CN103158826A - 三轮摩托车扭杆式前悬挂装置 - Google Patents

Abstract

一种三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，在方向柱下部固定连接两个对称的向下延伸且向后弯曲的后支撑管构成前叉，前叉的左、右后支撑管下端之间横向设置一扭杆弹簧减振器，扭杆弹簧减振器包括横支撑套管、扭杆中央固定装置和两个扭杆弹簧，左、右后支撑管连接固定横支撑套管，横支撑套管的中间位置固定连接扭杆中央固定装置，两个扭杆弹簧的固定端相向与扭杆中央固定装置周向固定，两个扭杆弹簧的自由端分别与左、右后支撑管下端设置的通孔空套配合，各扭杆弹簧的自由端周向固定连接一个摇臂，两摇臂的前端与前轮轴连接固定，使前轮前置于扭杆弹簧减振器前方。它既能保证三轮摩托车行走驾驶的舒适性，又能提高重载的承载力。

Description

三轮摩托车扭杆式前悬挂装置

技术领域

本发明涉及三轮摩托车悬挂领域，特别涉及一种三轮摩托车扭杆式前悬挂装置。

背景技术

三轮摩托车前轮的悬挂安装通常是在前叉设置带有减振弹簧的左、右前减振器，前轮位于左、右前减振器之间，通过轴连接在前减振器的下端，由此使前减振器成为前轮和车体之间的弹性连接件。前减振器和前叉一道支承车体的重量，吸收道路对车辆的冲击，衰减振动，缓冲车辆有关部件的受力，使车辆的使用寿命能够延长，并实现骑乘的舒适性和操纵的稳定性。目前的前减振器常用的大致有三类：一是无阻尼器的前减振器，其结构是将压缩弹簧套在减振器柱上，然后一并装在前叉的减振器筒内，通过压缩弹簧在外力冲击作用下的伸缩，来吸收冲击和振动。二是内弹簧式前减振器，其结构是将压缩弹簧装在内减振筒中，在外减振筒中设置活塞杆，内减振筒插入外减振筒中，活塞杆上的活塞环抵住压缩弹簧，内减振筒与外减振筒之间设有单向阀，活塞杆上设有使阻尼油通过的小孔，但前轮受冲击而使外减振筒上行时，减振器中的阻尼油经过单向阀和活塞杆上的小孔向上流动，在阻尼力不大时，外减振筒继续上行，使压缩弹簧压缩，当外减振筒内的空间越来越小时，阻尼增大，可防止外减振筒与内减振筒相撞击；当外减振筒因压缩弹簧的回复力而下行时，阻尼油因单向阀关闭而只能从活塞杆上的小孔流过，形成较大阻尼，能衰减压缩弹簧的振动。三是外弹簧式前减振器，外弹簧式减振器与内弹簧式前减振器本质上无多大区别，只是压缩弹簧设置在减振器外面。采用上述三类减振器安装在前叉上构成承载车体的支撑件和前轮转向控制件，因此对作为减振的压缩弹簧的要求较高，如果压缩弹簧比较软，其减振效果较好，驾驶感觉较为舒适，但抗冲击能力较差；如果压缩弹簧比较硬，其抗冲击能力增强，但减振效果不够好，驾驶的舒适性又较差。并且这些减振器都属于直筒式减振器，安装在前叉上其防撞能力和承载力相对较差，不能满足通常以载货为主的三轮摩托车的需要。另外，公开号为CN201647036U的《一种可调节外减震弹簧预压力的三轮摩托车前减震总成》公开了一种摩托车的前减震结构的技术方案，方向柱与上、下连接板配合连接，两根左右对称的前叉上部为圆柱，下部为向前弯曲的圆管，上部圆柱与下部圆管紧配合，两根前叉上部的圆柱与上连接板和下连接板配合连接，在前叉上部圆柱与下部圆管的配合部位设有加强环，两根前叉的下端分别与两根摇臂的一端连接。两副可调节外减震弹簧预压力的减震器的上端，分别与设在前叉下部圆管弯曲处的呈三角形的上支承座连接，下端与下支承座连接，下支承座与前轮装配套固定连接，前轮装配套与摇臂的另一端固定连接。在两副可调节外减震弹簧预压力的减震器的下端部分别设有一调节环，调节环的上端与外减震弹簧的下端紧贴，调节环下端的阶梯状锯齿与减震器下端部的限位块对应卡合。这种三轮摩托车前减震总成的减震器仍然是直筒式减振器，其采用的弹簧仍然是压缩弹簧，而这种结构的前减震总成，承载车体的支撑件仍然是外减震弹簧，因此与前三类减振器相同，同样存在对压缩弹簧的要求较高问题。并且当采用直筒式减振器时，车身重量依靠压缩弹簧支撑，这种压缩弹簧都相对较硬，压缩弹簧在外力冲击下的频繁振动明显，故减振效果也就相对较差。而这种直筒式减振器的结构也相对复杂，对压缩弹簧的要求较高，减振器的制作成本也相对较高，同时还存在承载力相对较差的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种三轮摩托车扭杆式前悬挂装置。它通过后支撑管、摇臂和扭杆弹簧减振器构成的三轮摩托车前悬挂装置，扭杆弹簧减振器装配在左右后支撑管上，左右摇臂周向固定在扭杆弹簧减振器上，摇臂前端悬挂前轮，使前轮的安装位置相对于扭杆弹簧减振器前置，它既能保证三轮摩托车行走驾驶的舒适性，又能提高重载的承载力。

本发明的目的是这样实现的：包括方向柱，所述方向柱下部固定连接两个对称的向下延伸且向后弯曲的后支撑管构成前叉，所述前叉的左、右后支撑管下端之间横向设置一扭杆弹簧减振器，所述扭杆弹簧减振器包括横支撑套管、扭杆弹簧和扭杆中央固定装置，所述横支撑套管于左、右后支撑管之间与左、右后支撑管连接固定，横支撑套管的中间位置固定连接扭杆中央固定装置，扭杆弹簧周向固定在扭杆中央固定装置上，扭杆弹簧左右延伸的两端分别与左、右后支撑管下端设置的通孔空套配合，扭杆弹簧的左右端部各周向固定连接一个摇臂，左、右摇臂平行向前延伸，两摇臂的前端与前轮轴连接固定，使前轮通过前轮轴安装悬挂在两个摇臂之间，前置于扭杆弹簧减振器前方。

所述左、右后支撑管下端各焊接有安装支座，所述安装支座设有开口槽，开口槽的两壁对称设置通孔，摇臂后端位于开口槽中与空套在通孔中的扭杆弹簧周向固定连接。

摇臂与扭杆弹簧的周向固定连接采用花键连接，所述摇臂后端设置开口花键孔，花键孔开口处设有与花键孔相割的螺栓孔，扭杆弹簧端部设置花键段，该花键段上设有定位环槽，扭杆弹簧端部的花键段插入摇臂开口花键孔，用定位螺栓紧固在螺栓孔中卡住定位环槽并使摇臂抱紧扭杆弹簧形成周向固定和轴向定位。

所述扭杆中央固定装置设有轴向贯穿的方孔，扭杆弹簧插入方孔与扭杆中央固定装置周向固定。

所述横支撑套管包括左、右套管两部分，左、右套管空套在扭杆弹簧上，左、右套管一端与位于中间的扭杆中央固定装置连接固定，左、右套管的另一端设有法兰盘，通过螺栓与后支撑管连接固定。

所述左、右后支撑管上分别固定设置有限位装置，该限位装置位于摇臂上方向下延伸，用于限制摇臂上升量的。

所述限位装置下端与摇臂之间的间距小于扭杆弹簧减振器的最大弹性变形量。

所述后支撑管的弯曲角度为125～135°。

所述左、右后支撑管的弯曲部与前轮轴之间分别铰接左、右前阻尼器。

由于采用了上述方案，使本发明三轮摩托车扭杆式前悬挂装置具有以下优点：

1.在方向柱下部固定连接两个对称的向下延伸且向后弯曲的后支撑管构成前叉，所述前叉的左、右后支撑管下端之间横向设置一扭杆弹簧减振器，扭杆弹簧减振器的扭杆弹簧左右延伸的两端分别与左、右后支撑管下端设置的通孔空套配合，扭杆弹簧的左右端部各周向固定连接一个摇臂，两摇臂的前端与前轮轴连接固定，使前轮通过前轮轴悬挂在两个摇臂之间，前置于扭杆弹簧减振器前方。这种三轮摩托车的前悬挂装置，通过横向安装在前叉的左、右后支撑管之间的一扭杆弹簧减振器来固定左、右摇臂，左、右摇臂的前端悬挂前轮，前轮在三轮摩托车行驶过程中产生振动出现上下跳动状况时，摇臂随之上下摇动，将冲击振动转换成扭矩传导给扭杆弹簧减振器，扭杆弹簧减振器的扭杆弹簧通过自身的弹性扭转运动使冲击振动幅度衰减消除，让前轮产生的冲击振动不能直接反射到与方向柱固定连接的后支撑管，由此实现减振，而后支撑管呈向后弯曲形状，也能衰减一定的呈上下直线跳动的振动冲击力，进一步提高减振效果。本发明前悬挂装置与现有的采用直筒式压缩弹簧减震器相比较，减振效果得到大幅度提高，增强了驾驶的舒适性。

2.由于扭杆弹簧减振器是横向设置在前叉的左、右后支撑管下端，前叉由横向设置的扭杆弹簧减振器支撑，而扭杆弹簧减振器的扭杆弹簧的承载强度远大于压缩弹簧的承载强度，故本发明前悬挂装置与现有的采用直筒式压缩弹簧减震器相比较，其承载力也得到大幅度提高，更适合于承载较大的三轮摩托车。

3.采用向下延伸且向后弯曲的后支撑管构成的前叉和扭杆弹簧减振器、摇臂组成的前悬挂装置，与采用直筒式减振器构成的前悬挂相比较，弹性件的材料和制作加工费用减少，生产成本得到降低。

4.所述扭杆中央固定装置设有轴向贯穿的方孔，扭杆弹簧的固定端设为方头插入方孔与扭杆中央固定装置周向固定。这种结构方式承受力矩的强度最大，能够保证扭杆弹簧与扭杆中央固定装置不容易损坏，而且装配方便，容易插入，加工也简单。

本发明结构简单、构思巧妙，既能提高减振效果，又能增强承载力，还能降低生产成本，适于三轮摩托车制造业采用。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为图1的B处局部放大图；

图3为图1的A向视图；

图4为图3的A-A向剖视图；

图5为图3的D-D向剖视图；

图6为图4的E处局部放大图；

图7为本发明的另一种实施例的结构示意图；

图8为本发明前悬挂装置在冲击振动下的状态示意图。

附图中，1为方向柱，2为后支撑管，3为安装支座，4为扭杆弹簧，4a为左弹性扭杆，4b为右弹性扭杆，4c为花键段，4d为定位环槽，4e为方头，5为摇臂，6为前轮轴，7为前轮，8为限位装置，9为橡胶头，10为挡泥板，11为方向柱连接座，12为扭杆弹簧减振器，13为扭杆中央固定装置，14为横支撑套管，14a为左套管，14b为右套管，15为螺栓，16为定位螺栓，17为前阻尼器，18为通孔，19为花键孔开口。

具体实施方式

参见图1至图6，本发明三轮摩托车扭杆式前悬挂装置的一种实施例，包括方向柱1，所述方向柱1下部固定连接两个对称的向下延伸且向后弯曲的后支撑管2构成前叉，两个后支撑管2的上端相向弯曲与一个方向柱连接座11焊接，方向柱1下端插入方向柱连接座11内焊接固定，方向柱连接座11的下端可以安装挡泥板10。所述后支撑管2的弯曲角度α为125～135°较佳。所述前叉的左、右后支撑管2下端之间横向设置一扭杆弹簧减振器12，所述扭杆弹簧减振器12包括横支撑套管14、扭杆弹簧4和扭杆中央固定装置13，所述横支撑套管14于左、右后支撑管2之间与左、右后支撑管连接固定，横支撑套管14的中间位置固定连接扭杆中央固定装置13，扭杆弹簧4周向固定在扭杆中央固定装置13上，扭杆弹簧4左右延伸的两端分别与左、右后支撑管2下端设置的通孔18空套配合（如图2所示），扭杆弹簧4的左右端部各周向固定连接一个摇臂5，左、右摇臂5平行向前延伸，两摇臂5的前端与前轮轴6连接固定，两个摇臂5的长度均大于摩托车前轮7的半径，使前轮7通过前轮轴6安装悬挂在两个摇臂5之间，前置于扭杆弹簧减振器12前方。为保证后支撑管2的连接强度，所述左、右后支撑管2下端各焊接有安装支座3，所述安装支座3设有开口槽，开口槽的两壁对称设置通孔18，摇臂5后端位于开口槽中与空套在通孔18中的扭杆弹簧4周向固定连接。本实施例的摇臂5与扭杆弹簧4的周向固定连接采用花键连接，所述摇臂5后端设置开口花键孔，花键孔开口19处设有与花键孔相割的螺栓孔，扭杆弹簧4端部设置花键段4c，该花键段4c上设有定位环槽4d，扭杆弹簧4端部的花键段4c插入摇臂5开口花键孔，用定位螺栓16紧固在螺栓孔中卡住定位环槽4d并使摇臂抱紧扭杆弹簧形成周向固定和轴向定位（如图8所示）；这种连接固定方式，使摇臂5与扭杆弹簧4既周向固定传递力矩，又轴向定位防止窜动，还有利于根据承载的需要，通过花键调整摇臂5装配的扭转初始角度，以适应不同承载的减振。或者摇臂与扭杆弹簧的周向固定连接也可采用方孔与方头配合的周向固定连接；或者采用摇臂与扭杆弹簧的周向固定连接也可用紧键连接固定。所述扭杆中央固定装置13设有轴向贯穿的方孔，扭杆弹簧4插入方孔与扭杆中央固定装置13周向固定。所述扭杆中央固定装置13采用圆柱形状，圆柱形状的扭杆中央固定装置13固定连接在横支撑套管14管内的中间位置，可采用焊接固定，或销钉固定。扭杆弹簧4可采用中段设为矩形台阶的一根扭杆装配在扭杆中央固定装置13设有的方孔中形成周向固定，本实施例的扭杆弹簧4采用左弹性扭杆4a和右弹性扭杆4b两根扭杆，所述左、右弹性扭杆4a、4b的一端设为方头4e，两根弹性扭杆的方头相向插入扭杆中央固定装置13的方孔中，分别与扭杆中央固定装置13周向固定连接，左、右弹性扭杆4a、4b的另一端分别空套在左、右后支撑管2下端的通孔18中，并与摇臂5后端周向固定连接，这样既能传递扭矩，也便于拆装维护。为方便装配，所述横支撑套14包括左套管14a、右套管14b两部分，左、右套管14a、14b空套在扭杆弹簧4上，左、右套管14a、14b一端与位于中间的扭杆中央固定装置13连接固定，本实施例采用焊接方式连接固定，也可以将左、右套管14a、14b套在扭杆中央固定装置13上用销钉固定。所述左、右套管14a、14b的另一端设有法兰盘14c，通过多个螺栓15与后支撑管2的安装支座3连接固定（如图4所示）。所述左、右后支撑管2上分别固定设置有限位装置8，该限位装置8位于摇臂5上方向下延伸，用于限制摇臂上升量的。所述限位装置8下端与摇臂5之间的间距小于扭杆弹簧减振器12的最大弹性变形量，这样可以保证扭杆弹簧减振器12的扭杆弹簧4在外力作用下的弹性扭转变形不会超出自身弹性极限，始终在具有的弹性变形区内，防止扭杆弹簧4在外力作用下进入塑性变形区。为避免摇臂5与限位装置8发生硬撞击，在限位装置8下端设置用于缓冲的橡胶头9，该橡胶头9为下端是球面的圆柱体，可以在摇臂5与限位装置8碰撞压力下变形起缓冲作用（如图8所示）。

参见图7，本发明不仅仅限于上述实施例，除上述实施例的结构外，还可以在所述左、右后支撑管2的弯曲部与前轮轴6之间分别铰接左、右前阻尼器17，设置前阻尼器17作用主要在于通过前阻尼器17减缓摇臂5的摇动速度，进一步消耗冲击能量，同时还能作为副支撑限制前轮7的摆动。

本发明扭杆式前悬挂装置安装在三轮摩托车上，当三轮摩托车在行驶时，前轮在冲击振动下产生上下跳动，带动摇臂上下摇动，摇臂将振动冲击力转换为扭矩传递给扭杆弹簧减振器，通过扭杆弹簧减振器的扭杆弹簧的扭动实现减振。当前悬挂轻载时，由于扭杆弹簧的扭转角度大，起到很好的减振效果；当前悬挂承受重载时，摇臂向上摇动受限于限位装置，限位装置抵住摇臂，扭杆弹簧的扭转保持在弹性变形区，从而保证前悬挂能承受较大的重载。

Claims (9)

1.一种三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，包括方向柱，其特征在于：所述方向柱下部固定连接两个对称的向下延伸且向后弯曲的后支撑管构成前叉，所述前叉的左、右后支撑管下端之间横向设置一扭杆弹簧减振器，所述扭杆弹簧减振器包括横支撑套管、扭杆中央固定装置和两个扭杆弹簧，所述横支撑套管于左、右后支撑管之间与左、右后支撑管连接固定，横支撑套管的中间位置固定连接扭杆中央固定装置，两个扭杆弹簧的固定端相向与扭杆中央固定装置周向固定，两个扭杆弹簧的自由端分别与左、右后支撑管下端设置的通孔空套配合，各扭杆弹簧的自由端周向固定连接一个摇臂，两个摇臂平行向前延伸，两摇臂的前端与前轮轴连接固定，使前轮通过前轮轴安装悬挂在两个摇臂之间，前置于扭杆弹簧减振器前方。

2.根据权利要求1所述的三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，其特征在于：所述左、右后支撑管下端各焊接有安装支座，所述安装支座设有开口槽，开口槽的两壁对称设置通孔，摇臂后端位于开口槽中与空套在通孔中的扭杆弹簧周向固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，其特征在于：摇臂与扭杆弹簧的周向固定连接采用花键连接，所述摇臂后端设置开口花键孔，花键孔开口处设有与花键孔相割的螺栓孔，扭杆弹簧端部设置花键段，该花键段上设有定位环槽，扭杆弹簧端部的花键段插入摇臂开口花键孔，用定位螺栓紧固在螺栓孔中卡住定位环槽并使摇臂抱紧扭杆弹簧形成周向固定和轴向定位。

4.根据权利要求1所述的三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，其特征在于：所述扭杆中央固定装置设有轴向贯穿的方孔，扭杆弹簧的固定端设为方头插入方孔与扭杆中央固定装置周向固定。

5.根据权利要求1所述的三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，其特征在于：所述横支撑套管包括左、右套管两部分，左、右套管空套在扭杆弹簧上，左、右套管一端与位于中间的扭杆中央固定装置连接固定，左、右套管的另一端设有法兰盘与后支撑管连接固定。

6.根据权利要求1所述的三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，其特征在于：所述左、右后支撑管上分别固定设置有限位装置，该限位装置位于摇臂上方向下延伸，用于限制摇臂上升量的。

7.根据权利要求7所述的三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，其特征在于：所述限位装置下端与摇臂之间的间距小于扭杆弹簧减振器的最大弹性变形量。

8.根据权利要求1所述的三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，其特征在于：所述后支撑管的弯曲角度为125～135°。

9.根据权利要求1所述的三轮摩托车扭杆式前悬挂装置，其特征在于：所述左、右后支撑管的弯曲部与前轮轴之间分别铰接左、右前阻尼器。

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