CN103009953A - 工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，其悬挂臂（4）的一端连接轮边驱动系统（6），其另一端连接横向位移补偿机构（11）的补偿滑块（2），补偿滑块（2）与补偿液压缸（1）相连接，补偿液压缸（1）与车体铰链连接，悬挂臂（4）中部连接悬挂液压缸（5），悬挂液压缸（5）与车体铰链连接。所述补偿液压缸（1）和悬挂液压缸（5）通过管道与液压控制阀块（9）相连接，液压控制阀块（9）通过管道与恒压液压油源（8）相连接。本发明由两个液压缸驱动一个悬臂，控制器根据地面状况或者人为输入参数实时控制两个液压缸，使得悬挂轮轴按照指定的要求运动。具有占用空间小、底盘离地间隙调节量大等优点。

Description

工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统

技术领域

本发明涉及一种工程车辆悬挂系统，特别是涉及一种适应野外复杂地形作业的工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统。

背景技术

为了能够在野外复杂路况下获得良好的通过性，工程车辆的悬挂系统是提高通过性和车辆稳定性的重要部件。由于工程车辆通常功能系统众多，留给悬挂系统的空间非常有限，而且车辆悬挂需要大行程的调节来满足通过复杂的路况，现有的悬挂结构都不能满足这些需求。现有工程车辆的悬挂系统大多没有或者用通用汽车底盘本身的悬挂系统，而通用汽车底盘的悬挂系统大多是传统的避震器和减震弹簧组成的被动悬挂系统，这就导致在某些需要对应野外复杂路况的工程车辆不能够满足足够的通过性和高的越障能力，以及对路面的适应性和工作稳定性。

发明内容

为解决上述问题，提高工程车辆悬挂的特殊需求性能，本发明提供一种补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，该发明结构简单，占用空间小，拥有较大的纵向行程，路面适应性能好，越障能力强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，包括补偿液压缸、悬挂液压缸、液压控制阀和恒压液压油源。所述主动悬挂系统的悬挂臂的一端连接轮边驱动系统，其另一端连接横向位移补偿机构的补偿滑块，补偿滑块与补偿液压缸相连接，补偿液压缸与固定在车体上的铰链连接。悬挂臂的中部连接悬挂液压缸，悬挂液压缸与固定在车体上的铰链连接。所述补偿液压缸和悬挂液压缸通过管路与液压控制阀块相连接，液压控制阀块通过管路与恒压液压油源相连接。

安装在悬挂油缸的压力传感器Ⅰ、安装在悬挂臂的倾角传感器、安装在补偿油缸的压力传感器Ⅱ及位移传感器通过电路与控制器连接，控制器通过电路与液压控制阀块相连接。

所述横向补偿机构由补偿滑块和补偿导轨组成，横向补偿机构固定在车体上。

本发明的有益效果是：本发明在工程车辆上占用的空间小，获得的离地间隙调节范围大，并使车辆底盘离地间隙的调节变得简单易行。可以根据实际工程车辆工作要求调整到相应的位置，使得工程车辆在野外复杂路面工作时具有更好的稳定性。采用液压系统进行驱动，其体积功率比小，响应频率高，控制精度高。采用两个液压缸进行协同控制：在低速时，通过性能高；高速时，减震效果好；车辆作业时，稳定性高。提高了工程车辆野外通过能力和作业能力。

附图说明

图1是工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的结构示意图；

图2是工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的组成图；

图3是工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的液压系统框图；

图4是工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的车轮端运动范围示意图；

图5是工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的配合车辆运行的示意图。

在上述附图中，1.补偿液压缸，2.补偿滑块，3.补偿滑轨，4.悬挂臂，5.悬挂油缸，6.轮边驱动系统，7.压力传感器Ⅰ，8.恒压油源，9.液压控制阀块，10.控制器，11.横向位移补偿机构，12.压力传感器Ⅱ，13.位移传感器，14.倾角传感器。

具体实施方式

实施例

图1、2是本发明公开的一个实施例，这种工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，包括补偿液压缸1、悬挂液压缸5、液压控制阀9和恒压液压油源8。工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的悬挂臂4的一端连接轮边驱动系统6，其另一端连接横向位移补偿机构11的补偿滑块2，补偿滑块2与补偿液压缸1相连接，补偿液压缸1与固定在车体上的铰链连接。悬挂臂4中部连接悬挂液压缸5，悬挂液压缸5与固定在车体上的铰链连接。补偿液压缸1和悬挂液压缸5通过管道与液压控制阀块9相连接，液压控制阀块9通过管道与恒压液压油源8相连接。安装于悬挂油缸5的压力传感器Ⅰ7、安装于悬挂臂4的倾角传感器14和安装于补偿油缸1的压力传感器Ⅱ12及位移传感器13与控制器10连接，控制器10通过电路与液压控制阀块9相连接。所述横向补偿机构11由补偿滑块2和补偿导轨3组成，横向补偿机构11的补偿滑轨3固定在车体上。

悬挂臂4可围绕补偿滑块2转动，同时补偿滑块2可以沿着补偿导轨3平移，组成了一个两自由度的平面机构。补偿滑块2由补偿液压缸1提供沿补偿滑轨3平移的动力，悬挂油缸5为悬挂臂4提供绕补偿滑块2转动的动力（见图1）。在两个液压缸协同控制的情况下，与悬挂臂4另一端连接的轮边驱动系统6就可以有如图4（假设悬臂长度为1m）的一个工作范围。其中，图4中的y轴是车辆事先设计的车轮轴位置的纵向轨迹线，X轴是补偿滑块的位移线，网状区域是车轮轴理论可达的位置。

结合图5说明悬挂的相应工作状态：当车辆需要调整底盘高度时，要求车轮轴沿着图4中y轴运动，此时车辆的轮胎支反力与重心的力臂不会改变，维持了车辆原本设计的稳定性。根据计算，可以得到车辆轮胎轴沿y轴移动的距离S与悬臂倾角                                                

以及补偿滑块位移x之间的函数关系：

，通过控制两个液压缸的行程，来控制车轮轴按照y轴移动。当全车悬挂配合动作时，如图5，可以单个调整每个悬挂到不同的高度，以此来维持车辆重心的稳定性。本发明理论上可达到图4中网状区域任意一点，当工程车辆工作时需要调整轮胎支反力与重心力臂大小来增加车辆稳定性时，可以通过计算来确定X、

的值，以此来达到轮轴应该达到的位置。在车俩低速运行时，遇到比较难通过的凹凸地形，可以通过控制各个轮轴的位置以提升车辆底盘高度或者某种动作来提高车辆通过性。该发明的优势在于，在横向上和纵向都有很大的位移量，同时只占用很小的空间，可以在野外工作的工程车辆上得到应用。

其控制系统框图如图3所示，主要分为位置控制和力控制两部分。位置控制主要应用于调整车辆底盘高度和轮胎轴位置。在位置控制中，输入期望轮胎轴的位置参数，通过已有的算法来得到滑块位移和悬臂倾角的期望值，然后通过阀控液压缸位置控制系统控制两个液压缸达到预期的位置，以此来控制轮胎轴的位置。力控制主要用于车辆行驶时减震功能的实现。在此处避震的要求在于维持轮胎支反力恒定，这样可以通过计算知道每个液压缸无杆腔的压力应恒定的值，通过液压滑阀对节流口大小的控制，可以对液压缸进行冲液和放液，以此来控制液压缸内的压力恒定，在一定范围内达到车辆减震避震的效果，提高车辆运行的稳定性。

Claims (3)

1.一种工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，包括补偿液压缸（1）、悬挂液压缸（5）、液压控制阀块（9）和恒压液压油源（8），其特征是：悬挂臂（4）的一端连接轮边驱动系统（6），其另一端连接横向位移补偿机构（11）的补偿滑块（2），补偿滑块（2）与补偿液压缸（1）相连接，补偿液压缸（1）与固定在车体上的铰链连接，悬挂臂（4）中部连接悬挂液压缸（5），悬挂液压缸（5）与固定在车体上的铰链连接；所述补偿液压缸（1）和悬挂液压缸（5）通过管路与液压控制阀块（9）相连接，液压控制阀块（9）通过管路与恒压液压油源（8）相连接。

2.根据权利要求1所述的工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，其特征是：安装在悬挂油缸（5）的压力传感器Ⅰ（7）、安装在悬挂臂（4）的倾角传感器（14）、安装在补偿油缸（1）的压力传感器Ⅱ（12）及位移传感器（13）与控制器（10）通过电路相连接，控制器（10）与液压控制阀块（9）通过电路相连接。

3.根据权利要求1所述的工程车辆补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，其特征是：所述横向补偿机构（11）由补偿滑块（2）和补偿导轨（3）组成，补偿滑轨（3）固定在车体上。

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