懸掛閥、油氣懸架系統及工程車輛的製作方法

2023-05-19 06:31:46

專利名稱：懸掛閥、油氣懸架系統及工程車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種懸掛閥。此外，本發明還涉及一種包括所述懸掛閥的油氣懸架系 統及工程車輛。
背景技術：
油氣懸架系統廣泛地用於各種流動式工程機械，例如輪式裝卸車、礦山自卸車、輪 式挖掘機以及流動式起重機等。現有的油氣懸架系統主要通過懸架油缸和蓄能器組合、懸架油缸和蓄能器加懸掛 閥組合等模式實現，各個廠家基本採用懸架油缸和蓄能器加懸掛閥組合等模式。參見圖1， 其中每個車橋A的兩側對稱設置有懸架油缸7、10，懸架油缸7、10的上端鉸接在車架F或車 身上，下端鉸接在相應的車橋A上，每對懸架油缸7、10之間連接有配套的懸掛閥8、9和蓄 能器4、5。現有的懸架技術如專利CN 101618669A，其採用二位二通閥控制同側懸架油缸無 杆腔與蓄能器連通關係，以實現懸架系統的剛性柔性轉換，其中所謂剛性狀態是指懸架油 缸僅由某一桿腔承受整車重量，切斷了油缸有無杆腔與減震元件蓄能器的連通，而柔性狀 態則相反；剛性狀態一般是在車輛吊載行駛(例如流動式起重機吊運重物)和車輛完全熄 火和斷電工況下使用，其餘工況一般使用柔性狀態。每個懸架油缸的有杆腔與其相對側的 蓄能器連通，以獲得較大的側傾剛度，通過二位二通閥控制壓力油路和回油油路分別與懸 架油缸無杆腔之間的連通關係，以實現車身的升降控制，所有中部車軸的油氣懸架迴路與 後軸油氣懸架控制迴路為一個升降控制組，以實現車身的調平操作，其實質是通過懸掛閥 與懸架油缸和蓄能器連接這種通用模式實現懸架功能。但是，這種現有的油氣懸架技術採用二位二通閥進行剛柔性轉換受到懸架油缸所 承受車載影響，在剛性狀態時懸架系統存在不能有效鎖止的情況，在柔性狀態時所述二位 二通閥直接承受車載壓力，因為二位二通閥承受的液壓壓力和氣壓壓力比較大，在氣壓壓 力發生變化時，存在將柔性自動轉換為剛性的可能性。此外，該懸掛閥優先使得懸架升高， 造成其懸掛閥邏輯關係複雜，要實現提升功能所用液壓元件必須增多，這同樣增加了邏輯 控制難度。因此，需要一種新型的懸掛閥，以克服現有技術的上述缺點。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種懸掛閥，該懸掛閥能夠保證剛柔性工況穩 定，並能夠實現懸掛閥的主要功能，同時其控制能力強，控制邏輯關係簡單，工作可靠。本發明還要提供一種油氣懸架系統，該油氣懸架系統能夠保證剛柔性工況穩定， 並且控制能力強，控制邏輯關係簡單，工作可靠。此外，本發明還要提供一種工程車輛，該工程車輛的油氣懸架系統能夠保證剛柔 性工況穩定，並且控制能力強，控制邏輯關係簡單，工作可靠。
為解決上述技術問題，本發明提供一種懸掛閥，其中，該懸掛閥包括進油開關鎖 止閥，該進油開關鎖止閥連接在所述懸掛閥的進油口和第二接口之間；回油開關鎖止閥，該 回油開關鎖止閥連接在所述懸掛閥的回油口和第一接口之間；差壓傳感邏輯控制元件組， 該差壓傳感邏輯控制元件組包括邏輯梭閥、差壓傳感鎖止閥以及先導控制閥，其中所述邏 輯梭閥的進油口分別連接所述第一接口和所述懸掛閥的蓄能器接口，所述蓄能器接口經由 所述差壓傳感鎖止閥的一側腔室連接於所述第二接口，並且該差壓傳感鎖止閥的一側腔室 還連接於所述第一接口，當所述差壓傳感鎖止閥鎖止時，所述蓄能器接口與所述第一接口 油路斷開，該差壓傳感鎖止閥的另一側腔室經由所述先導控制閥連接於所述邏輯梭閥的出 油口和所述回油口，所述先導控制閥選擇性地使得所述差壓傳感鎖止閥的另一側腔室與所 述邏輯梭閥的出油口或回油口連通，並且該先導控制閥的先導控制口連接於所述懸掛閥的 控制接口。本發明還提供一種油氣懸架系統，其中，該油氣懸架系統包括至少一對上述懸掛 閥，該至少一對懸掛閥各自連接有配套的左側懸架油缸組和右側懸架油缸組，其中所述左 側懸架油缸組中的各個左側懸架油缸的有杆腔相互連通，並且各個左側懸架油缸的無杆腔 也相互連通，所述右側懸架油缸組中的各個右側懸架油缸的有杆腔相互連通，並且各個右 側懸架油缸的無杆腔也相互連通，其中所述一對懸掛閥中的左側懸掛閥的第一接口與所述 左側懸架油缸組中的各個左側懸架油缸的無杆腔連通，第二接口與所述右側懸架油缸組中 的各個右側懸架油缸的有杆腔連通，所述一對懸掛閥中的右側懸掛閥的第一接口與所述右 側懸架油缸組中各個右側懸架油缸的無杆腔連通，第二接口與所述左側懸架油缸組中的各 個左側懸架油缸的有杆腔連通，所述左側懸掛閥和右側懸掛閥的蓄能器接口分別連接於左 側蓄能器和右側蓄能器。此外，本發明還提供一種工程車輛，該工程車輛包括上述油氣懸架系統。通過本發明的上述技術方案，本發明通過有效的油路設計實現了車橋懸架系統優 先提升功能；通過運用差壓傳感邏輯控制元件組更為可靠地實現了懸架系統剛柔性工況 的長久保持和剛柔性工況可靠的快速轉換；同時有效減少了車橋懸架系統懸掛閥的各種 元件，避免了現有技術所造成控制複雜、邏輯關係複雜等問題、提高了懸架系統控制的簡便 性。有關本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式
部分予以詳細說明。


附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的具體實施方式
一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中圖1是現有技術的油氣懸架系統的結構示意圖；圖2是本發明具體實施方式
的懸掛閥的原理示意圖；圖3是懸掛閥應用在油氣懸架系統中的一種常規安裝形式的原理示意圖；圖4是本發明具體實施方式
的懸掛閥的一種新型連接結構的示意圖；以及圖5是本發明具體實施方式
的油氣懸架系統的分組布置結構的示意圖。附圖標記說明1 壓力油源2 PLC或微機控制單元3 油箱4 前右側蓄能器
5前左側蓄能器6位置傳感器7前左側懸架油缸8前左側懸掛閥9前右側懸掛閥10前右側懸架油缸11位置傳感器12位置傳感器13後左側懸架油缸14前左側懸掛閥15後左側蓄能器16後右側懸掛閥17後右側蓄能器18後右側懸架油缸19位置傳感器20電控氣動閥21回油開關鎖止閥22進油開關鎖止閥23邏輯梭閥24差壓傳感鎖止閥25先導控制閥Al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進油口T回油口W車輪 G車輛重心F車架 re前車橋組BG後車橋組A車橋
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的具體實施方式
僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。需要說明的是，在下文為闡述清楚方便而使用的方位詞，例如前左側、前右側、後 左側、後右側等均與油氣懸架系統實際安裝到工程車輛的方位相同，其不構成對本發明保 護範圍的限制。參見圖1，圖1顯示了懸掛閥在油氣懸架系統中的一般安裝形式，其中，每個車橋A 的兩側對稱設置有懸架油缸7，10，懸架油缸7，10的上端鉸接在車架F或車身上，下端鉸接 在相應的車橋A上，每對懸架油缸7，10之間連接有配套的懸掛閥8，9和蓄能器4，5。圖2顯示了本發明具體實施方式
的懸掛閥，該懸掛閥包括進油開關鎖止閥22，該 進油開關鎖止閥22連接在所述懸掛閥的進油口 P和第二接口 A2之間，第二接口 A2用於連 接懸架油缸的有杆腔；回油開關鎖止閥21，該回油開關鎖止閥21連接在所述懸掛閥的回油 口 T和第一接口 Al之間，第一接口 Al用於連接懸架油缸的無杆腔；差壓傳感邏輯控制元件 組，該差壓傳感邏輯控制元件組包括邏輯梭閥23、差壓傳感鎖止閥M以及先導控制閥25， 其中邏輯梭閥23的出油口分別連接第一接口 Al和所述懸掛閥的蓄能器接口 SP，所述蓄能 器接口 SP經由差壓傳感鎖止閥M的一側腔室連接於第二接口 A2，並且該差壓傳感鎖止閥 24的一側腔室還連接於第一接口 Al，當所述差壓傳感鎖止閥M鎖止時，所述蓄能器接口 SP 與所述第一接口 Al油路斷開，該差壓傳感鎖止閥M的另一側腔室經由先導控制閥25連接 於邏輯梭閥23的出油口和回油口 T，先導控制閥25選擇性地使得差壓傳感鎖止閥M的另 一側腔室與所述邏輯梭閥23的出油口或所述回油口 T連通，並且該先導控制閥25的先導控制口連接於所述懸掛閥的控制接口 X。其中，回油開關鎖止閥21採用電控電磁閥實現回油開啟和鎖止功能；進油開關鎖 止閥22採用電控電磁閥實現進油開啟和鎖止功能；邏輯梭閥23實現懸架油缸有無杆腔的 壓力邏輯對比；差壓傳感鎖止閥M實現懸架油缸有無杆腔的壓力差壓傳感和連通鎖止；先 導控制閥25實現懸架油缸有無杆腔的連通與鎖止。邏輯梭閥23、差壓傳感鎖止閥M以及 先導控制閥25形成差壓傳感邏輯控制元件組。優選地，先導控制閥25為氣控式先導控制閥，所述懸架閥的控制接口 X連接於壓 力氣體源。參見圖3，圖3顯示了本發明的懸掛閥的一種常規安裝形式，圖3的懸架系統包括 油源UPLC或微機控制單元2、油箱3、蓄能器4,5,15，17、懸掛油缸7，10，13，18、懸掛閥8， 9，14，16、位置傳感器6，11，12，19等元件。圖3所示的該種油氣懸架系統採用公知的交叉 安裝形式，每對懸架油缸(例如前左側懸架油缸7和前右側懸架油缸10 ；以及後左側懸架 油缸13和後右側懸架油缸18)配設有一對懸掛閥，其中交叉連接關係是公知的，並且相應 的控制邏輯關係也是本領域技術人員熟知的，對此不再贅述，其主要通過根據各種工況由 PLC或微機控制單元2對懸掛閥和油路走向進行控制來實現車輛懸架油缸的伸出和縮回或 者調平位置鎖定，進而滿足車輛的各種懸架需求。圖4顯示了採用本發明的懸架閥的一種更新型的油氣懸架系統的安裝形式(上述 公知的交叉安裝形式的接口連接關係也可以參照該安裝形式)。參見圖4，該油氣懸架系統包括至少一對上述懸掛閥，該至少一對懸掛閥連接有配 套的左側懸架油缸組和右側懸架油缸組，其中所述左側懸架油缸組中的各個左側懸架油缸 7的有杆腔相互連通，並且各個左側懸架油缸7的無杆腔也相互連通，所述右側懸架油缸組 中的各個右側懸架油缸10的有杆腔相互連通，並且各個右側懸架油缸10的無杆腔也相互 連通，其中所述一對懸掛閥中的左側懸掛閥8的第一接口 Al與所述左側懸架油缸組中的各 個左側懸架油缸7的無杆腔連通，第二接口 A2與所述右側懸架油缸組中的各個右側懸架油 缸10的有杆腔連通，所述一對懸掛閥中的右側懸掛閥的第一接口 Al與所述右側懸架油缸 組中各個右側懸架油缸10的無杆腔連通，第二接口 A2與所述左側懸架油缸組中的各個左 側懸架油缸7的有杆腔連通，所述左側懸掛閥和右側懸掛閥的蓄能器接口 SP分別連接於左 側蓄能器5和右側蓄能器4。參見圖4，懸掛閥的第一接口 Al連接懸架油缸的無杆腔，第二接口 A2連接懸架油 缸的有杆腔，蓄能器接口 SP連接蓄能器，P為進油口，T為回油口，控制接口 X連接氣控氣 源。優選地，控制接口 X通過電控氣動閥20連接於壓力氣源。當P 口壓力油通過進油開關鎖止閥22與第二接口 A2連通懸架油缸的有杆腔，此 時T 口回油通過回油開關鎖止閥21與第一接口 Al連通懸架油缸的無杆腔，從而實現了懸 架油缸的優先回縮功能，即實現了車橋懸架系統的優先提升功能。當進油開關鎖止閥22與回油開關鎖止閥21實現鎖止，控制接口 X接通壓力氣源， 使先導控制閥25將差壓傳感鎖止閥M的控制口接到油箱3，懸架油缸的有無杆腔壓力同時 推動差壓傳感鎖止閥M連通懸架油缸的有杆腔、無杆腔以及蓄能器，當氣壓發生變化時仍 能穩定、直接地實現懸架系統的柔性功能。
當進油開關鎖止閥22與回油開關鎖止閥21實現鎖止，使得控制接口 X接通大氣 氣源，使先導控制閥25將差壓傳感鎖止閥M的控制口接到懸架油缸的有杆腔和無杆腔，懸 架油缸的有杆腔和無杆腔壓力同時作用從而不能推動差壓傳感鎖止閥M，從而使懸架油缸 的無杆腔和有杆腔與蓄能器兩條油路同時關閉，因此穩定、可靠地實現懸架系統的剛性功 能。在上述油氣懸架系統的安裝形式中，由於其包括左側懸架油缸組和右側懸架油缸 組，對此可以根據車輛的重心位置實現車輛前後懸架油缸的分組。參見圖5，顯示了五車橋車輛根據車輛重心位置的油氣懸架系統的分組布置結構， 其中車輛重心位置G(即車輛的質心位置)位於前橋分組re與後橋分組BG之間，前橋分組 FG包括兩個車橋，後橋分組BG包括三個車橋，也就是說，後橋分組BG的車橋數量比前橋分 組re的車橋數量多一個車橋。更具體地，本發明的油氣懸架系統的分組布置結構的主要技 術構思為所述油氣懸架系統的懸架油缸的上端鉸接在車架或車身上，下端鉸接在相應的 車橋上(即每個車橋的兩側對稱布置有懸掛油缸)，其中，所述車橋包括前橋分組re和後橋 分組BG，所述車輛的重心位置G位於所述前橋分組re與後橋分組BG之間，並且所述後橋分 組BG的車橋數量等於所述前橋分組re的車橋數量，或者僅僅比所述前橋分組re的車橋數 量多一個車橋。這樣，在油氣懸架系統採用上述分組布置結構後，可以將相應的前左側懸架 油缸組和前右側懸架油缸組採用圖4所示的一對懸架閥進行安裝，類似地，後左側懸架油 缸組和後右側懸架油缸組也可以採用圖4所示的一對懸架閥進行安裝。也就是說，其功能 的實現如同參照圖4所述，其同時實現了懸掛系統剛柔性切換功能的控制，而控制的對象 由單懸架油缸變為分組懸架油缸。由上描述可見，本發明通過有效的油路設計實現了車橋懸架系統優先提升功能； 通過運用差壓傳感邏輯控制元件組更為可靠的實現了懸架系統剛柔性工況的長久保持和 剛柔性工況可靠的快速轉換；有效減少了車橋懸架系統懸掛閥的各種元件，避免了現有技 術所造成控制複雜、邏輯關係複雜等問題、提高了懸架系統控制的簡便性。此外，在優選實 施方式下，通過增加電控氣動閥20，實現了懸掛閥的控制接口 X的氣壓控制，同時實現了懸 掛系統剛柔性切換功能的控制，其控制的對象由單懸架油缸變為分組懸架油缸，從而控制 接口更加簡單，控制更加方便。同時，本發明的懸架系統採用左右交叉控制連接，前後根據車輛重心位置進行前 後分組，更好地對工程車輛的車架和車身進行支撐，實現了懸架系統的軸荷平衡功能，並有 利於快速調平功能的實現。需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特徵，可以通過任 何合適的方式進行任意組合，其同樣落入本發明所公開的範圍之內。另外，本發明的各種不 同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本 發明所公開的內容。以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實 施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。例如，可以將PLC或微機控制單元2可以 採用單片機、電子元件等別的控制元件構成；先導控制閥的控制方式可通過電控、氣控和液 控等方式實現；在對懸架油缸進行前後分組的情形下，通過將前後分組中的懸架油缸的有杆腔相互連通並使得無杆腔相互連通，可以僅採用一對懸掛閥實現懸架系統的功能。本發 明的保護範圍由權利要求限定。
權利要求
1.一種懸掛閥，其特徵在於，該懸掛閥包括進油開關鎖止閥(22)，該進油開關鎖止閥0 連接在所述懸掛閥的進油口(P)和第二 接口 (A2)之間；回油開關鎖止閥(21)，該回油開關鎖止閥連接在所述懸掛閥的回油口(T)和第一 接口 (Al)之間；差壓傳感邏輯控制元件組，該差壓傳感邏輯控制元件組包括邏輯梭閥、差壓傳感 鎖止閥04)以及先導控制閥(25)，其中所述邏輯梭閥的進油口分別連接所述第一接 口(Al)和所述懸掛閥的蓄能器接口(SP)，所述蓄能器接口(SP)經由所述差壓傳感鎖止閥 (24)的一側腔室連接於所述第二接口(A》，並且該差壓傳感鎖止閥04)的一側腔室還連 接於所述第一接口(Al)，當所述差壓傳感鎖止閥04)鎖止時，所述蓄能器接口(SP)與所述 第一接口(Al)油路斷開，該差壓傳感鎖止閥04)的另一側腔室經由所述先導控制閥05) 連接於所述邏輯梭閥的出油口和所述回油口(T)，所述先導控制閥0 選擇性地使得 所述差壓傳感鎖止閥04)的另一側腔室與所述邏輯梭閥03)的出油口或所述回油口(T) 連通，並且該先導控制閥0 的先導控制口連接於所述懸掛閥的控制接口(X)。
2.根據權利要求1所述的懸架閥，其特徵在於，所述進油開關鎖止閥02)和回油開關 鎖止閥為電控切換閥。
3.根據權利要求1所述的懸架閥，其特徵在於，所述先導控制閥0 為氣控式先導控 制閥。
4.一種油氣懸架系統，其特徵在於，該油氣懸架系統包括至少一對根據權利要求1所 述的懸掛閥，該至少一對懸掛閥各自連接有配套的左側懸架油缸組和右側懸架油缸組，其 中所述左側懸架油缸組中的各個左側懸架油缸(7)的有杆腔相互連通，並且各個左側懸架 油缸(7)的無杆腔也相互連通，所述右側懸架油缸組中的各個右側懸架油缸(10)的有杆腔 相互連通，並且各個右側懸架油缸(10)的無杆腔也相互連通，其中所述一對懸掛閥中的左 側懸掛閥(8)的第一接口(Al)與所述左側懸架油缸組中的各個左側懸架油缸(7)的無杆 腔連通，第二接口 m與所述右側懸架油缸組中的各個右側懸架油缸(10)的有杆腔連通， 所述一對懸掛閥中的右側懸掛閥(9)的第一接口(Al)與所述右側懸架油缸組中的各個右 側懸架油缸( ο)的無杆腔連通，第二接口 m與所述左側懸架油缸組中的各個左側懸架 油缸(7)的有杆腔連通，所述左側懸掛閥⑶和右側懸掛閥(9)的蓄能器接口(SP)分別連 接於左側蓄能器( 和右側蓄能器(4)。
5.根據權利要求4所述的油氣懸架系統，其特徵在於，所述左側懸架油缸組和右側懸 架油缸組根據車輛的重心位置進行前後分組，其中各個懸掛油缸的上端鉸接在車架(F)或 車身上，下端鉸接在相應的車橋上，所述車橋包括前橋分組(re)和後橋分組(BG)，所述車 輛的重心位置(G)位於所述前橋分組㈣)與後橋分組(BG)之間。
6.根據權利要求5所述的油氣懸架系統，其特徵在於，所述後橋分組(BG)的車橋數量 等於所述前橋分組(re)的車橋數量，或者僅僅比所述前橋分組(re)的車橋數量多一個車 橋。
7.根據權利要求4所述的油氣懸架系統，其特徵在於，所述先導控制閥05)為氣控式 先導控制閥，所述懸架閥的控制接口(X)連接於壓力氣源。
8.根據權利要求7所述的油氣懸架系統，其特徵在於，所述懸架閥的控制接口(X)通過電控氣動閥00)連接於壓力氣源。
9.一種油氣懸架系統，其特徵在於，該油氣懸架系統包括成對的根據權利要求1所述 的懸掛閥，每對所述懸掛閥各自連接有配套的左側懸架油缸(7，1；3)和右側懸架油缸(10， 18)，其中所述一對懸掛閥中的左側懸掛閥(8，14)的第一接口(Al)與相應的所述左側懸架 油缸(7，1；3)的無杆腔連通，第二接口 m與相應的所述右側懸架油缸(10，18)的有杆腔 連通，所述一對懸掛閥中的右側懸掛閥(9，16)的第一接口(Al)與相應的所述右側懸架油 缸(10，18)的無杆腔連通，第二接口 m與相應的所述左側懸架油缸(7，1；3)的有杆腔連 通，所述左側懸掛閥(8，14)和右側懸掛閥(9，16)的蓄能器接口(SP)分別連接於左側蓄能 器(5，15)和右側蓄能器(4，17)。
10.根據權利要求9所述的油氣懸架系統，其特徵在於，所述先導控制閥05)為氣控式 先導控制閥，所述懸架閥的控制接口(X)連接於壓力氣源。
11.一種工程車輛，其特徵在於，該工程車輛包括根據權利要求4至10中任一項所述的 油氣懸架系統。
全文摘要
一種懸掛閥，包括進油開關鎖止閥(22)、回油開關鎖止閥(21)以及差壓傳感邏輯控制元件組，該差壓傳感邏輯控制元件組包括邏輯梭閥(23)、差壓傳感鎖止閥(24)以及先導控制閥(25)，其中回油開關鎖止閥實現回油開啟和鎖止功能；進油開關鎖止閥實現進油開啟和鎖止功能；邏輯梭閥實現懸架油缸有無杆腔的壓力邏輯對比；差壓傳感鎖止閥實現懸架油缸有無杆腔的壓力差壓傳感和連通鎖止。此外，本發明還提供一種採用上述懸掛閥的油氣懸架系統及其工程車輛。本發明通過運用差壓傳感邏輯控制元件組更為可靠地實現了懸架系統剛柔性工況的長久保持和剛柔性工況可靠的快速轉換，有效減少了車橋懸架系統懸掛閥的元件，控制簡單方便。
文檔編號B60G21/073GK102039792SQ20101026595
公開日2011年5月4日 申請日期2010年8月26日 優先權日2010年8月26日
發明者馮科喜, 劉學檢, 劉權, 奉松生, 張建軍, 李義, 李英智, 王啟濤, 胡廷江, 詹純新, 郭堃, 郭紀梅 申請人:長沙中聯重工科技發展股份有限公司