CN102107683A - 一种驾驶室减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆驾驶室减振装置，包括设在车架与驾驶室之间的空气弹簧、空气弹簧经高度控制阀与储气罐连接，其特征是，所述空气弹簧经控制阀与一附加空气室相连，所述控制阀由控制器控制调节所述空气弹簧与所述附加空气室之间的气流。对于带附加空气室的空气弹簧，相同气压下较没有附加空气室的空气弹簧更软，更舒适，同时，通过控制控制阀来改变附加空气室与空气弹簧之间气流的大小，可以改变空气弹簧的动态特性，结合一定的控制策略，能够获得更理想的减振效果。与不带附加空气室的空气弹簧减振装置相比，相同气压下可以获得更低的刚度，从而更有利于隔振，两者相比，带附加空气室的空气弹簧隔振的驾驶室振动加速度可减小30％以上。

Description

一种驾驶室减振装置

技术领域

 本发明涉及一种车辆驾驶室减振装置，特别是拖拉机驾驶室的减振装置。

背景技术

国内现有的绝大多数大型拖拉机的驾驶室都是用橡胶垫隔振的，有的拖拉机采用了螺旋弹簧作为驾驶室的后减振装置，另有中国专利ZL200720093630.3采用了空气弹簧加高度控制阀作为驾驶室的减振装置，属空气弹簧最基本应用，但空气弹簧的刚度和阻尼不可调节，未发挥出空气弹簧的吸振、减振的综合优良的减振特性。对于农田作业的拖拉机，田间颠簸剧烈，工作条件恶劣，加剧了驾驶员的疲劳，长时间处于这样的工作环境中还会严重影响驾驶员身心健康。其次，拖拉机在道路运输和田间作业两种工况下，速度差异很大，受到的载荷大小和方式差异很大，路面条件的差异很大，因此驾驶室悬架的刚度和阻尼应该有不同的值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种拖拉机驾驶室减振装置，采用刚度和阻尼可调节的空气弹簧进行减振，达到更好的减振效果，使车辆行驶更平顺，驾驶室乘坐更加舒适。

为解决上述技术问题，本发明提供一种驾驶室减振装置，包括设在车架与驾驶室之间的空气弹簧、空气弹簧经高度控制阀与储气罐连接，其特征是，所述空气弹簧经控制阀与一附加空气室相连，所述控制阀由控制器控制调节所述空气弹簧与所述附加空气室之间的气流。控制阀一般为常开状态，开启大小由控制器实时控制，控制器可采用不同的控制方法对控制阀进行控制，实时调整空气弹簧的刚度和阻尼。

所述附加空气室为一封闭的空气腔，通过所述控制阀与所述空气弹簧相通。

所述附加空气室设在所述空气弹簧下，可由所述车架构成的空间内。

所述高度控制阀由控制杆控制。所述控制杆一端与所述高度控制阀连接，另一端与所述车架铰接。当车架与驾驶室之间相对压缩空气弹簧时，控制杆转动控制高度控制阀内的充气阀开启，向空气弹簧充气，空气弹簧逐渐伸长，车架与驾驶室回复到一定高度，控制杆回到平衡位置，充气阀关闭；当车架与驾驶室之间相对拉伸空气弹簧时，控制杆转动控制高度控制阀内的排气阀开启，空气弹簧通过排气阀向外排气，空气弹簧逐渐缩短，车架与驾驶室恢复到一定高度，控制杆回到平衡位置，排气阀关闭。

所述储气罐经压力控制阀与供气系统连接。

所述驾驶室和所述车架之间设有减振器，所述减振器由减振器上支架、减振器下支架支撑，所述减振器上支架与所述驾驶室连接，所述减振器下支架与所述车架连接。

所述空气弹簧设在所述驾驶室底部后端。较佳的方案是在驾驶室底部后端两侧分别设有空气弹簧。

所述驾驶室底部前端与所述车架铰接。较佳的方案是驾驶室底部前端位置的车架上设有两个铰接座，驾驶室和车架在铰支座处通过长销铰接，当驾驶室在振动和空气弹簧调节的作用下上下运动时，驾驶室可绕铰接点转动。

本发明所达到的有益效果：对于带附加空气室的空气弹簧，相同气压下较没有附加空气室的空气弹簧更软，更舒适，同时，通过控制控制阀来改变附加空气室与空气弹簧之间气流的大小，可以改变空气弹簧的动态特性，即调节空气弹簧的刚度和阻尼，结合一定的控制策略，能够获得更理想的减振效果。与不带附加空气室的空气弹簧减振装置相比，相同气压下可以获得更低的刚度，从而更有利于隔振，两者相比，带附加空气室的空气弹簧隔振的驾驶室振动加速度可减小30％以上，提高了车辆行驶的平顺性和舒适性。

附图说明

图1为本发明驾驶室减振装置主示意图；

图2为图1的侧面示意图。

其中，1－车架，2－附加空气室，3－控制阀，4－减振器，5－空气弹簧，6－驾驶室，7－储气罐，8－压力控制阀，9－控制器，10－供气系统，11－钢铁橡胶铰支座，12－减振器上支架，13－导线，14－减振器下支架，15－长销，16－高度控制阀，17－控制杆，18－空气弹簧上支架，19－附加空气室，20－空气弹簧下支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、图2所示，以本发明在一种拖拉机上的应用为例详细说明其具体结构，驾驶室6位于车架1上，为使驾驶室6乘坐更加舒适，在驾驶室6和车架1之间设有驾驶室减振装置，驾驶室减振装置主要布置在驾驶室6的后下方，包括两侧分别设置的空气弹簧5，空气弹簧5由空气弹簧上支架18和空气弹簧下支架20支撑，空气弹簧上支架18与驾驶室6固定连接，空气弹簧下支架20固定在车架1上。两个空气弹簧5上分别设有控制阀3，通过控制阀3分别与两个附加空气室2、19连接，附加空气室2、19为一个封闭的空气室，较佳的实施方案是将附加空气室2、19设在空气弹簧5下，以空气弹簧下支架20为一侧壁构成一封闭结构，充分利用空气弹簧下支架20和车架1的支撑结构，节省附加空气室2、19材料，减轻装置重量，并充分利用空气弹簧下支架20和车架1构成的空间，使结构更合理紧密。在其它实施方案中，附加空气室2、19也可以利用车架1的支撑作用设置在车架1内的其他位置或者设置一独立的封闭结构作为附加空气室2、19，并将其布置在其他适当位置。

空气弹簧5通过高度控制阀16与储气罐7连接，储气罐7通过压力控制阀8与供气系统10连接，控制器9通过导线13连接、控制控制阀3。高度控制阀16与控制杆17连接，由控制杆17控制高度控制阀16的状态，进而控制空气弹簧5充气或者排气。控制杆17一端与高度控制阀16连接，另一端与车架1铰接。当驾驶室6受振动向下运动压缩空气弹簧5带动控制杆17向上顶，高度控制阀16在控制杆17作用下开启其内的充气阀，使储气罐7与空气弹簧5连通，向空气弹簧5内充气，使空气弹簧5伸长向上顶起驾驶室6，随着驾驶室6的上升，控制杆17回到平衡位置，高度控制阀16内的充气阀关闭，储气罐7停止向空气弹簧5充气。当驾驶室6受振动向上运动拉伸空气弹簧5带动控制杆17向下拉，高度控制阀16在控制杆17作用下开启其内的排气阀，空气弹簧5内的气体被排出，使空气弹簧5压缩带动驾驶室6向下运动，随着驾驶室6的下降，控制杆17回到平衡位置，高度控制阀16内的排气阀关闭，空气弹簧5停止排气。供气系统10、储气罐7、压力控制阀8、控制器9布置在驾驶室6内驾驶座位后部的空间内，结构紧凑合理。

空气弹簧5与附加空气室2、19之间设有控制阀3，控制阀3一般情况下是开启的，空气弹簧5内与附加空气室2、19内的气流相互之间相通，其气流大小由控制器9实时控制调节控制阀3开启大小来决定，通过调节控制阀3可调节进出空气弹簧5内的气流大小，进而实现调节空气弹簧5的刚度和阻尼。结合控制器9采用的不同控制策略，如PID控制、鲁棒控制、模糊控制、神经网络控制等控制方法能够获得更理想的减振效果。

在驾驶室6和车架1之间还设有减振器4，减振器4由减振器上支架12、减振器下支架14支撑，减振器上支架12与驾驶室6连接，减振器下支架14与车架1连接。减振器4与空气弹簧5配合作用达到更好的减振效果，使驾驶室6的乘坐更加舒适。

驾驶室下方前端的车架1上还设有两个钢铁橡胶铰支座11，驾驶室6和车架1在钢铁橡胶铰支座11处通过长销15铰接，当驾驶室6在振动和空气弹簧5调节的作用下上下运动时，驾驶室6可绕钢铁橡胶铰支座11转动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1. 一种驾驶室减振装置，包括设在车架与驾驶室之间的空气弹簧、空气弹簧经高度控制阀与储气罐连接，其特征是，所述空气弹簧经控制阀与一附加空气室相连，所述控制阀由控制器控制调节所述空气弹簧与所述附加空气室之间的气流。

2.根据权利要求1所述的一种驾驶室减振装置，其特征是，所述附加空气室为一封闭的空气腔，通过所述控制阀与所述空气弹簧相通。

3.根据权利要求1或2所述的一种驾驶室减振装置，其特征是，所述附加空气室设在所述空气弹簧下，可由所述车架构成的空间内。

4.根据权利要求1所述的一种驾驶室减振装置，其特征是，所述高度控制阀由控制杆控制。

5.根据权利要求4所述的一种驾驶室减振装置，其特征是，所述控制杆一端与所述高度控制阀连接，另一端与所述车架铰接。

6.根据权利要求1所述的一种驾驶室减振装置，其特征是，所述储气罐经压力控制阀与供气系统连接。

7.根据权利要求1所述的一种驾驶室减振装置，其特征是，所述驾驶室和所述车架之间设有减振器，所述减振器由减振器上支架、减振器下支架支撑，所述减振器上支架与所述驾驶室连接，所述减振器下支架与所述车架连接。

8.根据权利要求1所述的一种驾驶室减振装置，其特征是，所述空气弹簧设在所述驾驶室底部后端。

9.根据权利要求1或8所述的一种驾驶室减振装置，其特征是，所述驾驶室底部前端与所述车架铰接。

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