摘要:随着汽车电子控制技术和液压控制技术的迅猛发展,一种后支撑桥提升的电动液压控制装置应运而生,此方法操纵控制简便,自动化程度高。
目前,重型汽车后支撑桥的提升控制系统已经得到了广泛的应用。重型汽车后提升桥不是驱动桥,在6×2驱动形式中,安装在驱动桥的后面,它可根据实际工况的需要,升起或落下。当车辆空载、轻载行驶,后提升桥升起时,可减少地面阻力、降低油耗、节省轮胎等优势;当车辆重载行驶时,后提升桥落下,增大了整车的承载力。但现有的后支撑桥提升的液压控制装置大多为手动液压控制,且操作手柄大多安装在驾驶室外车架侧面,因此操作不方便,工作效率低,系统不可靠等。同时,随着电子技术、计算机技术和信息技术在汽车行业中的应用,汽车电子控制技术得到了迅猛的发展,汽车电子化程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型、改进汽车性能最重要的技术措施。一种后支撑桥提升的电动液压控制装置应运而生,此方法具有操纵控制简便、自动化程度高等优点。
1 实现过程
一种后支撑桥提升的电动液压控制系统由双点动提升桥升降开关、车身控制器、组合仪表、液压控制装置和提升机构等组成。其中液压控制装置由电机泵组、液压集成阀块组、油缸、油箱组成;电机泵组由电机、液压泵和继电器组成;液压集成阀块组由换向电磁阀、压力继电器、液控单向阀、溢流阀、普通单向阀等组成。车身控制器为具有采集、运算和输出控制作用的微处理器,可采用PLC微控制器程序来实现。
后支撑桥提升的电动液压控制系统的具体实现过程:车身控制器根据采集到的提升桥上升或下降开关信号和压力继电器微动开关的信号,通过继电器控制电机得电,驱动液压泵以提供液压油到油缸,油缸与支撑桥提升机构连接;车身控制器通过检测输入端口的状态,可有效检测出双点动提升桥升降开关是处于上升档还是处于下降档。当支撑桥进行上升动作时,向上按动一下双点动提升桥升降开关,车身控制器检测到升降开关处于上升档,且检测到压力继电器微动开关接通,此时会通过继电器驱动液压泵站上的电机得电旋转,带动油泵输出液压油到油缸,驱动提升机构中的活塞杆伸出,实现支撑桥的提升。提升到位后系统压力会升至压力继电器预定的压力值(14 MPa ),使压力继电器微动开关断开,此时车身控制器会控制断开电机,动作停止,锁止靠油路中的两个液压单向阀组成的双向液压锁来实现。当支撑桥进行下降动作时,向下按动一下双点动提升桥升降开关,车身控制器检测到开关处于下降档,此时根据下降开关信号控制换向电磁阀得电,从而使液压油油流换向,此时车身控制器通过继电器驱动电机得电旋转滞后于换向电磁阀得电2s,带动油泵输出液压油到油缸,使活塞杆缩回,实现支撑桥的下降。下降到位后压力升至压力继电器的预定压力值(14 MPa),使压力继电器微动开关断开,车身控制器控制断开电机,同时换向电磁阀也断电,动作停止。在支撑桥上升或下降过程中,能够根据升降开关的信号任意启停。具体可分为液压系统、电控系统和机械系统3部分。
2 液压系统
本设计中液压系统是独立的液压传动装置,它按主机要求提供液压油,并控制油流的方向、压力和流量。我们只要将液压系统与主机上的执行机构油缸与油管相连,液压机械即可实现各种规定的动作,进行工作循环。液压系统是由泵装置、集成块、阀组合、油箱、电器件等组合而成。液压控制系统原理如图1所示。
1)泵装置上装有电机、油泵和一个继电器,是液压站的动力源,将机械能转化为液压油的压力能。
2)集成块是由液压阀及通道体组装而成,对液压油实行方向、压力、流量调节。
3)阀组合板式阀装在立板上,板后管连接,与集成块功用相同。
4)油箱板焊的半封闭容器,上装有滤油网空气滤清器等,用于储油、油的冷却及过滤。
5)电器件配置相关的控制电器,如压力继电器、换向电磁阀和电机。
液压站的工作原理:电机带动油泵旋转,油泵从油箱中吸油后打油,将机械能转化为液压油的压力能,液压油通过集成块(或阀组合)被液压阀实现了方向、压力、流量调节后,经外接管路传输到液压机械的油缸中,从而控制机械传动系统方向的变换、力量的大小及速度的快慢。
3 电控系统
一种后支撑桥提升的电动液压控制系统,其电控系统包括双点动提升桥升降开关、继电器、压力继电器、换向电磁阀、电机、车身控制器和组合仪表,其电控原理如图2所示。电控过程有4个步骤。
步骤1,车身控制器检测双点动提升桥升降开关上升档和下降档接线端的状态,还有压力继电器微动开关的状态。
步骤2,当双点动提升桥升降开关位于上升档,且压力继电器微动开关处于接通的状态,则车身控制器通过升降电机总成中的继电器控制电机工作,带动油泵输出液压油到油缸,使活塞杆伸出,实现支撑桥的提升。提升过程中,支撑桥能够任意启停。
步骤3,支撑桥的提升到位后,判断压力继电器微动开关是否断开,当压力继电器微动开关断开,则电机会停止工作。
步骤4,当压力继电器微动开关没有断开,判断双点动提升桥升降开关是否回到零档,当双点动提升桥升降开关没有回到零档,则电机会一直工作40s后停止,当执行下一次升降操作,则先返回零档后再进行升降操作。
所述步骤1中,当双点动提升桥升降开关位于下降档,且压力继电器微动开关处于接通的状态,此时车身控制器根据开关下降信号控制换向电磁阀得电,从而使液压油油流换向,车身控制器通过继电器驱动电机得电旋转滞后于换向电磁阀得电2s、带动油泵输出液压油到油缸,使活塞杆缩回,实现支撑桥的下降,下降过程中,支撑桥能够任意启停。下降到位后,判断压力继电器微动开关是否断开,当压力继电器微动开关断开,则电机会停止工作;当压力继电器微动开关没有断开,判断双点动提升桥升降开关是否回到零档,没有回到零档,则电机会一直工作40s后停止,当执行下一次升降操作时,则先返回零档后再进行升降操作。其电动液压控制方法软件操作流程如图3所示。