一 高度调整阀

一 高度调整阀 易通莲花 客车空气悬架高度控制设计 2011-5-16 Artharsdada I 一 高度调整阀 1 结构特点和作用原理 2(高度控制阀 高度调整阀一般有机械式和电磁式2 种。电磁式高度阀由于其结构复杂, 且断电时无法正常工作, 故在车辆上应用很少;在被动悬架和半主动悬架机构上，一般采用机械式高度调整阀。 机械式调整阀分有延时机构和无延时机构 2 种, 延时机构一般由缓冲弹簧和液压缓冲器组成，具体分类如下: (1)有延时作用:控制杆非刚性，即装有弹性件，再加上液压阻尼，使控制杆在较高频率振动时，输出端不运动，因而不开、关阀芯;当慢速运动时，阻尼力很小，输出端随输入端运动而开、闭阀门。这种阀可使空气悬架在行驶中不耗气。 (2)无延时作用:控制杆刚性联接，直接操纵阀门。结构较简单，成本低。行驶中因车轴不停跳动，高度阀总在充、放气，增加耗气量，且有响声。为减少耗气量，可在阀内或阀外增设节流孔，或将阀门空程加大。对于客车，因上、下乘客载荷变化很慢，采用无延时加节流孔较合适。对于自卸车或一次性加、卸载很大的货车，采用有延时的高度阀较合适。 这里主要介绍两种高度调整阀的结构和工作原理。日本LV - 3 型调整阀采用有延时这种形式, 而法国VN 6P 型则采用无延时机构形式。 1.1 日本LV- 3 型高度调整阀 1.1.1 结构特点 LV - 3 型高度调整阀，其结构如图 1 所示,主要由高度阀控制单元、进排气单元和延时单元组成。 2 高度阀控制单元由杠杆、调整杆和主轴组成; 进排气单元由阀体、过滤网、进气阀、排气阀和单向阀组成, 进气阀低压侧、排气阀高压侧与空气弹簧连通, 由控制单元打开或关闭排气阀; 延时单元由液压缓冲器、活塞、吸入阀、缓冲弹簧等组成,当车辆受到突然冲击或高频振动位移时, 由于液压缓冲器的阻力作用,仅仅缓冲弹簧伸缩变形, 而进排气阀并不作用, 因而车辆在运行过程中, 可以避免高度阀的充排气动作, 从而减少空气弹簧的耗气量。 1.1.2 作用原理 LV—3 型高度阀的作用原理如图2 所示。当车辆载荷增加时,空气弹簧压力不足而产生压缩变形, 使其高度降低, 这时,由于高度阀杆高度一定,迫使连杆带动主轴旋转,并使活塞移动将油液从小孔中挤出。由于节流阀的阻力作用,进气阀并不马上发出动作,因而起到了延时作用。缓冲器阻尼越大,进气阀动作的迟后时间愈长。经过一定时间后,进气阀被打开,使风缸中的高压空气进入空气弹簧内,从而使空气弹簧高度增加,并使连杆恢复到水平状态,此时进气阀迅速关闭,空气弹簧恢复至原设定高度。当车体载荷减少时,空气弹簧拉长,从而将顶起车体。由于高度阀杆长度一定,则迫使连杆带动主轴旋转,由于油液阻尼的作用,经过一定时间后,使排气阀打开,空气弹簧压力空气通过排气阀进入大气,空气弹簧高度随之下降,高度阀连杆恢复到水平位置，排气阀迅速关闭。 由于液压阻尼延时机构的作用,使高度阀充气、排气均迟后一定时间,但关闭动作却要快得多,这样使车辆在正常的小振幅振动中,进排气阀不会频繁开启,减少了压力空气的浪费。 法国的VN6P 型高度调整阀 1.2 1.2.1 结构特点 VN 6P 型高度阀是 SAB WABCO 公司法国分部生产的,其结构如图3 所示。它主要由进气阀、 排气阀和高度控制机构组成,无液压延时机构,故结构简单,零部件少,故障率低,冬季不需要对油液采取保温措施。该高度阀质量只有1.3kg (包括安装支架) ,且结构紧凑, 易于安装; 该阀通过法兰安装在架子上, 进气口用O 形密封圈密封, 风管直接连接在架子上, 故维修方便,VN 6P 型高度阀也存在一个 “不灵敏区”, 其有效值范围可由杠杆长度调节。设置 “不灵敏区” 的目的是防止车辆在运行中产生瞬间振动时引起不必要的空气浪费。 3 1.2.2 作用原理 VN 6P 型高度阀的作用原理如图4 所示。空气弹簧充气前, 先将阀杆调至一定高度, 随着系统内压力升高, 压力空气将通过进气口打开进气阀, 从通路进入空气弹簧, 使空气弹簧拉伸变形, 并将车体和高度阀相对于构架提高, 直到杠杆处于水平位置, 这时进排气阀均关闭。 当车辆载荷增加时,空气弹簧被压缩,车体下降,由于阀杆长度一定,迫使杠杆转动将进气阀打开, 压力空气通过进气阀进入空气弹簧,使空气弹簧压力增加,车体随之上升,直到杠杆处于水平位置,这时进气阀关闭。当车辆载荷减少时,空气弹簧伸长,车体抬高,杠杆转动使排气阀打开,空气弹簧压力空气通过排气阀从排气口排出,使空气弹簧压力下降,车体随之下降,直到杠杆处于水平位置,这时排气阀关闭。由于进气阀弹簧的作用,进气阀一直处于关闭状态。 4 2 高度阀性能试验 高度阀在安装使用前要进行动程试验、气密性试验、不灵敏区试验和流量试验,对于日本的LV - 3 型高度阀,还需做动作延迟时间试验。 2.1 动程试验 将高度阀杠杆放在水平位置,使杠杆端部慢慢地或较快地上下移动,检查动程范围内高度阀作用是否良好,一般动程要求?50 mm。 2.2 密封性检查 2.2.1 空气泄漏检查 主要检查管道部分和排气孔处的空气泄漏情况,可以通过用肥皂水和听排气的方法进行。 2.2.2 油泄漏检查(对于LV - 3 型阀) 确认本体的盖子、 缸体、 排气孔处有无油液泄漏,如有泄漏,可能是紧固不良,或是密封材料老化或破损。 2.3 不灵敏区试验 将杠杆处于中间位置,并将风源关闭,而空气弹簧的通路与容积为 40 L、压力为0.5M Pa 的风缸相连,使杠杆从水平位置向上移动, 测定开始供气时的移动量。再将空气弹簧与大气相通, 而风源与风缸相通, 并使连杆端部慢慢向下移动, 测定开始排气时的移动量,连杆端部在这2 个移动量之间所产生弦长的长度为不灵敏区。 2.4 流量试验 经高度阀向 40 L 风缸充入0.5M Pa 的压力空气, 使杠杆自中间位置迅速变位 20 mm 后, 测定风缸压力降到0.2M Pa 所需的时间。或者将风缸充入0.5M Pa 的压力空气, 通过高度阀排气, 测定风缸压力降至0.3M Pa 所需的时间。一般要求减压时间为40 s 以下。 2.5 动作延迟时间试验 当杠杆端部从水平位置迅速向上或向下变位20 mm时, 测定充气阀或排气阀开始动作的时间, 一般要求动作延迟时间为(3?1) s。 3 高度控制阀产品图例 厦门金龙客车高度调整阀 WABCO 一般市场上能见到的高度调整阀和连杆 5 序号名称备注 1高度阀总成 2摆杆 3柔性接头 4直杆 5柔性接头 6弯杆 7高度阀下支架 高度调整阀和安装示意图 二 高度调整阀数目和布置的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 6 序名 称 备 号 注 1 高度阀总 成 2 调节杆接 头 3 压力保护 阀 4 储气桶 5 排污阀 6 管路及管 接头 2.1“三点定一平面”——三个高度阀是最合理的数目，超过这个数目为“过定位”，少于这个数目为“不稳定”，这点是大家的共识。 2.2采用四个高度阀的理由只有一个:增加弹性元件的侧倾角刚度。所以，设计时判断采用四个或三个，必须按照以下科学的程序进行工作: (1)进行抗侧倾能力的校核计算。计算三个阀时，有一个悬架的气簧角刚度为零，要判断 2整车总的角刚度能否满足抗侧倾能力的指标(例如，V/R=0.4g时，高等级空气悬架客车:0 [Φ]?5?;一般等级空气悬架客车:[Φ] ?6?)。采用四个高度阀时又是怎样,如果还不够，只能从加大横向稳定杆或导向臂的角刚度，甚至是提高气簧的垂直刚度来解决。 (2)如采用三个高度阀，有个布置的问题，一种是前一后二，另一种是前二后一。应考虑的是: ?哪个悬架其弹性元件的角刚度大，就适合装用两个高度阀，以增大整车的角刚度。众所周知，独立悬架的角刚度，在同等垂直刚度条件下，约等于非独立悬架的4倍，因此，独立悬 7 架一般装用两个高度阀。并不是因为左、右悬架导向臂分开，不能装一个阀。C型梁的后悬架也是角刚度比较大，理应装两个高度阀。这两种悬架组合在一起是否一定就要装4个高度阀，取决于对整车角刚度也就是对其抗侧倾能力的要求。 ?出于对操稳性也就是对不足转向的要求，往往希望前悬架角刚度对轴荷的比值大于后悬架的比值，似乎应在前悬架装两个阀，后悬架装1个阀。然而由于后悬架弹性元件的角刚度往往比前悬架大得多，这样布置会使整车的角刚度不足，所以宁可将2阀布置在后悬架。不足转向是由许多因素决定的，特别是后双胎的汽车比较不容易甩尾，采用前小后大的角刚度，对许多商用车而言也是可行的。 (3)对空气悬架侧倾角刚度的分析计算,是在假定高度阀不充放气的条件下进行的。实际上，侧倾时左、右高度阀会一个充气，一个放气。到底充、放气对悬架角刚度的影响有多大，取决于不同的工况: ?如果汽车转弯或承受侧向力的时间很短，高度阀充、放气对空气弹簧内的气压影响很小，其气压变化仍由气囊行程变化来决定，也就是，空气弹簧的刚度仍按不充放气来计算。 ?汽车处在稳态转弯，即承受侧向力的时间很长，高度阀的充放气决定了空气弹簧内的气压。这时又分为几种情况: a)侧倾力矩不大，受压气簧充气后气压不大于供气压力，受拉气簧放气后降低了气压，而左、右气簧的压力差所对应的反力差足以平衡侧倾力矩，空气弹簧最终处在高度阀所设定的高度，也就是侧倾角等于零。这时角刚度等于无穷大。 b)侧倾力矩很大，受压气簧充气后气压大于供气压力，这时又可分为两种情况: (a)供气系统的储气筒没有单向阀，受压气囊内的空气倒流，储气筒成为气簧的辅助气室，刚度立即变得很低，气囊一直被压到限位块接触并压缩，由它来产生支撑反力;这时受拉伸气囊继续放气，直到气压很低或等于零。左、右气簧的反力差与侧倾力矩平衡，决定了这时的侧倾角。 (b)供气系统的储气筒有单向阀，受压气囊内的气压大于供气压力，达到一定值之后，或许由气压单独，或许由气压和限位块共同产生的反力来平衡侧倾力矩，根据平衡条件决定这时的侧倾角。 上述这些分析，还要根据前、后悬架有几个高度阀一起考虑其充放气情况，实际上是很复杂的，也很难计算。作为定量分析，一般都是当为高度阀不充放气来计算。 (4)采用三个高度阀，抗侧倾能力是否足够，采用4个阀之后情况又如何，都必须经过试验测量或主观评价来确定。这项工作并不难，应该最终靠实践来断定。 8 2.3 采用四个高度阀就是“过定位”，可能产生以下不利影响: (1)轮荷变化和高度阀充放气，分为动态和静态两种情况: ?动态响应 汽车在路面上行驶，特别是在坏路面上行驶，其轮荷甚至轴荷都在变化，其变化程度取决于动载系数的传递函数，属于振动问题，一般和高度阀没有关系，空气悬架和非空气悬架都有类似特征，一般说空气悬架的动载系数小一些。 ?静态转移 汽车停在不平路面上，主要是扭曲路，轮荷会发生变化。金属悬架例如钢板弹簧悬架的汽车，只要左、右不关联，轮荷也会变化，变化大小取决于悬架角刚度，属于多余约束。这种转移是有限度的，对应相应的角位移，左、右悬架产生一定的垂直位移，对应一定的轮荷变化，然后维持不变。 高度阀控制的空气悬架属于有反馈的闭环控制，而且是开闭型，只要高度阀偏离其设定位置，就会充、放气，一直到高度阀恢复到设定位置，得到这个反馈信号后才停止充、放气。 在比较严重的不平路面上，总有三个阀所控制的空气悬架的车轮接地点处在同一平面内，有一个车轮接地点偏出这个平面，那么,有两种情况: a)那个偏出的车轮落下，高度阀放气，使气压降低，轮荷减小;另一侧车轮轮荷加大，悬架下降，高度阀充气，使悬架抬高，恢复到原来的设定高度。如果供气压力足够高，使这个悬架维持原来的设定高度，另一侧悬架将气放光，轮荷几乎为零，全部转移到另一侧。如果供气压力不足，高度阀处在开启状态，但气压只能达到供气压力(没有单向阀截流)，悬架高度下降，气囊内空气倒流，悬架由橡胶限位块辅助支持;另一侧空气弹簧继续放气，直到车轮接地并使高度阀回到设定位置，停止放气，左右悬架都达到稳定状态，但轮荷已不相等。也可能车轮不接地，一直将气放光，轮荷全部转移到另一侧，取决于地面凹坑有多深。如果装有截流单向阀，则受压气簧刚度基本不变，高度阀开启，但不能充气，靠压缩气囊使气压升高，轮荷加大，悬架高度下降，由气压或气压和限位块支撑负荷。另一侧气簧继续放气直到车轮接地，高度阀回到设定位置，停止放气，或者车轮悬空，将气放光，与上述情况相同，只是受压气簧的压缩行程会小一些。 b)那个偏出的车轮抬高，高度阀充气，使气压上升，轮荷增加;这时，会将另一侧车身也抬高，相当该车轮落下，高度阀放气，使轮荷减小。实际上这时又重复上述的情况，从本质上讲，上面这两种情况是一回事，因为将一个悬架左、右轮接地点连成一直线后，另一个悬架 9 的任一个单侧车轮接地点都可以和这条直线构成一个平面。 将前、后悬架一并考虑，上述充、放气可能发生在任何一个悬架，也许是随机的，也许前、后悬架同时发生，即对角线的高度阀同时放气，同时充气，正和四脚板凳对角线成为跷跷板的作用一样。 总之，四个高度阀的空气悬架汽车，不宜在凹凸不平地面，特别是在扭曲路面上停放。不仅会使左、右轮荷差异很大，还可能将某一侧空气弹簧内的空气放光。也可以说，经常在平整路面上行驶，特别是在平整地面停放的客车，才可以采用四高度阀 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 (2)三轮着地，一轮离地的行驶状况 在平整路面上行驶，发生这种状况的条件有: ?高度控制阀调整不当以及空气弹簧安装点的制造误差，使前、后悬架左、右侧车轮接地点的连线，在高度阀平衡状态时，不平行而成交叉状，而且不平行度很大。 ?空气悬架的减振器反向限位行程太小，或者横向稳定杆、导向臂的角刚度特别大，或者导向杆橡胶铰接头的扭转刚度太大，足以在悬架反跳行程不大的情况下，将下落的那一侧车轮等非簧载质量吊起来而离地。 这种情况应该说是很罕见的。 三 一款客车的高度控制阀布置和图片(前一后二) 10 11 12