CN104527367A - 一种自卸车横向稳定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自卸车横向稳定装置，包括两根横向布置的连杆和一个扭转弹簧机构，所述扭转弹簧机构包括控制摇臂和主动轴，所述主动轴可旋转地安装于控制摇臂的中部并在旋转方向上具有弹性回复功能；所述控制摇臂竖直或倾斜布置，并位于自卸车整体式车桥的中部，两根连杆分别位于控制摇臂的两侧，各连杆的一端与控制摇臂铰接，另一端与整体式车桥铰接，所述主动轴与自卸车的车身固接。该装置在车轮跳动过程中，能够有效约束整体式车桥使其只产生垂直方向的相对运动，从而减小整体式车桥的侧向位移和轮胎磨损；同时在车身侧倾时，可提供非线性侧倾刚度和阻尼，并有效衰减颠簸路面引起的车身侧倾振动，改善车辆行驶性能。

Description

一种自卸车横向稳定装置
技术领域
本发明涉及自卸车底盘领域，特别涉及到一种自卸车横向稳定装置。
背景技术
现在自卸车上尤其是大吨位非公路自卸车上采用的传统横向稳定装置都是一根刚性杆件，一端通过关节轴承与整体式车桥相连，另一端则通过关节轴承与车身相连，这种结构有其明显的弊端。首先，传统横向稳定装置的几何结构非对称性致使在车轮跳动过程中整体式车桥将不可避免地发生侧向位移，导致轮胎非正常磨损，并且影响整车直线行驶性能。其次，自卸车一般行驶在凹凸不平的工矿路面，整体式车桥的侧向窜动频繁而且剧烈，传统横向稳定装置的结构非对称性导致整体式车桥的侧向窜动加速度直接传递给车身，恶化了整车行使舒适性。同时，传统横向稳定杆侧倾刚度是固定的，难于适应多变的工况环境。若侧倾刚度过小，车辆抗侧倾能力低，产生较大的侧倾角，整车操纵稳定性性较差；若侧倾刚度过大，易造成轮胎与地面的附着性差，导致轮胎抓地力不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种自卸车横向稳定装置，该装置能解决自卸车整体式车桥因车轮跳动过程中侧向位移偏大导致轮胎磨损严重和直线行驶性能不好的问题，而且能在不影响整车垂向刚度的前提下，实现自卸车车身侧倾刚度的非线性变化和车身侧倾振动的快速衰减，解决传统横向稳定装置导致的自卸车行驶性能欠佳的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种自卸车横向稳定装置，包括两根横向布置的连杆和一个扭转弹簧机构，所述扭转弹簧机构包括控制摇臂和主动轴，所述主动轴可旋转地安装于控制摇臂的中部并在旋转方向上具有弹性回复功能；所述控制摇臂竖直或倾斜布置，并位于自卸车整体式车桥的中部，两根连杆分别位于控制摇臂的两侧，各连杆的一端与控制摇臂铰接，另一端与整体式车桥铰接，所述主动轴与自卸车的车身固接。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述扭转弹簧机构为油气扭转弹簧，所述油气扭转弹簧包括控制摇臂、外部套筒和主动轴，所述外部套筒固定于控制摇臂的中部，所述外部套筒内形成有密闭的环形腔，所述主动轴套设于环形腔的中心孔内，所述环形腔沿圆周方向依次分隔为两个气室和两个油室，两个气室之间和两个油室之间互不相通，相邻的气室与油室之间通过阻尼孔连通，两个油室之间通过下摆格栅相隔，所述下摆格栅固接于主动轴上并可随主动轴的转动而摆动，两个油室的容积随着下摆格栅的摆动而改变。
所述油气扭转弹簧还包括钢板格栅，所述钢板格栅包括筒形板和固接于筒形板外侧的三块栅板，所述筒形板与外部套筒之间形成所述环形腔，所述主动轴套设于筒形板内，两个气室和两个油室由三块栅板和下摆格栅分隔而成，所述阻尼孔开设于栅板上，所述外部套筒的两端分别设有前端盖和后端盖。
所述的控制摇臂与外部套筒通过键槽连接，外部套筒与钢板格栅通过键槽连接，主动轴一端与车身固接，另一端通过键槽与下摆格栅连接，外部套筒的两端分别焊接有法兰盘，前后端盖与法兰盘通过螺栓固定连接。
所述下摆格栅上下接触面和前后端面配有密封环进行密封。
所述前后端盖的内侧设有阶梯状配合部，各配合处通过密封环密封。
所述后端盖端部留有充油充气孔。
各连杆使用球形关节轴承与整体式车桥和控制摇臂铰接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明通过连杆结构约束整体式车桥自由度，在车轮跳动过程中，使整体式车桥与车身只能产生垂直方向的相对运动，从而有效解决传统横向稳定装置的几何结构非对称性导致的整体式车桥侧向窜动和轮胎非正常磨损问题，同时提高整车直线行驶性能。
2、当车身发生侧倾时，和车身固接的主动轴与扭转弹簧机构的控制摇臂产生相对转动，由于主动轴在旋转方向上具有弹性回复功能，因此能够缓冲和衰减车身的侧倾运动，提升整车行驶性能。
3、本发明的扭转弹簧机构采用独特的油气扭转弹簧，当车身发生侧倾时，和车身固接的主动轴与油气扭转弹簧的控制摇臂产生相对转动，下摆格栅推动油液在油室和气室中流动，流经阻尼孔时产生阻尼力，能够衰减车身的侧倾运动，提升整车行驶舒适性；与此同时，主动轴下摆格栅的运动将导致左右气室气体(氮气)的压缩与膨胀，从而在不影响整车垂向刚度的条件下，为整车提供非线性变化的侧倾刚度。当车身侧倾幅度较小时，横向稳定装置侧倾刚度较小；当车身侧倾幅度较大时，横向稳定装置侧倾刚度较大，同时保证了较小的车身侧倾角和合适的轮胎接地性，有效提高多工况下驾驶员行驶稳定性。
综上所述，本发明是提出了一种具有油气扭转弹簧的自卸车横向稳定装置，通过改变传统横向稳定装置几何结构的非对称性以及加入油气扭转弹簧，可以解决在车轮跳动过程中传统横向稳定装置导致的整体式车桥侧向位移偏大、轮胎磨损严重、直线行驶性能不好、行驶性能欠佳的问题。
附图说明
图1为具有油气扭转弹簧的横向稳定装置整体安装效果图；
图2为具有油气扭转弹簧的横向稳定装置安装位置效果图；
图3为具有油气扭转弹簧的横向稳定装置效果图；
图4为油气扭转弹簧效果图(去除前端盖)；
图5为油气扭转弹簧前视图(去除前端盖)；
图6为控制摇臂前视图；
图7为外部套筒效果图；
图8为钢板格栅效果图；
图9为主动轴效果图；
图10为下摆格栅效果图；
图11为法兰盘效果图；
图12为前端盖效果图；
图13为后端盖前视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1、图2、图3，本发明的自卸车横向稳定装置，包括两根横向布置的连杆(2)和一个扭转弹簧机构，扭转弹簧机构包括控制摇臂(9)和主动轴(4)，主动轴(4)可旋转地安装于控制摇臂(9)的中部并在旋转方向上具有弹性回复功能；控制摇臂(9)竖直或倾斜布置，并位于自卸车整体式车桥(1)的中部，两根连杆(2)分别位于控制摇臂(9)的两侧，各连杆(2)的一端与控制摇臂(9)铰接，另一端与整体式车桥(1)铰接，主动轴(4)与自卸车的车身(5)固接。
参见图4、图5，本实施例中，扭转弹簧机构为油气扭转弹簧(8)，油气扭转弹簧(8)包括控制摇臂(9)、外部套筒(3)和主动轴(4)，外部套筒(3)固定于控制摇臂(9)的中部，外部套筒(3)内形成有密闭的环形腔，主动轴(4)套设于环形腔的中心孔内，环形腔沿圆周方向依次分隔为两个气室(16a)、(16b)和两个油室(17b)、(17a)，两个气室之间和两个油室之间互不相通，相邻的气室与油室之间通过阻尼孔(23)连通，两个油室(17b)、(17a)之间通过下摆格栅(14)相隔，下摆格栅(14)固接于主动轴(4)上并可随主动轴(4)的转动而摆动，两个油室的容积随着下摆格栅(14)的摆动而改变。
本实施例中，油气扭转弹簧(8)还包括钢板格栅(13)，钢板格栅(13)包括筒形板和固接于筒形板外侧的三块栅板，筒形板与外部套筒(3)之间形成环形腔，主动轴(4)套设于筒形板内，两个气室和两个油室由三块栅板和下摆格栅(14)分隔而成，阻尼孔(23)开设于栅板上，外部套筒(3)的两端分别设有前端盖(10)和后端盖(12)。
参见图6至图9，本实施例中，控制摇臂(9)与外部套筒(3)通过键槽(21)连接，外部套筒(3)与钢板格栅(13)通过键槽(22)连接，主动轴(4)一端与车身(5)固接，另一端通过键槽(24)与下摆格栅(14)连接，外部套筒(3)的两端分别焊接有法兰盘(15)，前后端盖(10)、(12)与法兰盘(15)通过螺栓(11)固定连接。
参见图10，本实施例中，下摆格栅(14)上下接触面和前后端面配有密封环(18)进行密封，可有效隔绝外界与油气弹簧腔之间的连接，保证良好的密封性能。
参见图11、图12，本实施例中，前后端盖(10)、(12)的内侧设有阶梯状配合部，各配合处通过密封环(19)、(20)和(25)密封。
参见图13，本实施例中，后端盖(12)端部留有充油充气孔(26)。油气扭转弹簧安装到车辆上后，油液从后端盖(12)上的充油充气孔(26)注入，直到其从格栅板的阻尼孔上进入上部空腔并占据一定体积后，再从控制摇臂上的充油充气孔充入高压惰性气体一般为氮气。
本实施例中，各连杆(2)使用球形关节轴承(6)、(7)与整体式车桥(1)和控制摇臂(9)铰接。实现车身和整体式车桥除了沿横向稳定装置轴向转动外还可有一定的移动，球形关节轴承的尺寸设计和转动角度的设计可由实际车辆结构参数以及性能要求决定，一般来说，以保证车辆实际极限转动角度不超过关节轴承允许角度的80％为宜。

Claims (8)

1.一种自卸车横向稳定装置，其特征在于：包括两根横向布置的连杆(2)和一个扭转弹簧机构，所述扭转弹簧机构包括控制摇臂(9)和主动轴(4)，所述主动轴(4)可旋转地安装于控制摇臂(9)的中部并在旋转方向上具有弹性回复功能；所述控制摇臂(9)竖直或倾斜布置，并位于自卸车整体式车桥(1)的中部，两根连杆(2)分别位于控制摇臂(9)的两侧，各连杆(2)的一端与控制摇臂(9)铰接，另一端与整体式车桥(1)铰接，所述主动轴(4)与自卸车的车身(5)固接。
2.根据权利要求1所述的自卸车横向稳定装置,其特征在于，所述扭转弹簧机构为油气扭转弹簧(8)，所述油气扭转弹簧(8)包括控制摇臂(9)、外部套筒(3)和主动轴(4)，所述外部套筒(3)固定于控制摇臂(9)的中部，所述外部套筒(3)内形成有密闭的环形腔，所述主动轴(4)套设于环形腔的中心孔内，所述环形腔沿圆周方向依次分隔为两个气室(16a)、(16b)和两个油室(17b)、(17a)，两个气室之间和两个油室之间互不相通，相邻的气室与油室之间通过阻尼孔(23)连通，两个油室(17b)、(17a)之间通过下摆格栅(14)相隔，所述下摆格栅(14)固接于主动轴(4)上并可随主动轴(4)的转动而摆动，两个油室的容积随着下摆格栅(14)的摆动而改变。
3.根据权利要求2所述的自卸车横向稳定装置,其特征在于，所述油气扭转弹簧(8)还包括钢板格栅(13)，所述钢板格栅(13)包括筒形板和固接于筒形板外侧的三块栅板，所述筒形板与外部套筒(3)之间形成所述环形腔，所述主动轴(4)套设于筒形板内，两个气室和两个油室由三块栅板和下摆格栅(14)分隔而成，所述阻尼孔(23)开设于栅板上，所述外部套筒(3)的两端分别设有前端盖(10)和后端盖(12)。
4.根据权利要求3所述的自卸车横向稳定装置，其特征在于，所述的控制摇臂(9)与外部套筒(3)通过键槽(21)连接，外部套筒(3)与钢板格栅(13)通过键槽(22)连接，主动轴(4)一端与车身(5)固接，另一端通过键槽(24)与下摆格栅(14)连接，外部套筒(3)的两端分别焊接有法兰盘(15)，前后端盖(10)、(12)与法兰盘(15)通过螺栓(11)固定连接。
5.根据权利要求3所述的自卸车横向稳定装置，其特征在于，所述下摆格栅(14)上下接触面和前后端面配有密封环(18)进行密封。
6.根据权利要求3所述的自卸车横向稳定装置，其特征在于，所述前后端盖(10)、(12)的内侧设有阶梯状配合部，各配合处通过密封环(19)、(20)和(25)密封。
7.根据权利要求3所述的自卸车横向稳定装置，其特征在于，所述后端盖(12)端部留有充油充气孔(26)。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的自卸车横向稳定装置，其特征在于，各连杆(2)使用球形关节轴承(6)、(7)与整体式车桥(1)和控制摇臂(9)铰接。
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