商用車電控懸架及側(cè)傾糾偏系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及商用車懸架系統(tǒng)，尤其是一種商用車電控懸架及側(cè)傾糾偏系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]商用車抗側(cè)翻設(shè)計與控制技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)有先進(jìn)科學(xué)技術(shù)解決其易側(cè)翻問題的重要研究方向，受到汽車科技界日益重視。由于汽車產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜，其總體結(jié)構(gòu)已經(jīng)成熟，任何改進(jìn)尤其涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)都存在對原有優(yōu)良性能產(chǎn)生減損的風(fēng)險，因此也阻礙了人們改進(jìn)的信心;懸架是汽車解決其行駛平順性和安全性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，它也給汽車整車動力學(xué)設(shè)計和分析帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，使得人們對懸架的改進(jìn)十分謹(jǐn)慎。但是這一局面仍然在改變，例如先進(jìn)的大客車已經(jīng)廣泛采用空氣彈簧(也常被稱為空氣懸架)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的商用車懸架，其懸掛質(zhì)量的支撐彈簧(無論是鋼板彈簧，還是空氣彈簧)都是垂直布置的，其設(shè)計目標(biāo)主要是解決平順性問題。這種布置方案力學(xué)關(guān)系清晰，可簡化為垂向動力學(xué)問題求解，機(jī)械結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)也比較簡單。然而汽車行駛的主動安全性更關(guān)注的是橫向動力學(xué)問題，尤其是重心較高的商用車，側(cè)翻危害問題十分突出而棘手。
[0004]為解決商用車側(cè)翻問題，已經(jīng)有大量的研究公開發(fā)表和大量的專利獲得授權(quán)。經(jīng)過廣泛查閱現(xiàn)有研究成果，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)有既能滿足垂向動力學(xué)設(shè)計目標(biāo)、又能達(dá)到橫向動力學(xué)設(shè)計要求的優(yōu)秀技術(shù)方案。涉及車身側(cè)傾糾偏的技術(shù)方案主要集中在“互聯(lián)懸架”領(lǐng)域，由于需要對原車底盤做較大改造，系統(tǒng)成本也較高，實際應(yīng)用存在一定困難。
[0005]汽車動力學(xué)研究表明，商用車側(cè)翻事故主要是車身側(cè)傾振動導(dǎo)致瞬態(tài)側(cè)翻閾值大幅度降低而引發(fā)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服已有商用車解決側(cè)翻問題的原車底盤改造較大、成本較高、有效性較差的不足，本發(fā)明提供一種原車底盤改動較小、成本較低、有效性良好的商用車電控懸架及側(cè)傾糾偏系統(tǒng)。
[0007 ]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種商用車電控懸架及側(cè)傾糾偏系統(tǒng)，包括車身、車橋和車輪，該系統(tǒng)還包括電控懸架，所述電控懸架包括左右對稱布置的懸架彈簧、阻尼-拉力復(fù)合器和橫置連桿滑塊機(jī)構(gòu)；
[0009]所述橫置連桿滑塊機(jī)構(gòu)包括對稱布置連桿、滑塊和滑槽；
[0010]當(dāng)車輛處于設(shè)計姿態(tài)時，位于左右兩側(cè)的連桿的中心線向外傾斜一個角度j，呈對稱布置形式；
[0011]所述連桿的一端與車身鉸鏈連接，所述連桿的另外一端與滑塊鉸鏈連接;所述滑槽與車橋的殼體固定連接;所述滑塊可在滑槽中直線移動，移動的行程為S。
[0012]進(jìn)一步，所述橫置連桿滑塊機(jī)構(gòu)還包括滑塊彈簧，所述滑塊彈簧設(shè)置在滑塊與滑槽之間，所述滑塊彈簧對滑塊施加與其移動方向相反的力。當(dāng)然，也可以采用其他的方式實現(xiàn)對滑塊施加與其移動方向相反的力。
[0013]再進(jìn)一步，當(dāng)車輛處于設(shè)計姿態(tài)時，位于左右兩側(cè)的左懸架彈簧和右懸架彈簧的中心線均向內(nèi)傾斜一個角度m，呈對稱布置形式；
[0014]位于左右兩側(cè)的左阻尼-拉力復(fù)合器和右阻尼-拉力復(fù)合器的中心線均向內(nèi)傾斜一個角度η，呈對稱布置形式。
[0015]更進(jìn)一步，所述阻尼-拉力復(fù)合器包括連桿活塞、浮動活塞和電控節(jié)流閥，所述連桿活塞與浮動活塞之間為下油腔，所述連桿活塞與缸筒頂部之間為上油腔，所述浮動活塞與缸筒底部之間為氣腔，所述電控節(jié)流閥的兩端分別通過油管與上油腔、下油腔連接。
[0016]所述懸架彈簧為氣彈簧或油氣彈簧；
[0017]所述電控懸架還包括支承臂，所述支承臂與車橋固定連接，位于車輛左右兩側(cè)的支承臂的懸架安裝面，均向外傾斜一個角度k，呈對稱布置形式。
[0018]所述氣彈簧的控制系統(tǒng)包括氣栗、第一蓄能器、第二蓄能器、第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥、第四開關(guān)閥、第五開關(guān)閥、第六開關(guān)閥、壓力傳感器、第一三通接頭、第二三通接頭和第三三通接頭；
[0019]所述氣栗與第三三通接頭連接，所述第三三通接頭的另外兩個端口分別與第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥連接;所述第一蓄能器與第一三通接頭連接，所述第一三通接頭的另外兩個端口分別與第一開關(guān)閥和第三開關(guān)閥連接;所述第二蓄能器與第二三通接頭連接，所述第二三通接頭的另外兩個端口分別與第二開關(guān)閥和第四開關(guān)閥連接;位于車輛左側(cè)的左氣彈簧分別與第三開關(guān)閥和第五開關(guān)閥連接，位于車輛右側(cè)的右氣彈簧分別與第四開關(guān)閥和第六開關(guān)閥連接，所述氣彈簧還設(shè)置有壓力傳感器。
[0020]所述阻尼-拉力復(fù)合器的控制系統(tǒng)包括油栗、第七開關(guān)閥、第八開關(guān)閥、第九開關(guān)閥和第四三通接頭;所述油栗與第四三通接頭連接，所述第四三通接頭的另外兩個端口分別與第七開關(guān)閥和第八開關(guān)閥連接;所述第七開關(guān)閥和第八開關(guān)閥的另外一端分別與阻尼-拉力復(fù)合器上油腔連接。
[0021]所述電控懸架還包括位移傳感器，所述位移傳感器的一端與車身鉸鏈連接，另外一端與支承臂鉸鏈連接。
[0022]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:將車輛左右兩側(cè)的懸架傾斜布置，讓作用在車身(懸掛質(zhì)量)兩側(cè)的彈簧力和阻尼力均可分解為垂直分力和水平分力，其中水平分力分別指向車身中心。阻尼力的垂直分力主要用以承擔(dān)原有的改善平順性和維保輪胎與地面附著力的功能，此外本發(fā)明還將它(包括垂直和水平分力)用以實現(xiàn)對車身的橫向動力學(xué)控制，包括側(cè)傾振動和側(cè)向振動的控制;彈簧力的垂直分力主要用以承擔(dān)原有的支撐車身重量的功能，此外本發(fā)明還將它(包括垂直和水平分力)用來糾正車身的姿態(tài)和重心位置。
[0023]懸架還必須配置一種本發(fā)明給出的橫置連桿滑塊機(jī)構(gòu)，這對車身的運動和姿態(tài)控制特別關(guān)鍵。
[0024]汽車懸架的彈簧力和阻尼力是可電控的，其中懸架彈簧可采用氣彈簧或油氣彈簧，通過電控調(diào)節(jié)彈簧內(nèi)部的介質(zhì)壓力來控制彈簧力和彈簧長度;阻尼器需采用本發(fā)明給出的一種電控阻尼-拉力復(fù)合器，通過電控調(diào)節(jié)阻尼器內(nèi)部的節(jié)流閥來控制阻尼參數(shù)，還可通過栗入高壓油產(chǎn)生拉力。
[0025]控制系統(tǒng)采用本發(fā)明給出的器件及連接方式，并采用基于所述器件及連接方式設(shè)計的控制程序基本流程。
[0026]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:作用在車身(懸掛質(zhì)量)兩側(cè)的彈簧力和阻尼力被充分利用，車身側(cè)傾振動可得以有效控制，從而可大幅度降低瞬態(tài)側(cè)翻閾值，車身姿態(tài)可動態(tài)調(diào)節(jié)，對原車底盤改動較小，成本增加不大。
【附圖說明】
[0027]圖1是商用車電控懸架及側(cè)傾糾偏系統(tǒng)的示意圖。
[0028]圖2是商用車電控懸架及側(cè)傾糾偏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0030]參照圖1和圖2，一種商用車電控懸架及側(cè)傾糾偏系統(tǒng)，包括車身(懸掛質(zhì)量)、車橋和車輪(非懸掛質(zhì)量)，該系統(tǒng)還包括電控懸架，所述電控懸架包括左右對稱布置的懸架彈簧、阻尼-拉力復(fù)合器和橫置連桿滑塊機(jī)構(gòu)；
[0031]所述橫置連桿滑塊機(jī)構(gòu)包括對稱布置連桿、滑塊和滑槽；即左連桿29和右連桿30、左滑塊31和右滑塊32、左滑槽33和右滑槽34;
[0032]當(dāng)車輛處于設(shè)計姿態(tài)時，所述的位于左右兩側(cè)的連桿的中心線向外傾斜一個角度j，呈對稱布置形式；
[0033]所述連桿的一端與車身鉸鏈連接，另外一端與滑塊鉸鏈連接;所述滑槽與車橋的殼體固定連接;所述滑塊可在滑槽中直線移動，移動的行程為s。
[0034]所述滑槽與車橋固定連接時，滑塊的移動方向與車軸的軸線是平行的。根據(jù)特殊需要，也可以不平行。
[0035]所述橫置連桿滑塊機(jī)構(gòu)還包括右滑塊彈簧35和左滑塊彈簧36，所述左滑塊彈簧36設(shè)置在左滑塊31與左滑槽33之間，所述右滑塊彈簧35置在右滑塊32與右滑槽34之間，所述滑塊彈簧對滑塊施加與其移動方向相反的力。當(dāng)然，也可以采用其他的方式實現(xiàn)對滑塊施加與其移動方向相反的力。
[0036]當(dāng)車輛處于設(shè)計姿態(tài)時，所述的位于左右兩側(cè)的左懸架彈簧23和右懸架彈簧24的中心線均向內(nèi)傾斜一個角度m，呈對稱布置形式；
[0037]所述的位于左右兩側(cè)的左阻尼-拉力復(fù)合器21和右阻尼-拉力復(fù)合器22的中心線均向內(nèi)傾斜一個角度η，呈對稱布置形式。
[0038]所述的角度m和η可以相等，也可以不相等，具體角度值需根據(jù)不同的車身質(zhì)量等參數(shù)依據(jù)動力學(xué)理論進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計計算獲得。
[0039]在一輛汽車中，所述懸架彈簧、阻尼器和阻尼-拉力復(fù)合器的數(shù)量為偶數(shù)，具體數(shù)量及剛度、阻尼等相關(guān)數(shù)據(jù)取值范圍需根據(jù)不同的車身質(zhì)量等參數(shù)依據(jù)動力學(xué)理論進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計計算獲得。
[0040]所述阻尼-拉力復(fù)合器包括連桿活塞、浮動活塞和電控節(jié)流閥，分別為左連桿活塞19和右連桿活塞20、左浮動活塞15和右浮動活塞16，左電控節(jié)流閥13和右電控節(jié)流閥14;[0041 ] 所述連桿活塞與浮動活塞之間為下油腔，分別為左下油腔BI和右下油腔Β2;
[0042]所述連桿活塞與缸筒頂部之間為上油腔，分別為左上油腔Β3和右下油腔Β4;
[0043]所述浮動活塞與缸筒底部之間為氣腔，分別為左氣腔Al