CN112644240A - 一种自动升降的挂车用悬架系统 - Google Patents

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陈维伟
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Abstract

本发明公开了一种自动升降的挂车用悬架系统，具体包括车架、抬升装置、液压系统、支撑架、车轴和控制系统。所述抬升装置包括支撑板、弹簧、螺旋杆、螺旋轴、上横臂、平面轴承、下横臂，所述上横臂和下横臂一端与车架铰接，另一端与车轴铰接；所述液压系统包括液压马达、液压泵、电机、液压油箱，液压系统安装在支撑架上；所述支撑架与车架焊接；包括升降控制系统，将悬架按照牵引车悬架抬升规律抬升挂车悬架。其目的是为了提供一种随路面自动变化高度的挂车悬架系统，满足挂车对稳定性、平顺性的要求，实现挂车悬架的智能抬升和下落。

Description

一种自动升降的挂车用悬架系统
技术领域
本发明涉及挂车领域，特别是涉及一种适用于自动升降的挂车用悬架系统。
背景技术
国内外关于双横臂独立悬架系统的研究已经比较丰富，但对于大型挂车领域的悬架系统研究较少。大型挂车具有车速慢、运载大的特点，往往用于高重量货物的运输，例如钢卷、角钢、盘圆等，对悬架系统的要求更高，当挂车一侧遇到障碍物，例如凹坑或者障碍物时，会使挂车左右失衡，造成严重的安全隐患，但国内外对于挂车悬架的研究较少，特别是对挂车高度有调节要求的悬架研究更少，现有的双横臂独立悬架不能满足挂车对稳定性、平顺性的要求，更不必说能够实现智能抬升和下落。
发明内容
(解决的技术问题)本发明针对上述现有技术不足和挂车使用工况的特点，提供一种自动升降的挂车用悬架系统，能够满足挂车对稳定性、平顺性的要求，保证挂车在一侧遇到障碍物时平稳前进，实现悬架高度的智能控制。
(技术方案)为了实现上述目的，本专利采用以下技术方案。
本发明自动升降的挂车用悬架系统，包括车架、抬升装置、液压系统、支撑架和车轴。抬升装置包括横臂、下横臂、支撑板、弹簧、螺旋杆、螺旋轴；液压系统包括液压马达、液压泵、液压油箱、电机。
本发明自动升降的挂车用悬架系统，所述抬升装置中，支撑板通过螺栓螺母与车架连接，螺旋杆与支撑板焊接；螺旋杆下方与螺旋轴通过螺纹连接；弹簧位于弹簧杆外侧，弹簧上端与支撑板焊接，弹簧下端与下横臂焊接；下横臂上安装平面轴承，螺旋杆从中间穿过；上横臂和下横臂一端与车架铰接，另一端与车轴铰接；螺旋轴下方连接液压系统。
本发明自动升降的挂车用悬架系统，所述液压系统，包括液压马达、液压泵、液压油箱和电机，电机控制液压泵将液压油箱的油液压入液压马达，液压马达另一端与液压油箱连通；液压马达、液压泵、液压油箱和电机通过螺栓螺母固定在支撑架上，所述支撑架焊接在车架上。
本发明自动升降的挂车用悬架系统，其控制系统主要包括定位测距模块，信息处理模块和悬架抬升模块，所述定位测距模块位于牵引车悬架处，主要包括距离传感器和高度信息输出装置，二者用来监控牵引车悬架高度的变化，牵引车悬架在短时间发生高度大幅变化时，高度信息输出装置将距离传感器传递来的高度信息整合传递到信息处理模块；所述信息处理模块，包括中央CPU，接受来自定位测距模块输出的高度变化信息，通过车身速度，判断牵引车遇到障碍物的时间，将高度信息处理后传递到悬架抬升模块；所述悬架抬升模块位于挂车悬架处，接受来自信息处理模块的信息，控制电动机转动，按照规律将悬架抬升或落下，实现悬架高度控制；在车辆经过平稳路面时，电机不会运转，悬架正常运作。
本发明自动升降的挂车用悬架系统，所述控制系统实现步骤为：步骤1、牵引车在经过凹坑或者障碍物时，位于牵引车悬架上的距离传感器悬架抬升、下落高度随时间变化的信息通过高度信息输出装置传递到中央CPU；步骤2、中央CPU根据汽车所处的速度水平，判断挂车车轮路过凹坑或者障碍物时，所需要的时间；步骤3、中央CPU在做出判断后，将高度信息处理后，控制位于挂车悬架上的电机转动，将悬架按照牵引车悬架抬升规律抬升挂车悬架。
(有益效果)本发明提供了一种自动升降的挂车用悬架系统。具备以下有益效果：
本发明自动升降的挂车用悬架系统采用双横臂式独立悬架，保证挂车获得良好的整车性能，使用液压马达、螺旋杆、螺旋轴的连接，实现车辆良好的减震性能，实现小流量控制大承重悬架的自动抬升和下落，保证车载货物的安全运输。
附图说明
附图1是挂车悬架结构示意图。
附图2是液压系统安装示意图。
附图3是悬架控制系统示意图。
附图4是牵引车悬架高度输出曲线例图。
附图5是生成的对应挂车悬架位移例图。
图中1车架、2抬升装置、2-1支撑板、2-2弹螺旋杆、2-3弹簧、2-4上横臂、2-5螺旋轴、2-6平面轴承、2-7下横臂、3液压系统、3-1液压马达、3-2液压泵、3-3液压油箱、3-4电机、4-支撑架、5-车轴。
具体实施方式
一种自动升降的挂车用悬架系统，参见附图1和附图2：包括车架1、抬升装置2和车轴5，抬升装置包括支撑板2-1、螺旋杆2-2、弹簧2-3、上横臂2-4、螺旋轴2-5、平面轴承2-6和下横臂2-7，所述支撑板2-1上端通过螺栓螺母与车架1连接，下端与螺旋杆2-2焊接，所述上横臂2-4和下横臂2-7一端与车架1铰接，另一端与车轴5铰接，所述弹簧2-3安装在螺旋杆2-2外侧，弹簧2-3一端与支撑板焊接，另一端与下横臂2-7焊接，所述平面轴承2-6安装在2-7下横臂上，所述螺旋轴2-5穿过平面轴承2-6通过螺纹与螺旋杆2-2连接。
一种自动升降的挂车用悬架系统，参见附图1和附图2：包括液压系统3和支撑架4，液压系统包括液压马达3-1、液压泵3-2、液压油箱3-3和电机3-4，支撑架4焊接在车架1上，液压马达3-1、液压泵3-2、液压油箱3-3和电机3-4通过螺栓螺母安装固定在支撑架4上，电机3-4转动驱动液压泵3-2将液压油箱3-3的油液压入液压马达3-1中，使液压马达3-1带着螺旋轴2-5转动，通过螺纹连接，将旋转运动转化为直线运动，使螺旋杆2-2上升。
一种自动升降的挂车用悬架系统，控制系统参见附图3：控制系统包括定位测距模块，信息处理模块和悬架抬升模块，定位测距模块位于牵引车悬架处，主要包括距离传感器和高度信息输出装置，二者用来监控牵引车悬架高度的变化，牵引车悬架在短时间发生高度大幅变化时，高度信息输出装置将距离传感器传递来的高度信息整合传递到信息处理模块；信息处理模块，包括中央CPU，接受来自定位测距模块输出的高度变化信息，通过车身速度，判断牵引车遇到障碍物的时间，将高度信息处理后传递到悬架抬升模块；悬架抬升模块位于挂车悬架处，接受来自信息处理模块的信息，控制电动机转动，按照规律将悬架抬升或落下，实现悬架高度控制；在车辆经过平稳路面时，电机不会运转，悬架正常运作。
一种自动升降的挂车用悬架系统，控制系统参见附图4和附图5：当信息处理模块接受到定位测速模块的信息，判断前方有障碍物存在，生成牵引车车轮处悬架高度曲线如图4所示，信息处理模块会生成挂车悬架位移曲线如图5所示，并且发出信息到悬架抬升模块，通过控制电机3-4的转动，控制悬架按照图5的位移规律抬升高度，保证挂车的两边位于同一高度水平，保证货物的运送安全。
在设计阶段，以车轮定位参数变化尽量小、抬升时高度波动尽量小为优化目标，通过调节电机转动速度、悬架承重和悬架抬升高度之间的关系，实现转速在要求范围内满足调高要求，并且使悬架系统获得良好的运动特性，保证整车良好的操纵稳定性。
本发明适用于挂车用高承重底盘，底盘获得良好的操纵稳定性和行驶平顺性，尤其在底盘一侧不平的特殊路况，控制底盘在高度上的平衡，进而实现货物的安全运输，提高了挂车对复杂路面的适应性。
工作原理：在汽车正常运行时，电机3-4不会转动，控制系统处于监控状态，此时弹簧2-3的震动，通过螺旋杆2-2传递到螺旋轴2-5，螺旋轴2-5转动，使液压马达3-1中的油液运动，将弹性势能转化为油液的内能耗散，实现减震效果。当牵引车一侧遇到障碍物，控制系统开始工作，定位测速模块生成牵引车悬架高度变化曲线，信息处理模块通过生成挂车悬架位移曲线，并且发出信息到悬架抬升模块，当需要抬升悬架使，电机3-4转动，液压泵3-2将液压油箱3-3中的油液输送到液压马达3-1中，带动螺旋轴2-5转动，螺旋轴2-5通过螺纹传动带动螺旋杆2-2上升，通过支撑板2-1实现悬架的抬升；需要悬架下落时，电机3-4减慢转动速度直到停止转动，减少液压马达3-1中的油压，支撑板2-1压着螺旋杆2-2，使螺旋杆2-2旋转下落，实现悬架的下落，实现悬架高度按照信息处理模块生成的位移曲线变化，保持挂车左右平衡。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对发明的技术方案所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权力要求书确定的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动升降的挂车用悬架系统，其特征在于：包括车架、抬升装置、液压系统、支撑架和车轴，抬升装置具体包括上横臂、下横臂、支撑板、弹簧、螺旋杆、螺旋轴，所述上横臂一端与车架铰接，一端与车架铰接；所述下横臂端与车架铰接，一端与车架铰接。
2.一种自动升降的挂车用悬架系统，控制系统主要包括定位测距模块，信息处理模块和悬架抬升模块，其特征在于：
定位测距模块位于牵引车悬架处，主要包括距离传感器和高度信息输出装置，二者用来监控牵引车悬架高度的变化，牵引车悬架在短时间发生高度大幅变化时，高度信息输出装置将距离传感器传递来的高度信息整合传递到信息处理模块。
信息处理模块，包括中央CPU，接受来自定位测距模块输出的高度变化信息，通过车身速度，判断牵引车遇到障碍物的时间，将高度信息处理后传递到悬架抬升模块。
悬架抬升模块位于挂车悬架处，接受来自信息处理模块的信息，控制电动机转动，按照规律将悬架抬升或落下，实现悬架高度控制。
在车辆经过平稳路面时，电机不会运转，悬架正常运作。
3.根据权利要求1所述的一种自动升降的挂车用悬架系统，其特征在于：包括液压系统，螺旋杆通过液压马达提供动力；下横臂和螺旋杆之间安装平面轴承。
4.根据权利要求1所述的一种自动升降的挂车用悬架系统，其特征在于，弹簧位于螺旋杆外侧，上端与支撑板焊接，下端与下横臂焊接。
5.根据权利要求1所述的一种自动升降的挂车用悬架系统，其特征在于，螺旋杆上方与支撑板焊接，支撑板通过螺栓螺母与车架连接。
6.根据权利要求3所述的一种自动升降的挂车用悬架系统，其特征在于：液压马达、液压泵、液压油箱、电机都安装在支撑架上。
7.根据权利要求4所述的一种自动升降的挂车用悬架系统，其特征在于：所述支撑架焊接在车架上。
8.根据权利要求2所述的一种自动升降的挂车用悬架系统，其特征在于，控制系统的实现包括以下步骤：
步骤1、牵引车在经过凹坑或者障碍物时，位于牵引车悬架上的距离传感器悬架抬升、下落高度随时间变化的信息通过高度信息输出装置传递到中央CPU。
步骤2、中央CPU根据汽车所处的速度水平，判断挂车车轮路过凹坑或者障碍物时，所需要的时间。
步骤3、中央CPU在做出判断后，将高度信息处理后，控制位于挂车悬架上的电机转动，将悬架按照牵引车悬架抬升规律抬升挂车悬架。
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