空气压力较小
时,辅助储气室15中的空气不回流;制动时前继动阀18、后继动阀19中的剩余压缩空气流入
辅助储气室15进行储存,提高了压缩空气的使用效率,且不需要为辅助空气弹簧提供额外
的气源装置,结构简化,成本低。
表面与车架底部接触并紧贴,此时悬架的刚度由钢板弹簧和辅助空气弹簧并联构成,悬架
整体刚度较大;充气一端时间后,手动关闭气动电磁阀13,或等到辅助空气弹簧12内的压力
较大,与其连接的泄压阀16自动打开时,驾驶员听到泄气声音后再关闭气动电磁阀13;
架的刚度只由钢板弹簧提供,刚度减小,以适应碎石路面,这样还可以在货车设计时就将钢
板弹簧的刚度减小,提高货车的乘坐舒适性和滤振性,在需要提高刚度时,使用辅助空气弹
簧与钢板弹簧并联使用,且辅助空气弹簧12的充气管路单独设置,辅助储气室15的压缩空
气来自货车已有的空气制动管路,可以直接在现有的货车空气制动系统上进行增加改造,
改造费用低,成本低。
阀13之间设置空气流量传感器10,气动电磁阀13的出口与辅助空气弹簧12的进气口之间设
置压力传感器11;
信号输出端连接;两个泄压阀16的控制线分别与控制器30的信号输出端连接;
池为12V或24V锂离子蓄电池,或为货车发动机启动蓄电池。
感器11为MIK‑P300扩散硅压力变送或AS‑131扩散硅压力变送器;所述控制器30为AT89C51
单片机或AT89C52单片机或其他单片机;所述气动电磁阀13为正泰N2V025‑08二位二通
DC24V电磁阀或其他型号二位二通电磁阀;所述二位三通式电磁阀17为德力西3V21008二位
三通电磁阀或klqd公司的VX33‑15‑08DC12V二位三通电磁阀;所述泄压阀16为AR2002‑02型
泄压阀或IR2000‑02BG气动高精密减压阀;上述传感器或电磁阀也可以采用其他型号。
=Hmax‑Hminx,提取至少2个T的H0后,取至少2个H0的平均值H0ave,若H0ave大于某一阈值
H1,则说明此时货车悬架的垂向位移较大,需要提高悬架刚度,以减小悬架位移,提高货车
行驶稳定性;则控制器30控制气动电磁阀13打开充气,提高辅助空气弹簧12的刚度;若
H0ave小于某一阈值H2,则说明此时悬架的垂向位移偏小,这会导致悬架中的钢板弹簧和减
振器基本不起作用,减振效果较差,乘坐舒适性差,则控制器30控制与辅助空气弹簧12连接
的泄压阀打开,对辅助空气弹簧12放气减小其刚度,使钢板弹簧和减振器可以正常工作。
板位移传感器可以是米朗KTM‑100mm微型拉杆式直线位移传感器或其他信号的位移传感
器,踏板角度传感器可以是WG9725570010电子踏板或其他型号的踏板角度传感器;
则货车前部车桥上安装的两个辅助空气弹簧12充气,增大前悬架刚度,货车后部车桥上安
装的两个辅助空气弹簧12放气,减小后悬架刚度;这样可以有效抑制制动时货车出现的点
头现象。
则货车前部车桥上安装的两个辅助空气弹簧12放气,减小前悬架刚度,货车后部车桥上安
装的两个辅助空气弹簧12充气,增大后悬架刚度;这样可以有效抑制加速时货车出现的摇
头现象。
TL740D型陀螺仪或Risym ENC‑03M单轴陀螺仪,当转向角度大于某一阈值,说明此时货车正
在转弯,则位于货车转弯半径内侧的两个辅助空气弹簧12放气,位于货车转弯半径外侧的
两个辅助空气弹簧12充气;这样可以平衡货车转弯时受到的离心力,提高其转弯的行驶稳
定性。