CN105313623A - 用于机动车辆的气动轴悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车辆的气动轴悬架。一种用于车辆的气动轴悬架，包括导向元件，该导向元件设置在车辆侧面、位于车架下面，并沿行驶方向延伸，且搁在车辆的轴元件上，而且，所述导向元件的末端通过铰接悬架灵活地连接至车架，每个导向元件具有从轴元件处向前伸出的部分和向后伸出的部分，其中至少一个部分装有弹性弹簧；所述气动轴悬架还具有气囊，以相对于车架支撑导向元件，每个气囊均位于导向元件与牢固固定至车架的上支座之间。导向元件的两个所述部分的其中一个部分被设计为刚性部分，而另一部分包括板簧，并且，所述气囊安装在车架的侧面，且所述气囊的上支座由连接至车架侧面的上支架构成。

Description

用于机动车辆的气动轴悬架

本申请是申请日为2009年09月03日，申请号为200980134607.6，发明名称为“用于机动车辆的气动轴悬架”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的气动轴悬架，其包括导向元件，该导向元件设置在车辆侧面、位于车架下面，并沿行驶方向延伸，且搁在车辆的轴元件上，而且，所述导向元件的末端通过铰接悬架灵活地连接至车架，每个导向元件具有从轴元件处向前伸出的部分和向后伸出的部分，其中至少一个部分装有弹性弹簧；所述气动轴悬架还具有气囊，以相对于车架支撑导向元件，每个气囊均位于导向元件与牢固固定至车架的上支座之间。

背景技术

气动轴悬架可以用于重型货车上，与机械轴悬架相比，前者更有利于提高驾驶的舒适度。此外，当装载或卸载车辆时能使底盘更容易提升和降低。另外，配备有此类气动轴悬架的车辆也更容易与拖车连接和分离。如此一来，能使马鞍板与车架同时气动提升和降低。另外，在装载状态或卸载状态，人们还可以控制空气弹簧使车架的高度大体保持相同。在本发明的类别定义的普遍实施例中，一个所述气动轴悬架包括细长的导向元件，该导向元件配置在车架下面的车辆两侧，并且沿行使方向伸展。这些导向元件依靠于车辆轴元件上，并且该导向元件的前端和后端通过铰接悬架与车架下侧相连，例如，与纵向支撑架相连。所述导向元件的一部分从所述轴元件向前伸展，并且该部分灵活的连接至所述车架，所述导向元件的另一部分也通过铰接连接与车架连接且向后伸展。上述部分中的至少一部分是弹性设计，这样才能使导向元件灵活地吸收部分轴载荷。

该导向元件包括装有弹簧的部分和悬架，该导向元件被构造为具有足够的硬度，以确保能满足轴的纵向定位和横向定位。所述刚性部分吸收了大部分的制动力矩。在一个特殊的结构中,所述导向元件包括一个在悬挂点两端伸展的板簧，而且，通过额外的板簧将该导向元件几乎一半长度加强,以确保所需的硬度及避免制动力矩引起的s型影响。

为了确保导向元件与车架之间的气动悬架，在所述导向元件和稳固连接于所述车架的上支座之间配置了气囊。在迄今为止的结构中，所述上支座由纵向支撑架的下法兰构成，从而所述气囊直接置于纵向支撑架之下。

对于车架高度低的车辆，导向元件与纵向支撑架的下法兰之间的结构空间非常有限。因此，安装于该空间的气囊高度也会受限制，从而影响气囊的提升路径。因此，这种结构使得很难把低车架高度与高提升路径结合起来。

为了获得较高的提升路径，气动轴悬架位于车辆每侧的轴元件通过两个平行纵向控制臂与车架相连。这些纵向控制臂确保着所述轴的纵向定位，而轴的横向定位由横向推杆提供，该横向推杆依靠在所述车架和轴悬架上，从而引导横向力进入车架里。在这种情况下，气囊也是安装于轴元件和车架的下法兰之间。虽然这种类型的悬架提供了高的提升路径，但是不能应用于低车架高度的车辆。此外，横向推杆产生了不利的驱动性能，并且悬架组件的总重相对较高。

发明内容

本发明的任务是提供上述类型的气动轴悬架，即使车架高度较低，该气动轴悬架也能实现车架从低位到高位的大范围提升路径,也不会损害车辆驱动性能。导向元件会进一步保证良好的轴元件的纵向和横向定位，并且结构上不会出现缺陷。

根据本发明，具有以下技术特征的气动轴悬架可完成该任务，用于车辆的气动轴悬架包括导向元件，该导向元件设置在车辆侧面、位于车架下面，并沿行驶方向延伸，且搁在车辆的轴元件上，而且，所述导向元件的末端通过铰接悬架灵活地连接至车架，每个导向元件具有从轴元件处向前伸出的部分和向后伸出的部分，其中至少一个部分装有弹性弹簧；所述气动轴悬架还具有气囊，以相对于车架支撑导向元件，每个气囊均位于导向元件与牢固固定至车架的上支座之间，其特征在于，导向元件的两个所述部分的其中一个部分被设计为刚性部分，而另一部分包括板簧，并且，所述气囊安装在车架的侧面，且所述气囊的上支座由连接至车架侧面的上支架构成。

根据本发明的气动轴悬架，导向元件的两部分之一，例如面对着车辆前端的部分被构造为刚性部分，如锻件或铸件。其余的部分则包括一个板簧，以保障悬架的部分的具体性能。

在这种情况下，所述气囊安装于车架的侧面。用于支撑车架上气囊的上支座由与车架侧面相连的上支架构成。

因此，气囊上的上支座可从车架侧面垂直移开。从而，用于安装气囊的空间不再局限于纵向支撑架的下法兰与导向元件之间的空间；反而，车架侧边可以提供更大的空间用于安装气囊。这产生了一些显著的优点。首先，这种结构与低车架高度容易结合。其次，可使用具有较高提升路径的气囊，从而可达到更大的提升路径。也就是说，通过应用本发明的轴悬架，即使低体型的车辆也可以气动地被提升很长一段距离。

导向元件刚性部分和装有弹簧部分的结合产生了好的驱动性能。特别的，所述轴可以毫无困难地纵向定位和横向定位。所述板簧可以确保轴的横向定位，而刚性部分也有助于轴的横向定位，并且能确保各单个组件之间连接的稳定性。如此以来，可以保证轴的纵向和横向的定位，并且可以吸收制动力矩，不受S型变形的影响。在本发明的车架中，所述刚性部分可设计为一个整体或者由几个相互连接的单个组件组合而成。

这里不需要用横向推杆确保轴的横向定位，该横向推杆是不利于驱动性能的部分。也不需要用相关系统来保证车架一侧与轴另一侧之间的横向连接。在前轴的悬架中，必要的转向角不受任何限制。此外，制动控制筒可以很容易与车轮悬架相结合。总之，本发明轴悬架减少了所需要的部分的数量。而且，使用可用于高体型车辆和低体型车辆的悬架结构也具有成本效益。

根据本发明的一个优选实施例，导向元件包括下支架，相应的气囊依靠于所述下支架上，并且所述支架从所述导向元件的刚性部分向外伸展。

所述下支架，比如可与导向元件的刚性部分设计为一个整体，形成安置气囊的下支座。支座可由平板构成，例如，该支座由一些从所述导向元件的刚性部分以弓形横向、向上和向下伸展出的臂支撑。

优选的，每个上支架通过缓冲器与导向元件相连。

根据另一个优选实施例，所述上支架由通过法兰安装于纵向支撑架侧面的部分构成的。

根据另一个优选实施例，位于车架下面的横杆，垂直于行驶方向，在车辆上的两个彼此相对的支架之间伸展。

根据本发明的气动轴悬架，该横杆使两个导向元件相互连接，而这两个导向元件相互对立地位于车辆两侧。该横杆能提高车架的稳定性。

根据另一个优选实施例，导向元件的前端与通过法兰安装于纵向支撑架前端的部分灵活地连接。所述部分为多功能部分，其前端可容纳车辆的其他部位。

根据另一个优选实施例，所述导向元件包括板簧的部分为始于所述轴元件，朝向行驶方向后方的部分。

附图说明

以下将说明本发明的优选实施例，请参照下面附图。

图1是根据本发明一个实施例的气动轴悬架的透视图；

图2展示了根据图1的车架前部结构的轴悬架装置；

图3是根据图2展示的轴悬架的截面图；

图4和图5为车辆的一个部分的侧视图，阐述了根据本发明轴悬架的实施例的功能。

具体实施方式

图1展示了本发明的两个气动轴悬架，该气动轴悬架置于车辆如重型货车的下部结构中。汽车行驶方向用箭头F表示，以下统称为“前方”，而向着车尾方向的反向统称为“后方”。气动轴悬架10安装于车架的下部结构之中，为了清楚起见，这里并没有展示全图。轴悬架10的左右两部分关于贯穿车辆中心的垂直面相互镜面对称。

轴悬架10包括两个细长的导向元件14、16，每个导向元件都依靠在车辆一侧的轴元件18之上。该轴元件18是车辆的前轴。导向元件14、16相互镜面对称。

图2详细展示了，位于车辆两侧的导向元件14、16的前端20、22和后端24、26通过铰接悬架灵活地与车架28连接，对此下面将会具体说明。在这些悬挂点20、22和24、26之间中间部分的某处，导向元件14、16依靠于轴元件18上。

面向前方的部分30、32，沿行驶方向F，从轴元件18伸展至导向元件14、16的前端20、22，而面向后方的部分34、36则延伸至后端24、26。前面部分30、32作为刚性部分设计为一个整体，例如，作为锻件或铸件。这样，相对于车架28，轴元件18与车架28之间形成枢轴连接。前面部分30、32可以以一定角度围绕着车架28上的铰接悬架旋转，即允许导向元件14、16相对车架28能够移动的角度。如图2所示，导向元件14、16的前端20、22通过铰链50，52与车架28连接，从而前面部分30、32与多功能元件54、56相连，该多功能元件54、56通过法兰横向安装于纵向支撑架46、48的前端。

导向元件14、16的其余后部34、36是由板簧构成，该板簧的前端与前面部分30、32连接，其后端通过摇臂38、40和车架连接件42、44安装于纵向支撑架46、48的后部。

在轴元件18的区域，近似弓形臂58、60被塑形为前面部分30、32的刚性部分，该弓形臂位于前面部分30、32的后端，并以弓形向外侧、向上和向后伸展。在其上端，臂58、60设置有近板形的支座62、64，该支座旨在支撑筒形气囊66、68。而且，臂58、60和板形支座62、64共同形成支架70、72，该支架从导向元件14、16的刚性前面部分30、32横向伸出。

依靠于支架70、72上的气囊66、68的上端固定在由上支架74、76构成的顶端支座上。该上支架74、76为包围气囊66、68的上端的部分，该上支架还包括两个靠车架里侧并且向下伸展的法兰部分78、80、82，该法兰部分78、80、82通过法兰安装于纵向支撑架46、48上。因此，依靠于气囊66、68上的支架组件74、76的那部分定位于高出各纵向支撑架46、48的顶端法兰84、86(请参照图2)。

综上所述，气囊66、68支撑着与车架28相关的导向元件14、16。气囊66、68也用于气动地提升与轴元件18相关的车架28。此外，在上支架74、76的顶端和导向元件14、16前面部分30、32的刚性部分的后端之间安装了缓冲器88、90。

横杆92的一端与上支架74、76的下部，即支架74、76的后法兰部分82的下端相连，该横杆沿与行驶方向F垂直的方向伸展，且该横杆的另一端与位于相应的另一个支架74、76的下端的车辆侧面相连。从而，横杆92进一步提高了用于轴元件18的含有两个气动轴悬架10、12的装置的稳定性。横杆92的两端用螺丝固定在相应的上支架74、76之上。

为了限制车架28的提升路径或者下降弹簧路径，在相应的纵向支撑架46、48的下法兰处安装了终点挡板94、96，而且上述终点挡板可紧靠相对应的挡板98、100，这些挡板则安装在位于轴元件18上面的前面部分30、32的刚性部分之上。

在导向元件14、16的后端24、26处，后面部分34、36的板簧设置有弹簧卷耳102、104，该弹簧卷耳枢轴安装以嵌入刚性可枢转元件106、108下端，该刚性可枢转元件的上端通过铰链110、112与车架连接件42、44枢轴连接，该车架连接件通过法兰横向安装至纵向支撑架46、48。这样便形成了摇臂38、40。

图2展示了位于相应纵向支撑架46、48之下的导向元件14、16的装置。把气囊66、68安装于车架28侧面，这意味着车架顶部边缘的高度与轴悬架10一起下降。气囊66、68的横向定位意味着气囊的长度以及所覆盖的提升路径可增大。这意味着即使车架顶部边缘的静态高度低，也可获得很大的提升高度。

图2也展示了车辆下部结构的其他细节，即包括了位于轴元件18两端的车轮悬架。这些细节对于该发明的功能性来说并不重要。本发明的轴悬架10、12的结构可以完成大的转向角和配置制动总泵，如参考资料114中图2所示。

导向元件14、16的前面部分30、32的刚性部分确保轴元件18的纵向定位和横向定位，并且能给控制臂提供高抗弯强度。另一方面，后部34、36则确保良好的弹性性能。当然，刚性部分没必要如本实施例所示的设计为一个整体，但是可以由多个单独的组件制成，以获得所需的硬度。

图3详细展示了前面部分30、32与后部34、36的连接。如图3所示，后部板簧34、36的朝前端嵌入前面部分30、32刚性部位的相应凹槽里。刚性控制臂的螺钉连接实现了牢牢地锁住各独立的组件。摩擦锁定加上穿透整个板簧末端的主栓116也确保了连接的牢固性。主栓116的下端伸入轴身18，而其上端容纳在前面部分30、32的刚性部分的后端，该前面部分通过法兰安装于轴元件18上。

图4和图5展示了配备有本发明轴悬架的另一实施例的车辆的不同提升状态。在这种情况下，铰接机构138替代了简易弹簧摇臂38、40并正对着板簧的末端，该铰接机构138包括两个相互可动连接的刚性元件。在图4中，车架28降低了，而且铰接机构138相互叠在一起，此处仅用图例展示。如果利用气囊提升车辆，则到达如图5所示的向上提起的位置。在提升的过程中，所述刚性前面部分30、32与前面多功能部分54、56一起绕铰链连接50、52转动，从而增加了轴元件18与车架28之间的距离。这种距离的变化导致弹簧的变形，同时防止铰接机构的超负荷工作。上面所述的机构弥补了使弹簧超负荷变形的路径。因此，即使车架顶部边缘处在较低的静止高度也很容易实现大的提升高度。

Claims (10)

1.用于车辆的气动轴悬架(10)，包括导向元件(14、16)，该导向元件设置在车辆侧面、位于车架(28)下面，并沿行驶方向(F)延伸，且搁在车辆的轴元件(18)上，而且，所述导向元件的末端(20、22、24、26)通过铰接悬架灵活地连接至车架(28)，每个所述导向元件(14、16)具有从轴元件(18)处向前伸出的部分(30、32)和向后伸出的部分(34、36)，其中至少一个部分(34、36)装有弹性弹簧；

所述气动轴悬架(10)还具有气囊(66、68)，以相对于车架(28)支撑导向元件(14、16)，每个气囊(66、68)均设置到车架(28)的侧面，位于导向元件(14、16)与牢固固定至车架(28)的侧面的上支架(74、76)之间，

其中，导向元件(14、16)的两个所述部分的其中一个部分(30、32)被设计为刚性部分，而另一部分(34、36)由板簧构成，

其特征在于，所述板簧(34、36)通过设想在所述板簧的一个第一末端处的铰接机构(138)连接到纵向支撑架(46、48)，所述板簧包括通过三个铰链可移动地连接彼此的两个刚性元件。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的气动轴悬架，其特征在于，当车辆车架(28)降低时，铰接机构(138)被折叠，且连接所述两个刚性元件的所述三个铰链中的一个铰链保持所述两个刚性元件成角度地彼此间隔开。

3.根据权利要求1或2所述的用于车辆的气动轴悬架，其中根据车辆的行驶方向，所述刚性部分是面向前方的部分，且所述板簧限定了导向元件(14、16)的面向后方的部分(34、36)，且所述板簧(34、36)包括与所述刚性部分(30、32)连接的第一朝前端，且所述朝前端通过限定摩擦锁定而封闭在所述刚性部分(30、32)的相应凹槽中。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的气动轴悬架，其特征在于，所述刚性部分(30、32)与所述板簧(34、36)之间的连接通过摩擦锁定加上垂直穿透所述板簧的第二末端的主栓(116)来实现，且主栓(116)的下端伸入到轴身(18)中，而上端容纳在前面部分(30、32)的后端，该前面部分通过法兰安装于轴元件(18)上。

5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的用于车辆的气动轴悬架，其特征在于，所述导向元件(14、16)包括下支架(70、72)，相应的气囊(66、68)依靠在下支架(70、72)上，导向元件(14、16)的刚性部分(30、32)从所述下支架处横向伸出。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的气动轴悬架，其特征在于，所述上支架(74、76)通过缓冲器(88、90)连接至相应的导向元件(14、16)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于车辆的气动轴悬架，其特征在于，所述上支架(74、76)由横向法兰安装至纵向支撑架(46、48)的部件构成。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的气动轴悬架，其特征在于，横杆在车架(28)下方延伸，该横杆与行驶方向(F)垂直，并位于处在车辆相对两侧的两个支架(74、76)的下部之间。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用于车辆的气动轴悬架，其特征在于，导向元件(14、16)的前端(20、22)与法兰安装至纵向支撑架(46、48)前端的部件(54、56)灵活地连接。

10.根据前述权利要求中任一项所述的用于车辆的气动轴悬架，其特征在于，相对于行驶方向(F)，导向元件(14、16)的包括板簧的部分(34、36)是从轴元件(18)处面向后方的部分。