CN101905638A - 两车轴联动的悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了两车轴联动的悬架系统，该悬架系统主要由双座梁和橡胶弹簧系统等组成，其中双座梁实现车辆中相邻的第一车轴和第二车轴的联动，并通过橡胶弹簧系统与车架相接。本发明能够解决现有悬架系统所存在的一系列问题，具有很好的实用性和市场前景。

Description

两车轴联动的悬架系统

技术领域：

本发明涉及一般载货车辆以及挂车技术领域，具体涉及一种应用于一般载货车辆或挂车上的悬架系统。

背景技术：

悬架系统是车辆的重要组成部分之一，其是汽车中弹性地连接车架与车轴的装置。它一般由弹性元件、导向机构、减震器等部件构成，主要任务是缓和由不平路面传给车架的冲击激励，衰减由于激励而引起的承载系统的振动响应，只有性能良好的悬架系统，才能保证汽车具有良好的行驶平顺性、操纵稳定性和安全可靠性。

由于载货车辆空载和满载时的轴荷相差甚远，为保持整车在不同载荷下具有相对稳定的悬架固有频率和良好的平顺性，这就要求悬架系统具有很好的非线性特性。而现在的载货车辆普遍采用板簧悬架，该结构的刚度是线性的，其固有频率随载荷变化而变化，如果通过增加副簧来实现悬架刚度的非线性，悬架的非簧载质量就会增加，使得振动加大，降低车辆平顺性。

近年来，油气悬架和空气悬架等非线性悬架系统在载货车辆中已逐渐得到应用。油气悬架是由油气弹簧和导向机构组成。油气弹簧具有变刚度的特性，能够使车辆获得较低的固有频率，以保证良好的行驶平顺性。此外，由于油气弹簧缸筒内有阻尼孔，有阻止振动的功能，所以可省去液压减震器。但油气弹簧制造成本高，且使用中需要一套专门的充气设备，并要按一定的操作规程定期进行充气，维护保养较麻烦。同时，在工作中因油缸轴线的偏斜和密封不良，油缸内表面容易刮伤。空气悬架的主弹性元件为空气弹簧，这种弹簧也具有可变刚度弹性特性，容易得到较低的固有频率，使车辆获得良好的行驶平顺性。但空气弹簧与橡胶弹簧相比，密封环节较多，容易漏气，维护保养困难、体积大，布置困难。同时上述的两种悬架系统还都存在制造成本高、运营成本高、对载荷变化适应性不强等缺陷。

另外，现在载货车辆和挂车的两轴悬架系统，不能产生很好的联动关系，不能保证车辆的两根轴均匀承载。尤其在车辆通过不平路面时，两根车轴上的车轮不能总是同时着地。这时，载荷将集中在车轮着地的车轴上，这将增加该车轴的受力，减少其使用寿命；而轮胎也由于受力不均，增加轮胎的磨损，极大的减少其使用寿命。另外，这种情况下路面对车辆的冲击也会增大，将会更多更大地增大车架和车辆底盘的受力，影响车辆底盘的使用寿命；同时，将增加所装载货物损坏的比率，增加用户的使用成本。

发明内容：

本发明针对现有悬架系统所存在的问题，而提供一种新型的悬架系统，该系统能够使得使用车辆中的两根车轴同时联动，达到在不同的车辆承载条件下，每根车轴都均匀承载。从而提高车辆的稳定性、安全性，同时保护轮胎，减少轮胎磨损，保护车辆本身和所装载的货物。

另外，本发明采用橡胶弹簧作为弹性元件，与金属外罩等组成橡胶弹簧系统，实现非线性弹性悬架结构，满足车辆空载、轻载舒适性以及安全性要求，同时满足重载、满载稳定性、安全性要求。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

两车轴联动的悬架系统，该悬架系统设置在车辆的车架与车辆的两根车轴之间，将载荷传递至两根车轴，所述悬架系统包括弹性元件，所述悬架系统还包括一用于联动的双座梁，所述双座梁的第一连接端和第二连接端分别通过滑动机构与相邻的第一车轴和第二车轴滑动相接，所述双座梁的第三连接端通过弹性元件与所述车架相接，从而使得第一车轴和第二车轴通过双座梁相互联动。

所述悬架系统还包括两个减振器，所述两个减振器分别通过螺栓与双座梁和车架连接，并且这两个减振器对称的分布在双座梁和车架之间。这样起到减轻路面振动等对车辆和货物的影响，保护车辆和货物，提高车辆舒适性。

所述弹性元件为橡胶弹簧系统，所述橡胶弹簧系统包括橡胶弹簧和金属外罩，所述金属外罩与橡胶弹簧间隙配合形成橡胶弹簧系统。

所述橡胶弹簧和金属外罩都为圆柱形。

所述滑动机构包括设置在第一车轴和第二车轴上的车轴支架和设置在车轴支架上的弧形鞍座，所述双座梁的第一连接端和第二连接端与所对应的弧形鞍座滑动配合；所述弧形鞍座限制其所对应的双座梁的第一连接端和第二连接端过度移动。

进一步，本系统中还包括用于承受车轴所受纵向力和横向力的推力杆机构，所述推力杆机构分别设置在两根车轴上，所述推力杆机构由车轴上的上推力杆机构和下推力杆机构相配合组成。

所述下推力杆机构包括若干与车轴相对应的下推力杆，所述每根下推力杆相对于车轴纵向设置车轴下方，所述每根下推力杆的一端通过车轴支架与车轴相接，另一端通过车架吊架与车架相接。这样以便承受纵向力，保证车轴处于正确的既定的行驶姿态。

同时，所述上推力杆机构包括两组与车轴相对应的上推力杆组，所述上推力杆组设置在车轴上方，所述上推力杆组的一端通过车轴塔架与相应的车轴相接，另一端通过车架支架与车架相接。

进一步，所述每组上推力杆组包括两根上推力杆，所述两根上推力杆对称设置，两根上推力杆的一端通过同一车轴塔架与车轴相接，另一端分别通过车架支架与车架相接，从而使得两根上推力杆与相应车轴在纵向和横向都形成一定的角度，并且使得两根车轴上的上推力杆之间形成平行四边形结构，保证车辆最优化地承受各种横向力和纵向力，进一步保证车轴保持正确的既定的行驶姿态。

根据上述技术方案得到的本发明具有以下优点：

双座梁和弹性元件组成的两轴联动系统，使得两根车轴有效地连结起来，使车辆承受的载荷在两根车轴之间均匀分布。双座梁与第一、第二根车轴之间可以相对地滑动，而不是固定式连接，有效地保证车辆在各种工况和各种载荷下，都能实现两轴联动，基本上保证在各种路面状况下两根车轴都能同时着地、均匀承载。

采用橡胶弹簧作为弹性元件，与金属外罩等组成橡胶弹簧系统，实现非线性弹性悬架结构，满足车辆空载、轻载舒适性以及安全性要求，同时满足重载、满载稳定性、安全性要求。

本发明使得挂车和载货车辆的两轴悬架系统相互关联，产生很好的联动关系，保证车辆的两根轴均匀承载。尤其在车辆通过不平路面时，两根车轴联动能保证其上的车轮总是同时着地。这时，载荷将会均匀地分布在两根车轴上，保证车轴受力不会过分增加，提高其使用寿命；而轮胎也将均匀受力，减少轮胎的磨损，增加其使用寿命。

另外，非线性橡胶悬架特性，减轻各种路况下路面对车辆的冲击，提高车辆底盘的使用寿命；同时，保护所装载货物，减少货物损坏的比率，降低用户的使用成本。

本悬架系统更具有降低用户运营成本、对使用工况和载荷适应性强的特点。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明中双座梁的结构示意图。

图4为本发明中滑动机构的结构示意图。

图5为本发明中弧形鞍座的俯视图。

图6为图5在A-A方向上的剖视图。

图7为本发明中橡胶弹簧系统的结构示意图。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明针对现在挂车和载货车辆中的两轴悬架系统，一般两根轴上的悬架都是相对独立，不能够产生很好的联动性，而设计一种能够实现两轴联动的悬架系统，该悬架系统设置在车辆的车架与车辆的两根车轴之间，将载荷传递至两根车轴，其中任何一根车轴通过所述的悬架系统与另外一根车轴同步联动，以实现两根车轴均匀承载。

基于上述目的，本发明的悬架系统如图1和2所示，其主要由双座梁100和弹性元件500组成。

为了能够实现车辆中两车轴300的联动，本悬架系统中的双座梁100为核心部件，其用于连接车辆中两车轴300a和300b，以实现这两车轴联动。

参见图3，本发明中的双座梁100为一对称结构，其整体为近似一V形，两端分别设置有平面结构的第一连接端101和第二连接端102，分别用于对两车轴的驱动；同时在双座梁100的两端相应的设置有用于限位的挡块104、105。

在双座梁100的近似V槽中间部位设置有一平面结构的第三连接端103，用于连接弹性元件500。

参见图1，本发明中双座梁100的第一连接端101和第二连接端102分别通过滑动机构104与相邻的第一车轴300a和第二车轴300b滑动相接，并且双座梁100的第三连接端103通过弹性元件500直接连接车架400。通过这样的活动结构，使得第一车轴300a和第二车轴300b通过双座梁100相互联动。

进一步，本发明中的滑动机构104用于实现双座梁100与两车轴的滑动连接，并对其进行驱动。

参见图4，滑动机构104包括固定设置在车轴300a、300b上的车轴支架301和设置在车轴支架301上的弧形鞍座104a。而双座梁100的第一连接端101和第二连接端102分别通过其上的平面结构与相应的弧形鞍座104a的弧面结构滑动配合。从而使得双座梁100相对于车轴300a、300b能够进行前后、左右一定量的滑动，充分保证每根车轴均匀承载。

参见图5-图6，在具体滑动配合时，弧形鞍座104a上的左右两边立板104b、104c将会对双座梁100左右的移动量进行限制。同时，双座梁100上的挡块104、105(如图3所示)分别和每个弧形鞍座104a上的销子104e、104f也形成限位关系，限制双座梁前后移动量，从而实现对其所对应的双座梁100上第一连接端102和第二连接端103的滑动位置的限制，防止双座梁100的过度移动。

由于双座梁100与第一车轴300a和第二车轴300b之间的相对于滑动连接，使得双座梁100能够实时根据第一车轴300a和第二车轴300b运行情况来调整其与两车轴之间的相对位置关系，以便更好的实现第一车轴300a和第二车轴300b之间的联动，保证第一车轴300a和第二车轴300b上的车轮800a、800b同时着地。

在使用本系统时，通过本系统连接车架和车轴，并与两根车轴同时相接，驱动两根车轴联动，从而实现车轴两端的车轮同时着地，使得车轴和悬架系统之间受力平衡。当车辆的运行工况和荷载发生变化时，两根车轴所受力将会变化时，使得车轴和悬架系统之间的受力失去平衡，这时使得悬架系统中的弹性元件所承受的力发生变化，继而会使悬架系统中双座梁与弹性元件之间的受力失去平衡，产生不平衡力，该力将作用于系统中的双座梁；双座梁受力后，在所受力的驱动下，将会进行调整，从而对相应的车轴进行驱动调整，调整两车轴所受力，并使之平衡，同时使得弹性元件所产生的弹力和所承受的力平衡。这样能够保证两根车轴受力始终平衡，从而使得两根车轴上的车轮始终同时着地。

再者，双座梁与第一、第二根车轴之间可以相对地滑动，而不是固定式连接，有效地保证车辆在各种工况和各种载荷下，都能实现两轴联动，基本上保证在各种路面状况下两根车轴都能同时着地、均匀承载。

进一步，为了提高本系统的效果，本系统中的弹性元件500为橡胶弹簧系统。

参见图7，该橡胶弹簧系统500包括橡胶弹簧501和金属外罩502，胶弹簧501与金属外罩502都设计成圆柱形，同时金属外罩502与胶弹簧501相配合将胶弹簧501罩在其内部，同时金属外罩502与橡胶弹簧501之间有一定的间隙503(即采用间隙配合形成橡胶弹簧系统)。这样当车辆承载时，橡胶弹簧501首先受力变形，橡胶弹簧501的变形量随着载荷的增加而增加，当橡胶弹簧501变形量充满橡胶弹簧501与金属外罩502之间的间隙后，橡胶弹簧501与金属外罩502开始接触，产生新的受力变形关系，使系统承受更大的载荷。

本系统中采用橡胶弹簧作为弹性元件，与金属外罩等组成橡胶弹簧系统，实现非线性弹性悬架结构，满足车辆空载、轻载舒适性以及安全性要求，同时满足重载、满载稳定性、安全性要求。

进一步的，本系统中还包括两根减振器200(如图1所示)，两根减振器200的两端分别通过螺栓与双座梁的梁壁和车架连，并且使得两根减振器呈V形对称的分布在双座梁100和车架400之间。从而能够起到减轻路面振动等对车辆和货物的影响，保护车辆和货物，提高车辆舒适性。

为使整个两轴联动系统能够更完美地实现联动，在上述基本元件的基础上，还包括用于承受车轴所受纵向力和横向力的推力杆机构，该推力杆机构设置在两根车轴上，其由设置在车轴上的上推力杆机构和下推力杆机构相配合组成，保证所述功能优点的充分实现。

参见图1，本系统中的下推力杆机构是由若干下推力杆600组成的，下推力杆600的根数与车轴的数目相配合。每根下推力杆600相对于车轴纵向设置车轴下方，为此，每根下推力杆600的一端与车轴支架301位于车轴下方的部分相接，另一端通过车架吊架401与车架400相接，使得两车轴300a、300b上的下推力杆600对车设置。这样由该下推力杆承受相应车轴所受的纵向力，当车辆从静止起步或制动时，地面驱动力或制动阻力将通过车轮传递到车轴，再通过车轴支架传到纵向布置的下推力杆组，然后传递到车架吊架，在纵向布置的下推力杆结构尺寸限制和受力支承的共同保证下，以保证车轴的正确位置，保证车辆的正确行驶。下推力杆机构也将承受不同工况和道路状况下，车辆行驶当中产生的各种纵向力。保证车轴处于正确的既定的行驶姿态。

参见图2，为了与下推力杆600配合，上推力杆机构包括两组与车轴相对应的上推力杆组700，每组上推力杆组700都设置在相应的车轴上方。

每组上推力杆组700包括两根上推力杆701、702，每组上推力杆组700中的上推力杆701、702对称设置，这两根上推力杆701、702的一端通过同一车轴塔架302设置在相应车轴的上部，另一端分别通过车架支架401与车架400相接，连接采用橡胶衬套结构与螺栓固定方式进行，从而使得两根上推力杆701、702与相应车轴在纵向和横向都形成一定的角度，这样以便能够同时承受横向力和纵向力，不论是车辆起步或制动时，还是车辆行驶当中出现的横向力和纵向力，上推力杆组都可承受，进一步保证车轴保持正确的既定的行驶姿态。

为进一步优化上推力杆组700的连接结构，两根车轴上的上推力杆组采用对称设置，使得两车轴上推力杆组中的四根上推力杆形成平行四边形结构。平行四边形结构尺寸根据实际车辆应用情况和空间布置情况进行计算，精确设定的布置角度和边长，以实现最优化的受力效果，保证车辆拥有最优化的受力状态、保证车轴运动轨迹、提高抗侧倾能力。

根据上述技术方案得到的本系统使得挂车和载货车辆的三车轴之间相互关联，产生很好的联动关系，保证车辆的两根轴均匀承载。尤其在车辆通过不平路面时，两根车轴联动使得其上的车轮能总是同时着地。这时，载荷将会均匀地分布在两根车轴上，保证车轴受力不会过分增加，提高其使用寿命；而轮胎也将均匀受力，减少轮胎的磨损，增加其使用寿命。

另外，采用非线性橡胶悬架特性，减轻各种路况下路面对车辆的冲击，提高车辆底盘的使用寿命；同时，保护所装载货物，减少货物损坏的比率，降低用户的使用成本。

本悬架系统更具有降低用户运营成本、对使用工况和载荷适应性强的特点。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.两车轴联动的悬架系统，该悬架系统设置在车辆的车架与车辆的两根车轴之间，将载荷传递至两根车轴，所述悬架系统包括弹性元件，其特征在于，所述悬架系统还包括一用于联动的双座梁，所述双座梁的第一连接端和第二连接端分别通过滑动机构与相邻的第一车轴和第二车轴滑动相接，所述双座梁的第三连接端通过弹性元件与所述车架相接，从而使得第一车轴和第二车轴通过双座梁相互联动。

2.根据权利要求1所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统还包括两个减振器，所述两减振器分别与所述双座梁和所述车架连接。

3.根据权利要求2所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述两减振器对称分布。

4.根据权利要求1所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述弹性元件为橡胶弹簧系统，所述橡胶弹簧系统包括橡胶弹簧和金属外罩，所述金属外罩与橡胶弹簧间隙配合形成橡胶弹簧系统。

5.根据权利要求4所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述橡胶弹簧和金属外罩都为圆柱形。

6.根据权利要求1所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述滑动机构包括设置在第一车轴和第二车轴上的车轴支架和设置在车轴支架上的弧形鞍座，所述双座梁的第一连接端和第二连接端与所对应的弧形鞍座滑动配合；所述弧形鞍座限制其所对应的双座梁的第一连接端和第二连接端过度移动。

7.根据权利要求1所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统还包括用于承受车轴所受纵向力和横向力的推力杆机构，所述推力杆机构分别设置在两根车轴上，所述推力杆机构由车轴上的上推力杆机构和下推力杆机构相配合组成。

8.根据权利要求7所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述下推力杆机构包括若干与车轴相对应的下推力杆，所述每根下推力杆相对于车轴纵向设置车轴下方，所述每根下推力杆的一端通过车轴支架与车轴相接，另一端通过车架吊架与车架相接。

9.根据权利要求7所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述上推力杆机构包括两组与车轴相对应的上推力杆组，所述上推力杆组设置在车轴上方，所述上推力杆组的一端通过车轴塔架与相应的车轴相接，另一端通过车架支架与车架相接。

10.根据权利要求9所述的两车轴联动的悬架系统，其特征在于，所述每组上推力杆组包括两根上推力杆，所述两根上推力杆对称设置，两根上推力杆的一端通过同一车轴塔架与车轴相接，另一端分别通过车架支架与车架相接，从而使得两根上推力杆与相应车轴在纵向和横向都形成一定的角度，并且使得两根车轴上的上推力杆之间形成平行四边形结构。

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