CN101484329A - 车辆悬架高低控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种前轮悬架系统以及车辆悬架高低控制，该前轮悬架系统被布置为支撑车辆底盘，所述车辆底盘被悬挂用于相对于其车轮移动，所述悬架包括在底盘(3)的每一侧上的双板簧装置。第一板簧(1)连接装置将每个所述板簧在第一端处枢转地连接到底盘。第二板簧连接装置在每个板簧的相反的第二端处通过连杆装置(6，7)连接到每个所述板簧(2)，连杆装置承载在枢转地附接到杠杆(12，13)的第一臂的枢轴销(8，9)上，该杠杆(12，13)由车辆底盘(3)上的枢轴连接件支撑。长度可调节单元(16)安装在底盘的每一侧上，并且每个所述长度可调节单元(16)操作地连接到用于每个所述板簧的所述杠杆的第二臂(18，19)，其中每个所述长度可调节单元被布置为实现每个板簧(1，2)的第二端相对于底盘(3)大体上垂直的移位。

Description

车辆悬架高低控制
技术领域
本发明涉及一种用于具有双前桥车辆的板簧型前悬架，该前悬架设置有车辆高度调节功能，利用该功能能够响应于驾驶员需求或道路表面状况来控制车架地面间隙。
背景技术
大多数梁式车桥类型的车辆悬架都结合了板簧，其中通常的板簧装置利用在两个地面接合车轮之间延伸的梁式车桥。该梁式车桥通常栓接到两个板簧中的每一个的中心，每个板簧通常借助于固定支架在一端处安装到车辆底盘，且在另一端处安装到吊耳。该固定支架提供锚定点，同时吊耳允许弹簧根据所施加的载荷变长或缩短。
在JP07-251 622中示出了此类型的车辆悬架，其中描述了设置有车辆高度调节功能的板簧型前悬架，在起伏道路上行驶期间，能利用该功能在前车桥侧的悬架位置上使车架地面高度升高。根据此解决方案，板簧的一端经由前弹簧支架安装到车架，同时另一端轴接(journalled)到吊耳的下端。该吊耳轴接到曲柄臂的一个臂，并且曲柄臂本身经由支架轴接到车架。曲柄臂的另一臂轴接到固定到车架的液压缸的活塞杆上。
此类型的梁式车桥悬架已证明满足具有单前桥的车辆。然而，上述解决方案不能应用于具有双前桥的车辆。用于单车桥悬架的解决方案不允许使用这种概念来在两个前桥之间共享载荷，因为每个板簧都是单独控制的。类似地，车辆高度调节需要对四个单独的液压缸的同时控制。
通过根据本发明的悬架解决了上述问题，从而允许驾驶员改变在具有由板簧悬挂的双前桥的车辆中的前悬架的驾乘高度。根据本发明，当车辆移动时，也可以对可调节的高度控制进行操作，从而允许驾驶员从具有用于起伏道路或地形的增加的驾乘高度的越野设定值快速地改变到用于平坦的柏油道路或铺设道路的公路设定值。
发明内容
能通过根据所附权利要求1及其从属权利要求的前车轮悬架系统来解决上述问题。
根据优选实施例，本发明涉及一种前轮悬架系统，其布置为支撑车辆底盘，所述底盘被悬挂用于相对于其车轮移动。该悬架系统包括在底盘的每一侧上的一对纵向分离的板簧。第一板簧连接装置可布置为用于将每个所述板簧在第一端处枢转地连接到底盘。第二板簧连接装置可在每个所述板簧的相反的第二端处通过诸如吊耳(shackle)的连杆装置连接到每个所述板簧，所述连杆装置承载在枢轴销或吊耳销上。该枢轴销可以枢转地附接到杠杆的第一臂，该杠杆由拖车底盘上的枢轴连接件支撑。
长度可调节单元可以设置在底盘的每一侧上，并且每个所述长度可调节单元操作地连接到用于每个所述板簧的所述杠杆的第二臂。每个所述长度可调节单元可布置为实现每个板簧的第二端相对于底盘大体上垂直的移位。以此方式，长度可调节单元的动作将导致杠杆绕其枢轴连接件枢转，并且同时使每个板簧的第二端相对于底盘移位，以调节底盘相对于地面的高度。
长度可调节单元可以被机械地、电地或液压地操作。根据本发明，长度可调节单元优选地包括齿轮齿条单元或滚珠丝杠单元。然而，也可能使用包括活塞汽缸组合的双动流体减震器。对适当应用的选择可取决于如下因素：例如，前桥承载的最大载荷或高度调节单元所需的准确度。
为了提高驾驶员的乘坐舒适性，长度可调节单元还可以包括渐进弹簧。此弹簧可以集成在长度可调节单元中，且能够包括渐进橡胶、钢或气体液压式弹簧或减震器。这种解决方案可以在板簧将要偏转之前以相对小的弹簧行程增加非常低的总弹簧刚度，同时在板簧的较大偏转处增加相对高的弹簧刚度。渐进弹簧可以具有如±10mm一样小的弹簧行程。在上述示例中，所指的“总弹簧刚度”与包括一对板簧和渐进弹簧的悬架有关。
优选地，长度可调节单元能够操作地连接到被布置为承载各自的板簧的后端的杠杆。然而，该杠杆还可布置为承载各自的板簧的前端。
根据替代实施例，所述长度可调节单元的一端可以在各自的板簧的相邻端之间附接到底盘。该长度可调节单元可以固定地附接到底盘，由此，诸如杆或活塞的可调节部件可以向下延伸到各自的板簧的相邻端之间的位置。长度可调节单元的相对的位置可调节端可以设置有枢轴关节，该枢轴关节借助于可枢转连杆操作地连接到每个杠杆的第二臂。长度可调节单元的枢轴关节可以由长度大体上相等的吊耳连接到每个杠杆的各自的第二臂。
第一板簧连接装置可以是布置为支撑板簧前眼或板簧后眼的弹簧吊架。第二板簧连接装置可以包括诸如吊耳的连杆装置，该吊耳枢转地附接以支撑板簧前眼或板簧后眼。连杆装置连接到杠杆的第一臂，该杠杆具有可以借助于弹簧吊架附接到底盘的枢轴连接件。每个杠杆包括在交叉点处结合的第一臂和第二臂，并且在所述交叉点处枢转地附接到拖车底盘。杠杆可优选地但不一定被布置为使得第一臂比第二臂长。由第一臂和第二臂包围的角度可以在45°和135°之间。
根据本发明的悬架允许驾驶员调节长度可调节单元的长度，从而改变在具有由板簧悬挂的双前桥的车辆中的前悬架的驾乘高度。根据一个实施例，当车辆移动时，也可以对可调节的高度控制进行操作。这允许驾驶员从具有用于起伏道路或地形的增加的驾乘高度的越野设定值快速地改变到用于平坦柏油道路或铺设道路的公路设定值。根据其他的实施例，可调节的高度控制可以用于从前驾乘高度无级调节到驾驶员所需水平。可以通过调节双前桥悬架中的单一部件来设定或控制所需的驾乘高度。该调节可以由驾驶员手动执行以设定特定的驾乘高度，或由控制单元自动执行，该控制单元能够被设定为响应于诸如实际驾乘高度或车辆载荷的至少一个测得的参数来维持期望的或预设的驾乘高度。该调节可以通过对机械或电操作单元或气动或液压执行汽缸的杆长度的变化来实现。
根据本发明的悬架还能够用作双前板簧悬架上的载荷共享设备，其中长度可调节单元可以充当载荷共享联杆，该联杆将任一杠杆的移动从第一车桥传递到第二车桥。
通过可调节高度单元，特别是在具有用于双车桥的载荷共享的卡车上，当以相对高的速度行驶在良好的道路上时，能够降低底盘的前部以提供更符合空气动力的前部。同时，当进入更不平坦的道路状况或在越野状况下驾驶时，能够抬升底盘以在最前面的车桥上给予改善的地面间隙和用于车轮的更大的接近角，同时维持由载荷共享机构提供的悬架的改善的性能。
如果希望另外的驾乘舒适性，则可以简单地通过在两个长度可调节单元的每一个中加入单个舒适性弹簧或渐进弹簧来实现。这允许在对悬架系统进行最小的修改的情况下得到具有两个前桥的车辆的驾乘舒适性的明显增加。
附图说明
在下文中，将参考附图详细地描述本发明。这些示意性的附图仅用于图示，而不以任何方式限制本发明的范围。在附图中：
图1示出了根据本发明的第一实施例的悬架系统的示意图；
图2示出了根据本发明的替代实施例的悬架系统的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的第一实施例的示意性的前轮悬架系统。该悬架系统布置为支撑车辆底盘，该车辆底盘被悬挂用于相对于其车轮(未示出)的移动。该悬架系统包括在底盘的每一侧上的第一纵向分离板簧1和第二纵向分离板簧2，底盘包括一对大体上平行的纵向梁3(以点划线指示)。每个板簧支撑通过适当的夹持装置附接到其各自的板簧的轮轴(未示出)。第一板簧1、第二板簧2各设置有弹簧吊架4、5形式的前连接装置，该前连接装置被布置为用于在每个所述板簧1、2的前端处将每个所述板簧1、2的板簧眼枢转地连接到底盘3。第二板簧连接装置在每个所述板簧1、2的相对的后端处连接到每个所述板簧1、2。第二板簧连接装置包括吊耳6、7形式的连杆装置，吊耳6、7枢转地连接到其各自的板簧1、2的板簧眼。每个吊耳6、7被承载在枢转地附接到杠杆12、13的第一臂10、11的吊耳销8、9上，杠杆12、13由附接到拖车底盘3的弹簧吊架14、15形式的枢轴连接件支撑。在所示的示例中，杠杆12、13大体上是L形状的。从图中可见，后边的第二板簧连接装置大体上相同，但是是镜像设置的。因此，承载第一板簧1的后端的前杠杆12的第一臂10定位到其弹簧吊架14的前部，而承载第二板簧2的后杠杆13的相应的第一臂11定位到其弹簧吊架15的后部。在所示的示例中，弹簧吊架4、5、14、15在适于板簧的选定大小、所需的地面间隙和/或其它相关参数的位置上附接到底盘3。
长度可调节单元16(未示出)设置在底盘3的每一侧上，其中每个长度可调节单元16能够操作地连接到用于每个所述板簧1、2的各自的杠杆12、13的第二臂18、19。每个所述长度可调节单元16布置为通过引起杠杆臂12、13的同时枢转运动来实现每个板簧1、2后边的第二端相对于底盘3的大体上垂直的移位。以这种方式，长度可调节单元16的动作将导致杠杆12、13绕它们的枢轴连接件在各自的弹簧吊架14、15中枢转，并且同时使每个板簧1、2的第二端相对于底盘3移位，以调节底盘相对于地面的高度。例如，通过缩短图1中的长度可调节单元16的长度，前杠杆12将逆时针旋转，而后杠杆13将顺时针旋转。每个杠杆12、13将作用在它们各自的吊耳6、7上以使每个板簧的后端远离底盘3向下移位，从而增加车辆前部处的地面间隙。实际上，各自的杠杆12、13的第一臂10、11的端部的移动将跟随由第一臂10、11处的杠杆12、13的枢轴轴线与吊耳销8、9之间的距离决定的弧。然而，该从垂直平面的偏离通过被承载在吊耳销8、9上的吊耳6、7来补偿。
在此示例中，长度可调节单元包括齿轮齿条装置20形式的执行器，该执行器被液压控制以进行长度调节。用于驱动长度可调节单元16的控制装置(未示出)可设置在驾驶员座舱中，从而允许对该单元的手动和/或自动控制。可集成到长度可调节单元16中的可选特征件是弹簧单元21。弹簧单元21与执行器20串联安装以形成组装单元，并有助于驾驶员的驾乘舒适性。在所示的示例中，弹簧单元是具有±10mm弹簧行程的渐进式的橡胶弹簧。组装执行器20和弹簧单元21设置有从组装单元的任一端延伸的杆，其中每一端连接到各自的杠杆12、13的第二臂18、19上的枢轴销。
在结合图1描述的示例中，假定第一板簧1位于第二板簧2的前方。当然，相反的情形也是可能的。
图2示出了本发明的替代实施例。如第一实施例一样，悬架系统包括在底盘的每一侧上的第一纵向分离板簧1和第二纵向分离板簧2，该底盘包括一对大体上平行的纵向梁3(以点划线指示)。此实施例的构成部件与图1中的构成部件大体上相同，由此，指示相同但重新定位的部件的附图标记由撇号来识别。第一板簧1设置有弹簧吊架4形式的前连接装置，该前连接装置被布置为用于在第一板簧1的前端处将前板簧1的板簧眼枢转地连接到底盘3。第一板簧1的这种布置结构与图1所示的布置结构相同。第二板簧2设置有弹簧吊架5’形式的前连接装置，该前连接装置被布置为用于在第二板簧2的后端处将后板簧2的板簧眼连接到底盘3。
第二板簧连接装置在每个所述板簧1、2的相邻端处连接到每个所述板簧1、2。第二板簧连接装置包括吊耳6、7’形式的连杆装置，该连杆装置枢转地连接到其各自的板簧1、2的板簧眼。每个吊耳6、7’被承载在枢转地附接到杠杆12、13’的第一臂10、11’的吊耳销8、9’上，杠杆12、13’通过附接到拖车底盘3的弹簧吊架14、15’形式的枢轴连接件支撑。在所示的示例中，杠杆12、13’大体上L是形状的。如图可见，后面的第二板簧连接装置大体上相同，但是是镜像设置的。
根据图2的实施例，长度可调节单元16’可以在各自的板簧1、2的相邻端之间附接到底盘3。长度可调节单元16’固定地附接到底盘3，由此，可移位杆22向下延伸到各自的板簧1、2的相邻端之间的位置。从长度可调节单元16’延伸的杆22的端部设置有借助于一对第二吊耳24、25形式的可枢转连杆来操作地连接到每个杠杆12、13’的第二臂18、19’。长度可调节杆的枢轴关节23通过长度大体上相等的吊耳24、25连接到每个杠杆12、13’的各自的第二臂。长度可调节单元16’是可控的，用于杆22的上端位置和下端位置之间的无级调节。杆22的上端位置能够定位成使得其枢轴节点23恰位于在杠杆12、13’的第二臂18、19’的端部处穿过枢转关节的线上方。当悬架被调节为最大地面间隙时，这为连杆提供了自锁位置。
如图1的示例中一样，长度可调节单元包括齿轮齿条装置20’形式的执行器，该执行器被液压控制以用于长度调节。用于驱动长度可调节单元16’的控制装置(未示出)能够设置在驾驶员座舱中，从而允许对所述单元的手动和/或自动控制。可选弹簧单元21’能够集成在长度可调节单元16’中。
本发明不限于上述实施例，而是可以在权利要求的范围内自由地改变。例如，长度可调节单元不限于液压执行器，而是可以通过任何合适的机械的、电的或流体的装置来操作和控制。

Claims (14)

1.一种前轮悬架系统，所述前轮悬架系统被布置为支撑车辆底盘，所述车辆底盘被悬挂用于相对于其车轮移动，所述悬架包括在所述底盘的每一侧上的一对纵向分离的板簧(1、2)，第一板簧连接装置(4、5；5’)在第一端处将每个所述板簧枢转地连接到所述底盘，第二板簧连接装置在每个所述板簧的相反的第二端处通过连杆装置(6，7；7’)连接到每个所述板簧，所述连杆装置承载在枢转地附接到杠杆(12、13；13’)的第一臂(10、11；11’)的枢轴销上，所述杠杆由所述车辆底盘上的枢轴连接件(14、15；15’)支撑，其特征在于：在所述底盘的每一侧上安装有长度可调节单元(16、16’)，并且每个所述长度可调节单元操作地连接到用于每个所述板簧的所述杠杆的第二臂(18、19；19’)，其中每个所述长度可调节单元被布置为实现每个所述板簧的第二端相对于所述底盘大体上垂直的移位。
2.根据权利要求1所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述长度可调节单元的每一端操作地连接到被布置为承载各自的板簧的后端的杠杆。
3.根据权利要求1所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述长度可调节单元的每一端操作地连接到被布置为承载各自的板簧的前端的杠杆。
4.根据权利要求1所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述长度可调节单元的一端在所述各自的板簧的相邻端之间附接到所述底盘，并且所述长度可调节单元的相反端设置有枢轴关节，所述枢轴关节借助于可枢转连杆操作地连接到每个所述杠杆的所述第二臂。
5.根据权利要求4所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述长度可调节单元的所述枢轴关节由长度大体上相等的吊耳连接到所述各自的第二臂。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述第一板簧连接装置是布置为支撑板簧前眼或板簧后眼的弹簧吊架。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，连杆装置是枢转地附接以支撑板簧前眼或板簧后眼的吊耳。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，每个杠杆包括在交叉点处结合的第一臂和第二臂，并且在所述交叉点处枢转地附接到拖车底盘。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述第一臂比所述第二臂长。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，由所述第一臂和所述第二臂包围的角度在45°和135°之间。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述长度可调节单元是齿轮齿条单元。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述长度可调节单元是滚珠丝杠单元。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述长度可调节单元是包括活塞汽缸组合的双动流体减震器。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述长度可调节单元包括渐进弹簧。
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