液压悬架系统能够根据路面的情况自动调整悬架液压缸的伸缩量,保证每个轮胎所承受的载荷相同。全液压悬架式,所有轮轴均负载重量。一对(两双四个)车轮使用一套悬架液压缸。通过开关相应的阀门,将若干套悬架液压缸构成整个连通的回路,回路中的车轮称为一组车轮,同组各车轮的载荷是相等的。这样可使整个车组以长度和宽度的中心线为坐标轴将模块分成四个象限,四个象限分别形成四个彼此分隔的悬架回路,实现载物平台的四点支撑。根据需要还可以形成三个彼此分隔的悬架回路,实现载物平台的三点支撑。三点或四点支撑保证车组的平衡,行驶时悬架回路封闭,又保持了悬架装置的减振功能,同时通过操作各支撑点的悬架回路开关,注入或输出液压油可以分别调整各支撑点的高度,以适应不同货物的运输要求。
1.液压悬架的工作原理及其分类
(1)摆动式液压悬架半桥结构 根据帕斯卡定律:密闭液体上的压强能够大小不变地向各个方向传递。忽略高度势能及液体在管路间流通产生的压力损失,可以得出以下结论:密闭液体系统中,各点的压强大小不变,从而将各个悬架的负载与密闭系统中的油液联系起来,便产生了液压悬架技术。根据该原理,并参考车辆现实工况,设计出了摆动式液压悬架半桥,由此进一步进行分组构成液压悬架系统。
图2-35所示为摆动式的液压悬架半桥结构,该机构由平衡臂1、悬架2、悬架液压缸3、摆动桥4和轮胎轮辋5组成。其中悬架液压缸3为柱塞式结构,两端通过关节轴承分别与悬架支架、平衡臂铰接连接作为二力杆形式存在,摆动桥与平衡臂铰接连接,可避免横向路面不平时单边轮胎受力的偏载及车桥钢结构扭曲变形现象的发生,车辆处于横向不平路面效果如图2-36所示。
图2-35 摆动式的液压悬架半桥结构
1—平衡臂 2—悬架 3—悬架液压缸 4—摆动桥 5—轮胎轮辋
图2-36 车辆处于横向不平路面(www.daowen.com)
(2)液压悬架系统原理 如图2-37所示,4个柱塞式悬架液压缸(C1,C2,C3,C4)并联组成的悬架系统,由于各液压缸与管路组成密闭系统,加之液压油弹性模量很大,压缩性可忽略不计,故各液压缸内油液容积之和保持恒定。另外由于各缸组成密闭系统,系统中的压力各点大小相等,使得各等杆径液压缸的输出力相等。这样当车辆行驶于凹凸不平路面时,各液压缸自动相互配合,自动伸缩使轮胎适应路面情况,同时保证各液压缸的输出力近似相等。通过摆动式液压悬架半桥的机械结构,可使各轮胎与地面间的力近似相等,避免了轮胎偏载情况的发生。另外,系统中可安装压力传感器和角度传感器,通过计算可以得出各个悬架的粗略负载和高度,从而使得车辆的超载、偏载可以被检测到,并且可以实现车身高度限位。
2.液压悬架系统分组
为了满足车体平稳、防止扭曲等要求,需要对悬架液压缸进行分组。通常静止不动进行装载时可将系统分成3组,从而构成三点静定支撑,避免车架受扭。以4轴线8悬架为例,悬架分组如图2-38所示。分组时要考虑机械结构的强度问题,同时尽量使每组不少于两个液压缸,以便运行过程中可以自动调节伸缩动作。同时,液压悬架系统也是车身的提升系统,可以均匀改变车身的高度,四组悬架既可以单独调整也可以同时调整,从而保证车身处于水平状态。
图2-37 液压悬架系统
图2-38 4轴线8悬架车辆悬架分组
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