CN102896993A - 特种车辆的三纵臂式非独立悬架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特种车辆的三纵臂式非独立悬架，即两个悬挂体顶端分别间隔固定连接车桥横梁，两块隔板分别垂直设于两个悬挂体中部，两个弧形摆臂两端分别铰接于两个悬挂体底端和车桥底面，两个液压油缸两端分别通过带关节轴承的销轴铰接于两个悬挂体一侧中部和两个弧形摆臂中部，连接杆设于车桥横向中心顶面，三角形摆臂包括两根拉杆和球铰壳体，两根拉杆的一端通过螺纹连接球铰壳体，球铰壳体设于连接杆顶面，两根拉杆另一端分别通过带关节轴承的销轴铰接两块隔板。本非独立悬架适用于车辆车架与车桥的连接，改善了悬架的受力状况，提高了悬架的使用寿命和车辆运行的稳定性，适应车架的大位移量升降要求。

Description

特种车辆的三纵臂式非独立悬架

技术领域

本发明涉及特种车辆的悬架，尤其涉及一种特种车辆的三纵臂式非独立悬架。

背景技术

特征车辆以其大吨位载重量、车体平台可升降等突出优点得到广泛的推广和应用，其广泛应用于造船、高铁建设、冶金等领域。用于冶金领域的特种车辆车架长、宽度宽；车架的垂直升降位移达600mm，载重量为80～200吨，车速为20～40km/h，以液力、静压两种传动方式并存；经实际使用，液力传动特种车辆具有运营效率高、维护成本低等突出优点，逐渐成为主流车型。在静压传动的特种车辆中，主动桥及从动桥均为非独立悬挂形式；在液力传动的特种车辆中，非独立悬挂的驱动桥（通桥）与独立悬挂的从动桥两者并存。非独立悬挂的特点是左右车轮用一根刚性轴连接起来，并通过悬架与车架相连，其驱动力矩由车桥上的主减速器获得，内外侧车轮靠差速器产生速度差来参与车辆的转向；独立悬挂的特点是同一轴线上布有两个车桥，通过各自悬架与车架相连接，驱动力矩源于液压马达。

传统载重汽车的驱动桥均采用非独立悬挂方式，用重叠板簧作为减震元件，重叠板簧两端与车架铰接，重叠板簧中心通过车桥支撑，车桥与车架之间在铅垂方向无法实现位移；而目前大型客车采用空气悬架，通过空气弹簧连接车架和车桥，其可在小范围（60mm）内调节车体高度，以适应承载量的变化。因此现有的两种悬挂方式均不能满足冶金领域采用非独立悬挂的特种车辆车架垂向大位移量升降的要求。

目前冶金领域的特种车辆，静压传动的特种车辆，车桥定位方式均为非独立悬挂。液力传动的特种车辆，从动桥采用独立悬挂方式，即，同一轴线上布置有两个独立悬挂的车桥，驱动桥为通桥，随着车辆制造厂商的不同，车桥定位方式大致分为两种形式，一种是采用双纵臂式非独立悬架，即仅有两个弧形摆臂，存在的缺陷是，车辆运行中摆尾现象较严重，弧形摆臂及悬挂体的焊缝处常出现裂纹。另一种是采用类似于四纵臂式非独立悬架，即两根拉杆与弧形摆臂平行，拉杆采用轴销与设于车桥的隔板通过螺栓连接在一起，存在的缺陷是，横向刚度不足，轴销座焊缝撕裂、拉杆与隔板的连接螺栓被拧断的现象时有发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种特种车辆的三纵臂式非独立悬架，本非独立悬架适用于车辆车架与车桥的连接，改善了悬架的受力状况，提高了悬架的使用寿命和车辆运行的稳定性，适应车架的大位移量升降要求。

为解决上述技术问题，本发明特种车辆的三纵臂式非独立悬架包括车架、车桥，所述车架包括车架两侧边梁和车架横梁，所述车架横梁垂直连接所述车架两侧边梁，所述车桥包括两端连接车轮的传动轴和连接传动轴的主减速器法兰，还包括两个悬挂体、两块隔板、两个液压油缸、两个弧形摆臂、三角形摆臂和连接杆，所述两个悬挂体顶端分别间隔固定连接所述车桥横梁，所述两块隔板分别垂直设于所述两个悬挂体中部，所述两个弧形摆臂两端分别铰接于所述两个悬挂体底端和车桥底面，所述两个液压油缸两端分别通过带关节轴承的销轴铰接于所述两个悬挂体一侧中部和两个弧形摆臂中部，所述连接杆设于所述车桥横向中心顶面，所述三角形摆臂包括两根拉杆和球铰壳体，所述两根拉杆的一端通过螺纹连接所述球铰壳体，所述球铰壳体设于所述连接杆顶面，所述两根拉杆另一端分别通过带关节轴承的销轴铰接所述两块隔板。

进一步，本悬架还包括两个蓄能器，所述两个蓄能器分别设于所述车架两侧边梁并蓄能器下腔液压管路连接所述两个液压油缸的液压管路。

进一步，上述连接杆与所述车桥纵向中心设有偏心距。

进一步，本悬架还包括缓冲尼龙套，所述缓冲尼龙套设于所述球铰壳体内并包裹球铰外圈。    

由于本发明特种车辆的三纵臂式非独立悬架采用了上述技术方案，即两个悬挂体顶端分别间隔固定连接车桥横梁，两块隔板分别垂直设于两个悬挂体中部，两个弧形摆臂两端分别铰接于两个悬挂体底端和车桥底面，两个液压油缸两端分别通过带关节轴承的销轴铰接于两个悬挂体一侧中部和两个弧形摆臂中部，连接杆设于车桥横向中心顶面，三角形摆臂包括两根拉杆和球铰壳体，两根拉杆的一端通过螺纹连接球铰壳体，球铰壳体设于连接杆顶面，两根拉杆另一端分别通过带关节轴承的销轴铰接两块隔板。本非独立悬架适用于车辆车架与车桥的连接，改善了悬架的受力状况，提高了悬架的使用寿命和车辆运行的稳定性，适应车架的大位移量升降要求。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明特种车辆的三纵臂式非独立悬架的结构示意图，

图2为图1的侧视图，

图3为图1的俯视图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明特种车辆的三纵臂式非独立悬架包括车架、车桥，所述车架包括车架两侧边梁11和车架横梁12，所述车架横梁12垂直连接所述车架两侧边梁11，所述车桥13包括两端连接车轮16的传动轴14和连接传动轴14的主减速器法兰15，还包括两个悬挂体21、两块隔板22、两个液压油缸23、两个弧形摆臂24、三角形摆臂和连接杆25，所述两个悬挂体21顶端分别间隔固定连接所述车桥横梁12，所述两块隔板22分别垂直设于所述两个悬挂体21中部，所述两个弧形摆臂24两端分别铰接于所述两个悬挂体21底端和车桥13底面，所述两个液压油缸23两端分别通过带关节轴承的销轴铰接于所述两个悬挂体21一侧中部和两个弧形摆臂24中部，所述连接杆25设于所述车桥13横向中心顶面，所述三角形摆臂包括两根拉杆26和球铰壳体27，所述两根拉杆26的一端通过螺纹连接所述球铰壳体27，所述球铰壳体27设于所述连接杆25顶面，所述两根拉杆26另一端分别通过带关节轴承的销轴铰接所述两块隔板22。

进一步，本悬架还包括两个蓄能器29，所述两个蓄能器29分别设于所述车架两侧边梁11并蓄能器29下腔液压管路分别连接所述两个液压油缸23的液压管路。蓄能器29内上腔充有氮气并固定在车架上，下腔与油缸相连接，蓄能器29用于吸收或释放能量。当路面不平顺时，液压油缸23被压缩或拉升，蓄能器29通过液压管路吸收或释放压力势能，对车辆的垂向振动起到缓和及衰减作用。

进一步，为便于三角形摆臂的转动，利于车架的升降，上述连接杆25与所述车桥13纵向中心设有偏心距。

进一步，为提高三角形摆臂的拉杆26与球铰壳体27之间的缓冲力，本悬架还包括缓冲尼龙套28，所述缓冲尼龙套28设于所述球铰壳体27内并包裹球铰外圈。

本悬架将车架与车桥弹性地连接起来，传递作用在车架和车轮之间所有力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，以保证车辆的正常行驶，同时提供车架足够的升降高度，满足特种车辆装载的需要。

本悬架由三角形摆臂和两个弧形摆臂构成三纵臂，三纵臂沿车架和车桥纵向布置。悬挂体和弧形摆臂是车架与车桥之间的过渡体；弧形摆臂在液压油缸的拉、伸作用下，可绕悬挂体下端做圆周运动，从而带动车桥上升或下降，弧形摆臂是连接车桥与悬挂体、承载垂向力、在车架升降过程中起摇臂作用的构件；三角形摆臂是本悬架的导向机构，主要用来传递车架与车桥之间的横向力，三角形摆臂的两根拉杆通过螺纹与球铰壳体连接，通过拧动螺纹可适当改变拉杆的长度，从而调整车架的升降量；液压油缸两端连接悬挂体一侧中部和弧形摆臂中部，主要用来传递车架和车桥的垂向载荷和车架的升降，当需车架处于最低位时，液压油缸排油，油缸活塞缩回，在车身重力作用下车架整体下降，以车架为参照系时车桥上升，油缸活塞带动弧形摆臂逆时针转动，连杆与车桥固结在一起做平面运动，即顺时钟摆动的同时，又向下位移，同时带动三角形摆臂逆时针转动，使车架平台趋于最低位，以便使特种车辆车架进出货物的承载框架。当需车架处于最高位时，液压油缸充油，油缸活塞升出，迫使弧形摆臂、三角形摆臂顺时针转动，连杆与车桥固结在一起做平面运动，即逆时针摆动的同时，又向上位移，使车架平台上升到最高位置，以车架为参照系时，车桥下降，便于特种车辆车架顶升货物的承载框架，实现货物的运输。车架的中间位置一般为车辆的运行高度位置，可由车架最低和最高位改变液压油缸行程来获得，以满足车辆行驶的要求。

本悬架当液压油缸活塞处于全伸出位置时，车架平台升至最高位，当液压油缸活塞处于全收缩位置时，车架平台降至最低位。在这两个极限位时，弧形摆臂的旋转角度为β、三角形摆臂的旋转角度为α、则车桥总高度变化值为H，亦即，车架在铅垂方向的升降量为H,本悬架中当α=44.3°β=47.5°则H=605mm。适当改变本悬架中杆件长度，即可得到所需要的H高度。满足特种车辆的升降需求。

本悬架的垂向力通过车架、悬挂体、液压油缸、弧形摆臂、车桥至车轮传递；纵向力（牵引力及制动力）通过车轮、车桥、弧形摆臂、悬挂体至车架传递，同时纵向力还通过车桥、三角形摆臂、悬挂体至车架传递；在横向力的传递方面，由于三角形摆臂与连接杆之间用球铰相连接，所以不传递扭矩，仅传递横向力并对车桥起横向稳定作用。横向力通过车架、悬挂体、三角形摆臂、连接杆、车桥至车轮传递；由此本悬架的受力状况良好，有效提高了悬架的使用寿命和车辆运行的稳定性。

本悬架采用三纵臂结构，三角形摆臂形成的平面结构，大幅增加了悬架的横向刚度，与双纵臂结构和四纵臂结构的非独立悬架相比，对车辆运行中的摆头现象、制动时的点头现象，起到良好的抑制作用，提高车辆运行的稳定性及各连接件连接的可靠性。三角形摆臂与连接杆之间采用球铰相连接，不传递扭矩，避免了在三角形摆臂内部产生扭转剪切力，三角形摆臂可传递所有的横向力，改善了弧形摆臂的受力状况。本悬架可使车架与车桥形成较大的垂向位移量，最大可达到800mm，完全可满足特种车辆的负载升降要求。同时采用液压油缸与蓄能器的油气悬挂方式，可使车辆的振动得到迅速地衰减，有利于提高车辆运行的平顺性。

本非独立悬架不仅适用于液力传动特种车辆，而且适用于机械传动特种车辆，只要是车辆驱动桥位通桥并车架需升降均可适用。可广泛应用于冶金、港口等领域的集装箱货物运输。

Claims (4)

1.一种特种车辆的三纵臂式非独立悬架，包括车架、车桥，所述车架包括车架两侧边梁和车架横梁，所述车架横梁垂直连接所述车架两侧边梁，所述车桥包括两端连接车轮的传动轴和连接传动轴的主减速器法兰，其特征在于：还包括两个悬挂体、两块隔板、两个液压油缸、两个弧形摆臂、三角形摆臂和连接杆，所述两个悬挂体顶端分别间隔固定连接所述车桥横梁，所述两块隔板分别垂直设于所述两个悬挂体中部，所述两个弧形摆臂两端分别铰接于所述两个悬挂体底端和车桥底面，所述两个液压油缸两端分别通过带关节轴承的销轴铰接于所述两个悬挂体一侧中部和两个弧形摆臂中部，所述连接杆设于所述车桥横向中心顶面，所述三角形摆臂包括两根拉杆和球铰壳体，所述两根拉杆的一端通过螺纹连接所述球铰壳体，所述球铰壳体设于所述连接杆顶面，所述两根拉杆另一端分别通过带关节轴承的销轴铰接所述两块隔板。

2.根据权利要求1所述的特种车辆的三纵臂式非独立悬架，其特征在于：本悬架还包括两个蓄能器，所述两个蓄能器分别设于所述车架两侧边梁并蓄能器下腔液压管路连接所述两个液压油缸的液压管路。

3.根据权利要求1所述的特种车辆的三纵臂式非独立悬架，其特征在于：所述连接杆与所述车桥纵向中心设有偏心距。

4.根据权利要求1所述的特种车辆的三纵臂式非独立悬架，其特征在于：本悬架还包括缓冲尼龙套，所述缓冲尼龙套设于所述球铰壳体内并包裹球铰外圈。

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