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CN102039791B - 车身倾角调整单元、油气悬架机构以及流动式起重机 - Google Patents

车身倾角调整单元、油气悬架机构以及流动式起重机 Download PDF

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CN102039791B CN201010207621.9A CN201010207621A CN102039791B CN 102039791 B CN102039791 B CN 102039791B CN 201010207621 A CN201010207621 A CN 201010207621A CN 102039791 B CN102039791 B CN 102039791B
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Abstract

一种自动调平式油气悬架机构，包括至少两对悬挂油缸(12)、车身倾角调整单元(17)、车身横向倾角传感器以及控制单元，每个悬挂油缸对应设置有包括平衡油缸(10)的车身倾角调整单元，平衡油缸的一个腔经由第一单向阻尼阀(8)和电控切换阀(14)连接于油箱(5)和调平操作油源，平衡油缸(10)的另一个腔经由电控锁止阀(14)和第二单向阻尼阀(9)连接于悬挂油缸的无杆腔。此外，本发明还提供一种包括自动调平式油气悬架机构的流动式起重机。本发明有效实现了流动式起重机对各种路况、尤其是对横向坡道的动态调平功能，其操作简单、逻辑性强，所有操作均由控制单元自动完成，显著提高了行驶安全性，避免了翻车等事故的发生。

Description

车身倾角调整单元、油气悬架机构以及流动式起重机
技术领域
本发明涉及一种车身倾角调整单元以及自动调平式油气悬架机构。此外，本发明还涉及一种包括所述自动调平式油气悬架机构的流动式起重机。
背景技术
流动式起重机一般是指能够在地面上自由移动的起重设备，典型地是指安装在工程车辆上的起重设备。流动式起重机因其机动性和灵活性而在工程机械领域广泛使用。大吨位或超大吨位的流动式起重机、尤其是全地面起重机的油气悬架机构必须具备如下功能，即悬架机构的升降、刚柔切换、负载行驶、缓冲减震以及路况自适应等功能，以适应流动式起重机不同工况的要求。
油气悬架机构是一种始于二十世纪六十年代的新型底盘悬架技术，其主要原理是将工程机械(例如流动式起重机)的垂直轴荷转换为悬挂油缸内的油液的压力，压力通过管路传递至相应的控制单元和蓄能器，蓄能器以具有一定初始压力的惰性气体(通常为氮气)作为弹性介质，并通过油路上的相应单向阀和节流孔控制油液的流向或进行节流，从而起到减振作用。相应地，油气悬架机构主要包括悬挂油缸、蓄能器、悬挂阀以及相应的控制元件。油气悬架机构因其在改善工程机械的行驶平顺性方面的显著优点，而广泛地用于各种工程机械，例如轮式装卸车、矿山自卸车、轮式挖掘机以及流动式起重机(典型地为全地面起重机)等。
一般而言，由于流动式起重机的重心较高、重量较大，因此在流动式起重机行驶过程中应当确保车架和车身保持水平，以防止流动式起重机出现翻倾事故。但是，由于流动式起重机并非总是行驶在良好路况的水平路面上，其常常行驶在恶劣路况的路面上，例如行驶在纵向坡道或横向坡道上，此时流动式起重机的车架和车身因为路面坡度的原因会出现纵向倾角或横向倾角，极易出现翻倾事故。在这些恶劣路况下，要求流动式起重机的油气悬架机构能够自动调整车架和车身的姿态，以使得车架和车身处于水平状态，这就是流动式起重机油气悬架机构的路况自适应功能，而油气悬架机构的自动调平性能在实现路况自适应功能方面起着关键的主导作用。
现有的流动式起重机的油气悬架机构主要针对良好路况进行设计，而针对恶劣路况、尤其是针对横坡道路况的油气悬架机构只有极少数厂家或科研机构在研究，尚无实际应用的先例。此外，中国实用型专利CN2649377Y公开了一种流动式起重机的油气悬架机构，该油气悬架机构主要在车辆处于静态时采用手动或电控方式进行横坡道和纵坡道路况的静态的调平操作(一般是通过悬挂阀进行进油或排油以调整悬挂油缸的举升高度来进行静态调节)，但是，实际上在流动式起重机行驶时进行动态调平操作是更为重要的，另外，该实用新型专利CN2649377Y的油气悬架机构的调平操作主要是通过进油或回油补偿来实现，而在动态行驶工况时根本无法控制补偿油量的多少，因此无法在所述流动式起重机行驶时真正实现该流动式起重机的动态调平操作，尤其是，无法真正地实现流动式起重机油气悬架机构的横坡道动态自适应调平性能。
因此，需要一种新型的自动调平式油气悬架机构，以能够在各种恶劣路况、尤其是横坡道路况下动态地实现所述流动式起重机或其它流动式工程机械的自动调平操作。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供车身倾角调整单元，该车身倾角调整单元能够应用于油气悬架机构，以实现油气悬架机构的动态自适应调平操作。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种自动调平式油气悬架机构，该自动调平式油气悬架机构能够在流动式工程机械在横坡道上行驶时动态地实现横坡道自适应调平性能，从而能够有效地防止因现有的油气悬架机构对横向坡度不敏感而容易造成的翻车等重大事故，有效地改善流动式工程机械的安全性。
此外，本发明还提供一种流动式起重机，该流动式起重机的油气悬架机构具有优良的横坡道动态自适应调平性能，从而能够有效地防止现有的流动式起重机的油气悬架机构对横向坡度不敏感而造成的翻车事故。
为解决上述第一个技术问题，本发明提供一种车身倾角调整单元，其中，该车身倾角调整单元包括平衡油缸，所述平衡油缸的一个腔通过液压管路经由第一单向阻尼阀连接于电控切换阀，所述平衡油缸的另一个腔通过液压管路经由电控锁止阀连接于第二单向阻尼阀，所述电控锁止阀选择性地使得所述平衡油缸的无簧腔的油路导通或截止。
为解决上述第二个技术问题，本发明提供一种自动调平式油气悬架机构，该自动调平式油气悬架机构包括至少两对悬挂油缸，各对所述悬挂油缸各自设置在相应车桥的左、右两侧，其中，所述自动调平式油气悬架机构还包括：车身倾角调整单元，每个所述悬挂油缸对应连接有一个所述车身倾角调整单元，该车身倾角调整单元用于调整每个所述悬挂油缸的缸杆的伸出和缩回；车身横向倾角传感器，该车身横向倾角传感器检测车身横向倾角；以及控制单元，该控制单元接收所述车身横向倾角传感器传输的车身横向倾角信号，并通过电控线路连接于所述调平操作油源以及各个所述车身倾角调整单元。
此外，本发明还提供一种流动式起重机，其中，该流动式起重机包括上述自动调平式油气悬架机构。
通过本发明的上述技术方案，本发明的自动调平式油气悬架机构能够根据车身倾角信号(优选地可以包括悬架机构轴荷压力信号)，由控制单元选择预先设定的各种车身倾角控制模式，实现对车身倾角调整单元的控制，确保油气悬架机构维持车身处于水平状态，控制单元再根据调平后的信号持续自动地实现车身各种姿态的保持或切换，从而实现了流动式工程机械(例如流动式起重机)对各种路况、尤其是横坡道的自适应动态调平性能。本发明的自动调平式油气悬架机构在实现车身各种姿态的保持或切换时，由稳定的调平操作油源(优选恒压油源)提供动力以将平衡油缸内的液压油压出或截止，自动维持所述油气悬架机构内油量恒定和左右轴荷平衡，其能够确保流动式起重机的自动调平操作的平稳性，并有效保证流动式起重机的安全性。本发明的自动调平式油气悬架机构有效地解决了流动式工程机械(例如流动式起重机)对各种路况动态自适应调平性能，尤其是实现了对横向坡道的自适应动态调平功能；同时，本发明的自动调平式油气悬架机构的操作简单方便、逻辑性强，所有操作均由控制单元自动完成，其使用安全、可靠，显著地提高了车辆纵横坡道行驶的安全性能，避免了翻车等重大事故的发生。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是悬架油缸与流动式起重机的车架或车身铰接的示例图；
图2是流动式起重机在横向坡道上行驶的工况示意图；
图3是本发明具体实施方式的自动调平式油气悬架机构的控制原理框图；
图4是本发明具体实施方式的车身倾角调整单元的结构框图；
图5是图4所示的车身倾角调整单元的原理图；
图6是本发明具体实施方式的自动调平式油气悬架机构的总体布置结构框图，图中粗线代表液压管路线，细线代表电控连接线或信号线；
图7是悬挂油缸与悬挂阀以及蓄能器之间的连接关系的示例图；以及
图8是图6的自动调平式油气悬架机构的系统原理图；
附图标记说明：
1车身横向倾角传感器                      2压力油源
3控制单元                                4恒压油源
5油箱                                    6车身纵向倾角传感器
7电控切换阀                              8第一单向阻尼阀；
9第二单向阻尼阀                          10平衡油缸(弹簧复位式油缸)
11蓄能器                                 12悬挂油缸
13悬挂阀                                 14电控锁止阀
15车架                                   16车桥
17车身倾角调整单元                       18悬架机构压力传感器
19悬挂油缸刚性柔性控制阀                 20悬挂油缸伸出控制阀
21悬挂油缸缩回控制阀
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明的保护范围。
油气悬架机构广泛地用于各种流动式工程机械，例如轮式装卸车、矿山自卸车、轮式挖掘机以及流动式起重机(典型地为全地面起重机)等，因此，下文所述的本发明的自动调平式油气悬架机构并不限于应用于特定的工程机械，而是可以应用于符合本发明应用目的的各种流动式工程机械，例如应用于流动式起重机。为阐述的方便，下文将以流动式起重机为例进行描述。
参见图6，本发明具体实施方式的自动调平式油气悬架机构主要包括悬挂油缸12、蓄能器11、悬挂阀13、压力油源2、车身横向倾角传感器1、调平操作油源(优选为恒压油源4)、车身倾角调整单元17以及控制单元3。在优选实施方式下，为了实现纵向坡道的自动调平性能，本发明的自动调平式油气悬架机构还可以包括车身纵向倾角传感器6。此外，本发明的自动调平式油气悬架机构还可以包括悬架机构压力传感器18(参见图3)，这样可以使得控制单元3能够根据更多的信号值进行操作，从而增强操作和检测的可靠性。
为便于理解对本发明自动调平式油气悬架机构，以下首先描述自动调平式油气悬架机构的悬架油缸12的机械连接结构及其在自动调平操作中的作用。
参见图1，悬挂油缸12设置在车架15与车桥16之间，具体地，设置在车架纵梁与车桥16之间，其上端可以与车架15铰接，下端可以与车桥16铰接。悬挂油缸12的上端一般可以铰接到车架15上，但是在一些特殊的工程机械上，其也可以直接铰接到车身上，例如对一些不设置车架而设置承载式车身的矿山自卸车，悬挂油缸12的上端可以直接铰接到车身上。显然地，悬挂油缸12相对于流动式起重机的纵向中心轴线对称设置，对于双车桥式流动式起重机而言，一般设置有四个悬挂油缸12，而对于多车桥式流动式起重机而言，则设置有多个悬挂油缸12，即每个车桥的两侧对称设置有悬挂油缸12。此外，需要说明的是，此处描述的悬挂油缸12主要用于承受流动式起重机的轴向力，除了悬挂油缸12之外，所述油气悬架机构一般还包括多根导向推力杆，该导向推力杆主要用于承受侧向力以及牵引力，由于导向推力杆与本发明的自动调平性能并无直接的关联，因此对此不进行详细描述。
悬挂油缸12对于流动式起重机的车架或车身的调平操作起着关键作用。原则上，通过操作悬挂油缸12，可以使得流动式起重机的车架或车身升高或降低。参见图2，当流动式起重机处于横向坡道上时，此时如果对悬挂油缸12不进行控制调节，则流动式起重机的车架或车身会因横向坡度而向图2中的左侧方向倾斜，这使得所述流动式起重机很容易发生翻倾事故。为了在横坡道行驶时确保流动式起重机的车架15以及车身处于水平状态，在图2中需要使得左侧的悬挂油缸12举升，右侧的悬挂油缸12下降，从而使得流动式起重机的车架15以及车身保持在水平或基本水平的状态，以有效地防止流动式起重机发生侧倾事故。此外，尽管附图中没有显示，但是容易想到的是，当流动式起重机行驶在纵向坡道上时，由于纵向坡度的原因，流动式起重机的车架15以及车身必然因为纵向坡度的原因，而呈现出前高后低或前低后高的状态，此时为了防止流动式起重机向前或向后翻倾，需要相应地调整流动式起重机前桥和/或后桥的悬挂油缸12，以使得流动式起重机的车架15或车身保持在水平状态。
以下描述本发明的自动调平式油气悬架机构的控制原理。
如上所述，所述油气悬架机构包括相应的控制元件(例如车身横向倾角传感器1、悬架机构压力传感器18、车身倾角调整单元17以及控制单元3等)，控制元件的作用主要在于控制悬挂油缸12的工作状态。本发明的自动调平式油气悬架机构需要实现基本功能为：在流动式工程机械(例如流动式起重机)在横坡道上行驶时，使得所述油气悬架机构具有动态的横坡道自适应调平性能。当然，除了该基本功能之外，在本发明下述的进一步优选实施方式中，本发明的自动调平系统还具有动态的纵坡道自适应调平性能。在此基础上，通过综合地运用横坡道自适应调平性能以及纵坡道自适应调平性能，能够使得例如流动式起重机适应各种恶劣的路况。
为了实现本发明自动调平系统的上述基本功能，即在流动式工程机械(例如流动式起重机)行驶在横坡道上时使得所述油气悬架机构具有动态的横坡道自适应调平性能。本发明的自动调平式油气悬架机构包括多个车身倾角调整单元17、车身横向倾角传感器1以及控制单元3，其中，每个车身倾角调整单元17对应地用于操作一个悬挂油缸12，即车身倾角调整单元17的数量与悬挂油缸9的数量相对应。图3是本发明的自动调平式油气悬架机构的控制原理框图，在图3中以双车桥式流动式起重机为例来显示本发明的自动调平式油气悬架机构的控制原理，也就是说，在双车桥流动式起重机的每根车桥16的两侧对称安装有悬挂油缸12，相应地，图3中的车身倾角调整单元17分别对应于前左悬挂油缸、前右悬挂油缸、后左悬挂油缸以及后右悬挂油缸，以用于控制相应悬挂油缸的伸缩。
参见图3，车身横向倾角传感器1感测车身的横向倾角，悬架机构压力传感器18感测悬架机构轴荷压力，且车身横向倾角传感器1和悬架机构压力传感器18分别将车身横向倾角信号以及悬架机构轴荷压力信号传递给控制单元3(例如PLC或微机控制单元)，所述控制单元3根据车身横向倾角信号以及悬架机构压力信号进行判断，并从预先设定的多种车身倾角控制模式中选择车身横向倾角控制模式，通过该车身横向倾角模式所对应的软件模块进行分析计算，进而向相应的车身倾角调整单元17输出控制信号，从而实现对车身倾角调整单元17的控制，车身倾角调整单元17控制对应的悬挂油缸12的举升或缩回，由此确保所述油气悬架机构维持车身处于水平或基本水平的状态。随着流动式起重机在横坡道上行驶状况的改变，控制单元3(例如PLC或微机控制单元)会根据车身调平后的信号持续实现车身姿态的保持或改变，从而动态地实现了油气调平悬架的横坡道自适应调平功能。此外，在此需要说明的是，上述车身横向倾角传感器1以及悬架机构压力传感器18同时传输信号仅是一种优选实施方式，在本发明的自动调平式油气悬架机构中，控制单元3仅根据车身横向倾角传感器1传输的车身横向倾角信号即可有效地完成自动调平操作，当然，在悬架机构压力传感器18同时传输轴荷压力信号的情形下，可以使得控制单元3能够根据更多的参数值进行分析计算、检测和操作，从而增强操作可靠性。
上述车身倾角控制模式主要是指根据流动式起重机在动态行驶过程中路面的横向坡度道和纵向坡道值、和/或流动式起重机的左右轴荷差值以及前后轴荷差值所进行的分级设定而采用的相应的控制模式，每种车身倾角控制模式对应有相应的软件模块(例如PLC的用户程序)。例如，车身横向倾角传感器1将车身当前的横向倾角值传递到所述控制单元3(例如可编程序控制器PLC)，当车身横向倾角值达到设定值。一般而言，不同的型号的起重机该设定值会有所不同，一般大于这个设定值时流动式起重机会有翻倾危险，此时需要进行调整，而小于该设定值时，通常可以不进行调整，从而可以避免进行油气悬架机构不停地进行一些不必要的调整。该设定值一般是一种经验值或保守值，其通常小于导致流动式起重机翻倾的极限值(即设定值相对于翻倾极限值具有一个安全系数)，根据不同的型号的起重机该设定值会有所不同，一般以能够有效的确保流动式起重机为准。在例如车身横向倾角大于相应的车身横向倾角设定值时时必须对流动式起重机的车身进行横向调平，否则流动式起重机容易发生横向翻倾事故。相应地，所述控制单元3根据输入的横向倾角信号(优选地还包括左右轴荷信号)，选择内置在该控制单元3内的车身横向倾角控制模式所对应的软件模块进行控制，从而本发明自动调平式油气悬架机构开始进行横向坡道的自适应动态调平操作，使得在流动式工程机械(例如流动式起重机)在横坡道上行驶时，其车身以及车架始终自动地属于水平或基本水平的状态。
如上所述，本发明具体实施方式的自动调平式油气悬架机构包括悬挂油缸12、蓄能器11、悬挂阀13、压力油源2、车身横向倾角传感器1、调平操作油源、车身倾角调整单元17以及控制单元3。优选地，该自动调平式油气悬架机构还包括悬架机构压力传感器18和车身纵向倾角传感器6。
由于本发明的自动调平式油气悬架机构的连接关系比较复杂，以下首先参照附图对本发明自动调平式油气悬架机构的主要部件进行说明，在对各个部件进行描述的基础上，进而说明其电控连接关系、液压连接关系以及相应的自动调平操作过程。需要说明的是，由于本发明的自动调平式油气悬架机构的一些部件(例如悬挂油缸12、蓄能器11等)是公知的，因此在对各个部件进行说明的过程中，将根据情况对一些公知部件简略描述，而重点说明本发明自动调平式悬架机构的关键部件，例如车身倾角调整单元17等。
参照图3和图6，本发明的控制单元3主要用于接收传感器(例如横向倾角传感器1的倾角信号和悬架机构压力传感器18的轴荷压力信号，以根据倾角信号和/或轴荷压力信号选择相应的倾角控制模式，例如车身横向倾角控制模式，通过该倾角控制模式所对应的控制软件模块计算出对相应的悬挂油缸12需要进行的调整操作，并向各个车身倾角调整单元17传输相应的电控信号，从而通过各个车身倾角调整单元17控制相应的悬挂油缸12的伸缩，以通过相应的悬挂油缸12的伸缩实现车身的升降，使得车身被调整到水平或基本水平的状态，确保流动式起重机的安全行驶。其中，控制单元3可以具有多种类型，其均能实现本发明的控制目的，例如单片机、电子控制单元(ECU)等。优选地，本发明的自动调平系统的控制单元3采用可编程序控制器(PLC)，采用可编程序控制器的优点在于，由于PLC的指令以及接口相对标准，在工业自动控制领域应用广泛，其可以方便地通过编程器编辑或修改各种车身倾角控制模式下的用户程序块(即上述的软件模块)，因此可以方便地对各种车身倾角控制模式的用户程序模块进行管理编辑，从而能够更方便地实现本发明的自动调平功能。
参见图3和图6，车身横向倾角传感器1可以安装在流动式起重机的车身重心位置或车身重心区域。一般而言，倾角传感器是一种用于测量物体相对于水平面的倾角变化量的传感器，按其原理可以分为固体摆式倾角传感器、液体摆式倾角传感器以及气体摆式倾角传感器。本发明的自动调平系统可以采用上述类型中的倾角传感器中的任意一种，由于气体摆式倾角传感器抗振动和抗冲击的能力强，因此优选地，车身横向倾角传感器1可以采用气体摆式倾角传感器。当流动式起重机行驶在横向坡道上时车身横向倾角传感器1动态监测车身横向倾角，并通过现场总线，例如CAN总线(即ISO国际标准化串行通信协议总线)将监测到的车身横向倾角信号传递给控制单元3，例如可编程序控制器。控制单元3根据接收的车身横向倾角信号判断是否需要进行车身横向倾角的调平操作，一旦车身横向倾角大于设定值，控制单元3选择车身横向倾角控制模式，并向相应的车身倾角调整单元17发送控制信号，以通过车身倾角调整单元17操作相应的悬挂油缸12，从而实现车身的调平操作。在本发明自动调平式油气悬架机构的优选实施方式下，由于本发明的自动调平式油气悬架机构还需要实现纵向坡道的自动调平操作，因此优选地，所述自动调平式油气悬架机构还包括车身纵向倾角传感器6，该车身纵向倾角传感器6可以采用与车身横向倾角传感器1相同类型的倾角传感器，例如气体摆式倾角传感器，该车身纵向倾角传感器6可以同样设置在流动式起重机车身的重心位置或重心区域，其主要用于检测流动式起重机的车身的纵向倾角值，并通过现场总线(例如CAN总线)将纵向倾角值信号传输到控制单元3，以供控制单元3进行分析计算并根据情形进行相应的纵向坡道的自适应调平操作。
悬架机构压力传感器18一般可以为油压传感器，该油压传感器可以安装在悬挂阀13或悬挂油缸12专设的检测口上，并通过模数转换将油压信号(该油压信号与悬架机构的轴荷压力信号存在对应关系，从而可以通过油压信号换算得到轴荷压力信号)转换为数字信息，通过现场总线(例如CAN总线)输入控制单元3，并由控制单元3进行分析计算。此外，悬架机构压力传感器18并不一定采用上述油压传感器，其还可以采用压电传感器或压力传感器等，在此情形下，压电传感器或压力传感器的压力敏感元件(例如应变片)可以布置悬挂油缸12与车架15的连接部位上。
参见图4，本发明自动调平式油气悬架机构的车身倾角调整单元17包括电控切换阀7、第一单向阻尼阀8、电控锁止阀14、第二单向阻尼阀9以及平衡油缸10。参见图5，在车身倾角调整单元17中，电控切换阀7可以为两位三通电磁阀，其主要用于实现压力油和回油的切换；第一单向阻尼阀8和第二单向阻尼阀9属于公知部件，具体地，第一单向阻尼阀8和第二单向阻尼阀9均包括并联的单向阀和阻尼阀，其主要用于实现油路的快进慢回功能；平衡油缸10优选是一种弹簧复位式油缸，即油缸活塞两侧腔室中的一个设置有复位弹簧，其主要用于实现蓄油功能，当然，除了弹簧复位式油缸之外，在本发明的技术构思范围内，平衡油缸10可以采用多种其它形式来实现蓄油功能。例如采用蓄能器等，最简单地，可以将上述弹簧复位式油缸中的弹簧替换为其它弹性元件(例如橡胶弹性件)，这些简单的变形方式对于本领域技术人员来说是容易想到的(下文将以弹簧式复位油缸为例进行阐述)；电控锁止阀14可以为两位两通电磁阀，其主要用于实现压力油的切换和锁止。需要说明的是，上述电控锁止阀14和电控切换阀7仅是为描述而进行的示例，用于实现油路换向或锁止的阀门可以是多种电控阀门，而不限于图5所示的两位两通电磁阀和两位三通电磁阀，其只要能够实现图5所示的油路切换连接关系即可。在图5中，电控切换阀7连接于第一单向阻尼阀8，该第一单向阻尼阀8进而连接于平衡油缸10的弹簧腔接口；平衡油缸10的无弹簧腔接口连接于电控锁止阀14，该电控锁止阀14连接于第二单向阻尼阀9。
参见图6，压力油源2可以是液压泵，该液压泵从油箱5中抽吸油液并对油液增压，从而可以对本发明的自动调平式油气悬架机构供应压力油。此外，本发明的自动调平式油气悬架机构还包括调平操作油源，该调平操作油源优选地采用恒压油源4，恒压油源4主要用于提供压力相对恒定的液压油，其一般可以在液压泵的输出管道上设置溢流阀来提供压力相对恒定的液压油。在图6中，恒压油源4通过液压管道连接于上述车身倾角调整单元17中的电控切换阀7，此外，该恒压油源4还通过控制线路电连接于控制单元3，因此，该恒压油源4的液压泵的工作状态由控制单元3控制，以在控制单元3的控制下选择性地向电控切换阀7供油。当然，在此需要说明的是，恒压油源4主要用于驱动本发明的车身倾角调整单元17的平衡油缸10，采用恒压油源4主要确保调平操作时的稳定性，避免在调平操作时出现操作压力的波动，但是采用恒压油源4仅是一种优选方式，其也可以采用常规的压力油源作为调平操作油源，虽然此时调平操作的稳定性不如采用恒压油源4，但其同样能够实现本发明的目的。此外，油箱5属于液压系统的辅助液压元件，其主要用于储存液压系统的油液。
悬挂油缸12属于油气悬架机构的常用部件(例如CN2601870Y以及CN2454171Y)，其结构基本类似，一般包括缸筒、活塞、缸杆等构件，其中缸筒的底部以及缸杆的顶部分别设置有铰接支承孔，以分别用于铰接到车桥16和车架15上。悬挂油缸12在所述油气悬架机构中主要用于承受移动式工程机械(例如移动式起重机)的轴向载荷，通过控制液压油进入悬挂油缸12的有杆腔或无杆腔，可以控制悬挂油缸12的缸杆伸缩，从而升高或降低车架15。
参见图6，本发明的自动调平式油气悬架机构还包括悬挂阀13和蓄能器11，就悬挂阀13而言，本领域技术人员也称为“悬挂阀组”或“悬架阀”，其中“悬挂”即“悬架”的同义语，其属于油气悬架机构的一种常用部件(例如CN2601870Y)。悬挂阀13主要用于控制悬挂油缸12的刚性柔性转换以及伸出缩回。悬挂阀13是一种组合阀，该组合阀的组成元件基本类似，优选地可以包括悬挂油缸刚性柔性控制阀19、悬挂油缸伸出控制阀20以及悬挂油缸缩回控制阀21。此外，蓄能器11是液压系统中公知部件，其内部容纳有液压油，并且在液压油的上方封装有具备一定初始压力的惰性气体(例如氮气)。需要说明的是，悬挂油缸12、悬挂阀13以及蓄能器11的连接关系与本发明自动调平式油气悬架机构的自动调平性能并不直接相关，但由于其是目前油气悬架机构的常用部件，并且涉及到对本发明的理解，因此以下对悬挂油缸12、悬挂阀13、蓄能器11的连接关系以及相应的使用功能状态进行简略的说明。
如上所述，悬挂油缸12对称设置在车桥16的两侧，与悬挂油缸12的设置结构相对应，悬挂阀13一般也需要成对配套使用。现有技术中存在多种悬挂阀，但这些类型的悬挂阀的组成元件基本类似(主要是增加或减少一些阻尼阀或单向阀等)，实现的功能也基本相同，即主要用于控制悬挂油缸12的刚性柔性转换以及伸出缩回(即悬挂油缸12的进油回油等)等，当然，早期油气悬架技术中也存在一些结构相对简单的悬挂阀(例如与悬挂油缸12配套的换向阀，本发明统称为“悬挂阀”)。本发明的自动调平式油气悬架结构可以使用各种类型的悬挂阀13，悬挂阀13的具体类型并不构成对本发明保护范围的限制。
例如，图7显示一种典型的悬挂阀13与悬挂油缸12的连接原理图，其中P表示进油口，T表示回油口。假设图中的两侧悬挂油缸12分别安装在后车桥16的两侧(以下以左侧和右侧进行区分描述，例如左侧悬挂油缸12、右侧悬挂油缸12等，相应地，假设图7中的下侧为左侧，上侧为右侧)。如图7所示，左侧悬挂阀13与右侧悬挂阀13分别安装在后车桥16的两侧，其缸杆的上端铰接在车架15上，缸筒的下端铰接在后车桥16上。左、右侧悬挂阀13虽然与左、右侧悬挂油缸12对应，但该左、右侧悬挂阀13以及左、右侧悬挂油缸12相互之间并非是独立的，而是存在相应的连接关系以形成配合关系，从而更好地实现油气悬架机构的减振、静态调节车架离地高度等功能。具体地，左、右侧悬挂阀13可以各自包括悬挂油缸刚性柔性控制阀19，其中，左侧蓄能器11的油口通过液压管路经由左侧悬挂油缸刚性柔性控制阀19连接于左侧悬挂油缸12的无杆腔，右侧蓄能器11的油口通过液压管路经由右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀19连接于右侧悬挂油缸12的无杆腔，左、右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀19需要具有两种工作状态，即导通和截止状态，相应地，该左、右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀19可以采用常闭式二位二通电磁换向阀或电磁开关阀等(在图6中各个悬挂阀13通过电控连接线电连接于控制单元3，因此通过控制单元3可以控制该左、右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀19的导通或截止状态)。这样，例如在流动式起重机的一般行驶状态下，可以通过控制单元3使得左、右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀19得电，使得左、右侧悬挂油缸12各自与左、右侧蓄能器11导通，从而利用左、右侧蓄能器11吸收缓冲振动，改善行驶的平顺性和乘坐舒适性。在流动式起重机负载起重的状态下，通过控制单元3使得左、右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀19失电，使得左、右侧悬挂油缸12各自与左、右侧蓄能器11断开连通关系，从而使得左、右侧悬挂油缸12的无杆腔中的液压油处于基本封闭的无杆腔内，由于液压油的不可压缩性或准不可压缩性，此时油气悬架机构处于刚性状态，无论车架15对悬挂油缸12的缸杆施加多大的压力，悬挂油缸12均不会受压回缩，从而确保了负载起重行驶的安全(当然，一旦行驶在横向坡道或纵向坡道上车身或车架15会因道路坡度的原因发生倾斜，如果不进行动态的调平，仍然会产生翻车危险)。此外，如图7所示，左侧悬挂油缸12的有杆腔还通过管路与右侧蓄能器11的油口连通(一般可以将左侧悬挂油缸12的有杆腔通过管路连接于右侧悬挂阀13的一个相应的接口，再经由右侧悬挂阀13的内部管路与右侧蓄能器11的油口连通)，右侧悬挂油缸12的有杆腔也通过管路与左侧蓄能器11的油口连通。这样，在流动式起重机正常行驶时(此时左、右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀19处于得电状态)，如果流动式起重机在左弯道(左弯道路面一般具有一定的向左的坡度)上行驶时，则车桥16的左侧承载载荷会显著增大，左侧悬挂油缸12的缸杆向下移动，相应地，左侧悬挂油缸12与左侧蓄能器11之间的油压会迅速升高，该升高的油压会通过上述连接管路作用于右侧悬挂油缸12的有杆腔，从而将右侧悬挂油缸12的活塞向下压，阻止右侧悬挂油缸12的缸杆伸出，从而能够有效地减小流动式起重机的侧倾角度。当然，在流动起重机在右弯道上行驶时，情形是类似的。
此外，如上所述，各个悬挂阀13优选地还可以包括悬挂油缸伸出控制阀20和悬挂油缸缩回控制阀21，其中，进油口P通过管路经由左侧悬挂油缸伸出控制阀20连接到左侧悬挂油缸12的无杆腔，并且该进油口P同样通过管路经由右侧悬挂油缸伸出控制阀20连接到右侧悬挂油缸12的无杆腔，而左侧悬挂油缸缩回控制阀21设置在回油口T与左侧悬挂油缸12的无杆腔之间的管路上，右侧悬挂油缸缩回控制阀21设置在回油口T与右侧悬挂油缸12的无杆腔之间的管路上。所述左、右侧悬挂油缸伸出控制阀20以及左、右侧悬挂油缸缩回控制阀21均为二位二通电磁换向阀或电控开关阀(在图6中各个悬挂阀13通过控制线电连接于控制单元3，因此通过控制单元3可以控制该左、右侧悬挂油缸伸出控制阀20以及悬挂油缸缩回控制阀21的导通或截止状态)。这样，当使得左、右侧悬挂油缸伸出控制阀20处于得电状态时，压力油从进油口P分别经由左、右侧悬挂油缸伸出控制阀20到达左、右侧悬挂油缸12的无杆腔，从而使得左、右侧悬挂油缸12的缸杆向外伸出，此时车架15或车身升高。此外，当使得左、右侧悬挂油缸缩回控制阀21处于得电状态时，左、右侧悬挂油缸12的无杆腔内的液压油会在车架15以及车身的压力作用下向外排出，从而左、右侧悬挂油缸12的缸杆缩回，使得流动式起重机的车架以及车身调低。当然，上述各个悬挂油缸12的升降状态并不一定同步进行，即使位于同一车桥16两侧的悬挂油缸，也可以进行单独调节。但是，这种调节一般是在流动式起重机处于静态情形下的调节，由于通过悬挂阀13调整流动式起重机的车架15或车身的离地高度属于一种比较粗略的调整，并且在悬挂阀13的悬挂油缸缩回控制阀21得电导通时，悬挂油缸12的无杆腔等同于卸载，这在流动式起重机(尤其是在横向坡道上)行驶时是相当危险的，此外通过使得悬挂阀13的悬挂油缸伸出控制阀20得电导通而进行进油时，悬挂油缸12的无杆腔的进油量无法控制，因此这种通过悬挂阀13进行的车架或车身离地高度的调整并不适于进行车身或车架的动态自适应调平操作，并且这种调节一般是根据具体的作业情况进行的调节，例如在流动式起重机通过涵洞前降低流动式起重机的车身高度。
以上描述了本发明的自动调平式油气悬架机构的主要部件，在对悬挂阀13以及蓄能器11进行描述过程中，简略描述了悬挂油缸12、悬挂阀13以及蓄能器11之间的连接关系。需要说明的是，由于悬挂油缸12、悬挂阀13以及蓄能器11属于油气悬架机构的常用部件，并且该悬挂油缸12、悬挂阀13以及蓄能器11之间的连接关系也是本领域技术人员熟知的，一般而言，只需说明悬挂油缸12连接有悬挂阀13和蓄能器11，本领域技术人员即可明确其相互之间的连接关系(市场上销售的悬挂阀13具有标准的连接接口)。因此，在下文对本发明的自动调平式油气悬架机构的连接关系进行描述的过程中，对于该悬挂油缸12、悬挂阀13以及蓄能器11之间的连接关系仅简略描述，而重点说明与本发明的自动调平性能直接相关的重要部件的液压管路连接关系和电控连接关系。此外，本发明的自动调平式油气悬架机构的主要技术构思在于其电控连接关系和液控管路连接关系，而不在于机械安装关系，例如悬挂阀13、车身倾角调整单元17等的机械安装结构，这些部件在实际安装过程中完全可以根据情形采用相应的安装支架、紧固件等安装到车架15或车身上。
以下参照图6和图8说明本发明优选实施方式的自动调平式油气悬架机构的液压管路连接关系以及电控连接关系。图6和图8均以双车桥式流动式起重机为例进行显示，但是，显然地，本发明的自动调平式油气悬架机构的技术方案同样可以适用于多车桥式流动式起重机或其他移动式工程机械。其中，图6为本发明自动调平式油气悬架机构的总体布置结构框图，图8为图6所示的自动调平式油气悬架机构的系统原理图。
参见图6，本发明的自动调平式油气悬架机构包括至少两对悬挂油缸12，每对所述悬挂油缸12对称布置在相应的车桥16(例如图6中各自布置在前车桥和后车桥)两侧。每对所述悬挂油缸12连接有配套的悬挂阀13和蓄能器11，有关悬挂油缸12与悬挂阀13以及蓄能器11之间的连接关系已经在上文中进行了说明，并且其连接关系式本领域技术人员熟知的，因此在此不再描述。在图6中，进油口P处的油源2(压力油源)主要用于向各个悬挂油缸12供应压力油，出油口T处的油箱5主要用于回油。此外，为了控制悬挂阀13，各个悬挂阀13通过电控线路连接于控制单元3，从而通过控制悬挂阀13来实现油气悬架机构常规的刚性柔性转换以及悬挂油缸12的进油回油等。
每个悬挂油缸12配设有车身倾角调整单元17，如上文所述，车身倾角调整单元17包括电控切换阀7、第一单向阻尼阀8、电控锁止阀14、第二单向阻尼阀9以及平衡油缸10，本具体实施例中，平衡油缸10为弹簧复位式油缸，平衡油缸10的弹簧腔通过液压管路经由第一单向阻尼阀8和电控切换阀7连接于油箱5和恒压油源4，所述电控切换阀7选择性地使得平衡油缸10的弹簧腔与油箱5或恒压油源4导通。参见图5和图8，优选地，电控切换阀7采用电磁二位三通换向阀，平衡油缸10的弹簧腔通过液压管路经由第一单向阻尼阀8(单向阻尼阀8的单向阀的截止侧通过液压管路连接于平衡油缸10的弹簧腔)连接于电磁二位三通阀的一个接口，而该二位三通电磁换向阀的另外两个接口则分别连接于油箱5和恒压油源4。在该二位三通电磁换向阀失电时，平衡油缸10的弹簧腔经由第一单向阻尼阀8和电控切换阀7与油箱5连通，在该二位三通电磁换向阀得电时，二位三通电磁换向阀内的阀芯移位，从而平衡油缸10的弹簧腔经由第一单向阻尼阀8和电控切换阀7与恒压油源4导通，从而可以通过控制单元3控制恒压油源4工作以向平衡油缸10的弹簧腔内供油。此外，需要说明的是，电控切换阀7也可以采用其它类型的阀门，例如二位四通电磁换向阀，在此情形下，只需从图5所示的第一单向阻尼阀8与电控切换阀7之间的连接管路上分出一个分支管路连接到二位四通电磁换向阀的一个接口上即可。当然，本领域的技术人员还可以想到电控切换阀7可以采用其它多种类型的电控阀，其均能够实现使得平衡油缸10的弹簧腔的右路在油箱5与恒压油源4之间切换。参见图5和图6，平衡油缸10的无簧腔(即与弹簧腔相对、未设置弹簧的腔室)通过液压管路经由电控锁止阀14以及第二单向阻尼阀9连接于悬挂油缸12的无杆腔。第二单向阻尼阀9的单向阀的截止侧通过液压管路连接于悬挂油缸12的无杆腔)。优选地，如图5所示，电控锁止阀14采用二位二通电磁阀，其主要是用于实现开关功能，本领域技术人员可以想到多种实现开关功能的电控阀，例如电控开关阀等。此外，如上所述，单向阻尼阀8，9的组成元件为公知的，即各自包括并联的单向阀和阻尼阀，在车身倾角调整单元17的内部连接关系中，第一单向阻尼阀8的单向阀的导通侧连接于电磁切换阀7的接口，第二单向阻尼阀9的单向阀的导通侧连接于电控锁止阀14。
同时，各个车身倾角调整单元17的电控切换阀7以及电控锁止阀14通过电控连接线连接于控制单元3，恒压油源4也通过电控连接线连接于控制单元3(在此情形下，恒压油源4由控制单元3控制，以使得恒压油源4选择性地向电控切换阀7供油)。此外，如上所述，由于本发明的自动调平式油气悬架机构所要实现的基本功能为横坡道自适应动态调平性能，因此需要设置车身倾角传感器1，该车身倾角传感器1通过现场总线(例如CAN信号线)连接于控制单元3，以向控制单元3传输流动式起重机的车身横向倾角信号。尽管图6中未显示，但是优选地，本发明的自动调平式油气悬架机构还可以包括悬架机构压力传感器18，该悬架机构压力传感器18同样通过信号线连接于控制单元3，以向控制单元3传输流动式起重机的两侧的轴荷压力信号。在优选方式下，本发明自动调平式油气悬架机构所包括的车身纵向倾角传感器6通过信号线，例如CAN总线向控制单元3传输车身纵向倾角信号。
图8是图6所示的自动调平式油气悬架机构的控制原理图，其中每对悬挂油缸12之间连接的配套的悬挂阀13以及蓄能器的连接关系已经参照图7进行了说明。此外，从图8中可以清楚地看到每个悬挂油缸12连接有各自的车身倾角调整单元17，其中液压管路的连接关系以及电控连接关系在上文中已经进行了详细说明。此外，在图8中，Pk代表恒压油源4的输出管路，Px代表压力油源2的输出管路，Pp代表电控线路，每个悬挂阀13处标示的A1、A2、A3、M、N、P、T以及SP等代表相应的接口，一般而言，商购的悬挂阀13按照相应的接口形成图8所示的连接关系即可。
以上参照附图描述了本发明的自动调平式油气悬架机构的主要部件以及相应的液压管路连接关系和电控线路连接关系。以下简略总结本发明的车身倾角调整单元17、自动调平式油气悬架机构以及流动式起重机的基本技术方案，在此基础上，描述本发明的自动调平式油气悬架机构的自动调平操作过程。
通过上述说明可以看出，本发明提供的车身倾角调整单元17的技术方案为：该车身倾角调整单元17包括电控切换阀7、第一单向阻尼阀8、电控锁止阀14、第二单向阻尼阀9以及平衡油缸10，其中平衡油缸10为弹簧复位式油缸，该平衡油缸10的弹簧腔通过液压管路经由第一单向阻尼阀8连接于电控切换阀7，所述电控切换阀7选择性地使得所述平衡油缸10的弹簧腔的油路切换方向，所述平衡油缸10的无簧腔通过液压管路经由电控锁止阀14连接于第二单向阻尼阀9，所述电控锁止阀14选择性地使得所述平衡油缸10的无簧腔的油路导通或截止。
本发明的自动调平式油气悬架机构的基本技术方案为：该自动调平式油气悬架机构包括至少两对悬挂油缸12，各对所述悬挂油缸12各自设置在相应车桥16的两侧，其中，所述自动调平式油气悬架机构还包括：车身倾角调整单元17，每个悬挂油缸12对应设置有所述车身倾角调整单元17，该车身倾角调整单元17包括电控切换阀7、第一单向阻尼阀8、电控锁止阀14、第二单向阻尼阀9以及平衡油缸10，其中平衡油缸10为弹簧复位式油缸，该平衡油缸10的弹簧腔经由第一单向阻尼阀8和电控切换阀4连接于油箱5和调平操作油源(优选为恒压油源4)，所述电控切换阀7选择性地使得所述平衡油缸10的弹簧腔与所述油箱5或恒压油源4导通，所述平衡油缸10的无簧腔通过液压管路经由电控锁止阀14和第二单向阻尼阀9连接于相应的所述悬挂油缸12的无杆腔，所述电控锁止阀14选择性地使得所述平衡油缸10的无簧腔与所述悬挂油缸12的无杆腔之间的通路导通或截止；车身横向倾角传感器1，该车身横向倾角传感器用于检测所述车身的横向倾角；以及控制单元3，该控制单元3接收来自所述车身横向倾角传感器1的车身横向倾角信号，并通过电控线路连接于调平操作油源以及各个所述车身倾角调整单元17的电控切换阀7和电控锁止阀14。
优选地，所述自动调平式油气悬架机构还包括车身纵向倾角传感器6，该车身纵向传感器6可以通过现场总线(例如CAN信号线)连接于控制单元3，以向控制单元3传输车身纵向倾角信号。
需要说明的是，本发明的自动调平式自动悬架结构可以适用多种流动式工程机械，例如轮式装卸车、矿山自卸车、轮式挖掘机以及流动式起重机(典型地为全地面起重机)等。为此，本发明还提供一种流动式起重机，该流动起重机包括上述自动调平式油气悬架机构。
以下参照图6和图8说明本发明自动调平式油气悬架机构横坡道自适应动态调平操作，其中以双车桥(即前车桥和后车桥)式流动式起重机为例进行描述。为了描述方便，假设图6中的上侧为流动式起重机的车头方向，下侧为流动式起重机的车尾方向，相应地，图6中的左侧为流动式起重机的左侧，右侧为流动式起重机的右侧，其中，处在前部位置的两个悬挂油缸12为前车桥两侧的悬挂油缸(分别称为前左悬挂油缸和前右悬挂油缸)，处于后部位置的两个悬挂油缸12为后车桥两侧的悬挂油缸12(分别称为后左悬挂油缸和后右悬挂油缸)，需要说明的是，图6仅是本发明自动调平式油气悬架结构布置示意框图，尽管图6(以及图8)中悬挂油缸12的缸杆绘制为朝下，但在实际安装过程中，悬挂油缸的缸杆应当是朝上并铰接与车架15或车身上的。
一般而言，在流动式起重机行驶过程中，无论流动式起重机是否负载，当其行驶在横向坡道上时，其车架15或车身均会呈现出侧倾状态。具体地，如上所述，当流动式起重机处于一般行驶状态(未负载重物)，油气悬架机构的悬挂阀13中的刚性柔性控制阀19处于得电状态，此时悬挂油缸12处于弹性状态，当流动式起重机在横向坡道上行驶时，由于油气悬架机构两侧的悬挂油缸12处于弹性状态，因此在自身重力的作用下，流动式起重机的车架15或车身的侧倾角度会大于横向坡道的坡度；当流动式起重机处于负重行驶状态时，油气悬架机构的悬挂阀13中的刚性柔性控制阀10处于失电状态，此时悬挂油缸12处于刚性状态，当流动式起重机行驶在横向坡道上时，虽然油气悬架机构两侧的悬挂油缸12由于处于刚性状态不能进行一定幅度的伸缩，但是由于横向坡道坡度客观存在，流动式起重机整体(当然包括车架15和车身)的侧倾角度会等于横向坡道的坡度。
在流动式起重机设置有本发明的上述自动调平式油气悬架机构的情形下，当流动式起重机行驶在横向坡道上时，车身横向倾角传感器1以及悬架机构压力传感器18实时地将车身横向倾角以及车桥左右轴荷压力信号传递到控制单元3，控制单元3在实现车身各种姿态的保持或改变时，优选由稳定的恒压油源4提供动力、并由控制单元3控制电控锁止阀14和电控切换阀7将平衡油缸10内液压油压出或截止，从而始终维持现有的油气悬架机构内的油量恒定以及左右轴荷平衡，实现动态的悬架横坡道调平性能。
例如，当流动式起重机通过向右倾斜的横坡道时，车身瞬时向右出现倾斜，车身横向倾角传感器1立即将横向倾角信号传输给控制单元3，优选地悬架机构压力传感器18也将左、右悬挂压力信号传递给控制单元3，控制单元3判断此时车身横向倾角是否达到设定值，当车身横向倾角达到设定值时，控制单元3选择车身横向倾角控制模式进行控制，控制单元3通过车身横向倾角控制模式对应的软件模块分析后输出电流或电压控制信号，其控制恒压油源4不工作即不向外输出液压油(即此时恒压油源4的液压泵不工作)，同时使得流动式起重机左侧的各个电控锁止阀14得电，让左侧的各个悬挂油缸12的无杆腔内的压力油通过相应的第二单向阻尼阀9逐步向相应的左侧平衡油缸10的无簧腔内充油，同时使得左侧的各个电控切换阀7失电，左侧各个平衡油缸10的弹簧腔内的油通过第一单向阻尼阀8回到油箱5，从而流动式起重机左侧的各个悬挂油缸12的缸杆缩回，使得已经向右倾斜的车架和车身在自身重力作用下向左下降，需要说明的是，此时虽然流动式起重机左侧的各个悬挂油缸12的无杆腔内的液压油向平衡油缸10的无簧腔内流动，但是由于平衡油缸10内的活塞受到复位弹簧的抵抗，因此悬挂油缸12的无杆腔内的液压油仍然能够保持相应的压力，从而相对平稳地支撑车架或车身(即此时左侧各个悬挂油缸12并未卸载)，这能够确保流动式起重机的自动调平操作的平稳性，并确保流动式起重机的安全性。在该自动调平操作过程中，车身横向倾角传感器1以及悬架机构压力传感器18继续实时地监测车身的横向倾角信号和左侧轴荷压力信号，直至左右轴荷压力差值和车身倾角回复到初始车身水平设定值，再通过控制单元3控制左侧各个电控切换阀7得电，从而使得左侧各个平衡油缸10的弹簧腔内的液压油封闭住(即此时平衡油缸10的弹簧腔的油路切换到与恒压油源4连通，但恒压油源4此时不工作)，从而使得流动式起重机保持车身调平后的姿态。
当流动式起重机完全通过向右倾斜的横坡道而进入水平路面时，车身横向倾角传感器1以及悬架机构压力传感器18继续实时地向控制单元3传递车身横向倾角控制信号以及左右轴荷压力信号，此时由于流动式起重机已经进入水平路面，上述在横向坡道上调平的车身姿态在水平路面必然显示出车身是向左倾斜的，此时控制单元3接收到车身横向倾角传感器1以及悬架机构压力传感器18传递的信号，由控制单元3控制恒压油源4输出，使得左侧的各个电控锁止阀14得电，让左侧的各个悬挂油缸12的无杆腔通过第一单向阻尼阀9与左侧相应的平衡油缸10的无簧腔连通，同时使得左侧的各个电控切换阀7得电，从而将恒压油源4输送的液压油通过左侧的各个第一单向阻尼阀8充入相应的平衡油缸10的弹簧腔内进而推动平衡油缸10的活塞，使平衡油缸10的无簧腔内液压油通过相应的第二单向阻尼阀9压入悬挂油缸12的无杆腔，从而使得左侧的各个悬挂油缸12的缸杆伸出，使得流动式起重机的车身的左侧上升，直至左右悬挂压力差值和车身倾角回复到初始车身水平设定值，最后通过使得左侧的各个电控锁止阀14失电，从而使左侧悬挂油缸12内的液压油封闭即能保持车身此种水平姿态。
以上描述了流动式起重机在向右倾斜的横向坡道上行驶以及由该向右倾斜的横向坡道重新行驶到水平路面上的横向倾角自适应动态调平操作，相应地，当流动式起重机在向左倾斜的横向坡道上行驶以及由该向左倾斜的横向坡道重新行驶到水平路面上的横向倾角自适应动态调平操作也是类似的，此时只需要相应地通过流动式起重机右侧的车身倾角调整单元17对右侧的各个悬挂油缸12进行调整即可。
此外，优选地，本发明的自动调平式油气悬架机构还包括车身纵向倾角传感器6，控制单元3接收车身纵向倾角传感器6的车身纵向倾角信号，通过车身纵向倾角控制模式同样能够通过本发明的车身倾角调整单元17容易地实现车身纵向倾角的自适应动态调平操作。例如，在流动式起重机爬坡时，此时流动式起重机的车身处于前高后低的状态，相应地，需要通过控制单元3控制处于流动式起重机前侧的车身倾角调整单元3，使得前侧的各个悬挂油缸12的缸杆缩回，从而降低流动式起重机车身的前部高度，保持流动式起重机的水平状态。
同时，在本发明的自动调平式油气悬架机构同时包括上述车身横向倾角传感器1和车身纵向倾角传感器6的情形下，本领域技术人员显然能够想到的是，当流动式起重机的车身同时存在横向倾角和纵向倾角的情形下，控制单元3通过选择相应的车身倾角控制模式，例如首先选择横向倾角控制模式，在车身横向倾角通过调平消除后，再选择纵向倾角控制模式，进而消除车身纵向倾角，从而可以综合地调整流动式起重机的横向倾角和纵向倾角，从而使得流动式起重机处于各种恶劣路况下均能够实现自适应动态调平性能，保证流动式起重机的安全性，避免流动式起重机在行驶过程中出现翻倾危险。
由上描述可知，本发明的自动调平式油气悬架机构能够根据车身倾角信号(优选地可以包括悬架机构轴荷压力信号)，由控制单元3选择预先设定的各种车身倾角控制模式，实现对车身倾角调整单元17的控制，并通过车身倾角调整单元17实现相应的悬挂油缸12的伸缩操作，确保油气悬架机构维持车身处于水平状态，控制单元3再根据调平后的信号持续地实现车身各种姿态的保持或切换，从而实现了流动式工程机械(例如流动式起重机)对各种路况、尤其是横坡道的自适应动态调平性能。本发明的自动调平式油气悬架机构在实现车身各种姿态的保持或切换时，优选由稳定的恒压油源提供动力将平衡油缸10内的液压油压出或截止，自动维持油气悬架机构内油量恒定、左右轴荷平衡，其能够确保流动式起重机的自动调平操作的平稳性，并保证流动式起重机的安全性。本发明的自动调平式油气悬架机构有效地解决了流动式工程机械(例如流动式起重机)对各种路况动态自适应调平性能，尤其是实现了对横向坡道的自适应动态调平功能；同时，本发明自动调平式油气悬架机构的操作简单方便、逻辑性强，所有操作均由控制单元3自动完成，其使用安全、可靠，显著地提高了车辆纵横坡道行驶的安全性能，避免车辆翻车等重大事故的发生。
需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，可以通过任何合适的方式进行任意组合，其同样落入本发明所公开的范围之内。另外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，在本发明的上述具体实施方式中，控制单元3除了可以采用PLC之外，其还可以采用单片机等。本发明的保护范围由权利要求进行限定。

Claims (18)

1.一种车身倾角调整单元，其中，该车身倾角调整单元(17)包括平衡油缸(10)，所述平衡油缸(10)的一个腔通过液压管路经由第一单向阻尼阀(8)连接于电控切换阀(7)，所述平衡油缸(10)的另一个腔通过液压管路经由电控锁止阀(14)连接于第二单向阻尼阀(9)，所述电控锁止阀(14)选择性地使得所述平衡油缸(10)的另一个腔的油路导通或截止。
2.根据权利要求1所述的车身倾角调整单元，其中，所述平衡油缸(10)为弹簧复位式油缸，所述平衡油缸(10)通过液压管路经由第一单向阻尼阀(8)连接于电控切换阀(7)的腔为弹簧腔，所述平衡油缸(10)通过液压管路经由电控锁止阀(14)连接于第二单向阻尼阀(9)的腔为无簧腔。
3.根据权利要求1所述的车身倾角调整单元，其中，所述电控切换阀(7)为二位三通电磁换向阀或二位四通电磁换向阀，所述电控锁止阀(14)为二位二通电磁换向阀或电磁开关阀。
4.一种自动调平式油气悬架机构，该自动调平式油气悬架机构包括至少两对悬挂油缸(12)，各对所述悬挂油缸(12)各自设置在相应车桥(16)的左、右两侧，其中，所述自动调平式油气悬架机构还包括：
车身倾角调整单元(17)，每个所述悬挂油缸(12)对应连接有一个所述车身倾角调整单元(17)，该车身倾角调整单元(17)用于调整对应悬挂油缸(12)的缸杆的伸出和缩回；
车身横向倾角传感器(1)，该车身横向倾角传感器(1)检测车身横向倾角；以及
控制单元(3)，该控制单元(3)接收所述车身横向倾角传感器(1)传输的车身横向倾角信号，并通过电控线路连接于各个所述车身倾角调整单元(17)，
所述车身倾角调整单元(17)包括平衡油缸(10)，所述平衡油缸(10)的一个腔通过液压管路经由第一单向阻尼阀(8)和电控切换阀(7)连接于油箱(5)和调平操作油源，所述电控切换阀(7)选择性地使得所述平衡油缸(10)的一个腔与所述油箱(5)或调平操作油源导通，所述平衡油缸(10)的另一个腔通过液压管路经由电控锁止阀(14)和第二单向阻尼阀(9)连接于所述悬挂油缸(12)的无杆腔，所述电控锁止阀(14)选择性地使得所述平衡油缸(10)的另一个腔与所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的连通管路导通或截止；所述控制单元(3)通过电控线路连接于所述调平操作油源以及所述车身倾角调整单元(17)的电控切换阀(7)和电控锁止阀(14)。
5.根据权利要求4所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述平衡油缸(10)为弹簧复位式油缸，所述平衡油缸(10)的弹簧腔通过液压管路经由第一单向阻尼阀(8)和电控切换阀(7)连接于所述油箱(5)和调平操作油源，所述平衡油缸(10)的无簧腔通过液压管路经由电控锁止阀(14)和第二单向阻尼阀(9)连接于所述悬挂油缸(12)的无杆腔。
6.根据权利要求4所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述自动调平式油气悬架机构包括两对悬挂油缸(12)，该两对悬挂油缸(12)各自设置在前、后车桥(16)的左、右两侧。
7.根据权利要求4所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述调平操作油源为恒压油源(4)。
8.根据权利要求4所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述自动调平式油气悬架机构还包括悬架机构压力传感器(18)，该悬架机构压力传感器(18)检测所述车桥(16)的轴荷压力并向所述控制单元(3)传输轴荷压力信号。
9.根据权利要求8所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述悬架机构压力传感器(18)为油压传感器，该油压传感器设置在所述悬挂油缸(12)或该悬挂油缸所连接的悬挂阀(13)的检测口内。
10.根据权利要求8所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述悬架机构压力传感器(18)为压电传感器，该压电传感器设置所述悬挂油缸(12)与车架(15)的连接部位。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述自动调平式油气悬架机构还包括车身纵向倾角传感器(6)，该车身纵向倾角传感器(6)检测车身纵向倾角并向所述控制单元(3)传输车身纵向倾角信号。
12.根据权利要求11所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述悬挂油缸(12)的上端铰接到车架(15)或车身上，下端铰接到相应的所述车桥(16)上。
13.根据权利要求4所述的自动调平式油气悬架机构，其中，各对所述悬挂油缸(12)还连接有配套的左、右侧悬挂阀(13)和左、右侧蓄能器(11)，所述左侧悬挂阀(13)包括左侧悬挂油缸刚性柔性控制阀(19)，所述右侧悬挂阀(13)包括右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀(19)，
所述左侧悬挂油缸刚性柔性控制阀(19)设置在所述左侧蓄能器(11)的油口与一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路上，以选择性地使得所述左侧蓄能器(11)的油口与一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路导通或截止；所述右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀(19)设置在所述右侧蓄能器(11)的油口与另一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路上，以选择性地使得所述右侧蓄能器(11)的油口与另一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路导通或截止。
14.根据权利要求13所述的自动调平式油气悬架机构，其中，一侧的所述悬挂油缸(12)的有杆腔通过管路与所述右侧蓄能器(11)的油口连通，并且另一侧的所述悬挂油缸(12)的有杆腔通过管路与所述左侧蓄能器(11)的油口连通。
15.根据权利要求13所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述左侧悬挂油缸刚性柔性控制阀(19)和右侧悬挂油缸刚性柔性控制阀(19)为二位二通电磁换向阀或电磁开关阀。
16.根据权利要求13所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述左侧悬挂阀(13)还包括左侧悬挂油缸伸出控制阀(20)和左侧悬挂油缸缩回控制阀(21)，所述右侧悬挂阀(13)还包括右侧悬挂油缸伸出控制阀(20)和右侧悬挂油缸缩回控制阀(21)，其中
所述左侧悬挂油缸伸出控制阀(20)设置在压力油源(2)与一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路上，以选择性地使得所述压力油源(2)与一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路导通或截止，所述右侧悬挂油缸伸出控制阀(20)设置在所述压力油源(2)与另一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路上，以选择性地使得所述压力油源(2)与另一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路导通或截止；
所述左侧悬挂油缸缩回控制阀(21)设置在所述油箱(5)与一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路上，以选择性地使得所述油箱(5)与一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路导通或截止，所述右侧悬挂油缸缩回控制阀(21)设置在所述油箱(5)与另一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路上，以选择性地使得所述油箱(5)与另一侧的所述悬挂油缸(12)的无杆腔之间的通路导通或截止。
17.根据权利要求16所述的自动调平式油气悬架机构，其中，所述左、右侧悬挂油缸伸出控制阀(20)以及左、右侧悬挂油缸缩回控制阀(21)均为二位二通电磁换向阀或电磁开关阀。
18.一种流动式起重机，其中，该流动式起重机包括根据权利要求4至17中任一项所述的自动调平式油气悬架机构。
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Denomination of invention: Body tilt adjustment unit, hydraulic and pneumatic suspension mechanism, and mobile crane

Effective date of registration: 20231122

Granted publication date: 20120725

Pledgee: ZOOMLION Group Finance Co.,Ltd.

Pledgor: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE&TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980067010

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