CN106043465B - 一种长轴距低地板轻量化全独立悬架客车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长轴距低地板轻量化全独立悬架客车，车身骨架由下车体骨架、前围骨架、侧围骨架、后围骨架和顶盖骨架组成，各骨架均由铝合金制成，动力电池组安装于下车体骨架的中部，在下车体骨架的前端设置前驱动转向桥，后端设置后驱动桥。本发明针对传统客车结构的特点，通过各系统的优化创新设计，通过轻量化悬架设计开发，铝合金车身骨架设计，实现长轴距及低地板结构，设计搭载新能源纯电动或混合动力驱动系统，应用轻量化材料，具有绿色节能、强度高、重量轻、低地板等特点，使客车具备较好的动力性、舒适性和车辆操控性能。
Description
技术领域
本发明属于客车技术领域，具体地说，特别涉及一种长轴距低地板轻量化全独立悬架客车。
背景技术
传统客车结构由方(矩)形钢管车身骨架，前双横臂(扭杆减震器)、后整体桥(板簧减震器)、燃油动力前驱或后驱动力系统组成，其结构形式导致有较高的地板设计，轴距较短，由于基本上采用钢或者铸铁材料，通过焊接或螺接而成，导致空间利用较低，重量较大，且油耗高，不节能环保。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种长轴距低地板轻量化全独立悬架客车。
本发明技术方案如下：一种长轴距低地板轻量化全独立悬架客车，包括动力电池组和车身骨架，其特征在于：所述车身骨架由下车体骨架、前围骨架、侧围骨架、后围骨架和顶盖骨架组成，各骨架均由铝合金制成，所述前围骨架的上端与顶盖骨架固定连接，下端与下车体骨架固定连接，前围骨架后部的左右两端与对应侧侧围骨架的前端固定连接，所述侧围骨架的后端与后围骨架的前端固定连接，后围骨架的上下两端分别与顶盖骨架和下车体骨架固定连接，所述动力电池组安装于下车体骨架的中部，在下车体骨架的前端设置前驱动转向桥，后端设置后驱动桥。
本发明具有以下特性：
(1)轻量化车身骨架
该客车车身骨架主体应用铝合金材料，主要承重件均为整体式结构，根据结构特点及要求局部加固，具有低地板设计特性、强度高、质量轻、工艺简单等优点。
(2)新能源驱动系统
驱动系统可以采用新能源动力系统，根据车型动力性及结构、布置需求，可以搭载纯电动或混合动力系统，布置方式可为前置前驱、后置后驱或者前后布置独立四驱形式，解决了传统燃油动力的油耗和污染问题。
(3)长轴距、低地板
底盘悬架同样采用轻量化设计，并搭载新能源动力驱动系统，可以实现低地板结构形式。整车设计为长轴距，提高低地板区域长度及地板占比，便于上下乘客及降低整车高度。
长轴距低地板结构簧下质量低，整车重心低，质心分配合理，有利于整车轴荷分配，具有较好的动力性，舒适性相对较好，并且对于悬架系统拥有更好的动态响应，车辆操控性能好。
所述前驱动转向桥具有前驱动桥支架，该前驱动桥支架的左右两侧各设置一组前下摆臂，每组前下摆臂分为前后两根，各前下摆臂的内端通过橡胶衬套与前驱动桥支架连接，同组中两根前下摆臂从内向外的方向通过弯曲变形逐渐收拢，且前下摆臂的外端通过球头销与前转向节连接，在每组前下摆臂的上方均设有前上摆臂，该前上摆臂为三角形，前上摆臂的一个角通过球头销与前转向节连接，前上摆臂的另外两个角通过橡胶衬套与下车体骨架连接，在所述前上摆臂上设置前悬架弹性元件，该前悬架弹性元件的下端与前上摆臂连接，前悬架弹性元件的上端与托盘连接，托盘固定于下车体骨架上，并在托盘与同侧的其中一根前下摆臂之间连接前减震器总成。
同侧的前上摆臂和两根前下摆臂构成双球节独立悬架，前上、下摆臂均通过球头销与前转向节连接，使得安装在球头销上的前转向节具备多个方向的旋转自由度，这样虚拟传统结构的转向主销，更有利于提升车辆的转向性能。同侧的两根前下摆臂具有弯曲特征，不仅结构强度好，而且可以用来避开前轮在转向过程中的干涉。在前上摆臂上通过托盘设置前悬架弹性元件，且托盘与同侧的其中一根前下摆臂之间连接前减震器总成，结构紧凑，易于布置及安装，使前驱动转向桥具有良好的减震性能。
所述后驱动桥具有后驱动桥支架，该后驱动桥支架的左右两侧对称设置后转向节，在后驱动桥支架与后转向节之间设置后上摆臂和后下摆臂，后上摆臂及后下摆臂均为梯形，后上摆臂的内端通过前后两个橡胶衬套与后驱动桥支架连接，后上摆臂的外端通过一根带轴承的转轴与后转向节连接，所述后下摆臂的内端通过前后两个橡胶衬套与后驱动桥支架连接，后下摆臂的外端通过两根带轴承的转轴与后转向节连接，在每根后上摆臂的前后侧分别设置第一后悬架弹性元件和第二后悬架弹性元件，各后悬架弹性元件的上端均与下车体骨架连接，下端与对应侧的后下摆臂连接，在第二后悬架弹性元件的旁边设置后减震器总成，后减震器总成连接于下车体骨架与后下摆臂之间。
同侧的后上摆臂和后下摆臂构成双横臂悬架，各后摆臂均为梯形，一方面有利于周边件布置及安装，能提高周边件装配的便捷性；另一方面，能够增大后摆臂内侧受力点，提高自身的强度及耐久度。后摆臂通过带轴承的转轴安装在后转向节上，后转向节可适配不同尺寸的制动系统以适应不同车型的选配，同时也可根据需求选择安装单个轮胎或轮胎组。在后摆臂的前后侧均设置后悬架弹性元件，能够使后摆臂受力平衡，满足了客车的重载要求，配备后减震器总成使得后驱动桥具有良好的减震性能。
作为优选，所述前悬架弹性元件为空气弹簧或螺旋弹簧，所述第一后悬架弹性元件为空气弹簧或螺旋弹簧，所述第二后悬架弹性元件也为空气弹簧或螺旋弹簧。
所述前下摆臂、前上摆臂、后上摆臂和后下摆臂均为锻钢件或锻铝件。通过锻造件的使用相比常规铸造件具备良好的轻量化性能，若采用锻铝件能够进一步降低底盘重量。
为了简化结构，方便选材及加工制作，确保结构强度，所述前驱动桥支架和后驱动桥支架均为框架结构，并采用钢材或铝合金制成。
有益效果：本发明针对传统客车结构的特点，通过各系统的优化创新设计，通过轻量化悬架设计开发，铝合金车身骨架设计，实现长轴距及低地板结构，设计搭载新能源纯电动或混合动力驱动系统，应用轻量化材料，具有绿色节能、强度高、重量轻、低地板等特点，使客车具备较好的动力性、舒适性和车辆操控性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是前驱动转向桥和后驱动桥的布置示意图。
图3是前驱动转向桥的结构示意图。
图4是后驱动桥的结构示意图。
图5是前驱动系统的结构示意图。
图6是后驱动系统的结构示意图。
A-前驱动转向桥；B-后驱动桥；1-下车体骨架；2-动力电池组；3-前驱动桥支架；4-前下摆臂；5-前转向节；6-前上摆臂；7-制动钳总成；8-前悬架弹性元件；9-托盘；10-前减震器总成；11-前驱动电机；12-前减速箱总成；13-前传动半轴；14-前轮总成；15-后驱动桥支架；16-后转向节；17-后上摆臂；18-后下摆臂；19-后轮总成；20-第一后悬架弹性元件；21-第二后悬架弹性元件；22-后减震器总成；23-后驱动电机；24-后减速箱总成；25-后传动半轴；26-前围骨架；27-侧围骨架；28-后围骨架；29-顶盖骨架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、图2所示，车身骨架由下车体骨架1、前围骨架26、侧围骨架27、后围骨架28和顶盖骨架29组成，下车体骨架1、前围骨架26、侧围骨架27、后围骨架28及顶盖骨架29均由铝合金制成。前围骨架26的上端与顶盖骨架29固定连接，前围骨架26的下端与下车体骨架1固定连接，前围骨架26后部的左右两端与对应侧侧围骨架27的前端固定连接。后围骨架28的上端与顶盖骨架29固定连接，后围骨架28的下端与下车体骨架1固定连接，后围骨架28前部的左右两端与对应侧侧围骨架27的后端固定连接。动力电池组2安装于下车体骨架1的中部，在下车体骨架1的前端设置前驱动转向桥A，下车体骨架1的后端设置后驱动桥B。
如图2、图3和图5所示，前驱动转向桥A的结构及安装方式如下：
前驱动桥支架3为框架结构，并优选采用钢材或铝合金制成，该前驱动桥支架3固定于下车体骨架1上。在前驱动桥支架3的左右两侧各设置一组前下摆臂4，左右两组前下摆臂4相对称。每组前下摆臂4分为前后两根，各前下摆臂4的内端通过橡胶衬套与前驱动桥支架3连接，同组中两根前下摆臂4从内向外的方向通过弯曲变形逐渐收拢，且前下摆臂4的外端通过球头销与前转向节5连接。在每组前下摆臂4的上方均设有前上摆臂6，该前上摆臂6为三角形，前上摆臂6的一个角通过球头销与前转向节5连接，前上摆臂6的另外两个角通过橡胶衬套与下车体骨架1连接。上述前下摆臂4和前上摆臂6均为锻钢件或锻铝件。
在左右两边的前上摆臂6上均设置前悬架弹性元件8，左右两边的前悬架弹性元件8相对称，该前悬架弹性元件8根据需要可以是空气弹簧，也可以是螺旋弹簧。前悬架弹性元件8的下端与前上摆臂6连接，前悬架弹性元件8的上端与托盘9连接，托盘9固定于下车体骨架1上。在托盘9与同侧的其中一根前下摆臂4之间设置前减震器总成10，左右两边的减震器总成10相对称，前减震器总成10的上端与托盘9连接，前减震器总成10的下端与对应的前下摆臂4连接。
在前驱动桥支架3上安装前驱动电机11，该前驱动电机11的前方设置前减速箱总成12，前减速箱总成12也安装于前驱动桥支架3上。前减速箱总成12具有一个输入端两个输出端，前驱动电机11的输出轴与前减速箱总成12的输入端连接，前减速箱总成12的两个输出端左右对称，且前减速箱总成12的每个输出端均配备一根前传动半轴13，该前传动半轴13优选为等速球笼式万向节传动轴。前减速箱总成12的输出端与对应前传动半轴13的内端连接，前传动半轴13的外端穿过对应的前转向节5，并通过前轮毂单元与前轮总成14连接。前传动半轴13采用推力轴承与前转向节5相支承，在前转向节5上可安装制动钳总成。
如图2、图4和图6所示，后驱动桥B的结构及安装方式如下：
后驱动桥支架15为框架结构，并优选采用钢材或铝合金制成，该后驱动桥支架15固定于下车体骨架1上。在后驱动桥支架15的左右两侧对称设置后转向节16，后驱动桥支架15与后转向节16之间设置后上摆臂17和后下摆臂18，后上摆臂17位于后下摆臂18的上方，后上摆臂17及后下摆臂18均为梯形，且后上摆臂17和后下摆臂18均优选为锻钢件或锻铝件。
后上摆臂17的内端通过前后两个橡胶衬套与后驱动桥支架15连接，后上摆臂17的外端通过一根带轴承的转轴与后转向节16连接。后下摆臂18的内端通过前后两个橡胶衬套与后驱动桥支架15连接，后下摆臂18的外端通过两根带轴承的转轴与后转向节16连接。在每根后上摆臂17的前侧设置第一后悬架弹性元件20，每根后上摆臂17的后侧设置第二后悬架弹性元件21，第一后悬架弹性元件20根据需要可以是空气弹簧，也可以是螺旋弹簧，第一后悬架弹性元件20的上端与下车体骨架1连接，第一后悬架弹性元件20的下端与对应侧的后下摆臂18连接。第二后悬架弹性元件21根据需要可以是空气弹簧，也可以是螺旋弹簧。第二后悬架弹性元件21的上端与下车体骨架1连接，第二后悬架弹性元件21的下端与对应侧的后下摆臂18连接。在每个第二后悬架弹性元件21的旁边均设置后减震器总成22，后减震器总成22连接于下车体骨架1与后下摆臂18之间。
在后驱动桥支架15上安装后驱动电机23，该后驱动电机23的后侧设置后减速箱总成24，后减速箱总成24也安装于后驱动桥支架15上。后减速箱总成24具有一个输入端两个输出端，后驱动电机23的输出轴与后减速箱总成24的输入端连接，后减速箱总成24的两个输出端左右对称，且后减速箱总成24的每个输出端均配备一根后传动半轴25，后传动半轴25优选为等速球笼式万向节传动轴。后减速箱总成24的输出端与后传动半轴25的内端连接，后传动半轴25的外端穿过对应的后转向节16，并通过前轮毂单元与后轮总成19连接。后传动半轴25采用推力轴承与后转向节16相支承，在后转向节16上可安装制动钳总成7。
本发明未叙及的客车其余结构与现有技术相同，在此不作赘述。
上述实施例为四驱式结构，根据车型或实际需要，可以在前驱动支架或/和后驱动桥支架上安装燃油发动机、混合动力发动机来替代驱动电机，也可以在某个驱动支架上不布置动力系统，使整车为两驱式结构，这样的变换均属于本发明的保护范围之内。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种长轴距低地板轻量化全独立悬架客车，包括动力电池组(2)和车身骨架，其特征在于：所述车身骨架由下车体骨架(1)、前围骨架(26)、侧围骨架(27)、后围骨架(28)和顶盖骨架(29)组成，各骨架均由铝合金制成，所述前围骨架(26)的上端与顶盖骨架(29)固定连接，下端与下车体骨架(1)固定连接，前围骨架(26)后部的左右两端与对应侧侧围骨架(27)的前端固定连接，所述侧围骨架(27)的后端与后围骨架(28)的前端固定连接，后围骨架(28)的上下两端分别与顶盖骨架(29)和下车体骨架(1)固定连接，所述动力电池组(2)安装于下车体骨架(1)的中部，在下车体骨架(1)的前端设置前驱动转向桥(A)，后端设置后驱动桥(B)。
2.如权利要求1所述的长轴距低地板轻量化全独立悬架客车，其特征在于：所述前驱动转向桥(A)具有前驱动桥支架(3)，该前驱动桥支架(3)的左右两侧各设置一组前下摆臂(4)，每组前下摆臂(4)分为前后两根，各前下摆臂(4)的内端通过橡胶衬套与前驱动桥支架(3)连接，同组中两根前下摆臂(4)从内向外的方向通过弯曲变形逐渐收拢，且前下摆臂(4)的外端通过球头销与前转向节(5)连接，在每组前下摆臂(4)的上方均设有前上摆臂(6)，该前上摆臂(6)为三角形，前上摆臂(6)的一个角通过球头销与前转向节(5)连接，前上摆臂(6)的另外两个角通过橡胶衬套与下车体骨架(1)连接，在所述前上摆臂(6)上设置前悬架弹性元件(8)，该前悬架弹性元件(8)的下端与前上摆臂(6)连接，前悬架弹性元件(8)的上端与托盘(9)连接，托盘(9)固定于下车体骨架(1)上，并在托盘(9)与同侧的其中一根前下摆臂(4)之间连接前减震器总成(10)。
3.如权利要求2所述的长轴距低地板轻量化全独立悬架客车，其特征在于：所述后驱动桥(B)具有后驱动桥支架(15)，该后驱动桥支架(15)的左右两侧对称设置后转向节(16)，在后驱动桥支架(15)与后转向节(16)之间设置后上摆臂(17)和后下摆臂(18)，后上摆臂(17)及后下摆臂(18)均为梯形，后上摆臂(17)的内端通过前后两个橡胶衬套与后驱动桥支架(15)连接，后上摆臂(17)的外端通过一根带轴承的转轴与后转向节(16)连接，所述后下摆臂(18)的内端通过前后两个橡胶衬套与后驱动桥支架(15)连接，后下摆臂(18)的外端通过两根带轴承的转轴与后转向节(16)连接，在每根后上摆臂(17)的前后侧分别设置第一后悬架弹性元件(20)和第二后悬架弹性元件(21)，各后悬架弹性元件的上端均与下车体骨架(1)连接，下端与对应侧的后下摆臂(18)连接，在第二后悬架弹性元件(21)的旁边设置后减震器总成(22)，后减震器总成(22)连接于下车体骨架(1)与后下摆臂(18)之间。
4.如权利要求3所述的长轴距低地板轻量化全独立悬架客车，其特征在于：所述前悬架弹性元件(8)为空气弹簧或螺旋弹簧，所述第一后悬架弹性元件(20)为空气弹簧或螺旋弹簧，所述第二后悬架弹性元件(21)也为空气弹簧或螺旋弹簧。
5.如权利要求3所述的长轴距低地板轻量化全独立悬架客车，其特征在于：所述前下摆臂(4)、前上摆臂(6)、后上摆臂(17)和后下摆臂(18)均为锻钢件或锻铝件。
6.如权利要求3所述的长轴距低地板轻量化全独立悬架客车，其特征在于：所述前驱动桥支架(3)和后驱动桥支架(15)均为框架结构，并采用钢材或铝合金制成。
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