CN104608573B - 气囊提升桥结构板簧悬架系统和汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车技术领域,涉及一种气囊提升桥结构板簧悬架系统,其包括:气囊(4)、平衡梁(12)、第一板簧(8)、第二板簧(15)、第一推力杆(17)、第二推力杆(21)以及分别依次安装于车架(5)上的板簧前支架(16)、板簧中间支架(13)、气囊安装支架(3)和板簧后支架(6)。另外,还涉及一种汽车,包括上述的气囊提升桥结构板簧悬架系统。本发明的悬架系统刚度可控且能在重载时自动平衡分配轴荷而在空载时对提升桥进行提升。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,具体地,涉及一种气囊提升桥结构板簧悬架系统和汽车。
背景技术
目前板簧结构的载货汽车,特别是后轴是两轴或者多轴汽车,虽然承载量特别大,提高了装载率,但是当这些车空载时,不再需要这么多轴承载,而且两轴或者多轴与地面的产生的阻力能量消耗,增大了燃油消耗率,而且轴距较大,对操纵稳定性不利。但是后轴只有一轴的板簧结构的载货汽车,又满足不了大承载的要求。现有技术中通常采用悬挂方式来兼顾大载重、小燃油消耗率和好的操纵稳定性等要求。
货运汽车通常有机械、气动或液压悬挂三种方式。主要区别是在于这些悬挂组件与轴和汽车底盘连接方式。对于机械式悬挂系统是通过带有特定刚度的板簧来实现。对于空气式悬挂系统是通过空气弹簧来实现,其刚度由汽车空压力机或储气罐提供的压力空气决定。对于液压式悬挂系统是通过液压油缸来实现,刚度取决于油压动力源。
目前在机械式悬挂系统中的轴提升技术,熟知的是使用液压或机械装置。液压装置行之有效,但有一些弊端。通常这些系统非常复杂,汽车必须有可用的液压动力源或另外加装的动力源。而用机械式悬挂系统来提升桥是特别困难的,板簧必须尽可能地变形来提起轴(桥),但是板簧刚度难以控制,其无法通过消减某些能源来抵消,另外,被提升的轴固定在正上方某一位置,需通过链条或锚索等连接到汽车底盘,结构较为复杂。另外,采取悬挂方式虽有利于减小燃油消耗,但会使重载时两轴或多轴的载荷分布不均匀而造成货物运输安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种气囊提升桥结构板簧悬架系统,该悬架系统刚度可控且能在重载时自动平衡分配轴荷而在空载时对提升桥进行提升。
为了实现上述目的,本发明提供一种气囊提升桥结构板簧悬架系统,其包括:气囊、平衡梁、第一板簧、第二板簧、第一推力杆、第二推力杆以及分别依次安装于车架上的板簧前支架、板簧中间支架、气囊安装支架和板簧后支架;
其中,所述气囊上方安装有气囊上盖板,所述气囊下方安装有气囊下盖板,所述气囊下盖板与所述气囊安装支架连接;
所述平衡梁可旋转地安装于所述板簧中间支架上;
所述第一板簧的一端位于所述平衡梁的下方且与所述平衡梁可相对滑动地面接触,所述第一板簧的另一端位于所述板簧后支架的下方且与所述板簧后支架可相对滑动地面接触,用于安装后轮的提升桥安装于所述第一板簧,且所述提升桥架设于与所述气囊上盖板连接的悬挂部件上;
所述第一推力杆一端与所述提升桥铰接且另一端与所述板簧中间支架铰接;
所述第二板簧的一端位于所述板簧前支架的下方且与所述板簧前支架可相对滑动地面接触,所述第二板簧的另一端位于所述平衡梁的下方且与所述平衡梁可相对滑动地面接触,用于安装中轮的中桥安装于所述第二板簧;
所述第二推力杆一端与所述中桥铰接且另一端与所述板簧前支架铰接。
优选地,所述悬挂部件为第一U型螺栓。
优选地,所述第一U型螺栓与所述气囊上盖板螺纹连接。
优选地,所述平衡梁的中部通过中间轴可旋转地安装于所述板簧中间支架上。
优选地,所述板簧前支架和所述平衡梁上设有用于限制所述第二板簧沿所述中桥轴向移动的挡板。
优选地,所述平衡梁和所述板簧后支架上设有用于限制所述第一板簧沿所述提升桥轴向移动的挡板。
优选地,所述提升桥通过第二U型螺栓固定于所述第一板簧的中部。
优选地,所述中桥通过第三U型螺栓固定于所述第二板簧的中部。
优选地,所述气囊下盖板与所述气囊安装支架焊接。
本发明还提供一种汽车,包括上述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,且所述第一板簧、所述第二板簧、所述第一推力杆、所述第二推力杆、所述板簧前支架、所述板簧中间支架、所述平衡梁和所述板簧后支架均分别成对地设于所述汽车的车体两侧。
上述技术方案中的气囊提升桥结构板簧悬架系统,将机械式悬挂与空气式悬挂结合,使悬架系统结构简单且刚度可控。
首先,通过本发明的方案,使汽车空载行使过程中,通过气囊膨胀来实现提升桥上的轮胎不接触地面,有利于汽车空载时节约燃油,减少轮胎和其他元件损耗,提高的经济性,在这个条件下,负载允许重新分配在更少的轮胎上,实现轴荷转移,改善驱动桥轮胎与路面的附着性能,同时轴距缩短,可缩小汽车的转弯半径从而提高整车机动性能。
另一方面,汽车重载时气囊放气,提升桥上的轮胎落地,通过平衡梁与两个板簧的配合而自动平衡分配中后桥的轴荷,有效增加汽车的载货量,提高运输效率,减少安全隐患。
还有,本方案中板簧与板簧支架为可滑动地面接触,相对于常用的铰接方式,板簧在实现承受车体载荷和缓冲车体震动的基础上,消除了铰接产生的剪力和摩擦力所带来的应力集中,大大增加了板簧与板簧支架的使用寿命。同时,铰接于板簧支架与车桥上的推力杆承受纵向力(汽车前进方向)、横向力,起到导向作用的同时保证板簧不会在纵向和横向脱离板簧支架。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明气囊提升桥结构板簧悬架系统提升状态的结构图;
图2是本发明气囊提升桥结构板簧悬架系统未提升状态的结构图;
图3是本发明气囊提升桥结构板簧悬架系统的俯视图。
附图标记说明
图中,1:第一U型螺栓;2:气囊上盖板;3:气囊安装支架;4:气囊;5:车架;6:板簧后支架;7:气囊下盖板;8:第一板簧;9:后轮;10:提升桥;11:第二U型螺栓;12:平衡梁;13:板簧中间支架;14:中间轴;15:第二板簧;16:板簧前支架;17:第一推力杆;18:中轮;19:中桥;20:第三U型螺栓;21:第二推力杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
如图1所示,本发明的气囊提升桥结构板簧悬架系统包括:气囊4、平衡梁12、第一板簧8、第二板簧15、第一推力杆17、第二推力杆21以及分别依次安装于车架5上的板簧前支架16、板簧中间支架13、气囊安装支架3和板簧后支架6。其中,气囊4上方安装有气囊上盖板2,气囊4下方安装有气囊下盖板7,气囊上盖板2与气囊下盖板7分别与气囊4连接,可视为一体,气囊上盖板2与气囊下盖板7起着固定、密封、限位气囊作用。气囊下盖板7与气囊安装支架3连接(优选为焊接),气囊安装支架3安装于车架5的横梁上,此横梁位于提升桥10的上方;平衡梁12的中部通过中间轴14可旋转地安装于板簧中间支架13上。板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。
第一板簧8的一端位于平衡梁12(靠近板簧后支架6的一侧)的下方且与平衡梁12可相对滑动地面接触,第一板簧8的另一端位于板簧后支架6的下方且与板簧后支架6可相对滑动地面接触。其中,本发明中提到的相对滑动地面接触均指,两部件面接触,且两部件可相对滑动。第一板簧8中部向下凹陷而两端向上翘起,依靠翘起的两端支撑车体负载而同时通过板簧的变形起到缓冲震动的作用。用于安装后轮9的提升桥10通过第二U型螺栓11固定安装于第一板簧8的中部,提升桥10的轴向与汽车的前进方向(即纵向)基本垂直,第一板簧8的长度方向与汽车的前进方向基本平行。平衡梁12和板簧后支架6上,与第一板簧8面接触的位置设有与第一板簧8端部适配的弧面,便于第一板簧8的滑动,并且能增加接触面积,减小压强。面接触使板簧在实现承受车体载荷和缓冲车体震动的基础上,消除了铰接产生的剪力和摩擦力所带来的应力集中,大大增加了板簧与板簧支架的使用寿命。
还有,提升桥10架设于与气囊上盖板2连接的悬挂部件上,当汽车空载时,气囊充气,悬挂部件随着上盖板2向上移动,架设于气囊上盖板2上的提升桥10也随着向上移动,直至后轮9被提升悬空;如图2所示,当汽车重载时,气囊放气,悬挂部件向下移动至与提升桥10脱离,后轮9与地面充分接触。其中,悬挂部件优选为一对第一U型螺栓1,第一U型螺栓1正立设置(即U型螺栓中部下凹而两端上翘),其上端与气囊上盖板2螺纹连接,提升桥10架设于这一对第一U型螺栓1的下凹部分上,使提升桥10被提起时更容易保持水平状态。
另外,为了使牵引力由车轮传递到车架、货箱、车身,也就是传递给整车,本发明的悬架系统设有第一推力杆17,第一推力杆17一端与提升桥10铰接且另一端与板簧中间支架13铰接,如此设置,第一推力杆17起到导向作用,同时可保证第一板簧8不会在纵向和横向脱离平衡梁12和板簧后支架6。
同理,第二板簧15、第二推力杆21的安装原理分别参照第一板簧8、第一推力杆17。第二板簧15的一端位于板簧前支架16的下方且与板簧前支架16可相对滑动地面接触,第二板簧15的另一端位于平衡梁12(靠近板簧前支架16的一侧)的下方且与平衡梁12可相对滑动地面接触,用于安装中轮18的中桥19通过第三U型螺栓20固定安装于第二板簧15的中部;第二推力杆21一端与中桥19铰接且另一端与板簧前支架16铰接。中桥19跟提升桥10的连接形式一样,只不过中桥19是驱动桥,而提升桥10为非驱动桥,其用第一U型螺栓1钩住,在气囊4充气提升力作用下,提升桥10被提起,当气囊4提升力与第一板簧8的反作用力下保持平衡。
第一板簧8和第二板簧15分别与平衡梁12的两端部可滑动地面接触,平衡梁12中部通过中间轴14可旋转地安装于板簧中间支架13上,从而可对第一板簧8和第二板簧15承受的载荷自动进行平衡分配。
进一步地,板簧前支架16和平衡梁12上设有用于限制第二板簧15沿中桥19轴向移动的两块平行挡板。平衡梁12和板簧后支架6上设有用于限制第一板簧8沿提升桥10轴向移动的两块平行挡板,挡板起限位、耐摩擦、承受横向力的作用,而推力杆主要是承受纵向力的作用。
考虑到中轮18或者提升轮9有可能陷入路面凹陷处,使车桥往下移动而导致第一板簧8与板簧后支架6、第一板簧8与平衡梁12、第二板簧15与平衡梁12或者第二板簧15与板簧前支架16脱离,将第一板簧8和第二板簧15的长度适当延长,使第一板簧8的前后分别超出平衡梁12和板簧后支架6的用于与第一板簧8面接触的弧面一定长度,同理,第二板簧15的前后分别超出板簧前支架16和平衡梁12的用于与第二板簧15面接触的弧面一定长度,来防止中轮18或者提升轮9复位时,第一板簧8和第二板簧15与相应的弧面错位。
本发明还提供一种汽车,包括上述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,如图3所示,第一板簧8、第二板簧15、第一推力杆17、第二推力杆21、板簧前支架16、板簧中间支架13、平衡梁12、板簧后支架6均分别成对地设于车体两侧,具体地设于两平行的车架5的两侧,提升桥9安装于成对的第一板簧8上,中桥15安装于成对的第二板簧15上,而气囊4设于两第一板簧8之间。
当空载时,气囊4充气,第一U型螺栓1慢慢提升,当第一U型螺栓1下端与提升桥10接触后,提升桥10也慢慢被提升起来,同时,第一板簧8受到提升力的作用,第一板簧8开始反弓受力,而且随着第一板簧8反弓变形越大,第一板簧8的反作用就越大,当第一板簧8的反弓力与气囊4的提升力相对平衡时,提升桥10不再被提升处于静止状态。
根据本发明的方案,汽车空载行使过程中,通过气囊膨胀来实现提升桥上的轮胎不接触地面,有利于汽车空载时节约燃油,减少轮胎和其他元件损耗,提高的经济性,在这个条件下,负载允许重新分配在更少的轮胎上,实现轴荷转移,改善驱动桥轮胎与路面的附着性能,同时轴距缩短,可缩小汽车的转弯半径从而提高整车机动性能。
另一方面,汽车重载时气囊4放气,提升桥10上的轮胎落地,通过平衡梁12与两个板簧的配合而自动平衡分配中后桥的轴荷,有效增加汽车的载货量,提高运输效率,减少安全隐患。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述悬架系统包括:气囊(4)、平衡梁(12)、第一板簧(8)、第二板簧(15)、第一推力杆(17)、第二推力杆(21)以及分别依次安装于车架(5)上的板簧前支架(16)、板簧中间支架(13)、气囊安装支架(3)和板簧后支架(6);
所述气囊(4)上方安装有气囊上盖板(2),所述气囊(4)下方安装有气囊下盖板(7),所述气囊下盖板(7)与所述气囊安装支架(3)连接;
所述平衡梁(12)可旋转地安装于所述板簧中间支架(13)上;
所述第一板簧(8)的一端位于所述平衡梁(12)的下方且与所述平衡梁(12)可相对滑动地面接触,所述第一板簧(8)的另一端位于所述板簧后支架(6)的下方且与所述板簧后支架(6)可相对滑动地面接触,用于安装后轮(9)的提升桥(10)安装于所述第一板簧(8),且所述提升桥(10)架设于与所述气囊上盖板(2)连接的悬挂部件上;
所述第一推力杆(17)一端与所述提升桥(10)铰接且另一端与所述板簧中间支架(13)铰接;
所述第二板簧(15)的一端位于所述板簧前支架(16)的下方且与所述板簧前支架(16)可相对滑动地面接触,所述第二板簧(15)的另一端位于所述平衡梁(12)的下方且与所述平衡梁(12)可相对滑动地面接触,用于安装中轮(18)的中桥(19)安装于所述第二板簧(15);
所述第二推力杆(21)一端与所述中桥(19)铰接且另一端与所述板簧前支架(16)铰接。
2.根据权利要求1所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述悬挂部件为第一U型螺栓(1)。
3.根据权利要求2所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述第一U型螺栓(1)与所述气囊上盖板(2)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述平衡梁(12)的中部通过中间轴(14)可旋转地安装于所述板簧中间支架(13)上。
5.根据权利要求1所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述板簧前支架(16)和所述平衡梁(12)上设有用于限制所述第二板簧(15)沿所述中桥(19)轴向移动的挡板。
6.根据权利要求1所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述平衡梁(12)和所述板簧后支架(6)上设有用于限制所述第一板簧(8)沿所述提升桥(10)轴向移动的挡板。
7.根据权利要求1所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述提升桥(10)通过第二U型螺栓(11)固定于所述第一板簧(8)的中部。
8.根据权利要求1所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述中桥(19)通过第三U型螺栓(20)固定于所述第二板簧(15)的中部。
9.根据权利要求1所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,其特征在于,所述气囊下盖板(7)与所述气囊安装支架(3)焊接。
10.一种汽车,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的气囊提升桥结构板簧悬架系统,且所述第一板簧(8)、所述第二板簧(15)、所述第一推力杆(17)、所述第二推力杆(21)、所述板簧前支架(16)、所述板簧中间支架(13)、所述平衡梁(12)和所述板簧后支架(6)均分别成对地设于所述汽车的车体两侧。
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