CN103727164B - 用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，包括前架、后架、转动部件和滑动部件，转动部件与滑动部件相互传动连接，且转动部件与前架连接，当前架相对后架旋转时，转动部件带动滑动部件在后架内滑动，滑动部件为齿条总成，齿条总成的两端均设置有活塞，活塞深入相应的缸筒内，缸筒与后架固定连接，一个缸筒通过液压硬管组件和集成块总成与另一个缸筒相连接。采用了该结构的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，只需使用一个齿条，进一步节省了空间，使得结构紧凑、简单；多级阻尼控制使得前后架之间的相对旋转角度不同时，液压阻尼控制系统提供不同大小的阻尼；阻尼装置使用安全，即使系统失电，也不会发生危险。

Description

用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统

技术领域

本发明涉及铰接客车技术领域，具体是指一种用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统。

背景技术

铰接客车是载客汽车的一种形式，是由铰接装置连接两个车厢的载客汽车。由于城市人口逐渐增加，乘坐公共汽车的人越来越多，一般的城市客车已经不能满足需要。人们就采用类似火车列车的方式，把两节客车连接起来，这样，载客量就可大大增加了。铰接车辆一般由两节车厢组成，前车厢和后车厢由底盘铰接系统连接，底盘铰接系统包括前架、后架、转盘轴承和提供阻尼的液压缓冲装置，前架通过前横梁与前车厢固定连接，后架通过后横梁与后车厢固定连接，液压缓冲装置对于车辆的性能十分关键，现有的液压缓冲装置结构大都十分复杂，而且容易产生漏油现象，此外，当前车厢转弯时，转动角度不同则需要后车厢相对于前车厢转动不同的角度，以保证正常的行驶。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种具有多级阻尼缓冲、只需使用单个齿条、性能可靠、结构紧凑的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统。

为实现上述的目的，本发明的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统采用以下技术方案：

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，其主要特点是，包括前架、后架、转动部件和滑动部件，所述的转动部件与所述的滑动部件相互传动连接，所述的转动部件与所述的前架连接，且所述的前架相对于所述的后架转动时，所述的转动部件带动所述的滑动部件在所述的后架内滑动，所述的前架和所述的后架所形成的内部空间为储油盘，所述的滑动部件为齿条总成，所述的齿条总成的两端均设置有活塞，所述的活塞深入相应的缸筒内，所述的缸筒横向设置于所述的后架的中部，且与所述的后架固定，或者所述的缸筒与所述的后架为一体设置，一个所述的缸筒通过液压硬管组件和集成块总成与另一个所述的缸筒相连接。该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中各个所述的活塞内均设置有单向阀，每个所述的活塞均将相应的缸筒分割为有杆腔和无杆腔，所述的有杆腔与该单向阀的进口连接，所述的无杆腔与所述的单向阀的出口连接。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的活塞包括第一活塞和第二活塞，所述的第一活塞活动套设于相应的第一缸筒内，所述的第二活塞活动套设于相应的第二缸筒内，所述的第一活塞的两侧通过设置于其内部的单向阀形成第一吸油回路，所述的第二活塞的两侧通过设置于其内部的单向阀形成第二吸油回路。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的集成块总成与所述的第二缸筒的缸头法兰固定连接，所述的第一缸筒与所述的集成块总成之间形成第一排油油路，所述的第二缸筒与所述的集成块总成之间形成第二排油油路；所述的集成块总成和所述的储油盘之间形成回油油路。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的第一排油油路连接于第一单向阀的进口，所述的第二排油油路连接于第二单向阀的进口，所述的第一单向阀的出口与所述的第二单向阀的出口之间形成公共压油区，所述的公共压油区与压力控制油路连接，所述的压力控制油路通过回油油路与所述的储油盘连接。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的压力控制油路为阶梯式多级阻尼压力控制油路，接近开关传感器检测所述的前架和所述的后架的相对旋转角度。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的压力控制油路为比例压力控制油路，位移传感器或者角度传感器检测所述的前架和所述的后架的相对旋转角度。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的压力控制油路为阶梯式多级阻尼压力控制油路，所述的压力控制油路包括相互并联的第一压力控制油路、第二压力控制油路、第三压力控制油路和安全溢流油路，所述的第一压力控制油路包括相互串联的电磁换向阀和第一阻尼器，所述的第二压力控制油路包括第二阻尼器，所述的第三压力控制油路包括串联的电磁换向阀和第三阻尼器，所述的安全溢流油路包括第一安全溢流阀。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的第二压力控制油路形成第一级阻尼控制油路，所述的第一压力控制油路和所述的第二压力控制油路并联形成第二级阻尼控制油路，所述的第一压力控制油路、所述的第二压力控制油路和所述的第三压力控制油路并联形成第三级阻尼控制油路。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的接近开关传感器包括环形的感应片和传感器，所述的感应片与所述的前架固定连接，所述的传感器与所述的后架固定连接。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的接近开关传感器所检测到的角度值为零至第一设定角度值之间时，液压油通过所述的第三级阻尼控制油路进入所述的储油盘；

所述的接近开关传感器所检测到的角度值为第一设定角度值至第二角度值之间时，液压油通过所述的第二级阻尼控制油路进入所述的储油盘；

所述的接近开关传感器所检测到的角度值为第二设定角度值至第三角度值之间时，液压油通过所述的第一级阻尼控制油路进入所述的储油盘。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的压力控制油路为比例压力控制油路，包括第四压力控制油路、第五压力控制油路和安全溢流油路，所述的第四压力控制油路包括比例溢流阀，所述的第五压力控制油路包括阻尼器和电磁换向阀，所述的安全溢流油路包括第二安全溢流阀。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统中的公共压油区与压力传感器连接；正常状态下，电控系统根据所述的位移传感器或者所述的角度传感器所检测到的角度值控制所述的比例溢流阀，所述的第四压力控制油路处于工作状态；当压力传感器所检测到的压力值偏离预定值时，所述的第五压力控制油路的电磁阀失电，第五压力控制油路处于工作状态。

该单齿条的摆臂式液压阻尼控制的客车铰接系统中的传感装置为位移传感器，所述的位移传感器包括感应器和磁块，所述的感应器与任意一个所述的缸筒的缸头法兰固定连接，所述的磁块固定在所述的缸头法兰对应的所述的活塞上。

该单齿条的摆臂式液压阻尼控制的客车铰接系统中的传感器装置为角度传感器，所述的角度传感器包括感应器和磁块，所述的感应器与所述的后架固定连接；所述的磁块与所述的前架固定连接，或者，所述的磁块与所述的惰轮固定连接。

采用了该结构的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，只需使用一个齿条，进一步节省了空间，使得结构紧凑、简单；多级阻尼控制结构使得前后架之间的相对旋转角度不同时，前后架之间的提供不同大小的阻尼；阻尼装置使用安全，即使系统失电，也不会发生危险。

附图说明

图1为本发明的多级阻尼控制油压结构的示意图。

图2为本发明的比例控制油压结构的示意图。

图3为本发明的齿轮和齿条啮合的示意图。

图4为发明的前架和后架的立体示意图。

图5为发明的前架和后架装有接近开关传感器的示意图。

图6为本发明的集成块总成的示意图。

图7为本发明的位移传感器的示意图。

图8为本发明的接近传感器的示意图。

图9为本发明的角度传感器的示意图。

1前架

2后架

3大齿轮

4惰轮

5齿条总成

51第一活塞

52第一缸筒

53第二活塞

54第二缸筒

6集成块总成

61进油口

62回油口

7缸头法兰

8压力控制油路

91第一单向阀

92第二单向阀

10第一压力控制油路

11第二压力控制油路

12第三压力控制油路

13第四压力控制油路

14第五压力控制油路

15接近开关传感器

151感应片

152传感器

16液压硬管组件

17电控系统

18压力传感器

191感应器

192磁块

201感应器

201磁块

具体实施方式

为了能更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

该用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，包括前架1、后架2、转动部件和滑动部件，转动部件与滑动部件相互传动连接，且转动部件与前架连接，前架1相对于后架2转动时，转动部件带动滑动部件在后架2内滑动，前架1和后架2所形成的内部空间为储油盘，滑动部件为齿条总成5，齿条总成5的两端均设置有活塞，活塞深入相应的缸筒内，缸筒与横向设置于后架2的中部，并与后架2固定连接，或者缸筒和后架2为一体设置，且一个缸筒通过液压硬管组件16和集成块总成6与另一个缸筒相连接。集成块总成具有回油口、进油口等。

本实施例中，转动部件包括大齿轮3和惰轮4，大齿轮3和惰轮4啮合，惰轮4和齿条总成5啮合，大齿轮3为环形齿轮，较佳地，大齿轮3为半环形为半环形齿轮，惰轮4为圆柱直齿轮，齿条总成5的一侧与惰轮4啮合，齿条总成5的另一侧设置有耐磨条。前车厢带动前架1转动时，与前架1固定连接的大齿轮3同时转动，从而通过惰轮4带动齿条总成5滑动，齿条总成5在两个缸筒内来回滑动，从而将前架1的转动传递至后架2，使得后架2相对于前架1摆动。前架1和后架2通过轴承相互连接，前架1与轴承外圈固定连接，而后架2与轴承内圈固定连接。

各个活塞内均设置有单向阀，每个活塞均将相应的缸筒分割为有杆腔和无杆腔，有杆腔与该单向阀的进口连接，无杆腔与单向阀的出口连接。本发明仅采用了一个齿条和一个大齿轮的结构，进一步使得客车的铰接系统结构简单化、紧凑化，从而节省整体空间，并便于安装和制造。

活塞包括齿条总成5一侧的第一活塞51和齿条总成5另一侧的第二活塞53，第一缸筒52设置于齿条总成5的一侧，第二缸筒54设置于齿条总成5的另一侧，第一活塞51活动套设于相应的第一缸筒内52，第二活塞53相应地活动套设于第二缸54筒内，第一活塞51的两侧通过设置于其内部的单向阀形成第一吸油回路，第二活塞53的两侧通过设置于其内部的单向阀形成第二吸油回路。液压油从储油盘内经过吸油回路进入无杆腔内。

集成块总成6与第二缸筒54的缸头法兰7固定连接，第一缸筒52与集成块总成6之间形成第一排油油路，第二缸筒54与集成块总成6之间形成第二排油油路；集成块总成6和储油盘之间形成回油油路。

第一排油油路连接于第一单向阀的进口，第二排油油路连接于第二单向阀的进口，第一单向阀的出口与第二单向阀的出口之间形成公共压油区，该公共压油区与压力控制油路连接，压力控制油路8通过回油油路与储油盘连接。

压力控制油路为阶梯式多级阻尼压力控制油路：

压力控制油路8为阶梯式多级阻尼压力控制油路，压力控制油路8包括相互并联的第一压力控制油路10、第二压力控制油路11、第三压力控制油路和安全溢流油路，第一压力控制油路10包括相互串联的电磁换向阀和第一阻尼器，第二压力控制油路11包括第二阻尼器，第三压力控制油路12包括串联的电磁换向阀和第三阻尼器，安全溢流油路包括安全溢流阀。

第二压力控制油路11形成第一级阻尼控制油路，第一压力控制油路10和第二压力控制油路11并联形成第二级阻尼控制油路，第一压力控制油路10、第二压力控制油路11和第三压力控制油路12并联形成第三级阻尼控制油路。

阻尼控制系统还包括接近开关传感器15，该接近开关传感器15用于检测前架和后架的相对旋转角度，接近开关传感器15包括环形的感应片151和传感器152，感应片151与前架1固定连接，传感器与后架2固定连接。接近开关传感器15也可以用其他的传感装置替代，例如位移传感器等，其作用为检测前架1和后架2的相对旋转角度。

接近开关传感器15所检测到的角度值为零至第一设定角度值之间时，液压油通过第一级阻尼控制油路进入储油盘；

接近开关传感器15所检测到的角度值为第一设定角度值至第二角度值之间时，液压油通过第二级阻尼控制油路进入储油盘；

接近开关传感器15所检测到的角度值为第二设定角度值至第三角度值之间时，液压油通过第三级阻尼控制油路进入储油盘。

压力控制油路为比例压力控制油路时：

压力控制油路8为比例压力控制油路，包括第四压力控制油路13、第五压力控制油路14和安全溢流油路，安全溢流油路包括安全溢流阀，第四压力控制油路13包括比例溢流阀，第五压力控制油路14包括阻尼器和电磁换向阀。

公共压油区8与压力传感器18连接；正常状态下，电控系统17根据位移传感器或者角度传感器所检测到的角度值控制比例溢流阀，第四压力控制油路13处于连通状态；当压力传感器18检测到的压力值大于预定值时，第五压力控制油路14处于连通状态。

采用位移传感器时，位移传感器包括感应器191和磁块192，感应器191与任意一个缸筒的缸头法兰7固定连接，磁块192固定在缸头法兰7对应的活塞上。

采用角度传感器时，角度传感器包括感应器201和磁块202，感应器201与后架2固定连接；磁块202与前架1固定连接，或者，磁块202与惰轮4固定连接。

以下进行进一步的说明：车辆转动时，带动铰接系统前后架相对转动，从而大齿轮3转动，惰轮4传递扭矩并带动齿条总成5，活塞在缸筒内滑动。当大齿轮3顺时针转动时，带动齿条总成5向右滑动，第一缸筒52的油液通过排油油路打开第一单向阀91进入公共压油区8。

在铰接系统供电的正常情况下，电磁换向得电第五压力控制油路14断开，液压缓冲系统的压力由第四压力控制油路13中的比例溢流阀设置。这时候，液压缓冲系统的压力值，根据车速和车辆转弯角度的变化而变化，每一个车速-角度对应获得一个压力值，电控系统根据接收到的车速信号和角度信号，发送给比例溢流阀一个电流信号，控制比例阀设置与此电流信号相匹配的压力值。车速信号由车辆整车提供，角度信号由接近开关传感器15采集到的位移信号经换算后得出。压力传感器对比例溢流阀控制产生的压力值进行监测，当检测到的压力值偏离预定压力值到一定压力范围时，电控系统给整车发送报警信号，同时切断电磁换向阀和比例溢流阀电源，压力控制油路由第四控制油路切换至第五控制油路。如果铰接系统因故断电时，电磁换向阀和比例溢流阀失电，压力控制油路自动由第四控制油路切换至第五控制油路。不管液压缓冲系统压力是由第四控制油路控制，还是由第五油路控制，如液压缓冲系统的压力值达到安全溢流油路上的安全溢流阀设定的压力值时，安全溢流阀开启，此时，如液压缓冲系统的压力值保持在安全溢流阀设定的压力值上，对缓冲系统起安全保护的作用。液压油经过控制油路后，以低压油方式返回储油盘。

液压缓冲系统在工作时，两个缸筒内总是充满液压油的，而储油盘内，同时存在液压油和空气，液压油和空气按一定的比例存在。液压油和空气的比例分配，以当缸筒内充满液压油时，储油盘内的油位完全遮盖活塞上吸油油路的油孔，同时，空气体积比例不低于储油盘容积的一定比例为准则。液压缓冲器的注油分为压油和吸油两种方式。压油的注油方式操作方法是：在缓冲系统完全断电状态下，使用油泵设定一定的压力，往注油口输送液压油，同时打开排气口，使储油盘及液压管道内的空气排放数来，当排气口排放出没有气泡的液压油时，关闭注油口，打开排气口，转动铰接系统前架，带动大齿轮转动，齿条总成在缸筒内滑动，从排气口排出一定比例液压油，同时吸入相应比例的空气，关闭排气口，液压缓冲系统注油完成。吸油的注油方式操作方法是：在缓冲系统完全断电状态下，注油口接通高位油箱，通过连续转动铰接系统前架，使活塞在缸筒内滑动，形成真空，从而把液压油吸入储油盘。

采用了该结构的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，只需使用一个齿条，进一步节省了空间，使得结构紧凑、简单；多级阻尼控制结构使得前后架之间的相对旋转角度不同时，前后架之间的提供不同大小的阻尼；阻尼装置使用安全，即使系统失电，也不会发生危险。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，包括前架、后架、转动部件和滑动部件，所述的转动部件与所述的滑动部件相互传动连接，所述的转动部件与所述的前架连接，且所述的前架相对于所述的后架转动时，所述的转动部件带动所述的滑动部件在所述的后架内滑动，所述的前架和所述的后架所形成的内部空间为储油盘，其特征在于，所述的滑动部件为齿条总成，所述的齿条总成的两端均设置有活塞，所述的活塞深入相应的缸筒内，所述的缸筒横向设置于所述的后架的中部，且与所述的后架固定，或者所述的缸筒与所述的后架为一体设置，一个所述的缸筒通过液压硬管组件和集成块总成与另一个所述的缸筒相连接；

各个所述的活塞内均设置有单向阀，每个所述的活塞均将相应的缸筒分割为有杆腔和无杆腔，所述的有杆腔与该单向阀的进口连接，所述的无杆腔与所述的单向阀的出口连接；

所述的活塞包括第一活塞和第二活塞，所述的第一活塞活动套设于相应的第一缸筒内，所述的第二活塞活动套设于相应的第二缸筒内，所述的第一活塞的两侧通过设置于其内部的单向阀形成第一吸油回路，所述的第二活塞的两侧通过设置于其内部的单向阀形成第二吸油回路；

所述的集成块总成与所述的第二缸筒的缸头法兰固定连接，所述的第一缸筒与所述的集成块总成之间形成第一排油油路，所述的第二缸筒与所述的集成块总成之间形成第二排油油路；所述的集成块总成和所述的储油盘之间形成回油油路；

所述的第一排油油路连接于第一单向阀的进口，所述的第二排油油路连接于第二单向阀的进口，所述的第一单向阀的出口与所述的第二单向阀的出口之间形成公共压油区，所述的公共压油区与压力控制油路连接，所述的压力控制油路通过回油油路与所述的储油盘连接；

所述的压力控制油路为阶梯式多级阻尼压力控制油路，接近开关传感器检测所述的前架和所述的后架的相对旋转角度。

2.根据权利要求1所述的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，其特征在于，所述的压力控制油路为阶梯式多级阻尼压力控制油路，所述的压力控制油路包括相互并联的第一压力控制油路、第二压力控制油路、第三压力控制油路和安全溢流油路，所述的第一压力控制油路包括相互串联的电磁换向阀和第一阻尼器，所述的第二压力控制油路包括第二阻尼器，所述的第三压力控制油路包括串联的电磁换向阀和第三阻尼器，所述的安全溢流油路包括安全溢流阀。

3.根据权利要求2所述的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，其特征在于，所述的第二压力控制油路形成第一级阻尼控制油路，所述的第一压力控制油路和所述的第二压力控制油路并联形成第二级阻尼控制油路，所述的第一压力控制油路、所述的第二压力控制油路和所述的第三压力控制油路并联形成第三级阻尼控制油路。

4.根据权利要求3所述的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，其特征在于，所述的接近开关传感器包括环形的感应片和传感器，所述的感应片与所述的前架固定连接，所述的传感器与所述的后架固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于铰接客车的单缸摆臂式液压阻尼控制系统，其特征在于：

所述的接近开关传感器所检测到的角度值为零至第一设定角度值之间时，液压油通过所述的第三级阻尼控制油路进入所述的储油盘；

所述的接近开关传感器所检测到的角度值为第一设定角度值至第二角度值之间时，液压油通过所述的第二级阻尼控制油路进入所述的储油盘；

所述的接近开关传感器所检测到的角度值为第二设定角度值至第三角度值之间时，液压油通过所述的第一级阻尼控制油路进入所述的储油盘。