CN102039792B - 悬挂阀、油气悬架系统及工程车辆 - Google Patents

Abstract

一种悬挂阀，包括：进油开关锁止阀(22)、回油开关锁止阀(21)以及差压传感逻辑控制元件组，该差压传感逻辑控制元件组包括逻辑梭阀(23)、差压传感锁止阀(24)以及先导控制阀(25)，其中回油开关锁止阀实现回油开启和锁止功能；进油开关锁止阀实现进油开启和锁止功能；逻辑梭阀实现悬架油缸有无杆腔的压力逻辑对比；差压传感锁止阀实现悬架油缸有无杆腔的压力差压传感和连通锁止。此外，本发明还提供一种采用上述悬挂阀的油气悬架系统及其工程车辆。本发明通过运用差压传感逻辑控制元件组更为可靠地实现了悬架系统刚柔性工况的长久保持和刚柔性工况可靠的快速转换，有效减少了车桥悬架系统悬挂阀的元件，控制简单方便。

Description

悬挂阀、油气悬架系统及工程车辆

技术领域

本发明涉及一种悬挂阀。此外，本发明还涉及一种包括所述悬挂阀的油气悬架系统及工程车辆。 

背景技术

油气悬架系统广泛地用于各种流动式工程机械，例如轮式装卸车、矿山自卸车、轮式挖掘机以及流动式起重机等。 

现有的油气悬架系统主要通过悬架油缸和蓄能器组合、悬架油缸和蓄能器加悬挂阀组合等模式实现，各个厂家基本采用悬架油缸和蓄能器加悬挂阀组合等模式。参见图1，其中每个车桥A的两侧对称设置有悬架油缸7、10，悬架油缸7、10的上端铰接在车架F或车身上，下端铰接在相应的车桥A上，每对悬架油缸7、10之间连接有配套的悬挂阀8、9和蓄能器4、5。 

现有的悬架技术如专利CN 101618669A，其采用二位二通阀控制同侧悬架油缸无杆腔与蓄能器连通关系，以实现悬架系统的刚性柔性转换，其中所谓刚性状态是指悬架油缸仅由某一杆腔承受整车重量，切断了油缸有无杆腔与减震元件蓄能器的连通，而柔性状态则相反；刚性状态一般是在车辆吊载行驶(例如流动式起重机吊运重物)和车辆完全熄火和断电工况下使用，其余工况一般使用柔性状态。每个悬架油缸的有杆腔与其相对侧的蓄能器连通，以获得较大的侧倾刚度，通过二位二通阀控制压力油路和回油油路分别与悬架油缸无杆腔之间的连通关系，以实现车身的升降控制，所有中部车轴的油气悬架回路与后轴油气悬架控制回路为一个升降控制组，以实现车身的调平操作，其实质是通过悬挂阀与悬架油缸和蓄能器连接这种通用模式实现悬架功能。 

但是，这种现有的油气悬架技术采用二位二通阀进行刚柔性转换受到悬架油缸所承受车载影响，在刚性状态时悬架系统存在不能有效锁止的情况，在柔性状态时所述二位二通阀直接承受车载压力，因为二位二通阀承受的液压压力和气压压力比较大，在气压压力发生变化时，存在将柔性自动转换为刚性的可能性。此外，该悬挂阀优先使得悬架升高，造成其悬挂阀逻辑关系复杂，要实现提升功能所用液压元件必须增多，这同样增加了逻辑控制难度。 

因此，需要一种新型的悬挂阀，以克服现有技术的上述缺点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种悬挂阀，该悬挂阀能够保证刚柔性工况稳定，并能够实现悬挂阀的主要功能，同时其控制能力强，控制逻辑关系简单，工作可靠。 

本发明还要提供一种油气悬架系统，该油气悬架系统能够保证刚柔性工况稳定，并且控制能力强，控制逻辑关系简单，工作可靠。 

此外，本发明还要提供一种工程车辆，该工程车辆的油气悬架系统能够保证刚柔性工况稳定，并且控制能力强，控制逻辑关系简单，工作可靠。 

为解决上述技术问题，本发明提供一种悬挂阀，其中，该悬挂阀包括：进油开关锁止阀，该进油开关锁止阀连接在所述悬挂阀的进油口和第二接口之间；回油开关锁止阀，该回油开关锁止阀连接在所述悬挂阀的回油口和第一接口之间；差压传感逻辑控制元件组，该差压传感逻辑控制元件组包括逻辑梭阀、差压传感锁止阀以及先导控制阀，其中所述逻辑梭阀的进油口分别连接所述第一接口和所述悬挂阀的蓄能器接口，所述蓄能器接口经由所述差压传感锁止阀的一侧腔室连接于所述第二接口，并且该差压传感锁止阀的一侧腔室还连接于所述第一接口，当所述差压传感锁止阀锁止时，所述蓄能器接口与所述第一接口油路断开，该差压传感锁止阀的另一侧腔室经由所述先 导控制阀连接于所述逻辑梭阀的出油口和所述回油口，所述先导控制阀选择性地使得所述差压传感锁止阀的另一侧腔室与所述逻辑梭阀的出油口或回油口连通，并且该先导控制阀的先导控制口连接于所述悬挂阀的控制接口。 

本发明还提供一种油气悬架系统，其中，该油气悬架系统包括至少一对上述悬挂阀，该至少一对悬挂阀各自连接有配套的左侧悬架油缸组和右侧悬架油缸组，其中所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸的有杆腔相互连通，并且各个左侧悬架油缸的无杆腔也相互连通，所述右侧悬架油缸组中的各个右侧悬架油缸的有杆腔相互连通，并且各个右侧悬架油缸的无杆腔也相互连通，其中所述一对悬挂阀中的左侧悬挂阀的第一接口与所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸的无杆腔连通，第二接口与所述右侧悬架油缸组中的各个右侧悬架油缸的有杆腔连通，所述一对悬挂阀中的右侧悬挂阀的第一接口与所述右侧悬架油缸组中各个右侧悬架油缸的无杆腔连通，第二接口与所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸的有杆腔连通，所述左侧悬挂阀和右侧悬挂阀的蓄能器接口分别连接于左侧蓄能器和右侧蓄能器。 

此外，本发明还提供一种工程车辆，该工程车辆包括上述油气悬架系统。 

通过本发明的上述技术方案，本发明通过有效的油路设计实现了车桥悬架系统优先提升功能；通过运用差压传感逻辑控制元件组更为可靠地实现了悬架系统刚柔性工况的长久保持和刚柔性工况可靠的快速转换；同时有效减少了车桥悬架系统悬挂阀的各种元件，避免了现有技术所造成控制复杂、逻辑关系复杂等问题、提高了悬架系统控制的简便性。有关本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。 在附图中： 

图1是现有技术的油气悬架系统的结构示意图； 

图2是本发明具体实施方式的悬挂阀的原理示意图； 

图3是悬挂阀应用在油气悬架系统中的一种常规安装形式的原理示意图； 

图4是本发明具体实施方式的悬挂阀的一种新型连接结构的示意图；以及 

图5是本发明具体实施方式的油气悬架系统的分组布置结构的示意图。 

附图标记说明： 

1     压力油源          2     PLC或微机控制单元 

3     油箱              4     前右侧蓄能器 

5     前左侧蓄能器      6     位置传感器 

7     前左侧悬架油缸    8     前左侧悬挂阀 

9     前右侧悬挂阀      10    前右侧悬架油缸 

11    位置传感器        12    位置传感器 

13    后左侧悬架油缸    14    前左侧悬挂阀 

15    后左侧蓄能器      16    后右侧悬挂阀 

17    后右侧蓄能器      18    后右侧悬架油缸 

19    位置传感器        20    电控气动阀 

21    回油开关锁止阀    22    进油开关锁止阀 

23    逻辑梭阀          24    差压传感锁止阀 

25    先导控制阀 

A1    第一接口          A2    第二接口 

A3    第三接口          X     控制接口 

SP    蓄能器接口        P     进油口 

T    回油口 

W    车轮      G     车辆重心 

F    车架      FG    前车桥组 

BG   后车桥组  A     车桥 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。 

需要说明的是，在下文为阐述清楚方便而使用的方位词，例如前左侧、前右侧、后左侧、后右侧等均与油气悬架系统实际安装到工程车辆的方位相同，其不构成对本发明保护范围的限制。 

参见图1，图1显示了悬挂阀在油气悬架系统中的一般安装形式，其中，每个车桥A的两侧对称设置有悬架油缸7，10，悬架油缸7，10的上端铰接在车架F或车身上，下端铰接在相应的车桥A上，每对悬架油缸7，10之间连接有配套的悬挂阀8，9和蓄能器4，5。 

图2显示了本发明具体实施方式的悬挂阀，该悬挂阀包括：进油开关锁止阀22，该进油开关锁止阀22连接在所述悬挂阀的进油口P和第二接口A2之间，第二接口A2用于连接悬架油缸的有杆腔；回油开关锁止阀21，该回油开关锁止阀21连接在所述悬挂阀的回油口T和第一接口A1之间，第一接口A1用于连接悬架油缸的无杆腔；差压传感逻辑控制元件组，该差压传感逻辑控制元件组包括逻辑梭阀23、差压传感锁止阀24以及先导控制阀25，其中逻辑梭阀23的出油口分别连接第一接口A1和所述悬挂阀的蓄能器接口SP，所述蓄能器接口SP经由差压传感锁止阀24的一侧腔室连接于第二接口A2，并且该差压传感锁止阀24的一侧腔室还连接于第一接口A1，当所述差压传感锁止阀24锁止时，所述蓄能器接口SP与所述第一接口A1油路断开，该差压传感锁止阀24的另一侧腔室经由先导控制阀25连接于逻辑梭阀23的出油口和回油口T，先导控制阀25选择性地使得差压传感锁止阀24的另一侧腔室与所述逻辑梭阀23的出油口或所述回油口T连通，并且该先导控制阀25的先导控制口连接于所述悬挂阀的控制接口X。

其中，回油开关锁止阀21采用电控电磁阀实现回油开启和锁止功能；进油开关锁止阀22采用电控电磁阀实现进油开启和锁止功能；逻辑梭阀23实现悬架油缸有无杆腔的压力逻辑对比；差压传感锁止阀24实现悬架油缸有无杆腔的压力差压传感和连通锁止；先导控制阀25实现悬架油缸有无杆腔的连通与锁止。逻辑梭阀23、差压传感锁止阀24以及先导控制阀25形成差压传感逻辑控制元件组。 

优选地，先导控制阀25为气控式先导控制阀，所述悬挂阀的控制接口X连接于压力气体源。 

参见图3，图3显示了本发明的悬挂阀的一种常规安装形式，图3的悬架系统包括油源1、PLC或微机控制单元2、油箱3、蓄能器4，5，15，17、悬挂油缸7，10，13，18、悬挂阀8，9，14，16、位置传感器6，11，12，19等元件。图3所示的该种油气悬架系统采用公知的交叉安装形式，每对悬架油缸(例如前左侧悬架油缸7和前右侧悬架油缸10；以及后左侧悬架油缸13和后右侧悬架油缸18)配设有一对悬挂阀，其中交叉连接关系是公知的，并且相应的控制逻辑关系也是本领域技术人员熟知的，对此不再赘述，其主要通过根据各种工况由PLC或微机控制单元2对悬挂阀和油路走向进行控制来实现车辆悬架油缸的伸出和缩回或者调平位置锁定，进而满足车辆的各种悬架需求。 

图4显示了采用本发明的悬挂阀的一种更新型的油气悬架系统的安装形式(上述公知的交叉安装形式的接口连接关系也可以参照该安装形式)。 

参见图4，该油气悬架系统包括至少一对上述悬挂阀，该至少一对悬挂阀连接有配套的左侧悬架油缸组和右侧悬架油缸组，其中所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸7的有杆腔相互连通，并且各个左侧悬架油缸7的无杆腔也相互连通，所述右侧悬架油缸组中的各个右侧悬架油缸10的有杆腔相互连通，并且各个右侧悬架油缸10的无杆腔也相互连通，其中所述一对悬挂阀中的左侧悬挂阀8的第一接口A1与所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸7的无杆腔连通，第二接口A2与所述右侧悬架油缸组中的各个右侧悬架油缸10的有杆腔连通，所述一对悬挂阀中的右侧悬挂阀的第一接口A1与所述右侧悬架油缸组中各个右侧悬架油缸10的无杆腔连通，第二接口A2与所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸7的有杆腔连通，所述左侧悬挂阀和右侧悬挂阀的蓄能器接口SP分别连接于左侧蓄能器5和右侧蓄能器4。 

参见图4，悬挂阀的第一接口A1连接悬架油缸的无杆腔，第二接口A2连接悬架油缸的有杆腔，蓄能器接口SP连接蓄能器，P为进油口，T为回油口，控制接口X连接气控气源。 

优选地，控制接口X通过电控气动阀20连接于压力气源。 

当P口压力油通过进油开关锁止阀22与第二接口A2连通悬架油缸的有杆腔，此时T口回油通过回油开关锁止阀21与第一接口A1连通悬架油缸的无杆腔，从而实现了悬架油缸的优先回缩功能，即实现了车桥悬架系统的优先提升功能。 

当进油开关锁止阀22与回油开关锁止阀21实现锁止，控制接口X接通压力气源，使先导控制阀25将差压传感锁止阀24的控制口接到油箱3，悬架油缸的有无杆腔压力同时推动差压传感锁止阀24连通悬架油缸的有杆腔、无杆腔以及蓄能器，当气压发生变化时仍能稳定、直接地实现悬架系统的柔性功能。 

当进油开关锁止阀22与回油开关锁止阀21实现锁止，使得控制接口X接通大气气源，使先导控制阀25将差压传感锁止阀24的控制口接到悬架油缸的有杆腔和无杆腔，悬架油缸的有杆腔和无杆腔压力同时作用从而不能推动差压传感锁止阀24，从而使悬架油缸的无杆腔和有杆腔与蓄能器两条油路同时关闭，因此稳定、可靠地实现悬架系统的刚性功能。 

在上述油气悬架系统的安装形式中，由于其包括左侧悬架油缸组和右侧悬架油缸组，对此可以根据车辆的重心位置实现车辆前后悬架油缸的分组。 

参见图5，显示了五车桥车辆根据车辆重心位置的油气悬架系统的分组布置结构，其中车辆重心位置G(即车辆的质心位置)位于前桥分组FG与后桥分组BG之间，前桥分组FG包括两个车桥，后桥分组BG包括三个车桥，也就是说，后桥分组BG的车桥数量比前桥分组FG的车桥数量多一个车桥。更具体地，本发明的油气悬架系统的分组布置结构的主要技术构思为：所述油气悬架系统的悬架油缸的上端铰接在车架或车身上，下端铰接在相应的车桥上(即每个车桥的两侧对称布置有悬挂油缸)，其中，所述车桥包括前桥分组FG和后桥分组BG，所述车辆的重心位置G位于所述前桥分组FG与后桥分组BG之间，并且所述后桥分组BG的车桥数量等于所述前桥分组FG的车桥数量，或者仅仅比所述前桥分组FG的车桥数量多一个车桥。这样，在油气悬架系统采用上述分组布置结构后，可以将相应的前左侧悬架油缸组和前右侧悬架油缸组采用图4所示的一对悬挂阀进行安装，类似地，后左侧悬架油缸组和后右侧悬架油缸组也可以采用图4所示的一对悬挂阀进行安装。也就是说，其功能的实现如同参照图4所述，其同时实现了悬挂系统刚柔性切换功能的控制，而控制的对象由单悬架油缸变为分组悬架油缸。 

由上描述可见，本发明通过有效的油路设计实现了车桥悬架系统优先提升功能；通过运用差压传感逻辑控制元件组更为可靠的实现了悬架系统刚柔性工况的长久保持和刚柔性工况可靠的快速转换；有效减少了车桥悬架系统 悬挂阀的各种元件，避免了现有技术所造成控制复杂、逻辑关系复杂等问题、提高了悬架系统控制的简便性。此外，在优选实施方式下，通过增加电控气动阀20，实现了悬挂阀的控制接口X的气压控制，同时实现了悬挂系统刚柔性切换功能的控制，其控制的对象由单悬架油缸变为分组悬架油缸，从而控制接口更加简单，控制更加方便。 

同时，本发明的悬架系统采用左右交叉控制连接，前后根据车辆重心位置进行前后分组，更好地对工程车辆的车架和车身进行支撑，实现了悬架系统的轴荷平衡功能，并有利于快速调平功能的实现。 

需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，可以通过任何合适的方式进行任意组合，其同样落入本发明所公开的范围之内。另外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。 

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，可以将PLC或微机控制单元2可以采用单片机、电子元件等别的控制元件构成；先导控制阀的控制方式可通过电控、气控和液控等方式实现；在对悬架油缸进行前后分组的情形下，通过将前后分组中的悬架油缸的有杆腔相互连通并使得无杆腔相互连通，可以仅采用一对悬挂阀实现悬架系统的功能。本发明的保护范围由权利要求限定。 

Claims (11)

1.一种悬挂阀，该悬挂阀包括：

进油开关锁止阀（22），该进油开关锁止阀（22）连接在所述悬挂阀的进油口（P）和第二接口（A2）之间；

回油开关锁止阀（21），该回油开关锁止阀（21）连接在所述悬挂阀的回油口（T）和第一接口（A1）之间；

其特征在于，该悬挂阀还包括差压传感逻辑控制元件组，该差压传感逻辑控制元件组包括逻辑梭阀（23）、差压传感锁止阀（24）以及先导控制阀（25），其中所述逻辑梭阀（23）的进油口分别连接所述第一接口（A1）和所述悬挂阀的蓄能器接口（SP），所述蓄能器接口（SP）经由所述差压传感锁止阀（24）的一侧腔室连接于所述第二接口（A2），并且该差压传感锁止阀（24）的一侧腔室还连接于所述第一接口（A1），当所述差压传感锁止阀（24）锁止时，所述蓄能器接口（SP）与所述第一接口（A1）油路断开，该差压传感锁止阀（24）的另一侧腔室经由所述先导控制阀（25）连接于所述逻辑梭阀（23）的出油口和所述悬挂阀的所述回油口（T），所述先导控制阀（25）选择性地使得所述差压传感锁止阀（24）的另一侧腔室与所述逻辑梭阀（23）的出油口或所述悬挂阀的所述回油口（T）连通，并且该先导控制阀（25）的先导控制口连接于所述悬挂阀的控制接口（X）。

2.根据权利要求1所述的悬挂阀，其特征在于，所述进油开关锁止阀（22）和回油开关锁止阀（21）为电控电磁阀。

3.根据权利要求1所述的悬挂阀，其特征在于，所述先导控制阀（25）为气控式先导控制阀。

4.一种油气悬架系统，其特征在于，该油气悬架系统包括至少一对根据权利要求1所述的悬挂阀，该至少一对悬挂阀各自连接有配套的左侧悬架油缸组和右侧悬架油缸组，其中所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸（7）的有杆腔相互连通，并且各个左侧悬架油缸（7）的无杆腔也相互连通，所述右侧悬架油缸组中的各个右侧悬架油缸（10）的有杆腔相互连通，并且各个右侧悬架油缸（10）的无杆腔也相互连通，其中所述一对悬挂阀中的左侧悬挂阀（8）的第一接口（A1）与所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸（7）的无杆腔连通，第二接口（A2）与所述右侧悬架油缸组中的各个右侧悬架油缸（10）的有杆腔连通，所述一对悬挂阀中的右侧悬挂阀（9）的第一接口（A1）与所述右侧悬架油缸组中的各个右侧悬架油缸（10）的无杆腔连通，第二接口（A2）与所述左侧悬架油缸组中的各个左侧悬架油缸（7）的有杆腔连通，所述左侧悬挂阀（8）和右侧悬挂阀（9）的蓄能器接口（SP）分别连接于左侧蓄能器（5）和右侧蓄能器（4）。

5.根据权利要求4所述的油气悬架系统，其特征在于，所述左侧悬架油缸组和右侧悬架油缸组根据车辆的重心位置进行前后分组，其中各个悬挂油缸的上端铰接在车架（F）或车身上，下端铰接在相应的车桥上，所述车桥包括前桥分组（FG）和后桥分组（BG），所述车辆的重心位置（G）位于所述前桥分组（FG）与后桥分组（BG）之间。

6.根据权利要求5所述的油气悬架系统，其特征在于，所述后桥分组（BG）的车桥数量等于所述前桥分组（FG）的车桥数量，或者仅仅比所述前桥分组（FG）的车桥数量多一个车桥。

7.根据权利要求4所述的油气悬架系统，其特征在于，所述先导控制阀（25）为气控式先导控制阀，所述悬挂阀的控制接口（X）连接于压力气源。

8.根据权利要求7所述的油气悬架系统，其特征在于，所述悬挂阀的控制接口（X）通过电控气动阀（20）连接于压力气源。

9.一种油气悬架系统，其特征在于，该油气悬架系统包括成对的根据权利要求1所述的悬挂阀，每对所述悬挂阀各自连接有配套的左侧悬架油缸（7，13）和右侧悬架油缸（10，18），其中所述一对悬挂阀中的左侧悬挂阀（8，14）的第一接口（A1）与相应的所述左侧悬架油缸（7，13）的无杆腔连通，第二接口（A2）与相应的所述右侧悬架油缸（10，18）的有杆腔连通，所述一对悬挂阀中的右侧悬挂阀（9，16）的第一接口（A1）与相应的所述右侧悬架油缸（10，18）的无杆腔连通，第二接口（A2）与相应的所述左侧悬架油缸（7，13）的有杆腔连通，所述左侧悬挂阀（8,14）和右侧悬挂阀（9,16）的蓄能器接口（SP）分别连接于左侧蓄能器（5,15）和右侧蓄能器（4,17）。

10.根据权利要求9所述的油气悬架系统，其特征在于，所述先导控制阀（25）为气控式先导控制阀，所述悬挂阀的控制接口（X）连接于压力气源。

11.一种工程车辆，其特征在于，该工程车辆包括根据权利要求4至10中任一项所述的油气悬架系统。

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