CN104245370A - 非对称车轴装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于阻抑车辆，特别是重型车辆(诸如公共汽车或卡车)，中的振荡运动的方法和车轴装置(1)，目的在于实现在操作期间产生的共振频率的改变，以便实现在车辆运动期间更舒适的乘坐，该车轴装置包括以下部件，诸如借助于弹簧(5a-d)悬挂在车辆底盘(8)中的车轮轴(2)、弹性梁(4a、b)以及减震器(7a-d)。本发明是通过下述方式实现：改变所述车轴装置的几何形状，以使得第一弹簧(5a-d)的特性和/或距所述车轮轴(2)的距离(a)不同于所述第二弹簧(5a-d)的特性和/或距所述车轮轴(2)的距离，以使得在车轴装置(1)中建立非对称性，导致车轴装置(1)的固有对称运动改变成非对称运动，该非对称运动在车辆中的振幅/影响被很快地减少或阻抑。

Description

非对称车轴装置

技术领域

本发明大体上涉及车轴装置以及用于抑制/减少车辆中的振动和共振运动的方法。本发明特别地涉及用于重型商用车辆(诸如公共汽车)的后轴。本发明还涉及装备有所述车轴装置的车辆。

背景技术

重型商用车辆(诸如公共汽车)的后车轴装置通常作为悬梁的组成部分被对称地构成。这些弹簧例如在距车轮轴相同的距离处接附到弹性梁上，但沿车辆纵向方向看，其中之一位于车轮轴前方，另一个位于车轮轴后方。

车辆后轴的主要运动大体上是所谓的弹跳和俯仰运动，这些运动原则上被描述成对称运动。弹跳运动通常是弹性梁在垂直方向的运动，即弹性梁向上及向下的运动。俯仰运动通常是弹性梁围绕车轮轴的旋转运动。借助于所述弹簧，尽可能地试图将道路引起的运动和振动隔离开来。这些弹簧的安装方式显著影响从道路经由车轮和轴悬梁进入车辆底盘的振动的大小。

现有的后车轴装置非常重，并且在5-20Hz的频率范围内存在固有对称共振运动。人类对这个频率范围十分敏感，并且会感到很不舒服。因此需要减少共振，降低对它们的反应或降低它们的影响，潜在可以给车辆上的乘客和驾驶员带来更加舒适的乘坐体验。

已知的后车轴装置一般使得重要的部件(诸如弹簧等)在车轮轴的前部到车轮轴的后部对称地排列。不幸地，这导致显著的共振，因为这种排列在车轴装置中引起固有对称运动/振动，它们很难被一起阻抑。如果机构的对称性可以被改变，则共振效应可能会被减少。

因此本发明的基本构思是以简单的节省费用的方式实现后车轴装置改变，从而使得弹跳和俯仰运动成为机构较小程度的固有运动，换言之车轮悬梁的固有频率被改变，以使得开始的共振运动被更快地阻抑。

为解决这个问题以前曾做过尝试。US 4196786例如涉及一种装置，该装置通过将环形配重与车辆传动轴联接来阻抑后轴振动。每一个环形配重对称地置于在中心设置有差速齿轮的轴的各自一侧，用来向传动轴施加质量或重量，所述质量或重量改变轴的共振频率因而改变整个机构的共振频率。这个解决方法的缺陷是，有更多的部件被加到机构上，致使所述机构更重、更昂贵，并且在车辆制造过程中增加进一步的装配步骤。

因此需要新颖的、改善的车轴装置来解决所述问题并且该装置在制造和结构上简单易行。这样的车轴装置最好应当不进一步增加车辆的部件或重量，还应当使车辆生产成本低廉，与此同时消除现有技术中的缺点从而解决机构中的振动和共振问题。

这可以通过改变或破坏车轴装置的对称性来实现，以使得车轴装置的共振频率转换到更加可接受的频率范围。

在现有技术中没有能以简单的、节省费用的方式减少车轴装置中的振动和共振运动的任何车轴装置作为参考。

发明内容

本发明的一个目的是解决上述问题，并且提供车轴装置以及改变或破坏车轴装置机构对称性的方法，以使得机构的共振频率受到改变，并且共振运动被更有效地阻抑。

本发明进一步的目的是在机构中使用市售部件，从而降低费用。

本发明进一步的目的是该机构应当包括尽可能少的部件，从而有助于部件费用的最小化，并且实现经济有效的制造。

本发明进一步的目的是该机构能在现有机构或装置中实施而无需进行额外的改变。

根据本发明，这些以及进一步的目的及优点通过以在权利要求1中特征部分描述的特征为依据的装置来实现。

因此本发明大体上涉及车辆中的车轴装置，该车轴装置被构造成车轴装置以及它的部件的对称性被改变或破坏，从而实现减少使驾驶员和乘客在车辆运行中感到厌烦的频率范围内的振动和共振运动的目的。

根据本发明，这可以通过至少一个第一弹簧的特性和/或距车轮轴的距离与第二弹簧的特性和/或距车轮轴的距离不同来实现，因而在车轴装置中产生了非对称性，导致车轴装置的固有对称运动变成非对称运动，该非对称运动的振幅/影响在车辆中被很快减少或阻抑。然而，根据本发明，如果两个弹簧的位置或特性在一个弹性梁上被改变但在另一个弹性梁上没有被改变，则运动阻抑的效应则不会实现。弹簧的非对称性布置与车轮轴在车辆纵向上的位置相关。

弹簧例如可以是空气弹簧或钢簧，各弹簧具有不同的刚度/特性并且被设置在轴的两侧，或替代地，弹簧可以被安装在/固定在车轴装置中的不同的几何位置。以这种方法改变机构的对称性和/或特征还引起车轴装置的固有频率发生改变，以及使得车辆的弹跳和俯仰运动在车轴中不再是固有对称运动，以使得显而易见该弹跳以及俯仰运动不会允许车轴装置剧烈地摆动/振动。这意味着当弹跳或俯仰频率自道路经由车轮而被激励时，在车轴装置中的运动上出现固有阻抑影响，因为机构以“受迫”振荡频率而不是其正常固有频率开始振荡。因此后车轴装置中的运动阻抑在使驾驶员和乘客感到特别厌烦的频率范围内自动增加。

尽管简单，但是本发明消除了现有技术的缺点并且实现了可靠的弹动和阻抑功能。

此外，本发明使得可以使用市售部件，以致机构经济有效并且更容易实施。因为根据本发明该机构由几个部件组成，至少不多于已知的解决方案，因此所涉及的部件的成本将会低并且该机构的制造将会廉价。

本发明同样可在现有的车轴装置中实施，无需进行额外的结构改变，例如，通过将弹簧置换为相似但却有不同弹簧特性的弹簧。

本发明进一步的特征以及优点将通过本发明下述更详细的描述和附图以及其他的权利要求加以说明。

附图说明

图1是适于重型车辆(例如公共汽车)的已知类型的暴露的后车轴装置的立体图；

图2以后车轴装置一侧的侧视图形式更为详细地描述了穿过根据图1的后轴的剖视图；

图3是与图2中相同的侧视图，但是示出弹簧之一(图中为左簧)在弹性梁中的位置和紧固朝向后轴稍微向后位移，以便改变机构的对称性；

图4是与图2和图3中相同的侧视图，但是在这种情况下示出另一个弹簧(图中为右簧)在弹性梁中的位置和紧固在车辆中更靠近后轴稍微向前位移；

图5是与图2至图4中相同的侧视图，但使用具有不同尺寸、刚度和/或特性的弹簧；

图6示出弹性梁上的车轮轴的位置如何位移以实现机构共振频率的改变。

具体实施方式

本发明涉及用于阻抑和减少在运行期间在车辆中发生的振动和共振运动的车轴装置。本发明特别涉及用于重型商用车辆(例如公共汽车)的后车轴装置。

图1是已知类型的暴露的后车轴装置1的立体图，在此适于公共汽车并且主要包括车轮轴2，该车轮轴配置有置中定位的差速齿轮3，车辆的推进经由该差速齿轮进行，该车轮轴借助于两个弹性梁4a、b悬挂在车辆底盘(未绘出)中，每个弹性梁包括位于或靠近弹性梁端部的两个弹簧5a-d。弹簧5a-d可具有不同的类型/结构，例如所谓的空气弹簧/囊式空气弹簧、钢簧或类似物，该弹簧位于弹性梁4a、b上距车轮轴2相同距离处，沿车辆纵向观察，弹簧之一在车轮轴的前部，另一个弹簧在车轮轴的后部。后车轴装置1还配置有两个车轮6a、b，在车辆的行驶期间发生的振动和运动借助于四个减震器7a-d被阻抑，该四个减震器优选地也位于弹性梁6a、b的端部处，靠近弹簧5a-d，以便实现最大的阻抑效应。

图2更详细地描述了沿图1中的车辆的纵向方向穿过后轴2的剖视图，示出后车轴装置1的一侧的侧视图。在这里两个弹簧5a、b采用囊式空气弹簧的形式，其被装配在弹性梁4a的端部，并且使得该两个弹簧相应的相对立上侧紧固在车辆底盘8(在这里通过虚线表示)中。在弹性梁的中部，车轮轴2被定位在弹簧座9中。车轮或车轮对6a被装配在轴2的外端处。由直虚线连接的两个箭头表示车轴装置的弹跳运动x，该弹跳运动是弹性梁在垂直方向上的运动，以及由曲线连接的箭头类似地表示该装置的俯仰运动y，该俯仰运动是弹性梁围绕车轮轴的旋转运动、扭转运动。

图3基本上描述了与图2中相同的结构，但在此示出一个前弹簧5a(图中为左弹簧)在弹性梁中的位置和紧固稍微朝向后轴2(即在车辆中稍微向后)位移，以便改变机构的对称性并减少前弹簧5a和车轮轴2之间的距离a。从后弹簧5b到车轮轴的距离b保持不变，因此现在相对更大。

图4大致描述了与图2和图3中相同的结构，但在这种情况下示出后弹簧5b在弹性梁中的位置和紧固在车辆中朝向车轮轴2稍微向前位移。因此，从后弹簧5b到车轮轴的距离b变小，以及从前弹簧5a到车轮轴的距离保持不变。两个空气弹簧5a、b的位置当然可以在同一机构中进行移位，但如果是这样，则要以实现车轮悬挂的非对称性的方式移位。

图5示出如何使用具有不同特征(例如不同尺寸、刚度或特性)但具有位于弹性梁4a上的相同固定点的部件(在此描绘为具有不同尺寸的弹簧5a、b)。

各装置的组合当然是可以的。例如可以使用具有不同尺寸和特性的两个部件(诸如弹簧5a、b)，而与此同时，该部件在机构中(例如在弹性梁上)的位置在机构中形成非对称性。

图6示出车轮轴2在弹性梁4a上的位置如何改变以实现机构共振频率的改变/调整。在这种情况下，车轮轴的固定点已在弹性梁4a上向后移动(在图中以轻微夸大的方式描绘)，以致距前弹簧5a的距离a已增大而距后弹簧5b的距离b已减小。当然可以设想弹性梁本身可以较长并且在车辆中具有不是向前就是向后的较长长度，以致一个弹性梁4a、b的位置在机构中产生非对称性。

上述描述主要意图是使本发明更易于理解。然而本发明当然不限于上述具体实施例，本发明的其它变体也是可能的并且可以设想也在本发明的构思范围和下述权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.用于阻抑车辆，特别是重型车辆，诸如公共汽车或卡车，中的振荡运动的车轴装置(1)，以便实现在车辆运动期间更舒适的乘坐，所述车轴装置包括以下部件：诸如借助于弹簧(5a-d)悬挂在车辆底盘(8)上的车轮轴(2)、弹性梁(4a、b)以及减震器(7a-d)，其特征在于，

第一弹簧(5a-d)的特性和/或距车轮轴(2)的距离(a)与第二弹簧(5a-d)的特性和/或距车轮轴(2)的距离不同，以使得在所述车轴装置(1)中建立非对称性，致使车轴装置(1)的固有对称运动改变成非对称运动，所述非对称运动在车辆中的振幅/影响被很快地减少或阻抑。

2.根据权利要求1的车轴装置(1)，其特征在于，

弹簧(5a-d)在距车轮轴(2)不同的距离处接附在弹性梁(4a，b)上，以使得实现车轴装置(1)中的非对称性。

3.根据权利要求1或2的车轴装置(1)，其特征在于，

设置在同一个弹性梁(4a、b)上的弹簧(5a-d)具有不同的尺寸/特性。

4.用于实现阻抑车辆中，特别是重型车辆中，诸如公共汽车或卡车中，的振荡运动的方法，目的在于实现在操作期间产生的共振频率的改变，以便实现在车辆运动期间更舒适的乘坐，包括以下部件：诸如借助于弹簧(5a-d)悬挂在车辆底盘(8)上的车轮轴(2)、弹性梁(4a，b)以及减震器(7a-d)，其特征在于，

通过改变所述车轴装置的几何形状，以使得第一弹簧(5a-d)的特性和/或距车轮轴(2)的距离(a)不同于所述第二弹簧(5a-d)的特性和/或距车轮轴(2)的距离，以使得在车轴装置(1)中建立非对称性，以致车轴装置(1)的固有对称运动变成非对称运动，所述非对称运动在车辆中的振幅/影响被很快地减少或阻抑。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，

弹簧(5a-d)被定位在弹性梁(4a、b)上距所述车轮轴(2)不同距离处，以使得实现车轴装置(1)中的非对称性。

6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于，

具有不同特性的弹簧(5a-d)被定位在同一弹性梁(4a、b)上。

7.一种车辆，其具有根据权利要求1-3中任意一项的车轴装置(1)。