大型鉸接客車底盤鉸接系統的製作方法

2023-12-02 21:39:41 1

專利名稱：大型鉸接客車底盤鉸接系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用於14-25米長二級或二級以上大型鉸接客車的底盤 鉸接系統，尤指一種適用於14 18米長後置發動機大型鉸接客車的底盤鉸接 系統。
背景技術：
在2005年以前，在中國大中城市中行駛的二級或二級以上大型鉸接客車 (俗稱大通套)基本上都是前置發動機鉸接客車，發動機安裝在客車前端，由 前車架帶動後車架行駛，前車架與後車架之間通過球頭銷連接。這種前置發動
機鉸接客車的缺點是車內空間利用率低，車內噪音大，舒適性差，整車車橋 載荷分配不合理，快速行駛中易產生甩尾現象，不適合做為快速公交系統用車。
隨著汽車製造業的發展，後置發動機鉸接客車因其具有車內空間利用率 高，車內噪音小，舒適性好，整車車橋載荷分配合理，適合做為快速公交系統 用車等優點，開始逐漸取代前置發動機鉸接客車。
由於後置發動機鉸接客車採用第三橋驅動，後車推動前車行駛。當客車前、 後車水平方向產生夾角(如轉向)時，後車會對前車第二橋產生一個垂直於前 進方向的側向力，這個力和前、後車夾角及第三橋的驅動力成正比。隨著前、 後車夾角及第三橋驅動力的增大，側向力增大，將使第二橋車輪和地面產生側 滑，前、後車剪切，客車失控，因此需要在後置發動機鉸接客車前、後車之間 安裝一個底盤鉸接系統，該底盤鉸接系統不僅具有將大型鉸接客車前、後車鉸 接的功能，而且，還應能隨著前後車轉角的增大而提供相應增大的阻尼力，阻 止第二橋輪胎產生側滑，防止前、後車剪切的功能。
國外生產後置發動機鉸接客車底盤鉸接系統的廠家有三家分別是德國的
Hubner公司、德國Hemscheidt公司和匈牙利IKARUS公司，其中匈牙利 IKARUS公司已被德國公司收購。上述德國兩家公司生產的應用於後置發動機 鉸接客車中的底盤鉸接系統都採用高集成的結構設計思路，其生產的鉸接系統
為高集成整體結構，不可拆分。其優點是安裝簡單、方便，有效地減小了結 構佔用的空間。但是，其缺點是製造難度大、製造成本高、維護成本高。
目前，生產此種集成度較高的、個體體積較大的鋼件產品所需要的模具費 用非常高，而且，由於我國鋼鐵行業的技術水平與國外先進的鋼鐵行業相比還
存在一定的差距，所以，這無形之中提高了我國生產加工此類產品的難度和成
本。目前，這種高集成鉸接系統在我國市場上的售價都在20萬以上，且居高 不下，這對我國的城市交通改造工程造成了很大的壓力。
此外，這種高集成度的產品雖然安裝過程比較方便快捷，但是當系統在使 用過程中某部分出現損壞或年久耗損後更換起來就出現了很大的麻煩，由於集 成度太高，拆卸起來十分麻煩，而且很多總成部件即使是其中某一個很小的零 部件損壞也要整體更換， 一是造成很大的浪費，再就是造成維護成本很高。
另外，這些底盤鉸接系統都屬於國外技術，在國內這種技術完全是空白。 隨著我國客車行業的發展，對這種應用於大型鉸接客車中的底盤鉸接系統的需 求正在進一步提高，這就勢必對我國造成一種技術壟斷。
對於我國這樣一個人口眾多，資源相對緊缺的國家來說，開發出一款既能 滿足後置發動機鉸接客車的鉸接功能、又能有效地降低製造成本和維護成本的 底盤鉸接系統是一個發展我國客車行業、適合我國國情需要的、迫切需要解決 的問題。

發明內容
鑑於上述原因，本發明的目的是提供一種加工製造簡單、製造難度低、制 造成本低、維修方便、維護成本低的適用於14 25米長二級或二級以上後置 發動機大型鉸接客車的底盤鉸接系統。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案 一種大型鉸接客車底盤鉸接 系統，其特徵在於該底盤鉸接系統包括拆分式桁架結構、液壓控制系統和電 氣控制單元三部分；
所述拆分式桁架結構包括前桁架、橫梁、轉盤軸承和後桁架；前桁架位於 大型鉸接客車前車車廂的後端，大型鉸接客車的前車廂焊接在前桁架上，由前 桁架帶著前車廂移動；前桁架的後端通過球鉸與橫梁相連；橫梁通過螺栓固定 在轉盤軸承的外圈；後桁架位於大型鉸接客車後車車廂的前端，大型鉸接客車 的後車廂焊接在後桁架上，由後桁架帶著後車廂移動；後桁架的前端通過螺栓 固定在轉盤軸承的內圈；
所述液壓控制系統包括液壓控制體、左、右液壓缸和儲油罐；
液壓控制體安裝在桁架結構中後桁架的前端，並與桁架結構中的轉盤軸承 同心，隨轉盤軸承同步轉動；左、右液壓缸的一端固定在後桁架的後端，另一 端通過銷軸固定在桁架結構中的橫梁上；儲油罐固定在後桁架上；
液壓控制體、左、右液壓缸和儲油罐之間通過液壓油管相連；並且左、右 液壓缸活塞前、後缸體之間通過液壓油管交叉連接；
所述電氣控制單元包括微處理器、角度傳感器和液位傳感器；角度傳感器 安裝在液壓控制體上，對鉸接客車極限轉彎角度進行監測；液位傳感器安裝在 液壓系統儲油罐內，對液壓系統內液壓油量進行監測；微處理器的信號輸入端 分別與鉸接客車的車速傳感器、制動開關、點火開關、倒車控制開關、角度傳 感器和液位傳感器相連；其信號輸出端經過光電隔離電路與液壓控制體上的電 磁閥、節流閥的控制端相連，控制電磁閥、節流閥的導通與關斷。
本發明底盤鉸接系統中的拆分式桁架結構主要實現大型鉸接客車前、後車 廂的鉸接；液壓控制系統主要是為大型鉸接客車提供隨前、後車轉角的增大而 相應增大的阻尼力，以阻止大型鉸接客車轉彎時第二橋輪胎產生側滑，防止前、 後車剪切；電氣控制單元主要是監測大型鉸接客車的狀態、控制液壓控制系統 內電磁閥和節流閥的開啟或關斷以及檢測系統工作狀態，發出故障信號。


圖1是本發明大型鉸接客車底盤鉸接系統結構示意圖2是本發明前桁架與球鉸的連接關係圖3是本發明前桁架與橫梁之間的連接關係圖4-1是本發明橫梁正面俯視立體圖4-2是本發明橫梁反面俯視立體圖5是本發明橫梁與轉盤軸承之間的連接關係圖6-1是本發明轉盤軸承的結構示意圖6-2是本發明轉盤軸承的A-A剖視圖6-3是本發明轉盤軸承的局部剖視圖7是本發明後桁架結構示意圖8是本發明後桁架與轉盤軸承之間的連接關係圖9是大型鉸接客車轉彎時的狀態圖IO是本發明液壓控制體側視結構示意圖11是本發明液壓控制體俯視結構示意圖12是本發明液壓控制體內部局部剖視圖13是圖12的A-A剖視圖； 圖14是圖12的B-B剖視圖； 圖15是本發明液壓控制體內部油路線路圖及液壓控制系統工作原理圖。 圖16為本發明底盤鉸接系統電子控制電源原理框圖。
具體實施例方式
圖1是本發明公開的適用於14 25米長二級或二級以上後置發動機大型 鉸接客車的底盤鉸接系統結構示意圖。該底盤鉸接系統包括拆分式桁架結構、 液壓控制系統和電氣控制單元三部分。其中，拆分式桁架結構主要實現大型鉸
接客車前、後車廂的鉸接；液壓控制系統主要是為大型鉸接客車提供隨前、後 車轉角的增大而相應增大的阻尼力，以阻止大型鉸接客車轉彎時第二橋輪胎產
生側滑，防止前、後車剪切；電氣控制單元主要是監測大型鉸接客車的狀態、
控制液壓控制系統內電磁閥和節流閥的開啟或關斷以及檢測系統工作狀態，發 出故障信號。
如圖I所示，拆分式桁架結構包括前桁架1、橫梁2、轉盤軸承3和後桁 架4。前桁架1位於大型鉸接客車前車車廂的後端，大型鉸接客車的前車廂焊 接在前桁架1上，由前桁架1帶著前車廂移動。前桁架1的後端通過球鉸5與 橫梁2相連；橫梁2通過螺栓固定在轉盤軸承3的外圈。後桁架4位於大型鉸 接客車後車車廂的前端，大型鉸接客車的後車廂焊接在後桁架4上，由後桁架 4帶著後車廂移動。後桁架4的前端通過螺栓固定在轉盤軸承3的內圈。大型 鉸接客車的前、後車廂就是通過前桁架l、橫梁2、轉盤軸承3和後桁架4實
現鉸接的，並通過連接前、後桁架的轉盤軸承3和橫梁2來實現車輛轉向時前、 後車廂水平方向的旋轉。
如圖2所示，在前桁架1左、右兩側臂的後端各設有一個球鉸安裝孔6。 球鉸5中心軸的兩端開有孔7，其中心軸的外表面澆注有用於減震的橡膠，球 鉸5的兩端用擋圈8和彈簧擋圈9壓裝後固定在前桁架1後端的球鉸安裝孔6 內。然後，如圖3所示，將螺栓10穿過球鉸5中心軸兩端的孔7固定在橫梁2 上的螺栓孔內，從而，將前桁架1與橫梁2固定在一起。
圖4-l、圖4-2為本發明橫梁立體結構示意圖。如圖所示，該橫梁2主要 由平臺安裝梁12、四塊固定鋼板13、 14、 15、 16和連接件17焊接而成。
四塊固定鋼板分為左、右兩組，每組兩塊固定鋼板13、 15上下放置，上 固定鋼板13和下固定鋼板15之間通過若干個圓鋼18焊接在一起，成為一個 整體；同理，固定鋼板14、 16也上下放置，上固定鋼板14和下固定鋼板16 之間也通過若干個圓鋼18焊接在一起，成為一個整體。所有圓鋼18處於同一 圓周上。
所述連接件17位於兩塊上固定鋼板13、 M和兩塊下固定鋼板15、 16之 間。在兩組固定鋼板中的下固定鋼板15、 16上分別開有兩個焊接用圓孔19， 連接件17的兩端分別與左、右兩組固定鋼板中的下固定鋼板15、 16焊接在一 起，使左、右兩組固定鋼板和連接件17成為一個整體。
在每組固定鋼板上對應圓鋼18處分別鑽有若干個用於穿設螺栓的孔20， 這些孔20處於同一圓周上，每個孔20的中心和每個圓鋼18的中心重合。在 本發明的具體實施例中，每組固定鋼板上分別鑽有6個孔20，兩組固定鋼板上 共鑽有12個孔20， 12個孔處於同一圓周上。如圖5所示，將12根螺栓21穿 過橫梁2上的孔20固定在轉盤軸承3外圈上的孔內，從而，將橫梁2固定在 轉盤軸承3的外圈上。因螺栓21從圓鋼18的中心穿過，所以圓鋼18又起到 了加強連接的作用。
在每組固定鋼板的一端分別開有一個用於固定球鉸5的凹槽22，固定在前 桁架1後端的球鉸5就嵌在該凹槽22內；然後，通過螺栓10與橫梁2固定在 一起。在每組固定鋼板的另一端分別開有一個液壓缸安裝孔23，安裝在後桁架 4上的液壓缸34、 35就通過該安裝孔23與橫梁2固定在一起。
在兩塊上固定鋼板13、 14的表面焊接有一根平臺安裝梁12，該平臺安裝 梁12用於支撐大型鉸接客車中間部位的平臺。在平臺安裝梁12上設有多個用 於固定平臺的螺栓孔，孔內側用鋼板加固以保證螺栓絲扣強度。
圖6-l 圖6-3為本發明使用的轉盤軸承3的結構示意圖，本發明通過該轉 盤軸承實現車輛水平方向的轉彎功能。如圖所示，本發明使用的轉盤軸承由外 軸承瓦24、內軸承瓦25和鋼球26構成。內、外軸承瓦組合在一起形成一個空 腔，鋼球26—個挨一個地滿鋪在該空腔內。在轉盤軸承3的外軸承瓦24上設 有若干個用於固定橫粱2的孔27，在轉盤軸承3的內軸承瓦25上也設有若干 個用於固定後桁架4的孔28。在轉盤軸承3的內軸承瓦25上還設有注油接口 29，根據實際情況通過該注油接口向軸承內部添加潤滑油，保證系統運動的持 久順暢，有效地保證系統高強度、高壽命的設計要求。為了防塵、密封，在內、 外軸承瓦之間設有耐油橡膠密封圈30。
在本發明的具體實施例中，上述轉盤軸承採用50Mn高強度合金材料製成，在 轉盤軸承的外軸承瓦上設有12個用於固定橫梁2的孔27，在轉盤軸承的內軸承瓦 上設有14個用於固定後桁架4的孔28。
後桁架4位於大型鉸接客車後車車廂的前端，大型鉸接客車的後車車廂焊 接在後桁架4上，由後桁架4帶著其移動。圖7為本發明後桁架4的結構示意
圖，如圖所示，後桁架4的前端設有若千個孔31，這些孔31處於同一圓周上。 在本發明的具體實施例中，在後桁架4的前端共設有14個孔，14個孔處於同 一圓周上。該孔用於將後桁架4與轉盤軸承3固定在一起，如圖8所示，將螺 栓32穿過後桁架前端的孔31和轉盤軸承3內圈上的孔28，用螺母將其旋緊固 定住，從而將後桁架4固定在轉盤軸承3的內圈上。
大型鉸接客車的前、後車廂就是通過上述前桁架1、橫梁2、轉盤軸承3 和後桁架4實現鉸接的，並通過連接前、後桁架的轉盤軸承3和橫梁2來實現 車輛轉向時前、後車廂水平方向的旋轉，如圖9所示。但是，由於後置發動機 鉸接客車採用第三橋驅動，後車推動前車行駛，當鉸接客車前、後車水平方向 產生夾角(如轉向)時，後車會對前車第二橋產生一個垂直於前進方向的側向 力，使第二橋車輪和地面產生側滑，前、後車剪切，客車失控，所示，在大型 鉸接客車鉸接系統中還要包括一個液壓控制系統，該液壓控制系統能夠隨著 前、後車轉角的增大而提供相應增大的阻尼力，阻止大型鉸接客車轉彎時第二
橋輪胎產生側滑，防止前、後車剪切。
如圖l所示，該液壓控制系統包括液壓控制體33、安裝在後桁架4左、右 兩側臂上的左、右液壓缸34、 35和儲油罐36。液壓控制體33安裝在後桁架4 的前端，並與轉盤軸承3同心，隨轉盤軸承3同步轉動。左、右液壓缸34、 35 的一端固定在後桁架4的後端，另一端通過銷軸固定在桁架結構中的橫梁2上 的液壓安裝孔23內。儲油罐36也固定在後桁架4上。液壓控制體33、左、右 液壓缸34、 35和儲油罐36之間通過液壓油管37相連。左、右液壓缸34、 35 活塞前、後缸體之間通過液壓油管交叉連接。
由於液壓控制體33隨鉸接客車較接系統中的轉盤軸承3同步轉動，所以 液壓控制體33可以根據大型鉸接客車轉彎時前、後車夾角的變化，改變流入、 流出左液壓缸34、右液壓缸35活塞前、後缸體的液壓油的速度及油量，使左、 右液壓缸的液壓臂運動產生相應的阻力，從而使左、右液壓缸34、 35為鉸接 客車安全、穩定的運行提供足夠的阻尼，防止前、後車剪切。
如圖IO、圖11所示，液壓控制系統中的液壓控制體由本體38、上擺杆 39、芯軸40、兩個單向閥41-1、 41-2、兩個單向溢流閥42-1、 42-2、 一個電 磁閥43和一個節流閥44構成。
芯軸40安裝在本體38內，上擺杆39的一端固定在芯軸40的頂部。上擺 杆39的另一端固定在圖1所示大型鉸接客車底盤鉸接系統拆分式桁架結構中 的橫梁2上。如圖9所示，當大型鉸接客車轉彎時，大型鉸接客車底盤鉸接系
統拆分式桁架結構中的橫梁2就帶著上擺杆39轉動，從而，帶著與上擺杆39 相連的安裝在液壓控制體本體內的芯軸40轉動。在大型鉸接客車轉彎時，隨 著前、後車之間夾角的變化，上擺杆39和芯軸40轉動的角度也隨之變化。
在本體38上開有與被控左液壓缸相連的接口 45、與被控右液壓缸相連的 接口 46和與儲油罐相連的接口 47。在本體38上還安裝有兩個單向閥41-1、 41-2、兩個單向溢流閥42-1、 42-2、 一個電磁閥43和一個節流閥44。
在本體38內、芯軸40上開有若干條油槽。如圖12所示，本發明在芯軸 40上開有四條油槽48、 49、 50、 51。其中，油槽48、 49為一組，彼此相通， 它們通過本體38內的油槽、本體38上的接口 45、液壓油管與被控左液壓缸相 連。油槽50、 51為一組，彼此相通，它們通過本體38內的油槽、本體38上 的接口46、液壓油管與被控右液壓缸相連。
圖13為表示本發明液壓控制體內油槽結構的剖視圖。如圖所示，在芯軸 40上開有一條油槽48和一條扇形的油槽49，油槽48和49彼此相通。在扇形 油槽49的一側、本體38內，開有三條油槽，在每條油槽內安裝有一個噴油嘴 52、 53、 54，這三條油槽交匯形成一條總油槽55。油槽48、 49、 55與左液壓 缸相連。當大型鉸接客車左轉彎或右轉彎時，鉸接客車鉸接系統中的橫梁2會 帶動與之相連的上擺杆39轉動，上擺杆39會帶動芯軸40轉動，在芯軸40向 左轉或向右轉的過程中，隨著轉彎角度的增大，芯軸40依次關閉l個噴油嘴 或2個噴油嘴或3個噴油嘴，使流過總油槽55內的油量發生改變，從而，使 流入和流出被控左液壓缸內的液壓油的速度和油量發生變化，液壓系統內掖壓 油壓力增大，進而使左液壓缸為整車提供隨前、後車夾角增大而增大的阻尼。
同理，如圖14所示，在芯軸40上還開有一條油槽50和一條扇形的油槽 51，油槽50和51彼此相通。在扇形油槽51的一側、本體38內，開有三條油 槽，在每條油槽內安裝有一個噴油嘴56、 57、 58，這三條油槽交匯形成一條總 油槽59。油槽50、 51、 59與右液壓缸相連。當大型鉸接客車轉彎時，鉸接客 車鉸接系統中的橫梁2會帶動與之相連的上擺杆39轉動，上擺杆39帶動芯軸 40轉動，在芯軸40轉動的過程中會依次關閉l個噴油嘴或2個噴油嘴或3個 噴油嘴，使流過總油槽59內的油量發生改變，從而，使流入和流出被控右液 壓缸內的液壓油的速度和油量發生變化，進而使右液壓缸為整車提供隨前、後 車夾角變化而變化的阻尼力。
在本發明的具體實施例中，在芯軸40上開有四條油槽，兩兩一組分別與
被控左液壓缸、右液壓缸相連。當然，也可以在芯軸40上開有若干條油槽， 將它們分為兩組，分別與左、右液壓缸相連。
在本發明的具體實施例中，在液壓控制體的本體上設有兩組噴油嘴，每組 包括3個噴油嘴，分別用於改變流入、流出左、右液壓缸的液壓油的流速。當 然，也可以根據需要增加或減少每組噴油嘴的數量，而不必局限於每組僅包括
3個噴油嘴。
圖15為本發明液壓控制體油路線路圖及工作原理圖。如圖所示，被控左 液壓缸34通過液壓油管37與液壓控制體本體上的接口 45相連，然後通過本 體38內的油槽與芯軸40上的油槽48相通，再通過與油槽48相通的油槽49、 55串聯一個單向閥41-1與電磁閥43的進油口相連。
被控右液壓缸35通過液壓油管37與液壓控制體本體上的接口 46相連， 然後通過本體38內的油槽與芯軸40上的油槽50相通，再通過與油槽50相通 的油槽59串聯一個單向閥41-2與電磁閥43的進油口相連。
電磁閥43的出油口直接或經節流閥44後分別經過單向溢流閥42-1、42-2 與左、右液壓缸34、 35相連。
儲油罐36通過液壓油管37、本體38上的接口 47與本體內的油槽相連。 當液壓控制系統油路中的液壓油出現損耗時可以及時自動補充，保證液壓控制 系統長期有效的正常運轉。
如圖1所示，兩個液壓缸34、 35的活塞前、後缸體交叉相接，兩個液壓 缸之間的油路通過液壓控制體相通。該液壓控制體與大型鉸接客車同步轉彎， 當大型鉸接客車左轉彎或右轉彎時，液壓控制系統中的液壓控制體隨著鉸接客 車的轉動而轉動。在液壓控制體轉動的過程中，改變流入和流出左、右液壓缸 的液壓油的速度及油量，進而使左、右液壓缸為整車提供隨前、後車夾角變化 而變化的阻尼力，阻止大型鉸接客車轉彎時第二橋輪胎產生側滑，防止前、後 車剪切，使鉸接客車安全、穩定地工作。
本發明液壓控制系統的工作原理如下
參看圖15，當大型鉸接客車左轉彎時，隨著鉸接客車前、後車夾角的增大， 左液壓缸34的液壓臂變短，右液壓缸35的液壓臂伸長，左液壓缸34活塞後 部缸體內的油量以及右液壓缸35活塞前部缸體內的油量變少。圖15中的右邊 線路變為有壓線路，此時，由於左液壓缸34的液壓臂被壓縮，右液壓缸35的 液壓臂被拉長，左液壓缸34活塞後部缸體內的液壓油和右液壓缸35活塞前部
缸體內的液壓油經液壓油管37、本體38內的油槽、芯軸40上的油槽50、 51、 噴油嘴56禾n/或噴油嘴57和/或噴油嘴58、油槽59、單向閥41-2、電磁閥43、 本體內的油槽、單向溢流閥42-l、本體上的油槽、液壓油管37流入左液壓缸 34活塞前部的缸體內和右液壓缸35活塞後部的缸體內。隨著大型鉸接客車前、 後車夾角變小(即鉸接客車回到直線行駛位置)，左液壓缸34的液壓臂伸長， 右液壓缸35的液壓臂變短，圖15中的左邊線路變為有壓線路，左液壓缸34 活塞前部缸體內的液壓油和右液壓缸35活塞後部缸體內的液壓油經液壓油管 37、本體38內的油槽、芯軸40上的油槽48、 49、噴油嘴52禾口/或噴油嘴53 和/或噴油嘴54、油槽55、單向閥41-1、電磁闊43、本體內的油槽、單向溢流 閥42-2、本體上的油槽、液壓油管37流入左液壓缸34活塞後部的缸體內和右 液壓缸35活塞前部的缸體內。
由於本發明液壓控制體內部結構是對稱的，所以，當大型鉸接客車右轉彎 時，液壓控制系統的運行流程與上述左轉彎時相反。
需要說明的是，流經液壓控制體、左、右液壓缸的液壓油的流速由液壓控 制體內芯軸40連通的噴油嘴(52-54、 56-58)的數量決定；芯軸40連通的噴 油嘴數量又由芯軸40轉動的角度決定；芯軸40轉動的角度又受控於上擺杆39; 由於上擺杆39與鉸接系統中的桁架結構相連，所以液壓控制體內的芯軸40根 據鉸接客車前、車的夾角，連通不同數量的噴油嘴，改變流經左、右液壓缸的 液壓油的流速和流量，使左、右液壓缸為大型鉸接客車提供隨著前、後車轉角 變化而變化的阻尼力，阻止大型鉸接客車轉彎時第二橋輪胎產生的側滑，防止 前、後車剪切。為車輛提供良好的轉向穩定性和轉向角度的控制，保證車輛正 常行駛。
本發明液壓控制體內的節流閥44安裝在電磁閥43上，其開啟和關斷是受 液壓控制系統中的電氣控制單元控制，用於在車輛行駛速度超過40公裡時或 剎車時增大液壓系統阻尼，提高整車穩定性。
圖16為本發明底盤鉸接系統電氣控制單元原理框圖。本發明底盤鉸接系 統通過電氣控制單元對機械及液壓系統進行輔助控制，為系統可靠、穩定地運 行提供有效保證。如圖所示，電氣控制單元包括微處理器(CPU)、角度傳感 器和液位傳感器。角度傳感器60安裝在液壓控制體33上(如圖l所示)，用 來對鉸接客車極限轉彎角度進行監測。液位傳感器安裝在液壓系統儲油罐內， 用來監測儲油罐的油量。微處理器CPU的信號輸入端分別與鉸接客車的車速 傳感器、制動開關、點火開關、倒車控制開關、角度傳感器和液位傳感器相連，採集鉸接客車的車速、客車制動狀態、點火狀態、倒車狀態以及鉸接客車轉彎 時前後車夾角等信息。微處理器CPU的信號輸出端經過光電隔離電路與液壓 控制體上的電磁閥、節流閥的控制端相連，控制電磁閥、節流閥的導通與關斷， 通過電磁閥、節流閥控制流入、流出左、右液壓缸內的液壓油流量及流速，以 產生隨鉸接客車轉彎角度變化而變化的阻尼。微處理器CPU的另一組信號輸 出端經過光電隔離電路與儀表顯示盤上的顯示燈和警示鈴相連，顯示鉸接系統
的故障狀態，通知操作人員及時排除。微處理器CPU的制動控制信號輸出端 通過光電隔離電路與鉸接客車的制動單元相連；當鉸接客車前後車之間的夾角 超過最大極限值時，電氣控制單元輸出制動信號，使鉸接客車剎車、停止運行。 如圖所示，電氣控制單元中微處理器CPU的串口/或並口通過CAM總線 與鉸接客車電控系統相連，進行數據交換。
以上為本發明電氣控制單元原理框圖，在具體實施時，本發明人選用深圳 華北工控有限公司生產的型號為ETR232i的低功耗嵌入式工控主板。該型號的 嵌入式工控主板自帶有16個信號輸入埠， 16個信號輸出埠， l個可與外 部設備相連的RS485接口， 2個RS232接口， l個網口， 1個USB接口，256M 內存，完全能夠滿足本發明的設計要求。
在後置發動機鉸接客車轉向過程中，後桁架推動轉盤軸承旋轉，通過一端 固定在後桁架上另一端固定在橫梁上的液壓缸為整個系統的運作提供阻尼，為 車輛提供良好的轉向穩定性和轉向角度的控制，起到有效的防推死功能，保證 車輛行駛過程中的正常運轉。
對於後置發動機鉸接客車來說，其運動屬於被動受力導致的運動，動力由 車輛後車身提供，前、後桁架均與本發明可拆分式桁架結構中的轉盤軸承相連。 車輛水平方向運動時，通過中間的轉盤軸承來實現轉彎運動，並根據轉彎需要， 通過兩根液壓缸來提供足夠的阻尼。車輛垂直方向運動時，依靠裝在前桁架上 的外表面澆注有橡膠的球鉸與橫梁連接來實現，通過球鉸中間的鋼性中心軸來 承載車輛前、後車各方向的拉力和壓力，通過圍繞球鉸中心軸周圍的橡膠的彈 性變形來實現車輛垂直方向的俯仰和扭轉，並通過橡膠材料的彈性變形起到有 效的壓力緩衝功能，實現減震效果。
本發明的優點和積極效果如下
1、結構簡單，製造成本低。
由於本發明為拆分式結構，每個部件相互獨立，且相互關聯，所以，對制 造工藝要求較低，可以分別製造每個部件，然後組裝在一起，製造難度低，制
造成本低。
2、 維修保養方便，費用低。
由於本發明為拆分式結構，所以，維修保養十分方便，當某一部件損壞後， 不必將整個部件都拆下更換，只需更換損壞的相關部件即可，其餘完好部分仍 可保留，維修保養費用低。
3、 實用性和適應性強。
本發明可根據鉸接客車車身的具體情況及底盤的結構做適當調整，以滿足 車輛整體設計要求，如包括車身曲線的變化調整、車身外圍尺寸的調整、底 盤鉸接長度等。
4、 運行穩定性好。
經整車試驗顯示，安裝有本發明底盤鉸接系統的車輛在速度達到80km/h 時不出現甩尾、側滑等現象，能夠在水平方向士52度、垂直方向土10度擺角 範圍內使車輛保持穩定行駛，阻尼傳遞均衡穩定，阻尼變化合理順暢。
5、 減震效果好。
由於本發明採用外表面澆注有橡膠的球鉸和液壓系統進行減震控制，所 以，減震效果好，運行無震動，無噪音。
6、 系統強度高，載重量大。
整個底盤鉸接系統的桁架結構均採用高強度合金材料焊接而成，與車輛底 盤之間的連接亦採用焊接方式連接，強度高，載重能力大，最大負荷可達到20 噸，非常適合國內公交車輛現行的超負荷運轉狀態。
本發明一方面滿足了我國國內汽車市場的需求，另一方面也使得我國在大 型鉸接客車製造方面有了長足的發展，填補了國產大型後置發動機鉸接客車鉸 接系統的空白，是對一直以來由國外技術壟斷的市場局勢的強有力的扭轉，其 積極效果是顯而易見的。
以上所述僅是本發明的具體實施例及所運用的技術原理，任何基於本發明 技術方案基礎上的等效變換，均屬於本發明保護範圍之內。
權利要求
1、一種大型鉸接客車底盤鉸接系統，其特徵在於該底盤鉸接系統包括拆分式桁架結構、液壓控制系統和電氣控制單元三部分；所述拆分式桁架結構包括前桁架、橫梁、轉盤軸承和後桁架；前桁架位於大型鉸接客車前車車廂的後端，大型鉸接客車的前車廂焊接在前桁架上，由前桁架帶著前車廂移動；前桁架的後端通過球鉸與橫梁相連；橫梁通過螺栓固定在轉盤軸承的外圈；後桁架位於大型鉸接客車後車車廂的前端，大型鉸接客車的後車廂焊接在後桁架上，由後桁架帶著後車廂移動；後桁架的前端通過螺栓固定在轉盤軸承的內圈；所述液壓控制系統包括液壓控制體、左、右液壓缸和儲油罐；液壓控制體安裝在桁架結構中後桁架的前端，並與桁架結構中的轉盤軸承同心，隨轉盤軸承同步轉動；左、右液壓缸的一端固定在後桁架的後端，另一端通過銷軸固定在桁架結構中的橫梁上；儲油罐固定在後桁架上；液壓控制體、左、右液壓缸和儲油罐之間通過液壓油管相連；並且左、右液壓缸活塞前、後缸體之間通過液壓油管交叉連接；所述電氣控制單元包括微處理器、角度傳感器和液位傳感器；角度傳感器安裝在液壓控制體上，對鉸接客車轉彎角度進行實時監測；液位傳感器安裝在液壓系統儲油罐內；微處理器的信號輸入端分別與鉸接客車的車速傳感器、制動開關、點火開關、倒車控制開關、角度傳感器和液位傳感器相連；其信號輸出端經過光電隔離電路與液壓控制體上的電磁閥、節流閥的控制端相連，控制電磁閥、節流閥的導通與關斷。
2、 根據權利要求1所述的底盤鉸接系統，其特徵在於所述拆分式桁架 結構中的前桁架和後桁架通過所述轉盤軸承以及固定在轉盤軸承上的橫梁實 現鉸接。
3、 根據權利要求2所述的底盤鉸接系統，其特徵在於在所述前桁架左、 右兩側臂的後端各設有一個球鉸安裝孔；所述球鉸為一根外表面澆注有起減震作用的橡膠的鋼性中心軸，在中心軸 的兩端各開有一個用於穿設螺栓的孔，球鉸的兩端用擋圈、彈簧擋圈壓裝固定 在所述前桁架後端的球鉸安裝孔內；安裝固定在前桁架後端球鉸安裝孔內的球鉸通過螺栓固定在所述橫梁上。
4、 根據權利要求3所述的底盤鉸接系統，其特徵在於所述橫梁由平臺 安裝梁、四塊固定鋼板和連接件焊接而成；四塊固定鋼板分為左、右兩組，每組兩塊固定鋼板上下放置，上固定鋼板 和下固定鋼板之間通過若干個圓鋼焊接在一起，成為一個整體； 在兩組固定鋼板之間焊接有起連接作用的所述連接件；在每組固定鋼板上分別鑽有若干個用於安裝螺栓的孔，這些孔處於同一圓 周上，用於將所述橫梁固定在轉盤軸承外圈上的螺栓穿過該孔固定在轉盤軸承 外圈上；在每組固定鋼板的一端分別開有一個用於固定所述球鉸的凹槽；在每組固 定鋼板的另一端分別開有一個用於安裝所述液壓缸的液壓缸安裝孔；所述平臺安裝梁固定在兩組固定鋼板的上表面，在平臺安裝梁上設有多個 用於固定鉸接客車中間部位平臺的螺栓孔，孔內側用鋼板加固以保證螺栓絲扣 強度。
5、 根據權利要求4所述的底盤鉸接系統，其特徵在於在構成橫梁的兩 組固定鋼板上分別鑽有6個安裝螺栓的孔，兩組固定鋼板上共鑽有12個孔， 12個孔處於同一圓周上；用於將所述橫梁固定在轉盤軸承外圈上的12個螺栓分別穿過上述的12個 孔固定在轉盤軸承外圈上。
6、 根據權利要求5所述的底盤鉸接系統，其特徵在於所述轉盤軸承由 外軸承瓦、內軸承瓦和數個鋼球組合而成；內、外軸承瓦組合在一起形成一個空腔，所述鋼球滿鋪地放置在該空腔內； 在所述轉盤軸承的外軸承瓦上設有若干個用於安裝固定所述橫粱的螺栓的孔，在轉盤軸承的內軸承瓦上也設有若干個用於安裝固定所述後桁架的螺栓的孔；在轉盤軸承的內軸承瓦上還設有注油接口； 在內、外軸承瓦之間設有耐油橡膠密封圈。
7、 根據權利要求6所述的底盤鉸接系統，其特徵在於在所述轉盤軸承 的外軸承瓦上設有12個用於安裝固定所述橫梁的螺栓的孔，在轉盤軸承的內 軸承瓦上設有14個用於安裝固定所述後桁架的螺栓的孔。
8、 根據權利要求6所述的底盤鉸接系統，其特徵在於在所述後桁架的 前端設有若干個用於安裝將後桁架固定在轉盤軸承內軸承瓦上的螺栓的孔，這 些孔處於同一圓周上。
9、 根據權利要求l-8之一所述的底盤鉸接系統，其特徵在於所述液壓 控制體由本體、上擺杆、芯軸、兩個單向閥、兩個單向溢流閥和、 一個電磁閥 和一個節流閥構成；在本體上開有與被控左液壓缸相連的接口、與被控右液壓缸相連的接口和 與儲油罐相連的接口；所述兩個單向閥、兩個單向溢流閥和、 一個電磁閥和一 個節流閥安裝在本體上；芯軸安裝在本體內；上擺杆的一端固定在芯軸的頂部，另一端固定在底盤 鉸接系統桁架結構中的橫梁上；芯軸、上擺杆隨著大型鉸接客車前、後車夾角 的變化而轉動；在所述本體內和芯軸上開有數條油槽，這些油槽分為兩組，每組油槽分別 經單向閥、電磁閥、單向溢流閥與被控左液壓缸、右液壓缸相連。
10、根據權利要求9所述的底盤鉸接系統，其特徵在於在所述芯軸上開 有兩組油槽，這兩組油槽分別與被控左液壓缸和右液壓缸相通；每組油槽至少 包括兩條油槽， 一條為進油槽， 一條為扇形出油槽，這兩條油槽彼此相通；在所述扇形油槽的一側、本體內，開有若干條油槽，在每條油槽內安裝有 一個噴油嘴，每條安裝有噴油嘴的油槽交匯形成一條總油槽，這條總油槽再經 所述單向閥、電磁閥、單向溢流閥與被控的左液壓缸或右液壓缸相通。
全文摘要
本發明公開了一種適用於後置發動機大型鉸接客車的底盤鉸接系統。該底盤鉸接系統包括拆分式桁架結構、液壓控制系統和電氣控制單元三部分。其中，拆分式桁架結構主要實現大型鉸接客車前、後車廂的鉸接；液壓控制系統主要是為大型鉸接客車提供隨前、後車轉角的增大而相應增大的阻尼力，以阻止大型鉸接客車轉彎時第二橋輪胎產生側滑，防止前、後車剪切；電氣控制單元主要是監測大型鉸接客車的狀態、控制液壓控制系統內電磁閥和節流閥的開啟或關斷以及發出報警信號。本發明的優點是拆分式結構，每個部件相互獨立，且相互關聯，對製造工藝要求較低，製造成本低；維修保養方便，費用低；運行穩定性好；減震效果好；系統強度高，載重量大。
文檔編號B62D6/00GK101376403SQ20071012113
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月30日 優先權日2007年8月30日
發明者李緒佔 申請人:無錫華創伊卡露斯車輛設備有限公司