CN105351421A - 一种油气悬挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气悬挂装置，所述油气悬挂包括高压气体、活塞、油气隔膜、工作液、工作缸，所述活塞及油气隔膜安装于工作缸内，所述活塞及油气隔膜间充有工作液，其特征是，所述油气隔膜将工作缸分为气压腔与液压腔，在所述工作缸的气压腔腔壁上设有进气管及泄气管，所述进气管接有储气罐。本发明的技术的目的在于提供一种使得矿车通过能力强更强、更具稳定性、能够改变车辆的底盘高度、在不同的情况下能够改变悬挂的软硬程度的油气悬挂装置，这种油气悬挂能够提高矿车的综合能力，提高矿车的操控性能。

Description

一种油气悬挂装置

技术领域

本发明涉及油气悬挂装置，特别是一种油气悬挂装置。

背景技术

油气悬挂是一种以气体作为弹性介质，液体作为传力介质，不但具有良好的缓冲能力，还具有减振作用，同时还可调节车架的高度，适用于矿山机车使用。良好的油气悬挂不仅能够承受强大的冲击，而且能够平衡掉冲击对车身的影响。汽车在不同的行驶状态下，对油气悬挂的调节能够使得汽车更平稳、舒适地行驶。

目前，现在国内的很多重型车辆或矿山机车仍然使用的是板簧悬挂，这种悬挂不论是操作性、舒适性还是车辆的稳定性都比油气悬挂差。而很多使用油气悬挂的矿山机车，其悬挂大多都是不可调的，其油气悬挂不能在车辆处于不同状态而调整车辆悬挂的软硬，也不能够在车辆处于不同的状态时，调整车辆的车身高度，降低了车辆的总体性能，车辆在进行作业时，其作业速度就会降低，车辆在高速行驶时，不能降低车辆的重心，使得车辆的过弯能力与稳定性都会降低，在车辆驶过坑洼路面时，不能够升高车辆的底盘，使得车辆的通过能力降低。

发明内容

针对上述油气悬挂装置存在的不足，本发明的技术的目的在于提供一种使得矿车通过能力强更强、更具稳定性、能够改变车辆的底盘高度、在不同的情况下能够改变悬挂的软硬程度的油气悬挂装置，这种油气悬挂能够提高矿车的综合能力，提高矿车的操控性能。

本发明通过以下技术方案实现：

一种油气悬挂装置，所述油气悬挂包括高压气体、活塞、油气隔膜、工作液、工作缸，所述活塞及油气隔膜安装于工作缸内，所述活塞及油气隔膜间充有工作液，其特征是，所述油气隔膜将工作缸分为气压腔与液压腔，在所述工作缸的气压腔腔壁上设有进气管及泄气管，所述进气管接有储气罐。

上述方案中，通过在工作缸的气压腔设有连有储气罐的进气管、排气管，当车辆在遇到凸起的障碍物时，气压腔内的气体被压缩，当车辆遇到凹起的坑时，气压腔内的气体减压，高压油回流至液压腔内，达到过滤路面的冲击效果；当矿机车辆需要高速行驶时，将气压腔内的气体放掉部分，使得油气隔膜向气压腔内凹，以达到降低车身的高度，且使得油气悬挂装置的整个刚度更强，增加车辆行驶的稳定性与车辆的操控性；当矿机需要在不平的路面行驶时，储气罐将罐内的高压气体充放至气压腔内，使得气压腔内的气体增多，使得油气悬挂变得柔和，更能过滤掉路面不平带来的振动，并且将矿车的底盘调高，以增加矿车的通过性。

一种油气悬挂装置，所述进气管设有进气阀，所述进气阀为快速开闭阀，所述进气阀上设有控制装置，所述进气管的内径d1=3～30mm，所述进气管的材质为金属管，最好是TA2钛管。

上述方案中，通过在进气管上设有快速开闭阀及控制装置，能够精确灵敏地控制气压腔内的压力，准确调节车辆的油气悬挂装置，通过快速开闭阀使高压气体进入到气压腔中，使得车身高度提高，同时整悬挂变得柔和，提高通过性，进气管的直径不宜过大，应当便于安装及不占用太多空间，由于用于矿机中，其承受的压力大，进气管的材质应当使用高强度的金属管，最好是TA2钛管。

一种油气悬挂装置，所述泄气管上设有排气阀，所述排气阀上设有控制装置，所述排气阀为快速开闭阀，所述排气阀的排气口设有气流减压器，所述减压器的出口设有***，所述泄气管的内径为5～40mm，所述泄气管的材质为金属管或橡胶管。

上述方案中，在泄气管上设有的排气阀能够控制气压腔内的气体量，当车辆需要高速行驶时，通过泄气管可排除部分气体，使得车身降低，同时气体减少后，整个油气悬挂装置的刚度提高，使得车辆的稳定性与操控性更好；通过设有气流减压器及***，使得排出的气体不会对其他部件有冲击，较小排气时的噪音，泄气管的内径可较进气管的内径大，由于泄气管的压力没有很高的要求，因此泄气管的材质为金属管或橡胶管都可以。

一种油气悬挂装置，所述***为小孔喷注***，所述***的材质为不锈钢。

上述方案中，这种***非常适合用于较小排气产生的噪音。

一种油气悬挂装置，所述储气罐的形状为筒状，所述储气罐内的容积为工作缸内气体容积的5倍以上，所述储气罐内的气体压强为工作缸内气体压强的1.5倍以上，所述储气罐的材质为不锈钢，所述储气罐与进气管通过快速连接器连接，所述储气罐内的气体介质为氩气。

上述方案中，通过设有储气罐给工作缸的气压腔补气，储气罐内的容积应当适当加大，保证储存的气体够用，储气罐内的气体压强为工作缸内气体压强的1.5倍以上，使得存储的气体能够更快流进气压腔，储气罐的材质应为有足够强度并且耐腐蚀的不锈钢材质，储气罐内的气体为惰性气体的氩气，能够使得装置更安全，使用寿命更长，储气罐与进气管通过快速连接器连接，储气罐内的气体使用完后，能够快速、简便更换储气罐。

一种油气悬挂装置，所述气压腔内设有压力传感器A，所述进气管内设有压力传感器B，所述压力传感器B位于储气罐与进气阀之间，所述压力传感器A、压力传感器B将测得的压力信号传递给MCU，通过信号处理模块将电信号转换成数字信号，所述MCU接收到压力信号后，将压力信号转换为压力数值；所述MCU通过数据线分别与进气阀与排气阀的控制机构连接，所述MCU可向进气阀与排气阀的控制机构发送打开/关闭阀门的信号，所述进气阀与排气阀的控制机构根据收到的信号执行打开/关闭阀门的命令；所述MCU根据不同的悬挂模式预设的压力值与压力传感器A所测得的压力值比较，若预设压力值大于压力传感器A所测得的压力值，所述MCU给进气阀的控制机构发送打开进气阀信号，所述控制机构执行打开进气阀命令，打开进气阀，所述储气罐内的高压气体进入气压腔，所述气压腔内的压力升高，当预设压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，所述MCU给进气阀的控制机构发送关闭进气阀的信号，所述控制机构执行关闭进气阀命令，关闭进气阀；若预设压力值小于压力传感器A所测得的压力值，所述MCU给排气阀的控制机构发送打开排气阀的信号，所述控制机构执行打开排气阀命令，打开排气阀，所述气压腔内的高压气体通过泄气管排出，当预设压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，所述MCU给排气阀的控制机构发送关闭排气阀的信号，所述控制机构执行关闭排气阀命令，关闭排气阀；所述压力传感器B所测得的压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，车辆的悬挂模式自动设定为正常模式，所述MCU给进气阀与排气阀的控制机构发送关闭阀门的命令信号，控制机构执行命令关闭进气阀与排气阀，若驾驶员选择舒适悬挂模式，所述MCU给进气阀的控制机构发送打开阀门的命令信号，控制机构执行命令打开进气阀。

上述方案中，通过在气压腔内及储气罐与进气阀之间的进气管内设有压力传感器，根据不同的悬挂软硬或底盘的高低需要，MCU接受中控台的命令后，给各执行机构发出应该执行的命令，使得驾驶员能够迅速地控制车辆的车身形态，改变悬挂的状态，可使悬挂有硬***或软***来满足驾驶需求。

一种油气悬挂装置，所述MCU内设定有舒适、正常、运动三种悬挂模式下的气压值P1、P2、P3，所述气压值P1=1.2P2=1.44P3，驾驶员可在中控台选择悬挂模式。

上述方案中，通过设定不同的悬挂模式，驾驶者可在不同的路况灵活处理所遇问题，使得悬挂的控制更人性化，更能适应车辆的工作。

一种油气悬挂装置，所述MCU与进气阀的控制机构、排气阀的控制机构间设有信号转换器，所述信号转换器为数模转换器，压力传感器与MCU间有模数转换器。

上述方案中，通过模数转换器的信号转换能够将电信号转换为MCU能够识别的数字信号，通过数模转换器能够将MCU的数字信号转换为控制机构能识别的电信号。

本发明的有益效果是:

1、通过在气压腔腔壁上设有储气罐的进气管与泄气管，使得油气悬挂的气压腔内具有不同的气压与气量，从而调节悬挂的软硬与底盘的高度，调节车辆的通过性与舒适性或调节车辆的稳定性与操控性，提供矿车的综合能力；

2、通过设有压力传感器、MCU及阀门控制装置，使得在控制气压腔内的气体变得简单，操控者只需要根据需要选择舒适、正常或运动模式，使得整个悬挂装置成为主动式悬挂，能够根据不同的路况更好、更快速做出反应。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标记：1为高压气体、2为工作液、3为油气隔膜、4为工作缸、4-1为气压腔、4-2为液压腔、5为活塞、6为进气管、7为进气阀、8为泄气管、9为排气阀、10为储气罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1所示的油气悬挂装置，包括高压气体1、工作液2、油气隔膜3、工作缸4、气压腔4-1、液压腔4-2、活塞5、进气管6、进气阀7、泄气管8、排气阀9、储气罐10，所述油气悬挂包括高压气体1、活塞5、油气隔膜3、工作液2、工作缸4，所述活塞5及油气隔膜3安装于工作缸4内，所述活塞5及油气隔膜3间充有工作液2，所述油气隔膜3将工作缸4分为气压腔4-1与液压腔4-2，在所述工作缸4的气压腔4-2腔壁上设有进气管6及泄气管8，所述进气管6接有储气罐10；所述进气管6设有进气阀7，所述进气阀7为快速开闭阀，所述进气阀7上设有控制装置，所述进气管6的内径d1=15mm，所述进气管6的材质为420不锈钢管；所述泄气管8上设有排气阀9，所述排气阀9上设有控制装置，所述排气阀9为快速开闭阀，所述排气阀9的排气口设有气流减压器，所述减压器的出口设有***，所述泄气管8的内径为25mm，所述泄气管8的材质为橡胶管；所述***为小孔喷注***，所述***的材质为304不锈钢；所述储气罐10的形状为筒状，所述储气罐10内的容积为工作缸4内气体容积的10倍，所述储气罐10内的气体压强为工作缸4内气体压强的3倍，所述储气罐10的材质为304不锈钢，所述储气罐10与进气管6通过快速连接器连接，所述储气罐10内的气体介质为氩气；所述气压腔4-1内设有压力传感器A，所述进气管6内设有压力传感器B，所述压力传感器B位于储气罐10与进气阀7之间，所述压力传感器A、压力传感器B将测得的压力信号传递给MCU，压力传感器选用能承受高压力、抗震的传感器，MCU选用32位高性能的处理器，通过信号处理模块将电信号转换成数字信号，所述MCU接收到压力信号后，将压力信号转换为压力数值；所述MCU通过数据线分别与进气阀7与排气阀9的控制机构连接，所述MCU可向进气阀7与排气阀9的控制机构发送打开/关闭阀门的信号，所述进气阀7与排气阀9的控制机构根据收到的信号执行打开/关闭阀门的命令；

所述MCU根据不同的悬挂模式预设的压力值与压力传感器A所测得的压力值比较，若预设压力值大于压力传感器A所测得的压力值，所述MCU给进气阀7的控制机构发送打开进气阀7信号，所述控制机构执行打开进气阀7命令，打开进气阀7，所述储气罐10内的高压气体进入气压腔4-1，所述气压腔4-1内的压力升高，当预设压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，所述MCU给进气阀7的控制机构发送关闭进气阀7的信号，所述控制机构执行关闭进气阀7命令，关闭进气阀7；若预设压力值小于压力传感器A所测得的压力值，所述MCU给排气阀9的控制机构发送打开排气阀9的信号，所述控制机构执行打开排气阀9命令，打开排气阀9，所述气压腔4-1内的高压气体通过泄气管8排出，当预设压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，所述MCU给排气阀9的控制机构发送关闭排气阀9的信号，所述控制机构执行关闭排气阀9命令，关闭排气阀9；

所述压力传感器B所测得的压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，车辆的悬挂模式自动设定为正常模式，所述MCU给进气阀7与排气阀9的控制机构发送关闭阀门的命令信号，控制机构执行命令关闭进气阀7与排气阀9，若驾驶员选择舒适悬挂模式，所述MCU给进气阀7的控制机构发送打开阀门的命令信号，控制机构执行命令打开进气阀7。

所述MCU内设定有舒适、正常、运动三种悬挂模式下的气压值P1、P2、P3，所述气压值P1=1.2P2=1.44P3，驾驶员可在中控台选择悬挂模式。

本发明的油气悬挂装置的动作原理：

1、当矿车在正常路面上行驶时，速度不是特别快，油气悬挂装置内的气压为正常即可，此时不用调节油气悬挂装置的气压腔4-1内的气压与气量。

2、当矿车在采矿点装载货物时，大量的矿石或煤矿倒在矿车货箱内时，对矿车具有强大的冲击，采矿点坑洼路面多，现在可通过打开进气阀7，使储气罐10内的气体进入气压腔4-1，使得气压腔4-1内的气体增多，增加矿车的底盘高度，增加车俩的通过性，气压腔4-1内的气体增多，相当于增加了车辆的减振行程，有效缓冲装载货物时对车辆的冲击。

当矿车在高速行驶时，为了提高矿车在行驶过程中的稳定性与操控性，打开排气阀9，放掉气压腔4-1内的部分高压气体，使得矿车的底盘降低，并使得整个悬挂刚度提升，放掉的高压气体经过气流减压器，使得排出的气压减小，避免影响其他部件，减压后的气体再经过***，减小排气过程中的噪音，增加矿车工作环境的舒适度。

Claims (8)

1.一种油气悬挂装置，所述油气悬挂包括高压气体（1）、活塞（5）、油气隔膜（3）、工作液（2）、工作缸（4），所述活塞（5）及油气隔膜（3）安装于工作缸（4）内，所述活塞（5）及油气隔膜（3）间充有工作液（2），其特征是，所述油气隔膜（3）将工作缸（4）分为气压腔(4-1)与液压腔(4-2)，在所述工作缸（4）的气压腔(4-2)腔壁上设有进气管（6）及泄气管（8），所述进气管（6）接有储气罐（10）。

2.根据权利要求1所述的油气悬挂装置，其特征是，所述进气管（6）设有进气阀（7），所述进气阀（7）为快速开闭阀，所述进气阀（7）上设有控制装置，所述进气管（6）的内径d1=3～30mm，所述进气管（6）的材质为金属管。

3.根据权利要求1所述的油气悬挂装置，其特征是，所述泄气管（8）上设有排气阀（9），所述排气阀（9）上设有控制装置，所述排气阀（9）为快速开闭阀，所述排气阀（9）的排气口设有气流减压器，所述减压器的出口设有***，所述泄气管（8）的内径为5～40mm，所述泄气管（8）的材质为金属管或橡胶管。

4.根据权利要求3所述的油气悬挂装置，其特征是，所述***为小孔喷注***，所述***的材质为不锈钢。

5.根据权利要求1所述的油气悬挂装置，其特征是，所述储气罐（10）的形状为筒状，所述储气罐（10）内的容积为工作缸（4）内气体容积的5倍以上，所述储气罐（10）内的气体压强为工作缸（4）内气体压强的1.5倍以上，所述储气罐（10）的材质为不锈钢，所述储气罐（10）与进气管（6）通过快速连接器连接，所述储气罐（10）内的气体介质为氩气。

6.根据权利要求1-5所述的油气悬挂装置，其特征是，所述气压腔(4-1)内设有压力传感器A，所述进气管（6）内设有压力传感器B，所述压力传感器B位于储气罐（10）与进气阀（7）之间，所述压力传感器A、压力传感器B将测得的压力信号传递给MCU，通过信号处理模块将电信号转换成数字信号，所述MCU接收到压力信号后，将压力信号转换为压力数值；

所述MCU通过数据线分别与进气阀（7）与排气阀（9）的控制机构连接，所述MCU可向进气阀（7）与排气阀（9）的控制机构发送打开/关闭阀门的信号，所述进气阀（7）与排气阀（9）的控制机构根据收到的信号执行打开/关闭阀门的命令；

所述MCU根据不同的悬挂模式预设的压力值与压力传感器A所测得的压力值比较，若预设压力值大于压力传感器A所测得的压力值，所述MCU给进气阀（7）的控制机构发送打开进气阀（7）信号，所述控制机构执行打开进气阀（7）命令，打开进气阀（7），所述储气罐（10）内的高压气体进入气压腔(4-1)，所述气压腔(4-1)内的压力升高，当预设压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，所述MCU给进气阀（7）的控制机构发送关闭进气阀（7）的信号，所述控制机构执行关闭进气阀（7）命令，关闭进气阀（7）；若预设压力值小于压力传感器A所测得的压力值，所述MCU给排气阀（9）的控制机构发送打开排气阀（9）的信号，所述控制机构执行打开排气阀（9）命令，打开排气阀（9），所述气压腔(4-1)内的高压气体通过泄气管（8）排出，当预设压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，所述MCU给排气阀（9）的控制机构发送关闭排气阀（9）的信号，所述控制机构执行关闭排气阀（9）命令，关闭排气阀（9）；

所述压力传感器B所测得的压力值等于压力传感器A所测得的压力值时，车辆的悬挂模式自动设定为正常模式，所述MCU给进气阀（7）与排气阀（9）的控制机构发送关闭阀门的命令信号，控制机构执行命令关闭进气阀（7）与排气阀（9），若驾驶员选择舒适悬挂模式，所述MCU给进气阀（7）的控制机构发送打开阀门的命令信号，控制机构执行命令打开进气阀（7）。

7.根据权利要求6所述的油气悬挂装置的控制方法，其特征是，所述MCU内设定有舒适、正常、运动三种悬挂模式下的气压值P1、P2、P3，所述气压值P1=1.2P2=1.44P3，驾驶员可在中控台选择悬挂模式。

8.根据权利要求6所述的油气悬挂装置的控制方法，其特征是，所述MCU与进气阀（7）的控制机构、排气阀（9）的控制机构间设有信号转换器，所述信号转换器为数模转换器，压力传感器与MCU间有模数转换器。