獨立行駛單元及車輛的製作方法

2023-10-06 04:48:19 3

專利名稱：獨立行駛單元及車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛技術，具體是涉及ー種獨立行駛單元，還涉及包括有該獨立行駛単元的車輛。
背景技術：
目前，國內油氣懸架在多軸超重型車輛，尤其是在工程車輛的專用底盤上的應用 十分廣泛，但大多以油氣彈簧匹配傳統的非斷開式車橋的形式實現傳統鋼板彈簧的替代。獨立油氣懸架的應用主要集中在乘用車及超大型的專用車輛上，如空用自卸車、大型平板運梁車等。目前國內獨立油氣懸架行駛系統主要結構形式有油氣彈簧加雙橫臂加導向裝置，其驅動方式採用傳統的傳動軸的機械傳動方式。從國際來看，專利DE3743203A1公開了ー種車輪操縱單元，此車輪操縱單元包括油氣彈簧、轉向裝置、傳動軸、分動箱、車輪和輪胎總成等。專利US5031732公開了ー種卡車減震裝置，該減震裝置包括油氣彈簧、轉向裝置、傳動軸、分動箱及車輪和輪胎總成等。以上現有技術存在的技術問題是整體重量重、結構複雜，不易實現模塊化；油氣彈簧的缸體與車架採用的是銷軸或螺栓連接，這樣銷軸或螺栓承受垂直動載、承受橫向剪切力，影響載荷和使用壽命；行駛過程中車輪跳動對傳動軸的傳動性能有影響；採用變速箱、分動箱、傳動軸的驅動形式，結構複雜，車的整體重量重，且車架下部空間被佔用；整車高度的調整收到傳動軸的影響。

發明內容
為了解決上述現有技術中存在的問題或者至少之一，本發明提供了ー種獨立行駛単元，特別是提供ー種油氣懸架獨立行駛單元，本發明通過採用此結構，實現了對不平路面的適應性和整車高度的可調性，實現了單胎轉向及整車轉向模式的多祥化，簡化了整車結構、減輕了重量，釋放了車架下方的空間，還易於實現多軸重型車輛的設計，解決了上述現有問題的種種缺陷。本發明提供的ー種獨立行駛單元，包括油氣彈簧缸、轉向裝置、託架、馬達和車輪總成；所述油氣彈簧缸與所述車輛的車架固定連接；所述轉向裝置安裝在所述油氣彈簧缸上並與所述託架相連接，所述轉向裝置可繞所述油氣彈簧缸轉動，同時驅動所述託架轉動；所述託架的一端與所述油氣彈簧缸的下端固定連接，另一端支撐所述馬達；所述馬達與車輪總成連接，可驅動所述車輪總成旋轉。優選地，所述的獨立行駛單元還包括減速機，所述減速機安裝在所述馬達和所述車輪總成之間。優選地，所述減速機上設置有轉動法蘭和固定法蘭，所述轉動法蘭與所述車輪總成固定連接，所述固定法蘭與所述託架固定連接。
優選地，所述託架包括第一法蘭和第二法蘭，所述第一法蘭的法蘭面和所述第二法蘭的法蘭面之間的夾角為所述車輛的主銷內傾角和車輪外傾角之和。優選地，所述第一法蘭與所述油氣彈簧缸的下端面固定連接，且所述油氣彈簧缸的中心線與第一法蘭的法蘭面垂直；所述第二法蘭與所述減速機固定連接，減速機的旋轉軸線與所述第二法蘭的法蘭面垂直。優選地，所述油氣彈簧缸為多缸筒油氣彈簧缸。進ー步，所述油氣彈簧缸包括外缸筒、套設於所述外缸筒內並可相對於所述外缸筒滑動和轉動的中缸筒、以及位於所述中缸筒內的內缸筒；外缸筒與所述車輛的車架固定連接；內缸筒通過關節軸承與所述中缸筒連接；中缸筒的內壁面與所述內缸筒的外壁面之間具有間隙；所述油氣彈簧缸的活塞位於所述內缸筒中。優選地，所述油氣彈簧缸外缸筒的外壁面周向設置有連接法蘭，所述連接法蘭與 所述車架固定連接。優選地，所述轉向裝置包括轉向節臂和轉向撥叉，所述轉向撥叉包括上叉臂和下叉臂，所述轉向節臂由轉向助力油缸或者轉向拉杆驅動，繞所述油氣彈簧缸的中心線轉動，所述上叉臂的一端與所述轉向節臂鉸接，另一端與所述下叉臂的一端鉸接，所述下叉臂的另一端與所述託架鉸接。優選地，所述馬達為液壓馬達，驅動所述液壓馬達的液壓系統中還包含有液壓制動系統。本發明給出的上述獨立行駛單元，因採用獨立的油氣懸架，實現了對不平路面的適應性和整車高度的可調性；通過油氣彈簧直接與車架相連，無其他任何導向和傳カ裝置，結構簡單；集成了轉向功能，實現了單胎轉向及整車轉向模式的多祥化；採用全液壓驅動方式，去除了傳統的傳動系統，簡化了整車結構、減輕了重量、釋放了車架下方的大片空間，有利於整車布置；可直接採用液壓制動，去除了傳統的制動系統及其相關零部件、簡化了正常結構；獨立的行駛單元，可以實現模塊化設計，使得整車行駛系統的設計簡單快捷、易於實現多軸重型車輛的設計。本發明還提供了一種車輛，其特徵在於，包含有上述任一技術方案所述的獨立行駛單元。具有上述獨立行駛單元的全部有益效果，不再贅述。


圖I為本發明所述獨立行駛單元一實施例的結構示意圖；圖2a為圖I所示獨立行駛單元的主視示意圖；圖2b為圖2a的左視示意圖；圖3為本發明所述獨立行駛單元在整車上的裝配示意圖；圖4a為圖I所示實施例中油氣彈簧缸的剖視示意圖；圖4b為圖4a所示油氣彈簧缸的俯視示意圖；圖5a為圖I所示實施例中託架的剖視示意圖；圖5b為圖5a所示託架的立體示意圖；圖6a為圖I所示實施例中減速機的主視示意圖；圖6b為圖6a所示減速機的左視示意圖。
圖中I油氣彈簧缸 2轉向裝置 3託架4減速機5馬達6車輪總成 7車架8連接法蘭11外缸筒 12中缸筒 13內缸筒 14活塞 15關節軸承21梯形臂22轉向節臂23轉向撥叉 231上叉臂 232下叉臂31第一法蘭 32第二法蘭 41轉動部 42固定部 43轉動法蘭 44固定法蘭
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一歩的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是，本發明還可以採用其他不同於在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護範圍並受下面公開的具體實施例的限制。圖I為本發明所述獨立行駛單元一實施例的結構示意圖；圖2 a為圖I所示獨立行駛單元的主視示意圖；圖2 b為圖2a的左視示意圖；圖3為本發明所述獨立行駛單元在整車上的裝配示意圖；圖4a為圖I所示實施例中油氣彈簧缸的剖視示意圖；圖4b為圖4a所示油氣彈簧缸的俯視示意圖；圖5a為圖I所示實施例中託架的剖視示意圖；圖5b為圖5a所示託架的立體示意圖；圖6 a為圖I所示實施例中減速機的主視示意圖；圖6 b為圖6a所示減速機的左視示意圖。如圖I所示，本發明提供了ー種獨立行駛單元，包括油氣彈簧 I、轉向裝置2、託架3、減速機4、馬達5和車輪總成6 ;所述油氣彈簧缸I與所述車輛的車架7固定連接；所述轉向裝置2安裝在所述油氣彈簧缸I上並與所述託架3相連接，所述轉向裝置2可繞所述油氣彈簧 I轉動，所述轉向裝置2與所述託架3連接，同時可驅動所述託架3轉動；所述託架3的一端與所述油氣彈簧缸I的下端固定連接，另一端支撐所述馬達5 ;所述馬達5與車輪總成6連接，可驅動所述車輪總成6旋轉。本實施例中，所述馬達5為可實現正反轉的液壓馬達，驅動所述液壓馬達的液壓系統中還包含有液壓制動系統。本發明實施例給出的上述獨立行駛單元，因採用獨立的油氣彈簧缸I作為懸架，實現了對不平路面的適應性和整車高度的可調性；通過油氣彈簧缸I直接與車架7固定相連，無其他任何導向和傳カ裝置，結構簡単；集成了轉向功能，實現了單胎轉向及整車轉向模式的多祥化；採用全液壓驅動方式，去除了傳統的傳動系統，簡化了整車結構、減輕了重量、釋放了車架下方的大片空間，有利於整車布置；可直接採用液壓制動，去除了傳統的制動系統及其相關零部件、簡化了正常結構；獨立的行駛單元，可以實現模塊化設計，使得整車行駛系統的設計簡單快捷、易於實現多軸重型車輛的設計。採用可正反轉的液壓馬達，則液壓馬達正轉時驅動輪胎總成6轉動、實現車輛前迸，反轉時實現車輛倒退；驅動液壓馬達的液壓系統中設置有液壓制動系統，則可以在車輛制動時，無需複雜的制動系統，可以直接通過液壓系統中的制動系統，來控制液壓馬達即可實現車輛制動，結構大為簡化、降低了成本。此外，驅動液壓馬達的液壓系統可以車輛自帶的原有液壓系統，則此種情況下無需增加液壓系統，進ー步節省成本。所述液壓制動系統對本領域的技術人員來說是熟知的，可以將其他裝置的液壓制動系統移植到本獨立行駛單元上，從而實現上述液壓制動系統的制動功能，不再贅述。優選地，本實施例中，還包括減速機4 ;所述減速機4安裝在所述馬達5和所述車輪總成6之間。通過在馬達5和車輪總成6之間設置減速機4，可以調整馬達5傳輸給車輪總成6的轉速，並可增加驅動カ。優選地,所述減速機4包括轉動部41和固定部42 ;所述轉動部41和所述車輪總成6固定連接，所述固定部42與所述託架3固定連接。通過將減速機4的固定部安裝在託架3上，則實現減速機4的安裝，同時可以隨託架3轉動；通過轉動部41與車輪總成6固定連接，可實現對車輪總車6的驅動。本實施例中，具體來說減速機4的非轉動部-固定部42安裝在託架3上，馬達5安裝在減速機4的固定部42上，減速機4的轉動部41安裝車輪總成6，從而可驅動車輪總成6轉動。進一歩，如圖6a和圖6b所示，所述減速機4的所述轉動部41上設置有轉動法蘭43，所述固定部上42設置有固定法蘭44 ;所述轉動法蘭43與所述車輪總稱6固定連接，所述固定法蘭44與所述託架3固定連接。採用固定法蘭44與託架3固定連接，採用轉動法蘭43與車輪總成6固定連接，結構簡単。優選地，如圖5a和5b所示，所述託架3包括第一法蘭31和第二法蘭32 ;所述第一法蘭31的法蘭面和所述第二法蘭32的法蘭面之間的夾角為車輛的主銷內傾角和車輪外傾角之和；所述第一法蘭31與所述油氣彈簧缸I的下端面固定連接，且所述油氣彈簧缸I的中心線與第一法蘭31的法蘭面垂直；所述第二法蘭32與所述減速機4固定連接，且所述減速機4的旋轉軸線與所述第二法蘭32的法蘭面垂直。
在託架3設置有成一定角度的第一法蘭31和第二法蘭32，且該角度為車輛的主銷內傾角和車輪外傾角之和，則安裝後，可以使與第一法蘭31固定連接的油氣彈簧缸I具有一定的傾斜角度，從而滿足整車性能對車輪定位參數的要求；採用第二法蘭32與減速機4固定連接，且減速機4的旋轉軸線與第二法蘭32的法蘭面垂直，可以將馬達安裝在託架3內，進ー步節省空間、提高整個獨立行駛單元的緊湊性；採用第一法蘭31與油氣彈簧缸I的下端面固定連接，且油氣彈簧缸I的中心線與第一法蘭31的法蘭面垂直，則可以讓油氣彈簧缸充分發揮減震功能，起到獨立支撐和懸掛的作用。優選地，所述油氣彈簧缸I為多缸筒油氣彈簧缸。採用多缸筒的油氣彈簧缸可以改菩油氣彈黃缸內缸筒和活塞杆的受:力、提聞油氣彈黃缸的壽命。進一步，如圖4a和圖4b所示，所述油氣彈簧缸I包括外缸筒11、套設於所述外缸筒11內並可相對於所述外缸筒11滑動和轉動的中缸筒12、以及位於所述中缸筒12內的內缸筒13 ;所述外缸筒11與所述車輛的車架7固定連接；所述第內缸筒13的通過關節軸承15與所述中缸筒12連接；所述中缸筒12的內壁面與所述內缸筒13的外壁面之間具有間隙；所述油氣彈簧缸I的活塞14位於所述內缸筒13中。本實施例中，油氣彈簧缸I採用三級缸筒的結構，且中缸筒12和內缸筒13徑向具有間隙、內缸筒13通過關節軸承15與中缸筒12球鉸連接，則中缸筒12對內缸筒13構成保護，各種載荷均由中缸筒12來承擔而不會對內缸筒13造成影響，從而不會影響油氣彈簧缸I的正常工作。同時，利用中缸筒12和外缸筒11之間的轉動來實現轉向、利用中缸筒12和外缸筒11之間的上下移動實現減震，並可吸收輪胎總成6和路面跳動的影響。此外，中缸筒12和內缸筒13間關節軸承15的作用，當中缸筒12受到徑向載荷吋，中缸筒12的剛性位移由關節軸承15彌補，而不會讓內筒13產生位移，能夠保證內缸筒13和活塞14的杆的同軸度，同時可以降低製造精度、節約成本。因此，本方案中，油氣彈簧缸I採用多缸筒的組合設計，使油氣彈簧缸I本身能夠承受徑向載荷，但又不影響油氣彈簧缸I本身的密封性能和活塞使用壽命。進ー步，所述油氣彈簧缸I的所述外缸筒11的外壁面周向設置有連接法蘭8，所述連接法蘭8與所述車架7固定連接。採用連接法蘭8將油氣彈簧缸的外缸筒11與車架7固定連接，則可以使油氣彈簧缸承受各個方向的載荷，克服現有技術中油氣彈簧缸I與車架鉸接或者螺接，僅能承受垂直載荷和橫向カ並易損壞的缺陷。在上述技術方案中，優選地，如圖2a和2b所示，所述轉向裝置2包括轉向節臂22和轉向撥叉23，所述轉向撥叉23包括上叉臂231和下叉臂232 ;所述轉向節臂22由轉向助力油缸或者轉向拉杆驅動繞所述油氣彈簧缸I的中心線轉動；所述上叉臂231的一端與所述轉向節臂22鉸接，另一端與所述下叉臂232的一端鉸接，所述下叉臂232的另一端與所述託架3鉸接。本實施例中，轉向節臂22裝配於油氣彈簧缸I上，並能繞油氣彈簧缸I的軸線旋轉，轉向過程中由轉向助力油缸或轉向直拉杆推動轉向節臂22繞油氣彈簧缸I的軸線轉動，同時由轉向撥叉23帶動託架3同步繞油氣彈簧缸I的軸線轉動，從而實現轉向功能；在車輛的行駛過程中由轉向撥叉23的上、下叉臂閉合與張開來適應車輪的上下跳動，從而保證轉向節臂22相對於車身高度方向的位置相對靜止。如圖I和圖3所示，本發明上述獨立行駛單元的工作原理是將整個行駛單元通過連接法蘭8與車架7固定連接，並通過其傳遞所有的載荷；油氣彈簧缸I與車架7成一定的傾斜角安裝，以滿足整車車輪定位需要，同時油氣彈簧缸採用多個缸筒的設計方法，使得油氣彈簧具備承受各個方向載荷的能力，從而取消了傳統懸架系統的導向裝置，使整車系統結構簡化；油氣彈簧缸的下端面固定連接託架3，且託架3的兩個安裝法蘭面間成一定的傾斜角度，從而形成一定的車輪外傾角；託架3的第二法蘭32與減速機4的固定法蘭61相連；液壓馬達5通過螺栓固定連接在減速機的固定法蘭62上；車輪及輪胎總成6與減速機4的轉動法蘭43固定連接。車輛行駛過程中由液壓馬達5通過驅動減速機4直接帶動車輪總成6轉動，從而實行車輛的行駛功能。車輛行駛過程中，制動エ況可由液壓制動來實現，同時還可通過調節液壓馬達4的排量和溢流壓カ等來調節制動カ的大小，實現車輛制動的需要。行駛過程中路面對車輛的衝擊由油氣彈簧缸吸收，同時在制動和轉向等各種エ況下產生的各向載荷均由油氣彈簧缸承受，並通過油氣彈簧缸上的連接法蘭8傳遞到車架7上。採用液壓馬達5通過減速機4直接驅動車輪總成6的方式，取消傳統變速箱、傳動軸、分動箱等，釋放車架下部空間，並達到減輕整車重量和簡化整車結構的目的；同時也解決了傳動軸對車輪跳動和整車姿態調整的影響。 綜上，本發明給出的上述獨立行駛單元，採用獨立的油氣懸架，實現了對不平路面的適應性和整車高度的可調性；通過油氣彈簧直接與車架相連，無其他任何導向和傳カ裝置，結構簡單；集成了轉向功能，實現了單胎轉向及整車轉向模式的多祥化；採用全液壓驅動方式，去除了傳統的傳動系統，簡化了整車結構、減輕了重量、釋放了車架下方的大片空間，有利於整車布置，並可利用車輛的原有液壓系統、降低成本；直接採用液壓制動，去除了傳統的制動系統及其相關零部件、簡化了結構；該獨立的行駛單元，可以實現模塊化設計，使得整車行駛系統的設計簡單快捷、易於實現多軸重型車輛的設計。將上述獨立行駛單元的實施例應用於車輛上，即到本發明所述車輛的實施例，顯而易見，該車輛具有上述獨立行駛單元實施例的全部有益效果，不再贅述。在本發明中，術語「第一」、「第二」僅用於描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性，術語「多個」則指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語均應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.ー種獨立行駛單元，用於車輛，其特徵在幹， 包括油氣彈簧缸(I)、轉向裝置(2)、託架(3)、馬達(5)和車輪總成(6)； 所述油氣彈簧缸(I)與所述車輛的車架(7)固定連接； 所述轉向裝置(2 )安裝在所述油氣彈簧缸(I)上並與所述託架(3 )相連接，所述轉向裝置(2)可繞所述油氣彈簧缸(I)轉動，同時驅動所述託架(3)轉動； 所述託架(3)的一端與所述油氣彈簧缸(I)的下端固定連接，另一端支撐所述馬達(5)； 所述馬達(5)與車輪總成(6)連接，可驅動所述車輪總成(6)旋轉。
2.根據權利要求I所述的獨立行駛單元，其特徵在幹， 還包括減速機(4)； 所述減速機(4)安裝在所述馬達(5 )和所述車輪總成(6 )之間。
3.根據權利要求2所述的獨立行駛單元，其特徵在幹， 所述減速機(4 )上設置有轉動法蘭(43 )和固定法蘭(44 ); 所述轉動法蘭(43)與所述車輪總成(6)固定連接，所述固定法蘭(44)與所述託架(3)固定連接。
4.根據權利要求2所述的獨立行駛單元，其特徵在幹， 所述託架(3)包括第一法蘭(31)和第二法蘭(32); 所述第一法蘭(31)的法蘭面和所述第二法蘭(32)的法蘭面之間的夾角為所述車輛的主銷內傾角和車輪外傾角之和； 所述第一法蘭(31)與所述油氣彈簧缸(I)的下端面固定連接，且所述油氣彈簧缸(I)的中心線與第一法蘭(31)的法蘭面垂直；所述第二法蘭(32)與所述減速機(4)固定連接，且所述減速機(4)的旋轉軸線與所述第二法蘭(32)的法蘭面垂直。
5.根據權利要求I所述的獨立行駛單元，其特徵在幹， 所述油氣彈簧缸(I)為多缸筒油氣彈簧缸。
6.根據權利要求5所述的獨立行駛單元，其特徵在幹， 所述油氣彈簧缸(I)包括外缸筒(11)、套設於所述外缸筒(11)內並可相對於所述外缸筒(11)滑動和轉動的中缸筒(12)、以及位於所述中缸筒(12)內的內缸筒(13)； 所述外缸筒(11)與所述車輛的車架(7)固定連接； 所述內缸筒(13)的通過關節軸承(15)與所述中缸筒(12)連接； 所述中缸筒(12)的內壁面與所述內缸筒(13)的外壁面之間具有間隙； 所述油氣彈簧缸(I)的活塞(14)位於所述內缸筒(13)中。
7.根據權利要求6所述的獨立行駛單元，其特徵在幹， 所述油氣彈簧缸(I)的所述外缸筒(11)的外壁面周向設置有連接法蘭(8)，所述連接法蘭(8)與所述車架(7)固定連接。
8.根據權利要求I所述的獨立行駛單元，其特徵在幹， 所述轉向裝置(2)包括轉向節臂(22)和轉向撥叉(23)，所述轉向撥叉(23)包括上叉臂(231)和下叉臂(232)； 所述轉向節臂(22)由轉向助力油缸或者轉向拉杆驅動繞所述油氣彈簧缸(I)的中心線轉動；所述上叉臂(231)的一端與所述轉向節臂(22)鉸接，另一端與所述下叉臂(232)的一端鉸接，所述下叉臂(232)的另一端與所述託架(3)鉸接。
9.根據權利要求I至8任一所述的獨立行駛單元，其特徵在幹， 所述馬達(5)為液壓馬達，驅動所述液壓馬達的液壓系統中還包含有液壓制動系統。
10.一種車輛，其特徵在於，包含有如權利要求I至9任一項所述的獨立行駛單元。
全文摘要
本發明公開一種獨立行駛單元，包括油氣彈簧缸、轉向裝置、託架、減速器、馬達和車輪總成；所述油氣彈簧缸與車架固定連接；所述轉向裝置安裝在油氣彈簧缸上並可繞油氣彈簧缸旋轉；所述託架的一端與油氣彈簧缸的一端固定連接，另一端支撐所述馬達；所述減速器安裝在馬達與車輪總成之間，可驅動所述車輪總成旋轉。本發明還提供了一種包括該獨立行駛單元的車輛。通過本發明提供的技術方案，動力系統和制動系統均由液壓實現，油氣彈簧缸與車架固定連接，實現了對不平路面的適應性和整車高度的可調性，實現了單胎轉向及整車轉向模式的多樣化，結構簡單，並減輕了車體的重量。
文檔編號B60K7/00GK102673334SQ20121015896
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者易小剛, 易秀明, 羅彪 申請人:北京市三一重機有限公司