CN107672403B - 车辆空气悬架系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆悬架系统技术领域，具体涉及一种车辆空气悬架系统及车辆。所述车辆空气悬架系统包括稳定杆总成和高度传感器，高度传感器设于传感器支架上，稳定杆总成包括下导向臂和稳定杆，下导向臂的一端能够与车辆的车桥上的气囊下支架相连，下导向臂的另一端与稳定杆相连，稳定杆的两端分别与车辆的车架两侧的稳定杆支架相连，传感器支架设于稳定杆的轴向方向的中间位置。通过使用本发明所述的车辆空气悬架系统及车辆，高度传感器根据检测到的数值控制气路给悬架系统的气囊充放气，提高了车辆的稳定性，同时也提高了车辆的防侧倾能力。

Description

车辆空气悬架系统及车辆

技术领域

本发明属于车辆悬架系统技术领域，具体涉及一种车辆空气悬架系统及车辆。

背景技术

高度传感器(或高度阀)是测量两个部件之间距离变化的装置，在车辆悬架系统中，高度传感器(或高度阀)用来测量车架(或车身)与车桥(或车轮)之间的距离变化量。距离变化量与车辆的载荷的变化量是有对应关系的，即测量到了距离变化量就能测量到载荷的变化量。

匹配单点控制的空气悬架系统，为了保证高度传感器(或高度阀)能够有效准确地测量车桥的跳动，高度传感器(或高度阀)应尽量布置在车桥的中部(车轮的对称面上)，很多情况下，车轴上方需要布置发动机、变速器等动力总成装置，或者需要设计行李箱等，没有空间将高度传感器(或高度阀)布置在理想的位置上。

现有技术中，匹配单点控制的空气悬架系统，第一高度传感器100(或高度阀)一般布置在车桥的一侧，如图1所示。现有的布置形式，如果左右车轮同时上跳或者下跳，且跳动量基本相同，则第一高度传感器100(或高度阀)能够正确且准确的测量车桥高度的变化，正确的控制气路系统给左右气囊充气或者放气。但是更多的情况下，左右车轮的跳动量不相同，且恶劣路况下的跳动量相差较大。此时，第一高度传感器100(或高度阀)只能测量一边车轮的跳动量，即没有准确的测量到车桥的跳动量。

另外，车辆在转弯时，由于向心力的作用，会造成车辆向一边倾斜，即车辆的侧倾。理想情况下，此时悬架系统不需要给左右气囊充放气。但在现有技术方案下，高度传感器(或高度阀)一定会控制气路系统给气囊充气或者放气，这种行为会降低车辆的抗侧倾能力，容易使车辆的侧倾更加严重。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的车辆空气悬架系统，其中包括稳定杆总成和高度传感器，所述高度传感器设于传感器支架上，所述稳定杆总成包括下导向臂和稳定杆，所述下导向臂的一端能够与车辆的车桥上的气囊下支架相连，所述下导向臂的另一端与所述稳定杆相连，从而使所述车桥、所述下导向臂和所述稳定杆形成一个稳定框架结构，所述稳定杆的两端分别与所述车辆的车架两侧的稳定杆支架相连，从而使所述车架、所述稳定杆支架和所述稳定杆形成一个稳定框架结构，所述传感器支架设于所述稳定杆的轴向方向的中间位置。

进一步地，所述传感器支架包括固定支架、传感器底座、传感器旋转支架、连接杆副和卡箍，所述固定支架与所述车辆的车架或车身相连接，所述传感器底座固定连接于所述固定支架上，所述传感器旋转支架固定连接于所述连接杆副的一端上且能够与所述传感器底座相配合进行旋转运动，所述高度传感器设于所述传感器旋转支架上且能够随着所述传感器旋转支架的转动而转动，所述连接杆副的另一端与所述卡箍相连，所述卡箍能够形状匹配地连接于所述稳定杆上并将所述传感器支架固定于所述稳定杆上。

进一步地，所述连接杆副包括第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，所述第一连接杆的一端固定连接有所述传感器旋转支架，所述第一连接杆的另一端通过铰接的方式连接于所述第二连接杆上，所述第二连接杆通过铰接的方式连接于所述第三连接杆上，所述第三连接杆固定连接于所述卡箍上，且所述第三连接杆和所述卡箍之间不能够发生转动。

进一步地，所述第一连接杆在自然状态下处于水平状态。

进一步地，所述下导向臂的所述一端上设有轴套，所述轴套通过螺栓连接将所述下导向臂与所述气囊下支架相连，所述下导向臂的所述另一端上设有能够与所述稳定杆相配合的通孔，所述稳定杆的两端分别穿过所述下导向臂的所述另一端上的通孔。

进一步地，所述稳定杆总成还包括衬套和轴承盖，所述衬套能够套设于所述稳定杆的两端，所述轴承盖和所述稳定杆支架之间通过螺栓连接并将所述稳定杆和所述衬套固定于所述稳定杆支架的下方。

进一步地，所述卡箍通过螺栓固定在所述稳定杆的杆身的中间对称面的位置。

本发明还提出了一种车辆，其中包括上述所述的车辆空气悬架系统。

通过使用本发明所述的车辆空气悬架系统及车辆，通过将高度传感器的触发端固定在稳定杆的杆身的中间位置，通过连接杆副的传递，将稳定杆的杆身的旋转运动传递到高度传感器，高度传感器根据检测到的数值控制气路给悬架系统的气囊进行充放气，当车辆的左右车轮正常跳动时，稳定杆的杆身做纯转动运动，高度传感器发生倾角开始介入工作；当车辆发生侧倾时，稳定杆的杆身发生扭转运动，而杆身中间对称面处不扭转，因此高度传感器的倾角不会产生变化，高度传感器不参与工作，不会为悬架系统的气囊进行充放气，提高了车辆的防侧倾能力。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中第一高度传感器的安装结构示意图；

图2为本发明实施例中传感器支架与稳定杆总成的安装结构示意图；

图3为图2中传感器支架与车架的安装结构示意图；

图4为图2中传感器支架的整体结构示意图；

图5为图2中传感器支架的分解结构示意图；

图6为图2中稳定杆总成下跳工况的结构示意图；

图7为图2中稳定杆总成上跳工况的结构示意图；

图8为图2中传感器支架与稳定杆总成发生侧倾时的结构示意图。

附图中各标记表示如下：

11：下导向臂、12：稳定杆、13：稳定杆支架、14：气囊下支架、15：车桥、16：气囊、17：上导向臂、18：轴套、19：衬套；

20：传感器支架、21：固定支架、22：传感器底座、23：传感器旋转支架、24：第一连接杆、25：第二连接杆、26：第三连接杆、27：卡箍。

100：第一高度传感器；

A：第一下降高度、B：第一上升高度、C：第二上升高度、D：第二下降高度。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图2为本发明实施例中传感器支架20与稳定杆总成的安装结构示意图。图3为图2中传感器支架20与车架的安装结构示意图。如图所示，本实施例所述的车辆空气悬架系统，其中包括稳定杆总成和高度传感器，高度传感器设于传感器支架20上，稳定杆总成包括下导向臂11和稳定杆 12，下导向臂11的一端能够与车辆的车桥15上的气囊下支架14相连，下导向臂11的另一端与稳定杆12相连，从而使车桥15、下导向臂11和稳定杆12形成一个稳定框架结构，稳定杆12的两端分别与车辆的车架两侧的稳定杆支架13相连，从而使车架、稳定杆支架13和稳定杆12形成一个稳定框架结构，传感器支架201设于稳定杆12的轴向方向的中间位置。

车桥15的两侧分别设有气囊下支架14，气囊下支架14上设有气囊 16。由于稳定杆支架13伸出车架下方的长度比较大，造成稳定杆支架13 的强度和刚度的下降。而利用本实施例中的结构，巧妙的将刚度和强度都很大的稳定杆12安装在左、右两侧稳定杆支架13的下端，从而形成了一个由稳定杆12、左、右两侧的稳定杆支架13以及车架构成的封闭的稳定框架结构。同时，在稳定杆支架13和气囊下支架14之间还设有上导向臂 17，用于进一步稳定车架的刚度。

另一方面，稳定杆12、车架左、右两侧的下导向臂11和车桥15也形成一个封闭的框架结构。

两个封闭的稳定的框架结构能使稳定杆支架13的受力大幅地减小，而稳定杆支架13通过螺栓固定在车架上，因此也减小了车架的受力，提高了稳定杆支架13和车架的强度和刚度。

进一步地，下导向臂11的一端上设有轴套18，轴套18通过螺栓连接将下导向臂11固定于气囊下支架14上，从而将下导向臂11与气囊下支架14相连，下导向臂11的另一端上设有能够与稳定杆12相配合的通孔，稳定杆12的两端分别穿过下导向臂11一端的通孔。在稳定杆12上还设有衬套19和轴承盖(图中未示出)，衬套19设于稳定杆12的两端，轴承盖和稳定杆支架13之间通过轴承盖螺栓进行连接并将稳定杆12和衬套 19固定于稳定杆支架13的下方。其中，衬套19和轴承盖能够保证稳定杆总成在工作过程中，稳定杆12能稳定可靠的转动和扭转。

图4为图2中传感器支架20的整体结构示意图。图5为图2中传感器支20架的分解结构示意图。本实施例中，传感器支架20包括固定支架 21、传感器底座22、传感器旋转支架23、连接杆副和卡箍27，固定支架 21用于与车辆的车架或车身相连接，传感器底座22固定连接于固定支架21上，传感器旋转支架23固定连接于连接杆副的一端上且能够与传感器底座22相配合进行旋转运动，高度传感器能够设于传感器旋转支架23上且能够随着传感器旋转支架23的转动而转动，连接杆副的另一端与卡箍 27相连，卡箍27能够形状匹配地连接于稳定杆12上并将传感器支架20 固定于稳定杆12上。

其中，连接杆副包括第一连接杆24、第二连接杆25和第三连接杆26，第一连接杆24的一端固定连接有传感器旋转支架23，第一连接杆24的另一端通过铰接的方式连接于第二连接杆25上，且能够保证第一连接杆24 和第二连接杆25之间能够自由转动，第二连接杆25通过铰接的方式连接于第三连接杆26上，且能够保证第二连接杆25和第三连接杆26之间能够自由转动，第三连接杆26固定连接于卡箍27上，且能够保证第三连接杆26和卡箍27之间不能够发生转动。

进一步地，第一连接杆24在自然状态下处于水平状态，即保证高度传感器在非工作状态下应保持水平状态。

图6为图2中稳定杆总成下跳工况的结构示意图。如图所示，当下导向臂11下跳一个行程，产生第一下降高度A，引起高度传感器产生第一上升高度B，而第一下降高度A与第一上升高度B的对应关系可以通过调整连接杆副的尺寸来任意设置。通过测量高度传感器的第一上升高度B可计算得出下导向臂11的第一下降高度A。

图7为图2中稳定杆总成上跳工况的结构示意图。如图所示，当下导向臂11上跳一个行程，产生第二上升高度C，引起高度传感器产生第二下降高度D，而第二上升高度C与第二下降高度D的对应关系可以通过调整连接杆副的尺寸来任意设置。通过测量高度传感器的第二下降高度D可计算得出下导向臂11的第二上升高度C。

传感器支架20的结构可根据具体车型具体设计，其核心是将稳定杆 12的杆身的旋转运动传递给高度传感器，且与稳定杆12的杆身连接的卡箍27必须安装在稳定杆12的杆身的中间对称面的位置。

当车桥15的两端同时上下跳动，且跳动量基本相当时，两个下导向臂11会带动稳定杆12的杆身绕着稳定杆支架13确立的旋转中心旋转。稳定杆12的杆身与卡箍27固定连接，稳定杆12的杆身的旋转会带动第三连接杆26转动，第三连接杆26的转动带动第二连接杆25的上下移动，第二连接杆25的上下移动带动第一连接杆24和传感器旋转支架23和高度传感器绕着传感器底座22旋转，从而实现了高度传感器对车桥15的跳动量的测量。

图8为图2中传感器支架20与稳定杆总成发生侧倾时的结构示意图。如图所示，当车辆在转弯时，车辆会出现侧倾现象。由于向心力的作用，车桥15的两端会出现反方向的运动。侧倾时，左侧的下导向臂11向下运动，右侧的下导向臂11向上运动，此时稳定杆12的杆身发生扭转。左右两个下导向臂11的反向运动的距离相等时，稳定杆12的杆身的中间位置会存在一个绝对不发生扭转的点，第三连接杆26安装在此点。即在车辆有侧倾工况时，稳定杆12的杆身的扭转运动不会带动第三连接杆26的转动，进而高度传感器的位置不会产生变化，从而车辆空气悬架系统不会发生充放气，有利于提高车辆的侧倾稳定性。

本发明中的传感器支架20不仅适用于高度传感器，也同样适用于高度阀，高度阀的安装结构和使用原理和高度传感器完全一致。

本发明还提出可一种车辆，其中包括上述所述的具有高度传感器的车辆空气悬架系统。

通过使用本发明所述的具有高度传感器的空气悬架系统及车辆，通过将高度传感器的触发端固定在稳定杆12的杆身的中间位置，通过连接杆副的传递，将稳定杆12的杆身的旋转运动传递到高度传感器，高度传感器根据检测到的数值控制气路给悬架系统的气囊进行充放气，当车辆的左右车轮正常跳动时，稳定杆12的杆身做纯转动运动，高度传感器发生倾角开始介入工作；当车辆发生侧倾时，稳定杆12的杆身发生扭转运动，而杆身中间对称面处不扭转，因此高度传感器的倾角不会产生变化，高度传感器不参与工作，不会为悬架系统的气囊进行充放气，提高了车辆的防侧倾能力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.车辆空气悬架系统，其特征在于，包括稳定杆总成和高度传感器，所述高度传感器设于传感器支架上，所述稳定杆总成包括下导向臂和稳定杆，所述下导向臂的一端能够与车辆的车桥上的气囊下支架相连，所述下导向臂的另一端与所述稳定杆相连，从而使所述车桥、所述下导向臂和所述稳定杆形成一个稳定框架结构，所述稳定杆的两端分别与所述车辆的车架两侧的稳定杆支架相连，从而使所述车架、所述稳定杆支架和所述稳定杆形成一个稳定框架结构，所述传感器支架设于所述稳定杆的轴向方向的中间位置；所述传感器支架包括固定支架、传感器底座、传感器旋转支架、连接杆副和卡箍，所述固定支架与所述车辆的车架或车身相连接，所述传感器底座固定连接于所述固定支架上，所述传感器旋转支架固定连接于所述连接杆副的一端上且能够与所述传感器底座相配合进行旋转运动，所述高度传感器设于所述传感器旋转支架上且能够随着所述传感器旋转支架的转动而转动，所述连接杆副的另一端与所述卡箍相连，所述卡箍能够形状匹配地连接于所述稳定杆上并将所述传感器支架固定于所述稳定杆上；所述连接杆副包括第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，所述第一连接杆的一端固定连接有所述传感器旋转支架，所述第一连接杆的另一端通过铰接的方式连接于所述第二连接杆上，所述第二连接杆通过铰接的方式连接于所述第三连接杆上，所述第三连接杆固定连接于所述卡箍上，且所述第三连接杆和所述卡箍之间不能够发生转动。

2.根据权利要求1所述的车辆空气悬架系统，其特征在于，所述第一连接杆在自然状态下处于水平状态。

3.根据权利要求1或2所述的车辆空气悬架系统，其特征在于，所述下导向臂的所述一端上设有轴套，所述轴套通过螺栓连接将所述下导向臂与所述气囊下支架相连，所述下导向臂的所述另一端上设有能够与所述稳定杆相配合的通孔，所述稳定杆的两端分别穿过所述下导向臂的所述另一端上的通孔。

4.根据权利要求1或2所述的车辆空气悬架系统，其特征在于，所述稳定杆总成还包括衬套和轴承盖，所述衬套能够套设于所述稳定杆的两端，所述轴承盖和所述稳定杆支架之间通过螺栓连接并将所述稳定杆和所述衬套固定于所述稳定杆支架的下方。

5.根据权利要求2所述的车辆空气悬架系统，其特征在于，所述卡箍通过螺栓固定在所述稳定杆的杆身的中间对称面的位置。

6.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的车辆空气悬架系统。