底盘油气悬挂控制系统和全地面汽车起重机的制作方法

1.本实用新型涉及一种汽车起重机底盘，更具体地说，涉及一种底盘油气悬挂控制系统和全地面汽车起重机。


背景技术：

2.现有的全地面起重机底盘悬挂系统一般为油气悬挂系统，通常由悬挂油缸、接近开关、悬挂控制阀、测压接头、液压管路、蓄能器、触摸屏操作面板、控制器和can线组成。其原理是分别在悬挂油缸的全伸行程处、全缩行程处和中位布置接近开关，通过操作面板和can线控制悬挂控制阀，使悬挂油缸分别可以达到全伸到位、中位和全缩到位三种状态。当悬挂油缸分别处于全伸、中位和全缩的位置时，布置在相应位置的感应开关得电，悬挂控制阀关闭锁止，使悬挂油缸的大小腔封闭，使油缸保持行程。此时悬挂油缸和蓄能器联通，蓄能器作为弹性元件，使悬挂具有弹性模式；反之，为刚性模式。
3.一般油气悬挂系统中的悬挂油缸分为两组，以五桥全地面起重机为例，一般以前两桥的悬挂油缸为一组，后三桥的悬挂油缸为一组，或者以前三桥为一组，后两桥为一组。同一组中位于车桥同侧各悬挂油缸的大腔之间相互连通，小腔之间相互连通。
4.现有起重机中，悬挂油缸的分组固定。固定的分组具有以下不足：前全地面起重机转场状态较多，在进行短距离转场时可能会携带配重、副臂或者超起装置，桥荷变化较多，从而导致轴荷分布较均匀。每组桥荷差异较大，使轮胎和桥的寿命受到较大影响。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是针对现有全地面起重机底盘悬挂系统桥荷分布不均匀而影响轮胎和桥的寿命问题，而提供一种底盘油气悬挂控制系统和汽车起重机，通过改变悬挂油缸组的分组，使各车桥的桥荷相对分布均匀，降低最大桥荷。
6.本实用新型为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种底盘油气悬挂控制系统，包括至少三组与各车桥对应连接的悬挂油缸组，其特征在于还包括控制单元；至少一组与前部车桥连接的悬挂油缸组构成前部轴悬挂油缸组，至少一组与后部车桥连接的悬挂油缸组构成后部轴悬挂油缸组，位于前部轴悬挂油缸组和后部轴悬挂油缸组之间的悬挂油缸组为中间轴悬挂油缸组；前部轴悬挂油缸组中同侧的各悬挂油缸大腔相互连通和小腔相互连通；后部轴悬挂油缸组中同侧的各悬挂油缸大腔相互连通和小腔相互连通；各中间轴悬挂油缸组中两侧的悬挂油缸通过电磁阀组中同侧的电磁阀与相邻悬挂油缸组中同侧的悬挂油缸连接，各电磁阀将其连接的两悬挂油缸的大腔与大腔、小腔与小腔对应连通或相互截止；所述控制单元与各电磁阀的电磁控制端连接；同一电磁阀组中各电磁阀工作状态相同且所有电磁阀组中仅有一个电磁阀组处于截止状态。在本实用新型中，可以通过选择控制电磁阀组的通断，从而选择所有悬挂油缸组的前后两分组情况，使得各桥的桥荷相对分布均匀，避免桥荷差异而导致轮胎和桥的寿命受到影响。
7.上述底盘油气悬挂控制系统中，所述控制单元包括：
8.检测模块：用于检测前部轴悬挂油缸组和后部轴悬挂油缸组中悬挂油缸大腔的压力；
9.计算模块：根据检测模块检测到的悬挂油缸大腔压力值和电磁阀组当前状态计算各电磁阀组处于截止状态时前部轴悬挂油缸组所对应车桥的前部车桥桥荷与后部轴悬挂油缸组所对应车桥的后部车桥桥荷之间的前后桥荷差；
10.控制模块：控制与最小的前后桥荷差所对应的电磁阀组处于截止状态。
11.上述底盘油气悬挂控制系统中，所述检测模块包括用于检测悬挂油缸大腔的压力的压力传感器、用于检测底盘行驶速度的速度传感器。
12.上述底盘油气悬挂控制系统中，所述前部轴悬挂油缸组由与最前部车桥连接的一轴悬挂油缸组构成，所述后部轴悬挂油缸组由与最后部车桥连接的一轴悬挂油缸组构成。或者悬挂油缸组具有n组，n≥5，其中与最前部两车桥连接的一轴悬挂油缸组和二轴悬挂油缸组构成所述前部轴悬挂油缸组，与最后部两车桥连接的n-1轴悬挂油缸组和n轴悬挂油缸组构成所述后部轴悬挂油缸组。
13.本实用新型为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种底盘油气悬挂控制方法，用于前述的底盘油气悬挂控制系统的控制，其特征在于其步骤包括：
14.检测前部轴悬挂油缸组和后部轴悬挂油缸组中悬挂油缸的压力和获取电磁阀组的工作状态；根据检测到油缸压力和电磁阀组当前状态计算各电磁阀组处于截止状态时前部轴悬挂油缸组所对应车桥的前部车桥桥荷与后部轴悬挂油缸组所对应车桥的后部车桥桥荷之间的前后桥荷差；控制与最小的前后桥荷差所对应的电磁阀组处于截止状态。进一步地，步骤还包括检测底盘行驶速度，当行驶速度等于零时才控制与最小的前后桥荷差所对应的电磁阀组处于截止状态。
15.本实用新型为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种全地面汽车起重机，其特征在于具有前述底盘油气悬挂控制系统。
16.本实用新型与现有技术相比，在本实用新型中，通过控制电磁阀组，实现所有车桥的悬挂油缸组以最优的方式分成前后两组，使得各桥的桥荷分布相对更均匀，避免桥荷差异而导致轮胎和桥的寿命受到影响。
附图说明
17.图1是本实用新型全地面汽车起重机的油气悬挂系统原理图。
18.图2是本实用新型底盘油气悬挂控制系统的框图。
具体实施方式
19.下面结合附图说明具体实施方案。
20.本实施例中的汽车起重机为全地面起重机，底盘具有五根车桥，其油气悬挂系统中各车桥与车架之间设置悬挂油缸组。五组悬挂油缸组依据车桥由前向后排列，分别是与一桥连接的一轴悬挂油缸组、与二桥连接的二轴悬挂油缸组、与三桥连接的三轴悬挂油缸组、与四桥连接的四轴悬挂油缸组、与五桥连接的五轴悬挂油缸组。对应每根车桥的悬挂油缸组均包括左侧悬挂油缸和右侧悬挂油缸，例如一轴悬挂油缸组包括连接在一桥左端的一轴左侧悬挂油缸21和连接在一桥右端的一轴右侧悬挂油缸22；二轴悬挂油缸组包括连接在
二桥左端的二轴左侧悬挂油缸31和连接在二桥右端的二轴右侧悬挂油缸32；三轴悬挂油缸组包括连接在三桥左端的三轴左侧悬挂油缸41和连接在三桥右端的三轴右侧悬挂油缸42；四轴悬挂油缸组包括连接在四桥左端的四轴左侧悬挂油缸51和连接在四桥右端的四轴右侧悬挂油缸52；五轴悬挂油缸组包括连接在五桥左端的五轴左侧悬挂油缸61和连接在五桥右端的五轴右侧悬挂油缸62。
21.一轴悬挂油缸组与二轴悬挂油缸组构成前部轴悬挂油缸组，四轴悬挂油缸组与五轴悬挂油缸组构成后部轴悬挂油缸组，三轴悬挂油缸组构成中间轴悬挂油缸组。
22.在前部轴悬挂油缸组中，位于同侧的油缸大腔和小腔各自连通，如图1所示，一轴左侧悬挂油21和二轴左侧悬挂油缸31的大腔通过管路相互连通，同时小腔也通过管路相互连通；同理一轴右侧悬挂油22和二轴右侧悬挂油缸32的大腔通过管路相互连通，同时小腔也通过管路相互连通。
23.在后部轴悬挂油缸组中，位于同侧的油缸大腔和小腔各自连通，如图1所示，四轴左侧悬挂油51和五轴左侧悬挂油缸61的大腔通过管路相互连通，同时小腔也通过管路相互连通；同理四轴右侧悬挂油52和五轴右侧悬挂油缸62的大腔通过管路相互连通，同时小腔也通过管路相互连通。
24.前部轴悬挂油缸组中左侧的各悬挂油缸和右侧的油缸均与前部悬挂阀11连接，后部轴悬挂油缸组中左侧的各悬挂油缸和右侧的油缸均与后部悬挂阀12连接。
25.中间轴悬挂油缸组左右两侧的悬挂油缸分别通过电磁阀组中同侧的电磁阀与前部轴悬挂油缸组和后部轴悬挂油缸组中同侧的悬挂油缸连接。中间轴悬挂油缸组通过第一电磁阀组与前部轴悬挂油缸组连接，中间轴悬挂油缸组通过第二电磁阀组与后部轴悬挂油缸组连接。第一电磁阀组包括第一左侧电磁阀71和第一右侧电磁阀72，第二电磁阀组包括第二左侧电磁阀81和第二右侧电磁阀82。三轴悬挂油缸组的三轴左侧悬挂油缸41与二轴悬挂油缸组中的二轴左侧悬挂油缸 31通过第一左侧电磁阀71连接，三轴右侧悬挂油缸42则通过第一右侧电磁阀 72与二轴右侧悬挂油缸32连接；同理三轴悬挂油缸组的三轴左侧悬挂油缸41 与四轴悬挂油缸组中的四轴左侧悬挂油缸51通过第二左侧电磁阀81连接，三轴右侧悬挂油缸42则通过第二右侧电磁阀82与四轴右侧悬挂油缸52连接。各电磁阀处于导通或截止状态，处于导通状态时，其连接的两个悬挂油缸的大腔与大腔导通，小腔与小腔导通；若电磁阀处于截止时，由电磁阀连接的两个悬挂油缸之间相互截止。第一电磁阀组与第二电磁阀组中仅有一个电磁阀组处于导通状态；第一电磁阀组中的第一左侧电磁阀71与第一右侧电磁阀72的工作状态相同，即都处于导通状态或都处于截止状态；第二电磁阀组中的第二左侧电磁阀81与第二右侧电磁阀82的工作状态相同。
26.如图2所示，油气悬挂系统的控制单元由控制器91、与控制器91连接的压力传感器95和速度传感器96构成，形成检测模块94、计算模块92和控制模块 93等功能模块。压力传感器用于检测前部轴悬挂油缸组和后部轴悬挂油缸组中悬挂油缸大腔的压力。速度传感器用于获取汽车起重机的行驶速度。
27.控制单元根据悬挂油缸的大腔压力、电磁阀的当前状态、汽车起重机是否处于行驶状态进行计算与逻辑判断，控制各电磁阀，使各电磁阀组中仅有一个电磁阀组处于截止状态。具体控制方法如下：
28.检测模块94通过压力传感器检测前部轴悬挂油缸组和后部轴悬挂油缸组中悬挂
油缸大腔的压力、汽车起重机的行驶速度、从控制模块获取电磁阀的当前状态。获取电磁阀的当前状态即获取当前状态下第一电磁阀与第二电磁阀中那个处于截止状态。
29.计算模块92根据检测模块94检测到的悬挂油缸大腔压力值和电磁阀当前状态计算各电磁阀组处于截止状态时前部轴悬挂油缸组所对应车桥的前部车桥桥荷与后部轴悬挂油缸组所对应车桥的后部车桥桥荷之间的前后桥荷差。例如各电磁阀组的当前状态是：第一左侧电磁阀71和第一右侧电磁阀72处于截止状态，第二左侧电磁阀81和第二右侧电磁阀82处于导通状态，此时所有车桥的悬挂油缸组被划分为两组，其中与一桥连接的一轴悬挂油缸组21和与二桥连接的二轴悬挂油缸组22构成一组，即为前组；同时与三桥连接的三轴悬挂油缸组、与四桥连接的四轴悬挂油缸组与五桥连接的五轴悬挂油缸组划分为一组，即为后组。这种所有悬挂油缸组前二后三的分组为第一种分组状态。前组中各车桥上连接的悬挂油缸组中同侧的油缸大腔和小腔各自连通，因此前组中一桥桥荷与二桥的桥荷相同；同理在后组中，三桥桥荷、四桥桥荷和五桥桥荷相同。计算模块根据检测到的悬挂油缸大腔压力，计算第一种分组状态下的前部车桥桥荷(即一桥桥荷和二桥桥荷，两者相同)与后部车桥桥荷(即三桥桥荷、四桥桥荷、五桥桥荷，三者相同)，并计算前部车桥桥荷与后部车桥桥荷之间的桥荷差值，计为第一种分组状态桥荷差值。
30.在计算第一种分组状态桥荷差值后，计算第二种分组状态桥荷差值。第二种分组状态是：第一左侧电磁阀71和第一右侧电磁阀72处于导通状态，第二左侧电磁阀81和第二右侧电磁阀82处于截止状态，此时与一桥连接的一轴悬挂油缸组、与二桥连接的二轴悬挂油缸组和与三桥连接的三轴悬挂油缸组构成一组，即为前组；同时与四桥连接的四轴悬挂油缸组与五桥连接的五轴悬挂油缸组划分为一组，即为后组。这种所有悬挂油缸组的前三后二的分组为第二种分组状态。前组中一桥桥荷、二桥桥荷和三桥的桥荷相同；同理后组中四桥桥荷和五桥桥荷相同。由于第一种分组状态与第二种分组状态下，汽车起重机的总重量不变，因此各桥桥荷总和不变，由此可以根据第一种分组状态下的悬挂油缸压力计算第二种分组状态下的前部车桥桥荷(即一桥桥荷、二桥桥荷和三桥桥荷，三者相同) 与后部车桥桥荷(即四桥桥荷、五桥桥荷，两者相同)，并计算前部车桥桥荷与后部车桥桥荷之间的桥荷差值，计为第二种分组状态桥荷差值。
31.控制模块93根据汽车起重机是否处于行驶状态、各车桥的桥荷判定是否改变各悬挂油缸组的分组。当汽车起重机的车速不为零时，也即汽车起重机处于行驶状态，不改变当前各悬挂油缸组的分组。当汽车起重机的车速为零时，即汽车起重机处于静止状态时，根据以下情形判定是否改变各悬挂油缸组的分组。
32.控制模块93比较第一种分组状态桥荷差值与第二种分组状态桥荷差值的大小。若第一种分组状态桥荷差值小于第二种分组状态桥荷差值，控制模块则控制各电磁阀，使各悬挂油缸处于第一种分组状态。第一种分组状态桥荷差值小于第二种分组状态桥荷差值时，在第一种分组状态下各车桥桥荷中的最大桥荷要小于第二种分组状态下各车桥桥荷中的最大桥荷。在两种种分组状态下，第一种分组状态下各桥桥荷分布更为均匀，最大桥荷小于第二种分组状态下的最大桥荷。
33.若第一种分组状态桥荷差值大于第二种分组状态桥荷差值，控制模块则控制各电磁阀，使第一左侧电磁阀和第一右侧电磁阀处于导通状态，第二左侧电磁阀和第二右侧电磁阀处于截止状态，也即使各悬挂油缸组处于前三后二的第二种分组状态。第二种分组状
态下的桥荷差值小于第一种分组状态下的桥荷差值时，在第二种分组状态下各车桥桥荷中的最大桥荷要小于第一种分组状态下各车桥的桥荷中的最大桥荷。在两种种分组状态下，第二种分组状态下各桥桥荷分布更为均匀，第二种分组状态下最大桥荷小于第一种分组状态的最大桥荷。
34.在本实施例中，通过比较所有悬挂油缸组的两种分组状态下的桥荷差值的大小，选择较优的分组，使得最大桥荷较小，从而避免桥荷差异过大而导致轮胎和车桥的寿命受到影响。
35.在本实施例中，前部轴悬挂油缸组和后部轴悬挂油缸组中所包含的悬挂油缸组的数量可以根据需要通过在相应位置设置电磁阀而进行设定，例如前部轴悬挂油缸组中的悬挂油缸组的数量可以是一组悬挂油缸组(对应一根车桥)，后部轴悬挂油缸组中的悬挂油缸组的数量可以是一组悬挂油缸组，也可以是三组悬挂油缸组(对应三根车桥)。在各种设置中，分组状态的数量为m 1种，其中m 为中间轴悬挂油缸组的数量。
36.在本实用新型中的底盘油气悬挂控制系统不限于五轴底盘，也可以适用于其他的多轴底盘，例如在三轴底盘的汽车起重机中，与一桥连接的一轴悬挂油缸组构成前部轴悬挂油缸组，与二桥连接的二轴悬挂油缸组构成中间轴悬挂油缸组，与三桥连接的三轴悬挂油缸组构成后部轴悬挂油缸组，底盘油气悬挂控制系统可以在前一后二或前二后一两种悬挂油缸组的分组中进行选择，以使得各车桥桥荷中最大桥荷较小。同理在四轴底盘的汽车起重机中，与一桥连接的一轴悬挂油缸组构成前部轴悬挂油缸组，与二桥连接的二轴悬挂油缸组构成中间轴悬挂油缸组，与三桥连接的三轴悬挂油缸组和与四桥连接的四轴悬挂油缸组构成后部轴悬挂油缸组，底盘油气悬挂控制系统可以在前一后三或前二后二两种悬挂油缸组的分组中进行选择；在四轴底盘的汽车起重机中还可以如下设定：与一桥连接的一轴悬挂油缸组构成前部轴悬挂油缸组，与二桥连接的二轴悬挂油缸组和与三桥连接的三轴悬挂油缸组分别构成中间轴悬挂油缸组，与四桥连接的四轴悬挂油缸组构成后部轴悬挂油缸组，在该设置中，具有两组中间轴悬挂油缸组，底盘油气悬挂控制系统可以在前一后三、前二后二、前三后一等三种悬挂油缸组的分组中进行选择，因此具有三种状态分组。在更多车桥的汽车起重机中，可以进行类似的设置，以便在底盘静止时调整所有悬挂油缸组的前后分组，降低最大桥荷的大小。