CN109747366B - 空气悬架-液压互联系统及使用该系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气悬架‑液压互联系统及使用该系统的车辆。本发明通过控制系统同时控制空气悬架系统和液压互联系统，使用高度检测装置检测车辆的左、右侧高度及整体高度并将检测信号反馈给控制系统，控制系统即可控制空气悬架系统和液压互联系统同步升降动作，实现车身姿态调整的协调一致，解决现有液压互联系统和空气悬架系统调节车身姿态相互干涉的问题。

Description

空气悬架-液压互联系统及使用该系统的车辆

技术领域

本发明涉及空气悬架-液压互联系统及使用该系统的车辆。

背景技术

随着国内路况改善以及人们对车辆的需求不断提升，客车作为载客交通工具，对悬架性能及功能的要求进一步提高，不仅对乘坐舒适性及安全性提出要求，且对车身姿态调整功能提出要求；目前电控空气悬架系统已在国内客车得到广泛应用，空气悬架系统的执行机构一端与车桥相连、另一端与车架相连，通过调整车桥和车架之间距离可以实现车身姿态调节功能，但空气悬架较低的侧倾角刚度难以保证客车行驶安全性；为提升车辆的行驶安全性，新型液压互联系统在车辆上得到应用，液压互联系统的执行机构的两端也分别与车桥和车架相连，并可调节车身姿态，但其与电控空气悬架系统共用时，存在车身姿态调节功能干扰问题，即空气悬架系统和液压互联系统的升降动作不同步，造成电控空气悬架无法实现车身姿态调整功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气悬架-液压互联系统，以解决现有空气悬架系统和液压互联系统升降动作不同步、车身姿态调节干涉的技术问题；本发明的目的还在于提供一种使用上述系统的车辆。

为实现上述目的，本发明的空气悬架-液压互联系统采用如下的技术方案：

技术方案1：空气悬架-液压互联系统，包括空气悬架系统和液压互联系统，空气悬架系统和液压互联系统的执行机构分别与车桥和车架连接以调节车桥和车架的相对位置，空气悬架-液压互联系统还包括用于检测车辆的左侧和右侧高度的高度检测装置，还包括分别与高度检测装置、空气悬架系统及液压互联系统控制连接的控制系统，控制系统根据高度检测装置的反馈信号控制空气悬架系统和液压互联系统的执行机构同步动作。

有益效果：本发明通过控制系统同时控制空气悬架系统和液压互联系统，使用高度检测装置检测车辆的左、右侧高度及整体高度并将检测信号反馈给控制系统，控制系统即可控制空气悬架系统和液压互联系统同步升降动作，实现车身姿态调整的协调一致，解决现有液压互联系统和空气悬架系统调节车身姿态相互干涉的问题。

技术方案2：在技术方案1的基础上，液压互联系统的执行机构包括分别用于对应车辆的四个车轮设置的前、后两对液压缸，前、后两对液压缸中，同一对液压缸的一个的有杆腔和无杆腔通过电磁换向阀与另一个的有杆腔和无杆腔选择连通，左右同侧的两个液压缸的有杆腔通过第一输油管路连通，无杆腔通过第二输油管路连通，第一、第二输油管路分别连接有蓄能器，液压互联系统还包括分别与第一、第二输油管路连通的、用于连接油箱和油泵的两条主输油管路，两条主输油管路上在沿朝向液压缸的流向上依次串接有用于换向和切断两条主输油管路的第一电磁阀以及分流和并流两条主输油管路的第二电磁阀，所述控制系统控制连接电磁换向阀以及第一、第二电磁阀。液压互联系统采用全新设计，通过四个电磁阀的切换以及管路等布置，不仅可以实现车身的升降调节、车身的侧跪、车身调平等车身姿态调节，以适应凸凹路面、乘客上下车及车辆转弯等不同使用场景下的使用要求，同时还可在车辆闲置时自动放油以避免油压对系统中的密封元器件的损耗，实现车辆更加安全、舒适及全面的功能，契合人们对车辆越来越多的功能的需求，具有广阔的市场前景。

技术方案3：在技术方案2的基础上，所述高度检测装置有四个，分别用于安装在车架的对应四个车轮的位置。

技术方案4：在技术方案3的基础上，所述高度检测装置为高度传感器。

技术方案5：在技术方案3的基础上，所述高度检测装置为检测四个液压缸的活塞杆伸出长度的长度检测器。

技术方案6：在技术方案2-5任意一项的基础上，两条主输油管路中的至少一个上还设有过滤器。

技术方案7：在技术方案2-5任意一项的基础上，两条主输油管路靠近油箱的一侧连通。

本发明的车辆采用如下的技术方案：

技术方案1：车辆包括车体以及安装在车体上的空气悬架系统和液压互联系统，车体包括车桥和车架，空气悬架系统和液压互联系统的执行机构分别与车桥和车架连接以调节车桥和车架的相对位置，车体上还安装有检测车辆的左侧和右侧高度的高度检测装置，车辆还包括分别与高度检测装置、空气悬架系统及液压互联系统控制连接的控制系统，控制系统根据高度检测装置的反馈信号控制空气悬架系统和液压互联系统的执行机构同步动作。

有益效果：本发明通过控制系统同时控制空气悬架系统和液压互联系统，使用高度检测装置检测车辆的左、右侧高度及整体高度并将检测信号反馈给控制系统，控制系统即可控制空气悬架系统和液压互联系统同步升降动作，实现车身姿态调整的协调一致，解决现有液压互联系统和空气悬架系统调节车身姿态相互干涉的问题。

技术方案2：在技术方案1的基础上，液压互联系统的执行机构包括分别用于对应车辆的四个车轮设置的前、后两对液压缸，前、后两对液压缸中，同一对液压缸的一个的有杆腔和无杆腔通过电磁换向阀与另一个的有杆腔和无杆腔选择连通，左右同侧的两个液压缸的有杆腔通过第一输油管路连通，无杆腔通过第二输油管路连通，第一、第二输油管路分别连接有蓄能器，液压互联系统还包括分别与第一、第二输油管路连通的、用于连接油箱和油泵的两条主输油管路，两条主输油管路上在沿朝向液压缸的流向上依次串接有用于换向和切断两条主输油管路的第一电磁阀以及分流和并流两条主输油管路的第二电磁阀，所述控制系统控制连接电磁换向阀以及第一、第二电磁阀。液压互联系统采用全新设计，通过四个电磁阀的切换以及管路等布置，不仅可以实现车身的升降调节、车身的侧跪、车身调平等车身姿态调节，以适应凸凹路面、乘客上下车及车辆转弯等不同使用场景下的使用要求，同时还可在车辆闲置时自动放油以避免油压对系统中的密封元器件的损耗，实现车辆更加安全、舒适及全面的功能，契合人们对车辆越来越多的功能的需求，具有广阔的市场前景。

技术方案3：在技术方案2的基础上，所述高度检测装置有四个，分别用于安装在车架的对应四个车轮的位置。

技术方案4：在技术方案3的基础上，所述高度检测装置为高度传感器。

技术方案5：在技术方案3的基础上，所述高度检测装置为检测四个液压缸的活塞杆伸出长度的长度检测器。

技术方案6：在技术方案2-5任意一项的基础上，两条主输油管路中的至少一个上还设有过滤器。

技术方案7：在技术方案2-5任意一项的基础上，两条主输油管路靠近油箱的一侧连通。

技术方案8：在技术方案2-5任意一项的基础上，所述油泵位于两条主输油管路的其中一条上。

附图说明

图1为本发明的车辆的具体实施例中的空气悬架-液压互联系统的原理图；也是液压互联系统抗侧倾功能的连接原理图；

图2为液压互联系统的左侧跪功能的连接原理图；

图3为液压互联系统的升高功能的连接原理图；

图4为液压互联系统的调平功能的连接原理图；

图5为液压互联系统的充油功能的连接原理图；

图中：1-左前液压缸，2-右前液压缸，3-左后液压缸，4-右后液压缸，5-第一输油管路，6-第二输油管路，7-第一蓄能器，8-第二蓄能器，9-前电磁换向阀，10-二位四通电磁阀，11-三位四通电磁阀，12-后电磁换向阀，13-油泵，14-油箱，15-高度传感器，16-控制盒，17-功能触发单元，18-信号线，19-第一主输油管路，20-第二主输油管路；21-空气弹簧，22-气路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的车辆的具体实施例，车辆包括车体，车体包括车桥和车架等，车体上安装布置有液压互联系统和空气悬架系统，如图1所示，液压互联系统包括控制盒16及信号线18、功能触发模块、四个液压缸、两个电磁换向阀、一个二位四通电磁阀10、一个三位四通电磁阀11、两个蓄能器、油泵13、油箱14、四个高度传感器15及对应的连接管路等。其中四个液压缸分别对应四个车轮设置，为左前液压缸1、左后液压缸3、右前液压缸2和右后液压缸4，四个液压缸的缸体连接在车架（车身）上、活塞杆连接在车桥上，液压缸具有无杆腔和有杆腔。两个电磁换向阀分为前电磁换向阀9和后电磁换向阀12，分别布置在车体的前后两处，电磁换向阀为二位四通阀，具有两个状态，分别为正连通和交叉反连通。前电磁换向阀9的两个进口分别通过两根油管与左前液压缸1的有杆腔和无杆腔连通，前电磁换向阀9的两个出口分别通过两根油管与右前液压缸2的有杆腔和无杆腔连通；后电磁换向阀12的两个进口分别通过两根油管与左后液压缸3的有杆腔和无杆腔连通，后电磁换向阀12的两个出口分别通过两根油管与右后液压缸4的有杆腔和无杆腔连通。液压互联系统的连接管路还包括两条输油管路，分别为第一输油管路5和第二输油管路6，第一输油管路5上串连有第一蓄能器7，第二输油管路6上串连有第二蓄能器8，第一输油管路5的一端连接在左前液压缸1的无杆腔与前电磁换向阀9的连接油管上、第一输油管路5的另一端连接在左后液压缸3与后电磁换向阀12的连接油管上以实现左侧的两个液压缸的无杆腔的互通；第二输油管路6的一端连接在左前液压缸1的有杆腔与前电磁换向阀9的连接油管上、第二输油管路6的另一端连接在左后液压缸3的有杆腔与后电磁换向阀12的连接油管上以实现左侧两个液压缸的有杆腔的互通。液压互联系统的连接管路还包括两条主输油管路，分别为第一主输油管路19和第二主输油管路20，第一主输油管路19的一端与第一输油管路5连接、另一端与油箱14连接；第二主输油管路20的一端与第二输油管路6连接、另一端与油箱14连接。第一主输油管路19和第二主输油管路20的靠近油箱14的一端也可合并在一起，在靠近第二主输油管路20的靠近油箱14的一侧还串联油泵13，以便提供油压。油泵13的下游的第二主输油管路20上还依次串接有三位四通电磁阀11和二位四通电磁阀10，三位四通电磁阀11和二位四通电磁阀10同时串接在第一主输油管路19和第二主输油管路20上。其中三位四通电磁阀11具有三个工位分别对应三个功能：即第一主输油管路19和第二主输油管路20的正顺序连通、第一主输油管路19和第二主输油管路20的同时断开、第一主输油管路19和第二主输油管路20的交叉连通。二位四通电磁阀10具有两个工位分别对应两个功能：即第一主输油管路19和第二主输油管路20的正顺序连通；第一主输油管路19和第二主输油管路20的上半部分连通、第一主输油管路19的下半部分断开、第二主输油管路20自身连通。四个高度传感器15分别对应四个车轮设置并可检测四个车轮处的车架的高度，并可通过信号线18将信息实时反馈给控制盒16。控制盒16还通过信号线18分别与油泵13、前电磁换向阀9、后电磁换向阀12、二位四通电磁阀10和三位四通电磁阀11控制连接。控制盒16还通过信号线18控制连接有功能触发单元17，功能触发单元17即人机交互的控制按键等输入端。油箱14内或者连接管路上或者各液压控制和执行元器件上还设有过滤器。

空气悬架系统包括四个空气弹簧21，空气弹簧通过气路22与气源连接，空气弹簧的两个活动端分别与车桥和车架连接，前两个空气弹簧通过前空气弹簧电磁阀控制升降、后两个空气弹簧通过后空气弹簧电磁阀控制升降，前空气弹簧电磁阀和后空气弹簧电磁阀还分别通过信号线18与控制盒16控制连接，由控制盒16根据高度传感器15反馈的信息控制空气弹簧电磁阀的动作，本发明的控制盒16通过高度传感器15反馈的信息同时控制空气悬架系统和液压互联系统同步动作，使两个系统之间动作协调一致且无干涉。具体为根据高度传感器检测的车辆左侧、右侧以及整个车身的高度信息，通过控制盒控制空气悬架系统的前、后空气弹簧电磁阀，从而实现空气弹簧的升降动作；同时，通过控制盒控制液压互联系统的相应电磁阀，从而实现液压缸的升降动作，由于控制盒是接收同一套高度传感器反馈的高度信息，因此便于控制空气悬架系统和液压互联系统的同步动作，使得两个系统的执行机构同时升降运动，相互之间没有冲突或干涉，也不会相互阻碍。

本发明的车辆的液压互联系统在使用过程中：

当需要实现车辆的防侧倾功能时，如图1所示，前电磁换向阀9和后电磁换向阀12均切换到交叉互联位、将二位四通电磁阀10切换至正顺序连通位、将三位四通电磁阀11切换至双断开位、油泵13不工作，此时右前液压缸2的有杆腔-左前液压缸1的无杆腔-左后液压缸3的无杆腔-右后液压缸4的有杆腔相互连通；右前液压缸2的无杆腔-左前液压缸1的有杆腔-左后液压缸3的有杆腔-右后液压缸4的无杆腔相互连通，各个液压缸的活塞在两侧压力平衡时达到平衡状态，不会大范围移动，确保车辆不会侧倾，但是由于第一蓄能器7和第二蓄能器8的存在，使得系统中存在一定的弹性；

当需要实现车辆的左侧跪功能时（例如乘客需要在左侧上下车），如图2所示，前电磁换向阀9和后电磁换向阀12均切换到交叉互联位、将二位四通电磁阀10切换至正顺序连通位、将三位四通电磁阀11切换至正顺序连通位、油泵13工作，油箱14中的液压油经过油泵13抽吸后沿第二主输油管路20-三位四通电磁阀11-二位四通电磁阀10流动，之后分为两路，一路沿连接油管分两路分别进入左前液压缸1的有杆腔和右前液压缸2的无杆腔、另一路经过第二输油管路6与连接管路后分为两路分别进入左后液压缸3的有杆腔和右后液压缸4的无杆腔；其中左前液压缸1的活塞上移挤压无杆腔，其无杆腔的液压油经过第一输油管路5-第一主输油管路19-二位四通电磁阀10-三位四通电磁阀11回流至油箱14内；左后液压缸3的活塞上移挤压其无杆腔，其无杆腔内的液压油经过第一输油管路5-第一主输油管路19-二位四通电磁阀10-三位四通电磁阀11回流至油箱14内；右前液压缸2的活塞下移挤压有杆腔，其有杆腔中的液压油经过连接油管-前电磁换向阀9-第一输油管路5-第一主输油管路19-二位四通电磁阀10-三位四通电磁阀11回流至油箱14内；右后液压缸4中的活塞下移挤压其有杆腔，其有杆腔中的液压油经过连接油管-后电磁换向阀12-第一输油管路5-第一主输油管路19-二位四通电磁阀10-三位四通电磁阀11回流至油箱14内；以上看出左侧的液压缸的活塞上移，即对应的缸体下移，右侧的液压缸的活塞下移，即对应的缸体上移，使得车架左侧下降右侧上升，实现车身的左侧跪，方便乘客上下车；

当需要实现车辆的车身（底盘）升高时（例如经过凹凸不平的路面），如图3所示，前电磁换向阀9、后电磁换向阀12、二位四通电磁阀10均切换至正顺序连通位，三位四通电磁阀11切换至交叉连通位、油泵13工作，油箱14中的液压油经油泵13加压通过第二主输油管路20与第一输油管路5连通，然后分为两路，一路分别与左前、右前液压缸2的无杆腔连通，另一路分别与左后、右后液压缸4的无杆腔连通，使得四个液压缸的活塞下移、缸体上移，四个液压缸的有杆腔均受到挤压，液压油均经过第二输油管路6-第一主输油管路19流回油箱14中，从而实现车身（底盘）的整体升高；当需要实现车辆的车身（底盘）降低时（例如通过凹凸不平路面后），三位四通电磁阀11调整至正顺序连通位，原理与上述类似，不再赘述；

当车身需要调平时，如图4所示，前电磁换向阀9和后电磁换向阀12切换至交叉连通位、二位四通电磁阀10切换至第一主输油管路19上下部分断开-第二主输油管路20与第一主输油管路19互联-第二主输油管路20上下连通位、三位四通电磁阀11切换至双断开位、油泵13不工作，此时四个液压缸的有杆腔和无杆腔均相互连通，使得四个液压缸的活塞处于同一高度，实现车身的调平功能；

当需要充油时，如图5所示，前电磁换向阀9和后电磁换向阀12切换至交叉连通位、二位四通电磁阀10切换至第一主输油管路19上下部分断开-第二主输油管路20与第一主输油管路19互联-第二主输油管路20上下连通位、三位四通电磁阀11切换至正顺序连通位、油泵13工作，油箱14中的液压油经过三位四通电磁阀11-二位四通电磁阀10后分别经过第一输油管路5和第二输油管路6为四个液压缸的有杆腔和无杆腔供油，直至充满；

当车辆需要停放时，为了防止系统中的密封元件损耗，需要先将系统中的液压油放回油箱14，此时与充油时的不同之处在于，油泵13不工作、三位四通电磁阀11切换至交叉连通位、二位四通电磁阀10切换至正顺序连通位，系统内的油压即可驱动液压缸和管路中的液压油流回油箱14中。

在其他实施例中：车辆上使用的液压互联系统也可替换为现有技术的其他液压互联系统，并通过控制盒控制该液压互联系统和空气悬架系统同步动作即可；高度传感器也可替换为与液压缸一体设置的长度传感器，以检测液压缸的活塞杆伸出长度，从而推算出车身的高度变化；第一输油管路和第二输油管路的两端也可连接在电磁换向阀与右侧液压缸之间的连接油管上。

本发明的液压互联系统的实施例与本发明的车辆的各实施例中的液压互联系统的各实施例相同，不再赘述。

Claims (13)

1.空气悬架-液压互联系统，包括空气悬架系统和液压互联系统，空气悬架系统和液压互联系统的执行机构分别与车桥和车架连接以调节车桥和车架的相对位置，其特征是，空气悬架-液压互联系统还包括用于检测车辆的左侧和右侧高度的高度检测装置，还包括分别与高度检测装置、空气悬架系统及液压互联系统控制连接的控制系统，控制系统根据高度检测装置的反馈信号控制空气悬架系统和液压互联系统的执行机构同步动作；液压互联系统的执行机构包括分别用于对应车辆的四个车轮设置的前、后两对液压缸，前、后两对液压缸中，同一对液压缸的一个的有杆腔和无杆腔通过电磁换向阀与另一个的有杆腔和无杆腔选择连通，左右同侧的两个液压缸的有杆腔通过第一输油管路连通，无杆腔通过第二输油管路连通，第一、第二输油管路分别连接有蓄能器，液压互联系统还包括分别与第一、第二输油管路连通的、用于连接油箱和油泵的两条主输油管路，两条主输油管路上在沿朝向液压缸的流向上依次串接有用于换向和切断两条主输油管路的第一电磁阀以及分流和并流两条主输油管路的第二电磁阀，所述控制系统控制连接电磁换向阀以及第一、第二电磁阀。

2.根据权利要求1所述的空气悬架-液压互联系统，其特征是，所述高度检测装置有四个，分别用于安装在车架的对应四个车轮的位置。

3.根据权利要求2所述的空气悬架-液压互联系统，其特征是，所述高度检测装置为高度传感器。

4.根据权利要求2所述的空气悬架-液压互联系统，其特征是，所述高度检测装置为检测四个液压缸的活塞杆伸出长度的长度检测器。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的空气悬架-液压互联系统，其特征是，两条主输油管路中的至少一个上还设有过滤器。

6.根据权利要求2-4任意一项所述的空气悬架-液压互联系统，其特征是，两条主输油管路靠近油箱的一侧连通。

7.车辆，包括车体以及安装在车体上的空气悬架系统和液压互联系统，车体包括车桥和车架，空气悬架系统和液压互联系统的执行机构分别与车桥和车架连接以调节车桥和车架的相对位置，其特征是，车体上还安装有检测车辆的左侧和右侧高度的高度检测装置，车辆还包括分别与高度检测装置、空气悬架系统及液压互联系统控制连接的控制系统，控制系统根据高度检测装置的反馈信号控制空气悬架系统和液压互联系统的执行机构同步动作；液压互联系统的执行机构包括分别对应车辆的四个车轮设置的前、后两对液压缸，前、后两对液压缸中，同一对液压缸的一个的有杆腔和无杆腔通过电磁换向阀与另一个的有杆腔和无杆腔选择连通，左右同侧的两个液压缸的有杆腔通过第一输油管路连通，无杆腔通过第二输油管路连通，第一、第二输油管路分别连接有蓄能器，液压互联系统还包括分别与第一、第二输油管路连通的、用于连接油箱和油泵的两条主输油管路，两条主输油管路上在沿朝向液压缸的流向上依次串接有用于换向和切断两条主输油管路的第一电磁阀以及分流和并流两条主输油管路的第二电磁阀，所述控制系统控制连接电磁换向阀以及第一、第二电磁阀。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征是，所述高度检测装置有四个，分别安装在车架的对应四个车轮的位置。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征是，所述高度检测装置为高度传感器。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征是，所述高度检测装置为检测四个液压缸的活塞杆伸出长度的长度检测器。

11.根据权利要求7-10任意一项所述的车辆，其特征是，两条主输油管路中的至少一个上还设有过滤器。

12.根据权利要求7-10任意一项所述的车辆，其特征是，两条主输油管路靠近油箱的一侧连通。

13.根据权利要求7-10任意一项所述的车辆，其特征是，所述油泵位于两条主输油管路的其中一条上。