技术领域
[0001] 本
发明属于车辆主动安全技术领域，具体涉及一种应急救援车辆的液压主动防侧翻系统。
背景技术
[0002] 应急救援车辆等重型运输车辆车载设备多、机动性要求高和行驶路面情况复杂，使其侧倾
稳定性较差，极易发生侧翻危险。因此，如何避免应急救援车辆侧翻已然成为了车辆主动安全技术研究重点之一。倪洁在“安装液压互联悬架三轴重型货车的建模分析与试验研究”中，提出并设计了一种新型悬架机构——抗侧倾液压互联悬架,来降低车辆的侧翻事故，但是车辆采用液压互联悬架既要保证车辆行驶的平顺性，又要起到抗侧倾的作用，这就要求多个液压作动器之间的协调性控制要好，控制策略复杂，尤其在转弯过程中，车辆在保证抗侧倾性的同时难以满足其平顺性的要求。
[0003] 在中国发明
专利“
汽车防倾斜、防侧翻自动平衡装置”公告(布)号为CN107054485A中，提出了一种防止车辆在转弯行驶中产生离心
力而造成
车身倾斜，甚至侧翻的自动平衡装置。其主要包括两个结构相同的油压缸，在车辆转弯行驶产生
离心力时，能够
自动调节控制车身两侧的平衡度，保持车身的平稳，以防止车身的倾斜和侧翻。但是该装置在防止车辆侧翻的过程中会与车辆的悬挂系统发生运动干涉情况，从而影响了车辆行驶的平顺性。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种应急救援车辆的液压主动防侧翻系统，这是一种能够防止车辆转弯时发生侧翻的液压
主动系统，既能有效防止车辆侧翻，又能保证车辆行驶的安全性与平顺性。
[0005] 本发明是在车辆车身与车架之间安装一个液压主动防侧翻系统，该系统根据车辆在转向过程中两侧
车轮的胎压差、车身的侧倾
角、车辆的行驶速度及车轮的转向角输出不同的抗侧倾力矩，有效地抑制车辆车身的侧倾，使车辆在转弯时不会发生侧翻。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 一种应急救援车辆的液压主动防侧翻系统，该系统包括液压系统、防侧翻执行机构以及控制系统；
[0008] 所述液压系统包括
液压马达、电磁比例溢流
阀、三位四通电磁换向阀、
蓄能器、溢流阀、
液压泵和
过滤器；其中，过滤器的P4油口与油箱相连，过滤器的T4油口与
液压泵的P5油口相连；液压泵的T5油口分别与三位四通电磁换向阀的P1油口、电磁比例溢流阀的P2油口、溢流阀的P3油口以及蓄能器的油口相连；溢流阀的T3油口与油箱相连；电磁比例溢流阀的T2油口与油箱相连；三位四通电磁换向阀的T1油口与油箱相连，三位四通电磁换向阀的A1油口与液压马达的A2油口相连，三位四通电磁换向阀的B1油口与液压马达的B2油口相连；
[0009] 所述防侧翻执行机构包括液压马达、液压马达减速器、液压马达减速器安装板、“V”形斜臂和
支撑臂；所述支撑臂包括前横梁和后横梁，通过左端梁和右端梁
焊接成方框形结构；所述支撑臂安装固定在车身下部，其前横梁位于前部且与纵向车体相垂直；所述“V”形斜臂为V型结构，其交汇部处设有与液压马达减速器
输出轴相配合的轴孔，其两个端部安装固定在支撑臂前横梁的中部，使其交汇部处的轴孔轴心与纵向车体中心面重合；所述液压马达减速器安装固定在液压马达的输出端；所述液压马达减速器通过液压马达减速器安装板安装固定在车身下，使液压马达减速器输出轴与“V”形斜臂下端的轴孔相配合；
[0010] 液压马达为所述防侧翻执行机构的动力源，提供抗侧倾力矩，该力矩从液压马达减速器输出轴输出，经“V”形斜臂传递到支撑臂上，支撑臂将抗侧倾力矩施加到车身上，从而起到防侧翻的作用。
[0011] 所述控制系统包括速度
传感器、车轮转角传感器、胎压监测装置、倾角传感器和
控制器；
[0012] 所述速度传感器、车轮转角传感器、胎压监测装置和倾角传感器分别用于检测车辆在转向过程中的行驶速度、车轮的转向角、两侧车轮的胎压差以及车身的侧倾角；
[0013] 所述控制器实时接收速度传感器、车轮转角传感器、胎压监测装置和倾角传感器分别检测到的车辆行驶速度
信号、车轮的转角信号、两侧车轮轮胎的压力信号和车身的侧倾角信号，并根据这些信号给所述液压系统发出控制指令，最终实现控制所述防侧翻执行机构中液压马达的输出力矩大小及方向。
[0014] 本发明与
现有技术相比具有如下有益效果：
[0015] (1)本发明采用液压马达提供抗侧倾力矩，且抗侧倾力矩直接作用于车身，既能保证车辆在转向过程中不会发生侧翻，又不影响车辆行驶的平顺性；
[0016] (2)本发明采用的液压主动防侧翻系统能够根据车辆在转向过程中两侧车轮的胎压差、车身的侧倾角、转向行驶速度及车轮的
转向角度输出不同的抗侧倾力矩，极大地提高了车辆的侧向稳定性。
附图说明
[0017] 图1为本发明中防侧翻执行机构安装示意图；
[0018] 图2为本发明中液压马达与液压马达减速器装配的立体示意图；
[0019] 图3为本发明防侧翻执行机构中“V”形斜臂的立体示意图；
[0020] 图4为本发明防侧翻执行机构中液压马达减速器安装板的立体示意图；
[0021] 图5为本发明防侧翻执行机构中支撑臂的立体示意图；
[0022] 图6为本发明中液压系统的示意图；
[0024] 图中：1.车身，2.支撑臂，3.液压马达，4.液压马达减速器，5.液压马达减速器安装板，6“. V”形斜臂，7.车架，8.液压马达减速器输出轴，9.液压马达减速器安装孔，10.
螺栓，11.“V”形斜臂安装孔，12“. V”形斜臂轴孔，13.液压马达减速器安装板安装孔，14.液压马达减速器
定位孔，15.后横梁，16.左端梁，17.支撑臂安装孔，18.“V”形斜臂定位孔，19.右端梁，20.前横梁，21.蓄能器，22.三位四通电磁换向阀，23.溢流阀，24.液压泵，25.过滤器，
26.电磁比例溢流阀。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
[0026] 本发明一种应急救援车辆的液压主动防侧翻系统的一个
实施例，该系统包括液压系统、防侧翻执行机构以及控制系统；
[0027] 如图6所示，所述液压系统包括液压马达3、电磁比例溢流阀26、三位四通电磁换向阀22、蓄能器21、溢流阀23、液压泵24和过滤器25；其中，过滤器25的P4油口与油箱相连，过滤器25的T4油口与液压泵24的P5油口相连；液压泵24的T5油口分别与三位四通电磁换向阀22的P1油口、电磁比例溢流阀26的P2油口、溢流阀23的P3油口以及蓄能器21的油口相连；溢流阀23的T3油口与油箱相连；电磁比例溢流阀26的T2油口与油箱相连；三位四通电磁换向阀22的T1油口与油箱相连，三位四通电磁换向阀22的A1油口与液压马达3的A2油口相连，三位四通电磁换向阀22的B1油口与液压马达3的B2油口相连；
[0028] 液压泵24为整个液压系统提供动力，蓄能器21做为液压系统辅助动力源，三位四通电磁换向阀22控制液压马达3的正反转，当三位四通电磁换向阀22的1DT得电，液压马达3产生顺
时针力矩，当三位四通电磁换向阀22的2DT得电，液压马达3产生逆时针力矩。溢流阀23起到保护整个系统的作用，过滤器25过滤进入液压系统的液压油，电磁比例溢流阀26控制整个液压系统的压力。
[0029] 如图1所示，所述防侧翻执行机构安装在车身1与车架7之间，所述防侧翻执行机构包括液压马达3、液压马达减速器4、液压马达减速器安装板5、“V”形斜臂6和支撑臂2；
[0030] 如图5所示，所述支撑臂2包括前横梁20和后横梁15，通过左端梁16和右端梁19焊接成方框形结构；所述支撑臂2通过支撑臂安装孔17用螺栓安装固定在车身1下部，其前横梁20位于前部且与纵向车体相垂直，在前横梁20上设有“V”形斜臂6的安装槽座和“V”形斜臂定位孔18；
[0031] 如图3所示，所述“V”形斜臂6为V型结构，其交汇部处设有与液压马达减速器输出轴8相配合的轴孔12，其两个端部安装固定在支撑臂2前横梁20中部的安装槽座内，并用螺栓将其固定在“V”形斜臂定位孔18上，使其交汇部处的轴孔12轴心与纵向车体中心面重合；
[0032] 如图1、2和4所示，所述液压马达减速器4通过螺栓10安装固定在液压马达3的输出端；所述液压马达减速器4通过其安装孔9用螺栓安装固定在液压马达减速器安装板5上的液压马达减速器定位孔14上，液压马达减速器安装板5通过其安装孔13用螺栓安装固定在车身1下，使液压马达减速器输出轴8与“V”形斜臂6下端的轴孔12相配合，液压马达减速器输出轴8为
花键轴。
[0033] 液压马达3作为所述防侧翻执行机构的动力源提供抗侧倾力矩，该力矩经液压马达减速器4通过液压马达减速器输出轴8及与之相配合的“V”形斜臂轴孔12将抗侧倾力矩传递到“V”形斜臂6上，由于“V”形斜臂6固定在支撑臂2上，因此将抗侧倾力矩传递到支撑臂2上，从而将抗侧倾力矩传递到与支撑臂2相连的车身1上，实现减小车身1侧倾的目的。
[0034] 如图7所示，所述控制系统包括速度传感器、车轮转角传感器、胎压监测装置、倾角传感器和控制器；
[0035] 所述控制系统包括速度传感器、车轮转角传感器、胎压监测装置、倾角传感器和控制器；
[0036] 所述控制器实时接收速度传感器、车轮转角传感器、胎压监测装置和倾角传感器分别检测到的车辆行驶速度信号、车轮的转角信号、两侧车轮轮胎的压力信号和车身的侧倾角信号，并根据这些信号给所述液压系统发出控制指令，最终实现控制所述防侧翻执行机构中液压马达的输出力矩大小及方向。
[0037] 应急救援车辆在转弯行驶时的车速、车轮转向角、车轮胎压和车身侧倾角分别由速度传感器、车轮转角传感器、胎压监测装置和倾角传感器测得，设定值A为应急救援车辆侧倾试验测得的车身开始发生侧倾时所测得车轮两侧胎压差。当车辆转向行驶时，速度传感器、车轮转角传感器、胎压监测装置和倾角传感器分别将检测到的应急救援车辆的行驶速度信号、车轮的转角信号、两侧车轮轮胎的压力信号和车身1的侧倾角信号传递给控制器。控制器根据两侧车轮的胎压差与车轮的偏转角控制液压系统中的液压泵24的开启以及三位四通电磁换向阀22的换向，得到液压马达3输出的力矩方向；再根据应急救援车辆转向时的行驶速度、车身1的侧倾角以及车轮的转向角，来控制电磁比例溢流阀26的阀芯开口大小，得到液压马达3输出的力矩大小。
[0038] 当应急救援车辆转弯时，由于离心力的作用会使车身发生侧倾，侧倾程度与转弯车速和车轮转角息息相关，一旦侧倾角过大时，应急救援车辆就有发生侧翻的危险。因此，本发明采用一种应急救援车辆的液压主动防侧翻系统来提供抗侧倾力矩，抵消车辆因离心力产生的侧倾力矩。
[0039] 本发明的工作原理是：
[0040] 当应急救援车辆右转弯时，速度传感器与车轮转角传感器检测到车辆向右转弯时的速度与车轮转角，胎压监测装置与倾角传感器检测两侧车轮胎压与车身侧倾角，并将速度信号、转角信号、轮胎压力信号和侧倾角度信号传递给控制器。控制器根据车轮的胎压差与转角信号控制液压泵24启动，并控制三位四通电磁换向阀22的1DT得电，使液压马达3产生顺时针力矩，该力矩经液压马达减速器4通过液压马达减速器输出轴8及与之相配合的“V”形斜臂轴孔12将该力矩传递到“V”形斜臂6上，再由“V”形斜臂6传递到支撑臂2上，从而将力矩传递到与支撑臂2相连的车身1上。控制器根据应急救援车辆右转弯时的行驶速度和车轮转角以及车身的侧倾角，控制电磁比例溢流阀26的阀芯开口大小，从而控制液压系统的压力，最终实现控制液压马达3输出的顺时针力矩的大小。由液压马达3产生，最终传递到车身1的顺时针力矩为车辆的抗侧倾力矩与车辆因离心力产生的侧倾力矩方向相反，两者相互抵消从而减少了车辆离心力对车身1的影响，最终减小车身1向左侧倾的侧倾角。
[0041] 当应急救援车辆左转弯时，本发明所提供的应急救援车辆的液压主动防侧翻系统的工作原理与车辆右转弯时相同，控制器根据两侧车轮的胎压差与车轮转角信号控制三位四通电磁换向阀22的2DT得电，使液压马达3产生逆时针力矩，并通过控制电磁比例溢流阀26的阀芯开口大小来控制液压马达3输出的逆时针力矩大小。液压马达3输出的逆时针力矩经液压马达减速器4、“V”形斜臂6和支撑臂2传递到车身1上，抵消了使车身1向右倾斜的侧倾力矩，最终减小车身1向右侧倾的侧倾角。
