CN101432157A - 用于重型车辆内的空气悬挂系统的空气储存系统 - Google Patents

用于重型车辆内的空气悬挂系统的空气储存系统 Download PDF

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CN101432157A CNA2007800150098A CN200780015009A CN101432157A CN 101432157 A CN101432157 A CN 101432157A CN A2007800150098 A CNA2007800150098 A CN A2007800150098A CN 200780015009 A CN200780015009 A CN 200780015009A CN 101432157 A CN101432157 A CN 101432157A
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Abstract

一种用于大型车辆(3)内的空气悬挂系统(2)的空气储存系统(1)，包括设置在车辆(3)的车桥(35)上的至少一个轮胎(100)，优选为至少一组轮胎；其中，所述系统包括空气控制装置(200)，适合于基于至少表示至少当所述轮胎空闲时，即没有进入行驶时所述至少一个轮胎(100)内的气压的数据信号，选择性地控制从所述至少一个轮胎(100)至所述空气悬挂系统(2)的空气的输入和输出。

Description

用于重型车辆内的空气悬挂系统的空气储存系统
技术领域
本发明涉及一种用于重型车辆内的空气悬挂系统的空气储存系统。
背景技术
大型或重型车辆，比如卡车和公共汽车，通常配备有空气悬挂系统，其使用来自辅助空气贮罐的压缩空气，所述压缩空气由车辆内的空气压缩机提供。通常，这些悬挂系统设置在前车桥和/或后车桥上，用于吸收路面的波动，以提供平稳的乘坐性能，并且用于降低底盘和轮胎上的负载。空气悬挂系统包括充有空气的囊(bellow)取代弹簧部件或作为弹簧部件比如板簧的补充。当负载增加时，囊气压增加进行补偿，以升高底盘使其回到其预置高度。因此，例如，当装载或卸载时，重型车辆可以利用自动高度控制来保持其高度，或者，通过利用控制箱手动地降低或升高其高度。
由于在大型车辆内，更多的系统被设置成适合于气动操作，比如制动、转向系统，装载/卸载设备如起重装置、塔盘或闸门，以及用于方便驾驶员的设备如座位高度调节设备等，所以，需要增加压缩机的输出功率，而同时需要减小用于悬挂系统的辅助空气贮罐的安装空间。此外，由于在许多国家，车辆尺寸的法规限制了总的可用安装空间，所以，在大型车辆内，用于辅助空气贮罐的安装空间受到限制。
美国专利申请US2005/0200095公开了一种空气悬挂系统，其包括气动水平系统，用于增加或减少机动车辆(即，汽车)的离地间隙，所述系统适合于选择性地接收和排出流体，比如空气，并且，备用轮胎与所述系统连通，其中，所述备用轮胎适合于提供所述流体至水平系统。然而，可以从备用轮胎中获得的空气量受到限制，并且许多重型车辆并不总是装载有备用轮胎。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于为重型车辆内的空气悬挂供给空气的空气储存系统，其中，所述空气储存系统提供增加的压缩空气储存量，并且即使重型车辆没有配置任何备用轮胎，所述空气储存系统也可工作。
通过提供一种用于大型车辆内的空气悬挂系统的空气储存系统实现此目的，所述空气储存系统包括设置在车辆车桥上的至少一个轮胎，优选为至少一组轮胎；其中，所述系统包括空气控制装置，适合于基于至少表示至少当所述轮胎空闲时所述至少一个轮胎内的气压的数据信号，选择性地控制空气从所述至少一个轮胎至所述空气悬挂系统的输入和输出。
因此，通过利用空闲的轮胎储存用于空气悬挂系统的空气，实现了车载空气储存量的大幅度增加。举例来说，在6x4的卡车上的轮胎内，总空气量大约是1800升。轮胎空闲的定义是，它们没有有效地进入行驶状态，例如，当所述至少一个轮胎设置在可以被升高的附加车桥上，即，从动桥(tag axle)或驱动桥(pusher axle)，它们被升高至使轮胎不与地面接触的位置；或者是车辆静止不动。然而，还可以使用正在行驶中的车轮/轮胎，即，在行驶期间轮胎接触地面，只要轮胎的气压足以满足当前的行驶条件即可。
具体地，在升高和降低这样的车辆的附加车桥期间，空气消耗量增加。在升高操作期间，可以使用来自将被升高的附加车桥上的轮胎中的空气，这是因为当前的车桥没有负载。当系统具有低空气消耗量时，已升高的附加车桥上的轮胎可以充气至一定压力，优选地，所述压力高于正常行驶条件下所需要的压力，这样，在此附加车桥的下降操作期间，允许使用附加车桥上的轮胎中的空气。
优选地，在一个车桥上的至少一组轮胎包括在根据本发明的系统内，用于均衡所述轮胎的最终磨损，并且，为一次对两个或更多的轮胎使用相同的供气管线提供了可能性，这样降低了总重量。
在根据本发明的系统的优选实施例中，空气控制装置还适合于当所述至少一个轮胎有效地进入行驶时为所述至少一个轮胎提供行驶压力，并且当所述至少一个轮胎空闲时为所述至少一个轮胎提供增加的压力。
因此，所述系统设置为根据轮胎状态自动调节轮胎气压，并且，在所述轮胎处于工作状态期间，所述轮胎可以设置成具有适合于行驶的压力；当所述轮胎处于空闲状态期间，所述轮胎可以设置成具有适合于在所述轮胎中存储空气的压力。因此，当根据本发明的系统的所述至少一个轮胎只是间歇地用于驱动车辆时，所述轮胎还可以用作附加的空气储存容器。当在长时间内车辆静止不动时，例如，当装载/卸载时或用于施工工程等时，这特别有利。
在根据本发明的系统的优选实施例中，所述至少一个轮胎安装在附加车桥上。因此，当所述车辆正在行驶时，通过此类升高的附加车桥上的一个或多个轮胎提供的附加空气储存量可以用于悬挂系统，这样，在任意给定时间，增加了车辆内的总空气储存量。优选地，当车辆静止，附加车桥降低时，其上的轮胎体积也可用于储存空气。
在根据本发明的系统的另一个实施例中，所述数据信号还表示附加车桥被升高。因此，向处理器提供附加车桥事实上是否被升高的信息，在此情况下，在车辆行驶期间以及车辆静止不动期间，通过所述系统，升高的车桥上的轮胎可以用于储存空气。
在根据本发明的系统的实施例中，所述空气控制装置包括处理器，其用于控制供气管线的至少一个阀，所述供气管路与所述空气悬挂系统相连通。因此，所述空气控制装置适合于自动地控制以及调节轮胎气压，用于增加存储压力，以便调节所述至少一个轮胎内的压缩空气的增加量。因此，根据本发明的空气储存系统适合于提供储存的压缩空气至空气悬挂系统，并且，将来自空气压缩机和/或辅助空气贮罐的压缩空气提供至轮胎。
在根据本发明的系统的另一个实施例中，所述空气控制装置包括轮胎气压传感器，其用于测量所述至少一个轮胎的压力，并基于此提供压力数据信号。因此，空气控制装置提供有来自系统内各轮胎的单独的气压数据信号，基于此，系统可以控制和储存位于系统的各轮胎内的所述空气。可选地，可以使用其他的压力计，所述压力计直接和/或间接地检测系统中各轮胎内的气压。
在根据本发明的系统的另一个实施例中，所述数据信号还表示大型车辆静止。那样的话，处理器提供有表明车辆是否行驶的信息，在此情况下，任何降下的附加车桥上的轮胎和剩余的轮胎可以用于为空气悬挂系统储存空气。
在根据本发明的系统的另一个实施例中，所述空气控制装置还能够选择性地控制系统内的至少两个轮胎之间的可用储存空气量。这降低了长时间在轮胎上增加负载的可能性，并且，降低了调节存储系统以满足车辆在不平整路面行驶的可能性，和/或平衡了所述轮胎气压，以降低由于重复储存循环所造成的磨损。
此外，如果供应空气至根据本发明的存储系统的空气压缩机不可用，例如，当发动机关闭时，那么，空气储存系统适合于以可控方式控制为空气悬挂供应空气，所述系统被设置能够在储存轮胎和悬挂系统之间分配可用空气，控制所述存储系统内的空气的排出。这样，在所述车辆的所有行驶状态期间，为所述空气悬挂可控地提供空气。
在根据本发明的系统的另一个实施例中，所述空气控制装置包括中央轮胎充气系统(CTIS)。因此，现有的CTIS系统可以适合于与空气悬挂系统协调工作，用于控制空气进入并存储在系统中的所述至少一个轮胎内，这样减少了根据本发明的系统所需要的部件数量，减少了安装费用。
在根据本发明的系统的另一个实施例中，其包括车辆上的所有轮胎。因此，设置在大型车辆上的所有轮胎可以用于根据本发明的系统，这样显著增加了车辆内用于悬挂系统的可用空气量。因此，大型车辆内的一个轮胎和所有轮胎之间的任何数量的轮胎可以用于根据本发明的系统。
在根据本发明的系统的另一个实施例中，所述至少一个轮胎的空气储存容量大约是180升。通常，用于大型车辆的标准尺寸轮胎大约可以容纳此容积的空气。当处于最大储存压力时，与所述最初的储存容积相比，这样的轮胎将明显地膨胀以增加容积。然而，目前可用的斜交胎和子午胎被构造成抵抗其体积增加，并且，相应地，不会大量地增加总的可用空气量。
根据权利要求13所述的系统也实现所述目的。所述系统提供了一种设置在车辆车桥上的车轮，所述车轮具有轮胎，所述轮胎可充入空气并且连接至车辆的气动部件，比如空气悬挂系统，用于提供空气至所述部件，其中，空气储存装置包括空气控制装置，所述空气控制装置适合于基于接收到的数据选择性地控制所述至少一个车轮和部件之间的空气传输，其中，所述数据包含关于所述至少一个车轮的轮胎内的气压的信息，例如，卡车或车辆的挂车的空气储存量可以增加。这样依次能向更多的设备提供空气，和/或可以减小传统的空气贮罐的大小和/或数量。例如，术语＂车辆＂表示包括车辆组合中的牵引车和/或挂车。优选地，气动部件为车辆的空气悬挂系统。然而，其他气动操作部件也可以由根据本发明的空气储存系统提供空气，比如，制动、转向系统，变速器，装载/卸载设备如起重装置、塔盘或闸门，以及用于方便驾驶员的设备如座位高度调节设备等。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的空气储存系统的一种实施方式。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的空气储存系统1的一种实施方式，该空气存储系统1包括位于卡车(未示出)的车桥35上、具有轮胎100的车轮，所述轮胎100是用于储存空气的容器；以及控制装置200，该控制装置200基于涉及所述至少一个轮胎的至少气压的信息，控制从轮胎100至悬挂系统的空气的输入和输出。当所述轮胎空闲时，即，没有用于行驶时，以及当所述车轮/轮胎用于行驶时，可以使用空气储存系统。
所述空气控制装置200可以包括处理器210，所述处理器210可以与用于测量轮胎100的压力的气压传感器220通信，所述传感器220将表示所测量的轮胎气压的气压数据信号传输至所述处理器210。优选地，所述处理器可以接收表示其它信息的数据信号，例如，通过旋转传感器(未示出)或速度计(未示出)提供关于何时轮胎100空闲的信息；和/或关于安装有轮胎100的附加车桥(未示出)是处于升高位置还是降下位置的信息，例如，利用由此触发的电接触提供此信息或利用用于升高或降下附加车桥的车辆升降机提供此信息。基于所述数据信号，处理器210能控制阀232的运行，用于排出所述轮胎100中的空气或者供应空气至所述轮胎100内。
空气控制装置200可以基于关于在空气悬挂系统2的一个或多个空气弹簧(未示出)内的压力的信息，控制空气在所述至少一个车轮/轮胎100和空气悬挂系统2之间的传输。此外，空气控制装置200可以基于关于设置有所述至少一个轮胎的车桥35的负载的信息，控制空气在所述至少一个车轮/轮胎100和空气悬挂系统2之间的传输。可以通过任意适当的手段测量当前的车桥负载，优选地，使用空气悬挂系统的空气弹簧的压力来获得关于车桥载荷的信息。空气控制装置的可能的输入参数的其他实例是，车辆高度、车辆速度以及车辆升降机启动。
气压传感器220可以如图1所示通过适当的管路连接至管线242且通过适当的缆线连接至处理器210，或者气压传感器220可以集成在车轮内。当集成在车轮内时，与处理器210的通信可以是无线通信。
来自所述阀232的空气或输出至所述阀232的空气沿着管线242和244供给，后者管线244与主空气供给管线246连通，所述主空气供给管线246从空气压缩机250延伸至空气悬挂系统2。
当将来自空气压缩机250和/或辅助空气贮罐的空气供给至轮胎100时，处理器210开启阀232，并且空气压缩机250和/或辅助空气贮罐通过管线244和242向轮胎100充气，直到在轮胎100内达到给定的储存压力。所述储存压力可以高于足以用于行驶的压力，并且最大储存压力取决于所使用的轮胎、车辆以及空气压缩机的类型和容量。当由压力传感器220指示达到适当的储存压力时，阀232关闭，并且，压缩空气存储在轮胎100内。对于用于大卡车的典型的子午胎来说，适当的储存压力的范围为从8巴至在车轮上标明的最大压力比如16巴。
对于从轮胎100排出空气来说，当轮胎内具有储存压力时，处理器210开启阀232，并且，气流沿着管线242和244进入空气悬挂系统2。当所需的空气量从所述轮胎中输出，即，如压力传感器220所指示的例如较低储存压力，行驶压力或最小储存压力达到了给定轮胎气压时，在处理器210的控制下，阀232再次关闭。低于行驶压力例如低于8巴时，排气时间将增加，这样提供了空气悬挂系统2的缓慢充气。取决于悬挂系统用于哪一功能，例如，用于将空气供给至空气囊(这种情况下充气时间可以较长而不会有什么问题)或用于供给空气以升高/降低附加车桥，上述操作中某种程度上来说是重要的。
上述的最小和最大储存压力范围，以及不同行驶条件下的行驶压力值，可以设置在可供所述处理器210使用的设定的或可变的存储装置中，或者可以设置在通过所述处理器210运行的程序中，优选地，所述处理器210是当前重型车辆上配备的电子控制单元(ECU)，用于控制各种参数，比如轮胎气压，所述ECU适合于控制所述阀232。
可以想到图1中所示的装置200的可替选空气控制装置，例如，通过提供中央轮胎充气系统(CTIS)来使其适合于本发明的系统。CTIS已被本领域技术人员公知，其允许驾驶员根据变化的地形条件和行驶速度手动或自动地调节轮胎气压，以改善驾驶性能。可以想到其他装置200，例如，用于控制和轮胎气压测量的嵌入式系统。
所述空气控制装置200还可包括选择性地控制所储存的空气在系统内的至少两个轮胎之间的分配的功能。因此，在系统的各轮胎之间，轮胎气压可以进行调节，和/或单独地从正被关闭的发动机将空气供给至空气悬挂系统。这降低了轮胎上的长时间的增加的负载的可能性，并且，降低了例如针对车辆在不平整路面行驶而调节储存系统，和/或平衡轮胎气压以降低重复储存循环所造成的磨损的可能性。
根据本发明的空气储存系统1的各车轮/轮胎设置在车辆的车桥上。适用于根据本发明的系统的车轮/轮胎的类型基本上是重型车辆上可用的能够充气的所有类型的传统车轮/轮胎。所有车桥或所有类型的车桥和所有轮胎或所有类型的轮胎都适合于所述系统1。
优选地，在上面设置有系统1的一个或多个轮胎的车桥是附加车桥，该附加车桥可以根据车辆负载被升高或降低。因此，当处于升高位置时，车桥上的一个或多个轮胎可以用作根据本发明的空气储存器，甚至当车辆正在行驶时也是如此。
附加车桥的升高和降低允许驾驶员将它们从地面上升起以及向地面降低，例如，这可借助于车辆的液压系统或气动系统，后者输送空气至空气悬挂系统。这样做是为了满足当地涉及重量分布的法规要求。除重量分布之外，附加车桥提供的另一个优点是增加了机动性。
本发明的主要目的是当在短时间内需要大量空气时提供供给车辆的空气悬挂系统的附加空气储存。因此，本发明的系统适合于与空气悬挂系统一起使用。因此不影响用于例如车辆的制动器等的通常空气供给，所述通常空气供给采用固定的空气贮罐。例如，当车辆编队运输或在建筑工地上行驶时，本发明的系统对卡车是有利的。低底板公共汽车可以使用本发明的系统，当公共汽车靠站时，轮胎内的气压升高，使得在离开车站之前更快地升高底板。这样将为公共汽车公司节省时间。
通过本发明可以实现以下目的，即，处于升高或下降位置的附加车桥上的轮胎，和/或与地面接触的、安装在前车桥或后车桥上的轮胎，可以用作根据本发明的压缩空气贮罐。当一个或多个轮胎处于空闲状态时，即所述轮胎没有用于驱动车辆时(因为车辆静止不动或车桥被升高)，或者，在储存空气的一个或多个轮胎接触地面的行驶期间，可以提供附加空气储存容量。
当车辆低速行驶，即当车辆编队行驶时，还可能允许增加用于驱动车辆的轮胎内的气压。当车辆在例如装卸码头并且需要大量空气来频繁地升高和/或降低车辆时，本发明的系统是有利的。当车辆低速行驶和/或位于特定的地理位置时，通过允许增加轮胎内的气压，可以实现高效装载/卸载。这是因为空气悬挂系统可以快速地增压，这意味着当车辆掉头(swap-bodies)时，车辆可以快速地升高，并且，附加车桥可以快速地增压。
根据本发明的系统内所包括的轮胎数量可以是从一至车辆上所有轮胎之间的任意数量，包括卡车挂车和牵引车上的任何数量的轮胎，在此情况下，牵引车和挂车的空气悬挂系统可以连通。
增加的气压可以是从上述驱动压力至所述轮胎破裂之前的最大压力之间的任何适当的压力。通常，取决于尺寸和负载的常规货车的轮胎将保持8巴以上的压力，优选地，在9巴和12巴之间。
在另一个实施例中，压力传感器220也可以集成至中央阀门系统内，与阀232形成一个整体。通过利用中央集成阀门系统，使每个轮胎都有一个阀门来控制空气进出轮胎，可以只使用一个压力传感器，而不是每个轮胎都设置一个压力传感器。这样，在空气的供应侧测量气压。为测量特定轮胎内的气压，控制该轮胎的阀门开启，且主供应阀门关闭。
作为由重型车辆的轮胎所提供的储存容量的补充，传统的辅助空气贮罐可以用于增加空气量。这提供了切换各储存容器之间的空气供应，以及交换各储存容器内的空气的附加可能性。

Claims (16)

1.一种用于大型车辆内的空气悬挂系统(2)的空气储存系统(1)，包括设置在所述车辆的车桥(35)上的至少一个轮胎(100)，优选为至少一组轮胎；其中，所述系统包括空气控制装置(200)，该空气控制装置适合于基于至少表示至少当所述轮胎空闲时所述至少一个轮胎(100)内的气压的数据信号，选择性地控制空气从所述至少一个轮胎(100)至所述空气悬挂系统(2)的输入和输出。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述空气控制装置(200)还适合于当所述至少一个轮胎(100)有效地进入行驶状态时，为所述至少一个轮胎(100)提供行驶压力；以及当所述至少一个轮胎(100)空闲时，为所述至少一个轮胎(100)提供增加的储存压力。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个轮胎(100)安装在从动桥或驱动桥上。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述数据信号还表示从动桥或驱动桥被升高。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述空气控制装置(200)包括用于控制空气供给管线上的至少一个阀(230)的处理器(210)，该空气供给管线与所述空气悬挂系统(2)空气连通。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述空气控制装置(200)包括轮胎气压传感器(220)，该轮胎气压传感器用于测量所述至少一个轮胎(100)的压力，并基于该压力提供压力数据信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述空气控制装置(200)还包括选择性地控制系统内的至少两个轮胎之间的可用储存空气的功能。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述数据信号还表示所述大型车辆处于静止。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述空气控制装置(200)包括中央轮胎充气系统(CTIS)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括车辆上的所有轮胎。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中空气控制装置(200)适合于基于关于所述空气悬挂系统的一个或多个空气弹簧内的压力的信息，控制空气在所述至少一个轮胎和所述空气悬挂系统(2)之间的传输。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中空气控制装置(200)适合于基于关于在上面设置有所述至少一个轮胎的所述车桥(35)的负载的信息，控制空气在所述至少一个轮胎和所述空气悬挂系统(2)之间的传输。
13.一种用于提供空气至车辆的至少一个气动部件的空气储存装置(1)，包括设置在车辆车桥(35)上的至少一个车轮(100)，所述车轮具有能够充入空气并且连接至所述车辆的气动部件以提供空气至所述部件的轮胎，其中，所述空气储存装置包括空气控制装置(200)，该空气控制装置(200)适合于基于接收到的数据，选择性地控制空气在所述至少一个车轮(100)和所述部件(2)之间的传输，所述数据包含关于所述至少一个车轮(100)的轮胎内的气压的信息。
14.根据权利要求13所述的系统，其中空气控制装置(200)适合于基于车辆的空气悬挂系统的一个或多个空气弹簧内的压力的信息，控制空气在所述至少一个车轮和所述气动部件(2)之间的传输。
15.根据权利要求13或14所述的系统，其中空气控制装置(200)适合于基于关于在上面设置有所述至少一个车轮的车桥的负载的信息，控制空气在所述至少一个车轮和所述气动部件(2)之间的传输。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的系统，其中所述气动部件是车辆的空气悬挂系统。
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