兩車軸聯動的懸架系統的製作方法
2023-05-02 18:10:01 1
專利名稱：兩車軸聯動的懸架系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一般載貨車輛以及掛車技術領域，具體涉及一種應用於一般載貨車輛 或掛車上的懸架系統。
背景技術：
懸架系統是車輛的重要組成部分之一，其是汽車中彈性地連接車架與車軸的裝 置。它一般由彈性元件、導向機構、減震器等部件構成，主要任務是緩和由不平路面傳給車 架的衝擊激勵，衰減由於激勵而引起的承載系統的振動響應，只有性能良好的懸架系統，才 能保證汽車具有良好的行駛平順性、操縱穩定性和安全可靠性。由於載貨車輛空載和滿載時的軸荷相差甚遠，為保持整車在不同載荷下具有相對 穩定的懸架固有頻率和良好的平順性，這就要求懸架系統具有很好的非線性特性。而現在 的載貨車輛普遍採用板簧懸架，該結構的剛度是線性的，其固有頻率隨載荷變化而變化，如 果通過增加副簧來實現懸架剛度的非線性，懸架的非簧載質量就會增加，使得振動加大，降 低車輛平順性。近年來，油氣懸架和空氣懸架等非線性懸架系統在載貨車輛中已逐漸得到應用。 油氣懸架是由油氣彈簧和導向機構組成。油氣彈簧具有變剛度的特性，能夠使車輛獲得較 低的固有頻率，以保證良好的行駛平順性。此外，由於油氣彈簧缸筒內有阻尼孔，有阻止振 動的功能，所以可省去液壓減震器。但油氣彈簧製造成本高，且使用中需要一套專門的充氣 設備，並要按一定的操作規程定期進行充氣，維護保養較麻煩。同時，在工作中因油缸軸線 的偏斜和密封不良，油缸內表面容易刮傷。空氣懸架的主彈性元件為空氣彈簧，這種彈簧也 具有可變剛度彈性特性，容易得到較低的固有頻率，使車輛獲得良好的行駛平順性。但空氣 彈簧與橡膠彈簧相比，密封環節較多，容易漏氣，維護保養困難、體積大，布置困難。同時上 述的兩種懸架系統還都存在製造成本高、運營成本高、對載荷變化適應性不強等缺陷。另外，現在載貨車輛和掛車的兩軸懸架系統，不能產生很好的聯動關係，不能保證 車輛的兩根軸均勻承載。尤其在車輛通過不平路面時，兩根車軸上的車輪不能總是同時著 地。這時，載荷將集中在車輪著地的車軸上，這將增加該車軸的受力，減少其使用壽命；而輪 胎也由於受力不均，增加輪胎的磨損，極大的減少其使用壽命。另外，這種情況下路面對車 輛的衝擊也會增大，將會更多更大地增大車架和車輛底盤的受力，影響車輛底盤的使用壽 命；同時，將增加所裝載貨物損壞的比率，增加用戶的使用成本。
發明內容
本發明針對現有懸架系統所存在的問題，而提供一種新型的懸架系統，該系統能 夠使得使用車輛中的兩根車軸同時聯動，達到在不同的車輛承載條件下，每根車軸都均勻 承載。從而提高車輛的穩定性、安全性，同時保護輪胎，減少輪胎磨損，保護車輛本身和所裝 載的貨物。另外，本發明採用橡膠彈簧作為彈性元件，與金屬外罩等組成橡膠彈簧系統，實現非線性彈性懸架結構，滿足車輛空載、輕載舒適性以及安全性要求，同時滿足重載、滿載穩 定性、安全性要求。為了達到上述目的，本發明採用如下的技術方案兩車軸聯動的懸架系統，該懸架系統設置在車輛的車架與車輛的兩根車軸之間， 將載荷傳遞至兩根車軸，所述懸架系統包括彈性元件，所述懸架系統還包括一用於聯動的 雙座梁，所述雙座梁的第一連接端和第二連接端分別通過滑動機構與相鄰的第一車軸和第 二車軸滑動相接，所述雙座梁的第三連接端通過彈性元件與所述車架相接，從而使得第一 車軸和第二車軸通過雙座梁相互聯動。所述懸架系統還包括兩個減振器，所述兩個減振器分別通過螺栓與雙座梁和車架 連接，並且這兩個減振器對稱的分布在雙座梁和車架之間。這樣起到減輕路面振動等對車 輛和貨物的影響，保護車輛和貨物，提高車輛舒適性。所述彈性元件為橡膠彈簧系統，所述橡膠彈簧系統包括橡膠彈簧和金屬外罩，所 述金屬外罩與橡膠彈簧間隙配合形成橡膠彈簧系統。所述橡膠彈簧和金屬外罩都為圓柱形。所述滑動機構包括設置在第一車軸和第二車軸上的車軸支架和設置在車軸支架 上的弧形鞍座，所述雙座梁的第一連接端和第二連接端與所對應的弧形鞍座滑動配合；所 述弧形鞍座限制其所對應的雙座梁的第一連接端和第二連接端過度移動。進一步，本系統中還包括用於承受車軸所受縱向力和橫向力的推力杆機構，所述 推力杆機構分別設置在兩根車軸上，所述推力杆機構由車軸上的上推力杆機構和下推力杆 機構相配合組成。所述下推力杆機構包括若干與車軸相對應的下推力杆，所述每根下推力杆相對於 車軸縱向設置車軸下方，所述每根下推力杆的一端通過車軸支架與車軸相接，另一端通過 車架吊架與車架相接。這樣以便承受縱向力，保證車軸處於正確的既定的行駛姿態。同時，所述上推力杆機構包括兩組與車軸相對應的上推力杆組，所述上推力杆組 設置在車軸上方，所述上推力杆組的一端通過車軸塔架與相應的車軸相接，另一端通過車 架支架與車架相接。進一步，所述每組上推力杆組包括兩根上推力杆，所述兩根上推力杆對稱設置，兩 根上推力杆的一端通過同一車軸塔架與車軸相接，另一端分別通過車架支架與車架相接， 從而使得兩根上推力杆與相應車軸在縱向和橫向都形成一定的角度，並且使得兩根車軸上 的上推力杆之間形成平行四邊形結構，保證車輛最優化地承受各種橫向力和縱向力，進一 步保證車軸保持正確的既定的行駛姿態。根據上述技術方案得到的本發明具有以下優點雙座梁和彈性元件組成的兩軸聯動系統，使得兩根車軸有效地連結起來，使車輛 承受的載荷在兩根車軸之間均勻分布。雙座梁與第一、第二根車軸之間可以相對地滑動，而 不是固定式連接，有效地保證車輛在各種工況和各種載荷下，都能實現兩軸聯動，基本上保 證在各種路面狀況下兩根車軸都能同時著地、均勻承載。採用橡膠彈簧作為彈性元件，與金屬外罩等組成橡膠彈簧系統，實現非線性彈性 懸架結構，滿足車輛空載、輕載舒適性以及安全性要求，同時滿足重載、滿載穩定性、安全性 要求。
4
本發明使得掛車和載貨車輛的兩軸懸架系統相互關聯，產生很好的聯動關係，保 證車輛的兩根軸均勻承載。尤其在車輛通過不平路面時，兩根車軸聯動能保證其上的車輪 總是同時著地。這時，載荷將會均勻地分布在兩根車軸上，保證車軸受力不會過分增加，提 高其使用壽命；而輪胎也將均勻受力，減少輪胎的磨損，增加其使用壽命。另外，非線性橡膠懸架特性，減輕各種路況下路面對車輛的衝擊，提高車輛底盤的 使用壽命；同時，保護所裝載貨物，減少貨物損壞的比率，降低用戶的使用成本。本懸架系統更具有降低用戶運營成本、對使用工況和載荷適應性強的特點。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。
圖1為本發明的主視圖。圖2為本發明的俯視圖。圖3為本發明中雙座梁的結構示意圖。圖4為本發明中滑動機構的結構示意圖。圖5為本發明中弧形鞍座的俯視圖。圖6為圖5在A-A方向上的剖視圖。圖7為本發明中橡膠彈簧系統的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。本發明針對現在掛車和載貨車輛中的兩軸懸架系統，一般兩根軸上的懸架都是相 對獨立，不能夠產生很好的聯動性，而設計一種能夠實現兩軸聯動的懸架系統，該懸架系統 設置在車輛的車架與車輛的兩根車軸之間，將載荷傳遞至兩根車軸，其中任何一根車軸通 過所述的懸架系統與另外一根車軸同步聯動，以實現兩根車軸均勻承載。基於上述目的，本發明的懸架系統如圖1和2所示，其主要由雙座梁100和彈性元 件500組成。為了能夠實現車輛中兩車軸300的聯動，本懸架系統中的雙座梁100為核心部件， 其用於連接車輛中兩車軸300a和300b，以實現這兩車軸聯動。參見圖3，本發明中的雙座梁100為一對稱結構，其整體為近似一 V形，兩端分別設 置有平面結構的第一連接端101和第二連接端102，分別用於對兩車軸的驅動；同時在雙座 梁100的兩端相應的設置有用於限位的擋塊104、105。在雙座梁100的近似V槽中間部位設置有一平面結構的第三連接端103，用於連接 彈性元件500。參見圖1，本發明中雙座梁100的第一連接端101和第二連接端102分別通過滑動 機構104與相鄰的第一車軸300a和第二車軸300b滑動相接，並且雙座梁100的第三連接 端103通過彈性元件500直接連接車架400。通過這樣的活動結構，使得第一車軸300a和 第二車軸300b通過雙座梁100相互聯動。進一步，本發明中的滑動機構104用於實現雙座梁100與兩車軸的滑動連接，並對
5其進行驅動。參見圖4，滑動機構104包括固定設置在車軸300a、300b上的車軸支架301和設置 在車軸支架301上的弧形鞍座104a。而雙座梁100的第一連接端101和第二連接端102分 別通過其上的平面結構與相應的弧形鞍座104a的弧面結構滑動配合。從而使得雙座梁100 相對於車軸300a、300b能夠進行前後、左右一定量的滑動，充分保證每根車軸均勻承載。參見圖5-圖6，在具體滑動配合時，弧形鞍座104a上的左右兩邊立板104b、104c 將會對雙座梁100左右的移動量進行限制。同時，雙座梁100上的擋塊104、105 (如圖3所 示)分別和每個弧形鞍座104a上的銷子104e、104f也形成限位關係，限制雙座梁前後移動 量，從而實現對其所對應的雙座梁100上第一連接端102和第二連接端103的滑動位置的 限制，防止雙座梁100的過度移動。由於雙座梁100與第一車軸300a和第二車軸300b之間的相對於滑動連接，使得 雙座梁100能夠實時根據第一車軸300a和第二車軸300b運行情況來調整其與兩車軸之間 的相對位置關係，以便更好的實現第一車軸300a和第二車軸300b之間的聯動，保證第一車 軸300a和第二車軸300b上的車輪800a、800b同時著地。在使用本系統時，通過本系統連接車架和車軸，並與兩根車軸同時相接，驅動兩根 車軸聯動，從而實現車軸兩端的車輪同時著地，使得車軸和懸架系統之間受力平衡。當車輛 的運行工況和荷載發生變化時，兩根車軸所受力將會變化時，使得車軸和懸架系統之間的 受力失去平衡，這時使得懸架系統中的彈性元件所承受的力發生變化，繼而會使懸架系統 中雙座梁與彈性元件之間的受力失去平衡，產生不平衡力，該力將作用於系統中的雙座梁； 雙座梁受力後，在所受力的驅動下，將會進行調整，從而對相應的車軸進行驅動調整，調整 兩車軸所受力，並使之平衡，同時使得彈性元件所產生的彈力和所承受的力平衡。這樣能夠 保證兩根車軸受力始終平衡，從而使得兩根車軸上的車輪始終同時著地。再者，雙座梁與第一、第二根車軸之間可以相對地滑動，而不是固定式連接，有效 地保證車輛在各種工況和各種載荷下，都能實現兩軸聯動，基本上保證在各種路面狀況下 兩根車軸都能同時著地、均勻承載。進一步，為了提高本系統的效果，本系統中的彈性元件500為橡膠彈簧系統。參見圖7，該橡膠彈簧系統500包括橡膠彈簧501和金屬外罩502，膠彈簧501與 金屬外罩502都設計成圓柱形，同時金屬外罩502與膠彈簧501相配合將膠彈簧501罩在 其內部，同時金屬外罩502與橡膠彈簧501之間有一定的間隙503 (即採用間隙配合形成橡 膠彈簧系統)。這樣當車輛承載時，橡膠彈簧501首先受力變形，橡膠彈簧501的變形量隨 著載荷的增加而增加，當橡膠彈簧501變形量充滿橡膠彈簧501與金屬外罩502之間的間 隙後，橡膠彈簧501與金屬外罩502開始接觸，產生新的受力變形關係，使系統承受更大的 載荷。本系統中採用橡膠彈簧作為彈性元件，與金屬外罩等組成橡膠彈簧系統，實現非 線性彈性懸架結構，滿足車輛空載、輕載舒適性以及安全性要求，同時滿足重載、滿載穩定 性、安全性要求。進一步的，本系統中還包括兩根減振器200 (如圖1所示)，兩根減振器200的兩 端分別通過螺栓與雙座梁的梁壁和車架連，並且使得兩根減振器呈V形對稱的分布在雙座 梁100和車架400之間。從而能夠起到減輕路面振動等對車輛和貨物的影響，保護車輛和貨物，提高車輛舒適性。為使整個兩軸聯動系統能夠更完美地實現聯動，在上述基本元件的基礎上，還包 括用於承受車軸所受縱向力和橫向力的推力杆機構，該推力杆機構設置在兩根車軸上，其 由設置在車軸上的上推力杆機構和下推力杆機構相配合組成，保證所述功能優點的充分實 現。參見圖1，本系統中的下推力杆機構是由若干下推力杆600組成的，下推力杆600 的根數與車軸的數目相配合。每根下推力杆600相對於車軸縱向設置車軸下方，為此，每根 下推力杆600的一端與車軸支架301位於車軸下方的部分相接，另一端通過車架吊架401 與車架400相接，使得兩車軸300a、300b上的下推力杆600對車設置。這樣由該下推力杆 承受相應車軸所受的縱向力，當車輛從靜止起步或制動時，地面驅動力或制動阻力將通過 車輪傳遞到車軸，再通過車軸支架傳到縱向布置的下推力杆組，然後傳遞到車架吊架，在縱 向布置的下推力杆結構尺寸限制和受力支承的共同保證下，以保證車軸的正確位置，保證 車輛的正確行駛。下推力杆機構也將承受不同工況和道路狀況下，車輛行駛當中產生的各 種縱向力。保證車軸處於正確的既定的行駛姿態。參見圖2，為了與下推力杆600配合，上推力杆機構包括兩組與車軸相對應的上推 力杆組700，每組上推力杆組700都設置在相應的車軸上方。每組上推力杆組700包括兩根上推力杆701、702，每組上推力杆組700中的上推力 杆701、702對稱設置，這兩根上推力杆701、702的一端通過同一車軸塔架302設置在相應 車軸的上部，另一端分別通過車架支架401與車架400相接，連接採用橡膠襯套結構與螺栓 固定方式進行，從而使得兩根上推力杆701、702與相應車軸在縱向和橫向都形成一定的角 度，這樣以便能夠同時承受橫向力和縱向力，不論是車輛起步或制動時，還是車輛行駛當中 出現的橫向力和縱向力，上推力杆組都可承受，進一步保證車軸保持正確的既定的行駛姿 態。為進一步優化上推力杆組700的連接結構，兩根車軸上的上推力杆組採用對稱設 置，使得兩車軸上推力杆組中的四根上推力杆形成平行四邊形結構。平行四邊形結構尺寸 根據實際車輛應用情況和空間布置情況進行計算，精確設定的布置角度和邊長，以實現最 優化的受力效果，保證車輛擁有最優化的受力狀態、保證車軸運動軌跡、提高抗側傾能力。根據上述技術方案得到的本系統使得掛車和載貨車輛的三車軸之間相互關聯，產 生很好的聯動關係，保證車輛的兩根軸均勻承載。尤其在車輛通過不平路面時，兩根車軸聯 動使得其上的車輪能總是同時著地。這時，載荷將會均勻地分布在兩根車軸上，保證車軸受 力不會過分增加，提高其使用壽命；而輪胎也將均勻受力，減少輪胎的磨損，增加其使用壽 命。另外，採用非線性橡膠懸架特性，減輕各種路況下路面對車輛的衝擊，提高車輛底 盤的使用壽命；同時，保護所裝載貨物，減少貨物損壞的比率，降低用戶的使用成本。本懸架系統更具有降低用戶運營成本、對使用工況和載荷適應性強的特點。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其
7等效物界定。
權利要求
兩車軸聯動的懸架系統，該懸架系統設置在車輛的車架與車輛的兩根車軸之間，將載荷傳遞至兩根車軸，所述懸架系統包括彈性元件，其特徵在於，所述懸架系統還包括一用於聯動的雙座梁，所述雙座梁的第一連接端和第二連接端分別通過滑動機構與相鄰的第一車軸和第二車軸滑動相接，所述雙座梁的第三連接端通過彈性元件與所述車架相接，從而使得第一車軸和第二車軸通過雙座梁相互聯動。
2.根據權利要求1所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述懸架系統還包括 兩個減振器，所述兩減振器分別與所述雙座梁和所述車架連接。
3.根據權利要求2所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述兩減振器對稱分布。
4.根據權利要求1所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述彈性元件為橡膠 彈簧系統，所述橡膠彈簧系統包括橡膠彈簧和金屬外罩，所述金屬外罩與橡膠彈簧間隙配 合形成橡膠彈簧系統。
5.根據權利要求4所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述橡膠彈簧和金屬 外罩都為圓柱形。
6.根據權利要求1所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述滑動機構包括設 置在第一車軸和第二車軸上的車軸支架和設置在車軸支架上的弧形鞍座，所述雙座梁的第 一連接端和第二連接端與所對應的弧形鞍座滑動配合；所述弧形鞍座限制其所對應的雙座 梁的第一連接端和第二連接端過度移動。
7.根據權利要求1所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述懸架系統還包括 用於承受車軸所受縱向力和橫向力的推力杆機構，所述推力杆機構分別設置在兩根車軸 上，所述推力杆機構由車軸上的上推力杆機構和下推力杆機構相配合組成。
8.根據權利要求7所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述下推力杆機構包 括若干與車軸相對應的下推力杆，所述每根下推力杆相對於車軸縱向設置車軸下方，所述 每根下推力杆的一端通過車軸支架與車軸相接，另一端通過車架吊架與車架相接。
9.根據權利要求7所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述上推力杆機構包 括兩組與車軸相對應的上推力杆組，所述上推力杆組設置在車軸上方，所述上推力杆組的 一端通過車軸塔架與相應的車軸相接，另一端通過車架支架與車架相接。
10.根據權利要求9所述的兩車軸聯動的懸架系統，其特徵在於，所述每組上推力杆 組包括兩根上推力杆，所述兩根上推力杆對稱設置，兩根上推力杆的一端通過同一車軸塔 架與車軸相接，另一端分別通過車架支架與車架相接，從而使得兩根上推力杆與相應車軸 在縱向和橫向都形成一定的角度，並且使得兩根車軸上的上推力杆之間形成平行四邊形結 構。
全文摘要
本發明公開了兩車軸聯動的懸架系統，該懸架系統主要由雙座梁和橡膠彈簧系統等組成，其中雙座梁實現車輛中相鄰的第一車軸和第二車軸的聯動，並通過橡膠彈簧系統與車架相接。本發明能夠解決現有懸架系統所存在的一系列問題，具有很好的實用性和市場前景。
文檔編號B60G21/04GK101905638SQ20101024751
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月6日 優先權日2010年8月6日
發明者李杉, 梁海堅 申請人:上海途通汽車配件有限公司