一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構的製作方法

2023-10-29 09:02:18 2

本發明涉及一種商用車單前橋結構，尤其涉及一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構，具體適用於提高商用車操縱穩定性和行駛平順性。

背景技術：

目前商用車前橋普遍採用鋼板彈簧非獨立懸架，並匹配梯形轉向機構。鋼板彈簧非獨立懸架具有結構簡單、成本低等優點，然而由於兩側車輪相互影響、鋼板彈簧片間摩擦較大、非簧載質量大、轉向誤差大等原因，導致整車操縱穩定性和平順性較差。獨立懸架能夠克服上述不足，然而目前鮮有商用車獨立懸架相關設計或專利見諸報導

中國專利申請公布號為CN 103963590A，申請公布日為2014年8月6日的發明專利公開了一種具有衝擊載荷緩衝功能的半獨立式鋼板彈簧懸架結構，該結構中每個懸架總成包括轉向節、四個主鋼板和四根連杆；其中轉向節、主鋼板和連杆之間分別組成二個四邊形機構；第一個四邊形機構和第二個四邊形機構關於轉向節的中心水平面對稱。四個主鋼板為轉向節提供過約束；每個懸架總成還包括八個副鋼板，八個副鋼板和四個主鋼板分別組成四個支鏈；每個主鋼板與副鋼板之間通過鋼卡子實現約束定位。雖然該發明相對於傳統板簧結構具有一定優勢，但其仍存在以下缺陷：

1、該發明的主、副板簧之間採用橡膠板填充，導致主、副板簧之間的形變協調不一致，從而使板簧應力集中在板簧上的某些區域，導致板簧整體受力不均勻，長期使用板簧容易發生疲勞斷裂，造成板簧鬆動或失效，降低了懸架的安全性和可靠性。

2、該發明的橡膠板在使用過程中容易出現橡膠壓潰和老化問題，縮短了懸架的使用壽命。

3、該發明的板簧與轉向節採用槽孔的方式連接，存在強度低、剛度小和磨損嚴重等問題，在極端情況下存在車輪側向脫落的風險，且該發明未考慮板簧與減震器匹配設計的問題，無法實現工程運用。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術中存在的懸架可靠性差的問題，提供了一種可靠性高的帶有獨立懸架的商用車單前橋結構。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：

一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構，包括對稱設置的左獨立懸架和右獨立懸架，所述左獨立懸架通過車架與右獨立懸架相連接；

所述車架包括對稱設置的左縱梁和右縱梁，所述左縱梁分別通過前兜梁和後兜梁與右縱梁固定連接；

所述左獨立懸架包括左連接支架、第一左板簧、第二左板簧、第三左板簧和第四左板簧；所述左連接支架的一側與左轉向節相連接，所述左連接支架的另一側通過四根板簧軸分別與第一左板簧、第二左板簧、第三左板簧和第四左板簧的一端旋轉配合，所述第一左板簧與第三左板簧的另一端通過左前板簧固定架與前兜梁的左側面固定連接，所述第二左板簧與第四左板簧的另一端通過左後板簧固定架與後兜梁的左側面固定連接，所述左連接支架的底部通過左減震器與左縱梁的左側面相連接；

所述右獨立懸架包括右連接支架、第一右板簧、第二右板簧、第三右板簧和第四右板簧；所述右連接支架的一側與右轉向節相連接，所述右連接支架的另一側通過四根板簧軸分別與第一右板簧、第二右板簧、第三右板簧和第四右板簧的一端旋轉配合，所述第一右板簧與第三右板簧的另一端通過右前板簧固定架與前兜梁的右側面固定連接，所述第二右板簧與第四右板簧的另一端通過右後板簧固定架與後兜梁的右側面固定連接，所述右連接支架的底部通過右減震器與右縱梁的右側面相連接。

所述左轉向節與齒輪齒條轉向系統的一端相連接，所述右轉向節與齒輪齒條轉向系統的另一端相連接。

所述第一左板簧、第二左板簧、第三左板簧、第四左板簧、第一右板簧、第二右板簧、第三右板簧和第四右板簧與車架中軸線的夾角相等，所述第一左板簧與車架中軸線的夾角為20度至70度。

所述左前板簧固定架包括固定板、上固定座和下固定座，所述固定板分別與上固定座和下固定座固定連接，所述第一左板簧分別通過螺栓和U型螺栓與上固定座固定連接，所述第三左板簧分別通過定位螺栓和U型螺栓與下固定座固定連接；

所述左後板簧固定架是左前板簧固定架的鏡像結構；所述左前板簧固定架與右後板簧固定架的結構相同，所述右前板簧固定架與左後板簧固定架的結構相同。

所述上固定座的下端設置有第一左壓板，所述第一左壓板設置於第一左板簧與U型螺栓之間，所述第一左板簧和第一左壓板通過至少兩根螺栓與上固定座相連接；

所述下固定座的下端設置有第三左壓板，所述第三左壓板設置於第三左板簧與U型螺栓之間，所述第三左板簧和第三左壓板通過至少兩根螺栓與下固定座相連接。

所述前兜梁為U型梁，前兜梁的左右頂端分別與左縱梁、右縱梁相連接，所述前兜梁與後兜梁結構相同，所述左前板簧固定架和左後板簧固定架均位於左縱梁的下方，所述右前板簧固定架和右後板簧固定架均位於右縱梁的下方。

所述第一左板簧包括一體結構的板簧銷軸和板簧體，所述板簧體為彈性板狀結構，板簧體的厚度從近板簧銷軸側到遠板簧銷軸側逐漸增大，所述板簧體的最小厚度為8毫米至15毫米，所述板簧體的最大厚度為18毫米至25毫米，所述板簧體的最大厚度差為8毫米至12毫米；

所述第一左板簧與第二左板簧、第三左板簧、第四左板簧、第一右板簧、第二右板簧、第三右板簧和第四右板簧的結構相同；所述第一左板簧與第三左板簧平行設置，所述第二左板簧與第四左板簧平行設置，所述第一右板簧與第三右板簧平行設置，第二右板簧與第四右板簧平行設置。

所述左連接支架與右連接支架均為鑄件結構；

所述左連接支架包括一體成型的板簧固定架、轉向節連接軸和減震器安裝軸，所述板簧固定架的一側通過四根板簧軸分別與第一左板簧、第二左板簧、第三左板簧和第四左板簧的一端旋轉配合，所述板簧固定架的另一側與轉向節連接軸相連接，所述板簧固定架的底部設置有減震器安裝軸；

板簧固定架包括弧形固定板和連接部，所述弧形固定板的內圓弧面的底部通過連接部與轉向節連接軸固定連接，所述弧形固定板的外圓弧面的正中部平行設置有上、下兩個內支耳，所述內支耳的兩側分別對應設置有兩個外支耳，所述外支耳與弧形固定板的外圓弧面固定連接；

所述內支耳兩側的平面上分別開設有兩個板簧軸固定孔，所述外支耳上開設有板簧軸限位孔，所述內支耳上的板簧軸固定孔與內支耳上對應側外支耳上的板簧軸限位孔同軸設置；

所述左連接支架與右連接支架結構一致。

所述板簧軸限位孔的側部開設有鎖緊口，所述外支耳上鎖緊口的上、下兩端開設有同一鎖緊通孔。

所述左減震器的下端通過螺栓固定在減震器安裝軸上，所述左減震器的上端通過U型支架與左縱梁固定連接，所述右減震器與左減震器對稱設置。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

1、本發明一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構中利用獨立懸架的板簧與兜梁連接，能夠有效的提高獨立懸架的固定強度，同時利用獨立懸架的減震器與車架縱梁連接，能夠有效衰減振動，提高整車行駛的平順性；同時連接支架與板簧的一端旋轉配合能夠優化板簧整體的受力狀況，使板簧均勻受力，確保懸架高承載能力和高可靠性的同時延長板簧的使用壽命。因此，本設計結構設計合理，板簧受力均勻，整車平順性好，懸架承載能力強。

2、本發明一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構中板簧與車架軸線之間承一個固定的角度，上下相鄰的兩板簧平行設置，有利於提高獨立懸架的在整車橫向和整車縱向上的載荷，提高懸架的承載性能。因此，本設計的車架在整車橫向和縱向上的的承載能力強，懸架承載性能優。

3、本發明一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構中採用齒輪齒條轉向系統來匹配獨立懸架轉向，有效避免兩側車輪跳動幹涉，同時有效提高轉向精度。因此，本設計能夠提高轉向精度，避免兩側車輪跳動幹涉。

4、本發明一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構中的板簧固定架利用螺栓固定板簧，然後利用U型螺栓對板簧進行限位，提高了板簧的固定可靠性。因此，本設計板簧固定牢固，可靠性高。

5、本發明一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構中的左連接支架和右連接支架結構一致，兩者均採用鑄件一體成型，有效提高了連接支架的機械強度，提高了連接的可靠性。因此，本設計的連接支架機械強度高、可靠性高。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1中前兜梁的裝配示意圖。

圖3是圖1中左獨立懸架的結構示意圖。

圖4是圖1中左連接支架的結構示意圖。

圖5是圖1中後兜梁的結構示意圖。

圖6是圖1中齒輪齒條轉向系統的結構示意圖。

圖中：左獨立懸架1、左連接支架11、第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14、第四左板簧15、左前板簧固定架16、左後板簧固定架17、左減震器18、板簧銷軸19、板簧體20、右獨立懸架2、右連接支架21、第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24、第四右板簧25、右前板簧固定架26、右後板簧固定架27、右減震器28、U型支架29、車架3、左縱梁31、右縱梁32、前兜梁33、後兜梁34、板簧軸35、左轉向節4、右轉向節5、齒輪齒條轉向系統6、簧固定架71、轉向節連接軸72、減震器安裝軸73、弧形固定板74、連接部75、內支耳76、外支耳77、板簧軸固定孔78、板簧軸限位孔79、鎖緊口81、鎖緊通孔82、固定板83、上固定座84、下固定座85、第一左壓板86、第三左壓板87。

具體實施方式

以下結合附圖說明和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

參見圖1至圖6，一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構，包括對稱設置的左獨立懸架1和右獨立懸架2，所述左獨立懸架1通過車架3與右獨立懸架2相連接；

所述車架3包括對稱設置的左縱梁31和右縱梁32，所述左縱梁31分別通過前兜梁33和後兜梁34與右縱梁32固定連接；

所述左獨立懸架1包括左連接支架11、第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14和第四左板簧15；所述左連接支架11的一側與左轉向節4相連接，所述左連接支架11的另一側通過四根板簧軸35分別與第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14和第四左板簧15的一端旋轉配合，所述第一左板簧12與第三左板簧14的另一端通過左前板簧固定架16與前兜梁33的左側面固定連接，所述第二左板簧13與第四左板簧15的另一端通過左後板簧固定架17與後兜梁34的左側面固定連接，所述左連接支架11的底部通過左減震器18與左縱梁31的左側面相連接；

所述右獨立懸架2包括右連接支架21、第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25；所述右連接支架21的一側與右轉向節5相連接，所述右連接支架21的另一側通過四根板簧軸35分別與第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25的一端旋轉配合，所述第一右板簧22與第三右板簧24的另一端通過右前板簧固定架26與前兜梁33的右側面固定連接，所述第二右板簧23與第四右板簧25的另一端通過右後板簧固定架27與後兜梁34的右側面固定連接，所述右連接支架21的底部通過右減震器28與右縱梁31的右側面相連接。

所述左轉向節4與齒輪齒條轉向系統6的一端相連接，所述右轉向節5與齒輪齒條轉向系統6的另一端相連接。

所述第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14、第四左板簧15、第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25與車架3中軸線的夾角相等，所述第一左板簧12與車架3中軸線的夾角為20度至70度。

所述左前板簧固定架16包括固定板83、上固定座84和下固定座85，所述固定板83分別與上固定座84和下固定座85固定連接，所述第一左板簧12分別通過螺栓和U型螺栓與上固定座84固定連接，所述第三左板簧14分別通過定位螺栓和U型螺栓與下固定座85固定連接；

所述左後板簧固定架17是左前板簧固定架16的鏡像結構；所述左前板簧固定架16與右後板簧固定架27的結構相同，所述右前板簧固定架26與左後板簧固定架17的結構相同。

所述上固定座84的下端設置有第一左壓板86，所述第一左壓板86設置於第一左板簧12與U型螺栓之間，所述第一左板簧12和第一左壓板86通過至少兩根螺栓與上固定座84相連接；

所述下固定座85的下端設置有第三左壓板87，所述第三左壓板87設置於第三左板簧14與U型螺栓之間，所述第三左板簧14和第三左壓板87通過至少兩根螺栓與下固定座85相連接。

所述前兜梁33為U型梁，前兜梁33的左右頂端分別與左縱梁31、右縱梁32相連接，所述前兜梁33與後兜梁34結構相同，所述左前板簧固定架16和左後板簧固定架17均位於左縱梁31的下方，所述右前板簧固定架26和右後板簧固定架27均位於右縱梁32的下方。

所述第一左板簧12包括一體結構的板簧銷軸19和板簧體20，所述板簧體20為彈性板狀結構，板簧體20的厚度從近板簧銷軸19側到遠板簧銷軸19側逐漸增大，所述板簧體20的最小厚度為8毫米至15毫米，所述板簧體20的最大厚度為18毫米至25毫米，所述板簧體20的最大厚度差為8毫米至12毫米；

所述第一左板簧12與第二左板簧13、第三左板簧14、第四左板簧15、第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25的結構相同；所述第一左板簧12與第三左板簧14平行設置，所述第二左板簧13與第四左板簧15平行設置，所述第一右板簧22與第三右板簧24平行設置，第二右板簧23與第四右板簧25平行設置。

所述左連接支架11包括一體成型的板簧固定架71、轉向節連接軸72和減震器安裝軸73，所述板簧固定架71的一側通過四根板簧軸35分別與第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14和第四左板簧15的一端旋轉配合，所述板簧固定架的另一側與轉向節連接軸72相連接，所述板簧固定架71的底部設置有減震器安裝軸73；

板簧固定架71包括弧形固定板74和連接部75，所述弧形固定板74的內圓弧面的底部通過連接部75與轉向節連接軸72固定連接，所述弧形固定板74的外圓弧面的正中部平行設置有上、下兩個內支耳76，所述內支耳76的兩側分別對應設置有兩個外支耳77，所述外支耳77與弧形固定板的外圓弧面固定連接；

所述內支76耳兩側的平面上分別開設有兩個板簧軸固定孔78，所述外支耳77上開設有板簧軸限位孔79，所述內支耳76上的板簧軸固定孔78與內支耳76上對應側外支耳77上的板簧軸限位孔79同軸設置；

所述左連接支架11與右連接支架21結構一致。

所述板簧軸限位孔79的側部開設有鎖緊口81，所述外支耳77上鎖緊口81的上、下兩端開設有同一鎖緊通孔82。

所述左減震器18的下端通過螺栓固定在減震器安裝軸73上，所述左減震器18的上端通過U型支架29與左縱梁31固定連接，所述右減震器28與左減震器18對稱設置。

所述左連接支架11與右連接支架21均為鑄件結構。

本發明的原理說明如下：

所述第一左板簧12與第二左板簧13、第三左板簧14、第四左板簧15、第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25的結構相同。有利於零件的標準化製作，節約生產成本。

U型兜梁能夠實現懸架與轉向與車架高強度連接，有效避免與發動機幹涉，適用於目前國內大部分中重型商用車。

所述第一左板簧12的下端設置有第一左壓板86，第三左壓板87的下端設置有第三左板簧14，壓板的設計能夠增大受力面積，提高板簧承載性能。

實施例1：

參見圖1至圖6，一種帶有獨立懸架的商用車單前橋結構，包括對稱設置的左獨立懸架1和右獨立懸架2，所述左獨立懸架1通過車架3與右獨立懸架2相連接；所述車架3包括對稱設置的左縱梁31和右縱梁32，所述左縱梁31分別通過前兜梁33和後兜梁34與右縱梁32固定連接；所述左獨立懸架1包括左連接支架11、第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14和第四左板簧15；所述左連接支架11的一側與左轉向節4相連接，所述左連接支架11的另一側通過四根板簧軸35分別與第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14和第四左板簧15的一端旋轉配合，所述第一左板簧12與第三左板簧14的另一端通過左前板簧固定架16與前兜梁33的左側面固定連接，所述第二左板簧13與第四左板簧15的另一端通過左後板簧固定架17與後兜梁34的左側面固定連接，所述左連接支架11的底部通過左減震器18與左縱梁31的左側面相連接；所述右獨立懸架2包括右連接支架21、第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25；所述右連接支架21的一側與右轉向節5相連接，所述右連接支架21的另一側通過四根板簧軸35分別與第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25的一端旋轉配合，所述第一右板簧22與第三右板簧24的另一端通過右前板簧固定架26與前兜梁33的右側面固定連接，所述第二右板簧23與第四右板簧25的另一端通過右後板簧固定架27與後兜梁34的右側面固定連接，所述右連接支架21的底部通過右減震器28與右縱梁31的右側面相連接；所述左轉向節4與齒輪齒條轉向系統6的一端相連接，所述右轉向節5與齒輪齒條轉向系統6的另一端相連接；所述左連接支架11與右連接支架21均為鑄件結構；所述第一左板簧12包括一體結構的板簧銷軸19和板簧體20，所述板簧體20為彈性板狀結構，板簧體20的厚度從近板簧銷軸19側到遠板簧銷軸19側逐漸增大，所述板簧體20的最小厚度為10毫米，所述板簧體20的最大厚度為20毫米，所述板簧體20的最大厚度差為10毫米；所述第一左板簧12與第二左板簧13、第三左板簧14、第四左板簧15、第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25的結構相同；所述第一左板簧12與第三左板簧14平行設置，所述第二左板簧13與第四左板簧15平行設置，所述第一右板簧22與第三右板簧24平行設置，第二右板簧23與第四右板簧25平行設置。

實施例2：

實施例2與實施例1基本相同,其不同之處在於：

所述第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14、第四左板簧15、第一右板簧22、第二右板簧23、第三右板簧24和第四右板簧25與車架3中軸線的夾角相等，所述第一左板簧12與車架3中軸線的夾角為60度。

實施例3：

實施例3與實施例2基本相同,其不同之處在於：

所述左前板簧固定架16包括固定板83、上固定座84和下固定座85，所述固定板83分別與上固定座84和下固定座85固定連接，所述第一左板簧12分別通過螺栓和U型螺栓與上固定座84固定連接，所述第三左板簧14分別通過定位螺栓和U型螺栓與下固定座85固定連接；所述左後板簧固定架17是左前板簧固定架16的鏡像結構；所述左前板簧固定架16與右後板簧固定架27的結構相同，所述右前板簧固定架26與左後板簧固定架17的結構相同；所述上固定座84的下端設置有第一左壓板86，所述第一左壓板86設置於第一左板簧12與U型螺栓之間，所述第一左板簧12和第一左壓板86通過至少兩根螺栓與上固定座84相連接；所述下固定座85的下端設置有第三左壓板87，所述第三左壓板87設置於第三左板簧14與U型螺栓之間，所述第三左板簧14和第三左壓板87通過至少兩根螺栓與下固定座85相連接；所述前兜梁33為U型梁，前兜梁33的左右頂端分別與左縱梁31、右縱梁32相連接，所述前兜梁33與後兜梁34結構相同，所述左前板簧固定架16和左後板簧固定架17均位於左縱梁31的下方，所述右前板簧固定架26和右後板簧固定架27均位於右縱梁32的下方；所述左減震器18的下端通過螺栓固定在減震器安裝軸73上，所述左減震器18的上端通過U型支架29與左縱梁31固定連接，所述右減震器28與左減震器18對稱設置。

實施例4：

實施例4與實施例3基本相同,其不同之處在於：

所述左連接支架11包括一體成型的板簧固定架71、轉向節連接軸72和減震器安裝軸73，所述板簧固定架71的一側通過四根板簧軸35分別與第一左板簧12、第二左板簧13、第三左板簧14和第四左板簧15的一端旋轉配合，所述板簧固定架的另一側與轉向節連接軸72相連接，所述板簧固定架71的底部設置有減震器安裝軸73；板簧固定架71包括弧形固定板74和連接部75，所述弧形固定板74的內圓弧面的底部通過連接部75與轉向節連接軸72固定連接，所述弧形固定板74的外圓弧面的正中部平行設置有上、下兩個內支耳76，所述內支耳76的兩側分別對應設置有兩個外支耳77，所述外支耳77與弧形固定板的外圓弧面固定連接；所述內支76耳兩側的平面上分別開設有兩個板簧軸固定孔78，所述外支耳77上開設有板簧軸限位孔79，所述內支耳76上的板簧軸固定孔78與內支耳76上對應側外支耳77上的板簧軸限位孔79同軸設置；所述左連接支架11與右連接支架21結構一致；所述板簧軸限位孔79的側部開設有鎖緊口81，所述外支耳77上鎖緊口81的上、下兩端開設有同一鎖緊通孔82。