卡车前桥载荷不平衡的压力主动调节系统及方法

技术领域

本发明涉及一种卡车前桥载荷不平衡的压力主动调节系统及方法，属于机械装置及运输技术领域。

背景技术

油气悬架具有良好的非线性刚度特性和阻尼特性，常用于重载工程车辆，在空满载工况下能够起到缓冲减振的效果。按照油气悬架气室的位置分，油气悬架可分为油气一体式油气悬架和油气分离式油气悬架。前者的气室在油气悬架缸内，即悬架缸包括气腔和油腔，这种形式的油气悬架体积小，承载能力较弱，多用于工程车辆的前桥；后者则需要在液压缸的基础上外接一个蓄能器，弹性介质为蓄能器内的气体，这种形式的油气悬架占用安装空间大，承载能力较强，多用于工程车辆的后桥或中后桥。现如今，某些重载工程车辆的前悬会出现载荷不平衡的现象，导致前桥两边悬架的油气缸内的活塞杆的伸缩量不一致，因此两边悬架缸气腔的气体压力不一致，这对司乘人员的驾驶安全有重大威胁。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明提供一种卡车前桥载荷不平衡的压力主动调节系统及方法，通过自动检测前桥是否处于平衡状态，实现对低压气室充气、高压气室放气的功能，使得车桥最终处于平衡状态，防止卡车侧倾。

为解决上述技术问题，本发明一种前桥载荷不平衡的压力主动调节系统，包括三位六通阀，三位六通阀包括前桥平衡检测机构和用以控制前桥左右两侧油气悬架气室压力的调压执行机构，通过前桥平衡检测机构自动检测前桥是否处于平衡状态，然后前桥平衡检测机构控制调压执行机构调整前桥左右两侧油气悬架气室压力，使得车桥最终处于平衡状态，防止工程车辆自身侧倾；

前桥平衡检测机构包括壳体和匹配的壳盖，壳盖下方通过吊耳和螺栓a悬挂有根据中心自然左右摆动的摆杆；

调压执行机构包括相互匹配的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体之间设有三位六通阀腔体，三位六通阀腔体内设有三位六通阀芯结构的滑阀，滑阀两侧分别设有弹簧，上壳体和下壳体两侧分别通过螺栓b安装有两块密封用侧板，下壳体下方设有密封用的底板，上壳体、下壳体和底板之间通过多根螺栓c和螺母a匹配固定；上壳体位于摆杆的左右两侧分别水平设有两条通道，两条通道的尾部分别与滑阀所在的三位六通阀腔体两端连通，左侧通道的端部对应摆杆处设有左喷嘴，右侧通道的端部对应摆杆处设有右喷嘴，左喷嘴与滑阀左端腔体连通，右喷嘴与滑阀右端腔体连通；摆杆处于中位时左喷嘴与右喷嘴两边连通滑阀两侧的液体压力相同，并溢流到回油缸，当摆杆向左倾斜，则左喷嘴则会被摆杆挡住，由于左喷嘴的连接通道的尾部与滑阀左端相通，此时左喷嘴的油压变大，推动滑阀向右移动使滑阀移动至三位六通阀腔体的右侧，反之亦然；

三位六通阀位于调压执行机构的中间设有回油口T，回油口T左右两侧分别设有进油口P，回油口T与左侧进油口P之间设有控制油路的油口B1、B2，回油口T与右侧进油口P之间设有控制油路的油口A1、A2，回油口T与回油缸连接，进油口P通过油泵与供液压油缸连接，进油口P还通过溢流阀与回油缸连接；当滑阀向右移动，则右端的P口的油液会进入到油口A1、A2；如果滑阀向左移动，左端的P口的油液会进入油口B1、B2；上壳体上还开有两个与三位六通阀腔体连通的回油孔C1、C2，回油孔C2与油口A1、A2连通用于油口A1、A2回油，回油孔C1与油口B1、B2连通用于油口B1、B2回油，当滑阀位于三位六通阀腔体中位时，两个回油孔均导通，当滑阀位于三位六通阀腔体左侧时，与油口B1、B2所在腔连通的回油孔被滑阀封闭，与油口A1、A2所在腔连通的回油孔导通，反之亦然；

三位六通阀的A1口管路通过二位三通阀连接有一级油缸a，一级油缸a上设有二级油缸a，一级油缸a的活塞杆端部设有受其控制的气阀a，气阀a分别连接有气源和左悬架缸，气阀a通过左悬架缸先后连接有液控单向阀a和气控单向阀a；B1口管路通过二位三通阀连接有一级油缸，一级油缸上设有二级油缸b，一级油缸b的活塞杆端部设有受其控制的气阀b，气阀b分别连接有气源和右悬架缸，气阀b通过右悬架缸先后连接有液控单向阀b和气控单向阀b；左悬架缸还通过管路连接控制气控单向阀b，右悬架缸还通过管路连接控制气控单向阀a，当出现车辆左偏时左悬架缸充气达到最大值后仍然偏载使，则控制气控单向阀b对右悬架缸进行放气，从而完成偏载调节；A2口同样管路连接控制液控单向阀b；B2口同样管路连接控制液控单向阀a。

进一步，所述一级油缸包括缸体a，缸体a中设有活塞杆a，缸体a通过螺栓d安装有缸盖a，有杆腔内在活塞杆a上套设有弹簧a；其中活塞杆a的端部设有气阀阀芯a并设置在气阀中，气阀a包括双通道阀体a，双通道阀体a通过螺栓a和螺母b连接固定，通过活塞杆a移动从而控制气阀阀芯a在双通道阀体a中移动，从而控制阀体通道开合。

进一步，所述一级油缸包括缸体b，缸体b中设有活塞杆b，缸体b通过螺栓e安装有缸盖b，有杆腔内在活塞杆b上套设有弹簧b；其中活塞杆b的端部设有气阀阀芯b并设置在气阀中，气阀b包括双通道阀体b，双通道阀体b通过螺栓b和螺母c连接固定，通过活塞杆b移动从而控制气阀阀芯b在双通道阀体b中移动，从而控制阀体通道开合。

进一步，弹簧a和弹簧b的刚度不少于二级油缸a和二级油缸b的弹簧刚度的3.1倍。

进一步，当三位六通阀中的摆杆处于中间位置时，则滑阀两端端部压力相同，滑阀不动作，此时为中位；由于摆杆收重力影响式中保持垂直，则当三位六通阀随车体倾斜导致左低右高时，左喷嘴与摆杆间隙减小，由于左喷嘴中的流出液体受到摆杆的阻挡，因此使滑阀左端的油液压力比右端大，滑阀右移，此时为右位；反之右喷嘴与摆杆间隙减小，则为左位；

当三位六通阀处于中位时左喷嘴和右喷嘴均不发挥作用，P口进油油液能够回油到油缸，四个油口A1、A2、B1、B2均与回油缸相通；当三位六通阀的滑阀处于左位时，左侧进油口P与左边两个油口B1、B2相通，回油口T与左边两个油口B1、B2不通；当三位六通阀的滑阀处于右位时，右侧进油口P与右边两个油口A1、A2相通，回油口T与右边两个油口A1、A2不通。

一种前桥载荷不平衡的压力主动调节系统的调节方法，步骤为：利用摆杆主动检测卡车前桥是否偏载，若左边偏载，则摆杆向左摆动并挡住左喷嘴，另一端溢流回油缸并且比中位的时候溢流的多，此时左边压力变大，右边压力变小；当滑阀向左移动，左边的回油孔C1被遮住；当滑阀向右移动，右边的回油孔C2被遮住，滑阀在中位不移动为不工作，两边的回油孔C1、C2都没被遮住；

滑阀移动至三位六通阀腔体的右侧，此时三位六通阀处于右位，右边控制油路通油，油口A1、A2工作，一级油缸b中的油液通过二位三通阀直接溢流回油缸(4)，油口B1、B2口对应C1回油，油口A1、A2对应回油孔C2回油；此过程中，油口A1连接油缸，油口A2充当液控口；当滑阀左移油液从油口B1，B2口进入油路，左侧的回油孔C1被滑阀遮住，油液不会流回回油缸同理，当滑阀右移则左侧与油口B1，B2对应回油孔C1回油；当滑阀位于中间位置时，两个回油孔C1和C2同时回油；

三位六通阀右边的油口A1控制二位三通阀b打开并通过二位三通阀b进入一级油缸a的右腔和与其相通的二级油缸a内，由于弹簧a的刚度远大于二级油缸a的弹簧刚度，因此油液先充满二级油缸a，再充满一级油缸a的右腔，待油液充满一级油缸a的右腔时，此时油液克服弹簧a向左移动，使得气阀a的气阀阀芯a左移，使得气源与左悬架缸的气室相通进行充气；

三位六通阀右边油口A2控制液控单向阀b打开，左悬架缸的气室与气控单向阀b的气控口相通，当左悬架缸左气室内气体压力达到所设置的最大压力值时，使得气控单向阀b反向导通，通向大气，实现右悬架缸右气室的放气；

若右边偏载，则摆杆向右摆动，摆杆向右摆动并挡住右喷嘴，此时当左边压力变小，右边压力变大，滑阀移动，三位六通阀处于左位，左边控制油路通油，油口B1、B2工作，油缸中的油液通过二位三通阀(7)直接溢流回油缸，油口A1、A2回油；

三位六通阀左边的油口B1控制二位三通阀a打开并通过二位三通阀a进入一级油缸b的左腔和与其相通的二级油缸b内，由于弹簧46的刚度远大于二级油缸b的弹簧刚度，因此油液先充满二级油缸b，油液先充满二级油缸b，再充满一级油缸b的左腔，待油液充满一级油缸b的左腔时，此时油液克服限位弹簧向右移动，使得气阀b的阀芯右移，使得气源与右悬架缸的气室相通，实现充气；

三位六通阀左边的油口B2控制液控单向阀a打开，右悬架缸20的气室与气控单向阀a的气控口相通，当右悬架缸的右气室内气体压力达到所设置的最大压力值时，使得气控单向阀a反向导通，通向大气，实现左悬架缸左气室放气。

有益效果：

本发明采用的三位六通阀利用机械式的机构检测车桥是否偏载，如果车辆前悬左偏，检测机构中摆杆也是左偏，反之亦然。本装置稳定性高，反应快，可靠性强，能够实现悬架缸气室的主动充气放气，防止充气过多导致车桥一侧充气后车桥仍处于不平衡的情况出现。

附图说明

图1为本发明实施例中前桥载荷不平衡的压力主动调节系统原理图；

图2为本发明实施例中偏载检测机构结构示意图；

图3为本发明实施例中执行机构结构示意图；

图4为本发明实施例中一级油缸a和气阀结构示意图；

图5为本发明实施例中一级油缸b和气阀结构示意图。

图中：1-液压油缸，2-油泵，3-溢流阀，4-回油缸，5-三位六通阀，6-二位三通阀，7-二位三通阀，8-一级油缸a，9-一级油缸b，10-二级油缸a，11-二级油缸b1，12-气阀a，13-气阀b，14-气源，15-液控单向阀a，16-液控单向阀b，17-气控单向阀a，18-气控单向阀b，19-左悬架缸，20-右悬架缸，21-偏载检测机构，22-执行机构，23-壳体，24-壳盖2，25-吊耳，26-摆杆，27-垫圈，28-螺栓a，29-上壳体，30-下壳体，31-底板，32-侧板，33-左喷嘴，34-右喷嘴，35-滑阀，36-弹簧，37-螺栓b，38-螺栓c，39-螺母a，40-塞杆a，41-弹簧a，42-缸体a，43-缸盖a，44-螺栓d，45-塞杆b，46-弹簧b，47-缸体b，48-缸盖b，49-螺栓e，50-双通道阀体a，51-气阀阀芯a，52-螺栓a，53-螺母b，54-双通道阀体b，55-阀芯b，56-螺栓b，57-螺母c。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明：

如图1所示，一种卡车前桥载荷不平衡的压力主动调节系统，包括三位六通阀、二位三通阀、一级油缸、二级油缸、气阀、液控单向阀、气控单向阀；油气悬架部分包括左悬架缸、右悬架缸，为缩减安装空间和简化降低安装方法，对部分控制阀与机械主体部分进行了组合，实施要点如下：

如图2和图3所示；所述三位六通阀5包括：偏载检测机构21和执行机构22，偏载检测机构21和执行机构22焊接为一体。所述偏载检测机构包括壳体23、壳盖24、吊耳25、摆杆26、垫圈27、螺栓a28。执行机构22包括上壳体29、下壳体30、底板31、侧板32、喷嘴33、喷嘴34、滑阀35、弹簧36、螺栓b37、螺栓c38、螺母a39，

三位六通阀5的A1口管路通过二位三通阀7连接有一级油缸a8，一级油缸a8上设有二级油缸a10，一级油缸a8的活塞杆端部设有受其控制的气阀a12，气阀a12分别连接有气源14和左悬架缸19，气阀a12通过左悬架缸19先后连接有液控单向阀a15和气控单向阀a17；B1口管路通过二位三通阀6连接有一级油缸9，一级油缸9上设有二级油缸b11，一级油缸b9的活塞杆端部设有受其控制的气阀b13，气阀b13分别连接有气源14和右悬架缸20，气阀b13通过右悬架缸20先后连接有液控单向阀b16和气控单向阀b18；左悬架缸19还通过管路连接控制气控单向阀b18，右悬架缸20还通过管路连接控制气控单向阀a17，当出现车辆左偏时左悬架缸19充气达到最大值后仍然偏载使，则控制气控单向阀b18对右悬架缸20进行放气，从而完成偏载调节；A2口同样管路连接控制液控单向阀b16；B2口同样管路连接控制液控单向阀a15。

所述一级油缸8包括：活塞杆40、弹簧41、缸体42、缸盖43、螺栓44，弹簧41的刚度远大于二级油缸10的弹簧刚度。所述一级油缸9包括活塞杆45、弹簧46、缸体47、缸盖48、螺栓49，弹簧46的刚度远大于二级油缸11的弹簧刚度；

所述气阀a12包括：阀体a50、阀芯a51、螺栓a52、螺母b53，阀芯a51与活塞杆a40焊接为一体，如图4所示；

所述气阀b13包括：阀体b54、阀芯b55、螺栓b56、螺母c57，阀芯b55与活塞杆b45焊接为一体，如图5所示；

所述二位三通阀6、7为液控二位三通阀。

一种卡车前桥载荷不平衡的压力主动调节方法，具体为：

当车辆载荷平衡时，摆杆26不动作，系统不工作；

若左边偏载，则摆杆26向左摆动，挡住左喷嘴33，此时三位六通阀5处于右位，右边控制油路通油。三位六通阀5右边的控制油口A1控制二位三通阀7打开并通过二位三通阀7进入一级油缸8的右腔和与其相通的二级油缸10内，由于弹簧41的刚度远大于二级油缸10的弹簧刚度，因此油液先充满二级油缸10，再充满一级油缸8的右腔，待油液充满一级油缸8的右腔时，此时油液克服弹簧41向左移动，使得气阀12的阀芯51左移，使得气源14与左悬架缸19的气室相通，实现充气；三位六通阀5右边控制油口A2控制液控单向阀16打开，左悬架缸19的气室与气控单向阀18的气控口相通，当左气室内气体压力达到所设置的最大压力值时，使得气控单向阀18反向导通，通向大气，实现右气室的放气；

若右边偏载，则摆杆26向右摆动，挡住右喷嘴，此时三位六通阀5处于左位，左边控制油路通油。三位六通阀5左边的控制油口B1控制二位三通阀6打开并通过二位三通阀6进入一级油缸9的左腔和与其相通的二级油缸11内，由于弹簧46的刚度远大于二级油缸11的弹簧刚度，因此油液先充满二级油缸11，油液先充满二级油缸11，再充满一级油缸9的左腔，待油液充满一级油缸9的左腔时，此时油液克服限位弹簧46向右移动，使得气阀13的阀芯55右移，使得气源14与右悬架缸20的气室相通，实现充气；三位六通阀5左边的控制油口B2控制液控单向阀15打开，右悬架缸20的气室与气控单向阀17的气控口相通，当右气室内气体压力达到所设置的最大压力值时，使得气控单向阀17反向导通，通向大气，实现左气室的放气。