CN108583192A - 一种整体式车身阻尼减震机构及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体式车身阻尼减震机构及其使用方法，阻尼减震机构包括阻尼装置和弹性缓冲装置，阻尼装置包括支撑杆、转臂、减震器和固定架，固定架的一侧固定在底盘上，另一侧铰接有转臂，转臂上铰接有支撑杆和减震器，支撑杆位于减震器的上方，支撑杆背离转臂的一端与车厢底部固定连接；固定架向底盘外侧水平延伸；减震器倾斜设置在底盘的左侧方或右侧方，减震器背离转臂的一端固定在固定架上。将该阻尼减震机构应用于中、大型客车上，能使该客车来自底盘上的震动和冲击不直接传导于车厢之上，而是经过了阻尼减震机构的弹性缓冲装置的缓冲，弹性缓冲装置的反弹力由阻尼装置负责削弱，二者配合提高乘坐的舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种整体式车身阻尼减震机构及其使用方法。
背景技术
在汽车等各类交通工具上，都配备有减震器，其目的在于抑制吸震弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的，使车轮很快稳定下来保持与地面有一个稳定持续的附着力。
从工作原理上讲，减震器活塞杆只是拉住被压缩的弹簧，在一定的速度下弹起。当车辆平移至凸起路面时，冲击力作用在较硬的弹簧上，且压缩的弹簧长度不等于地面高度时(弹簧压缩长度+车体上升的高度＝路面凸起高度在这里不包括快速平移抛起的高度)，震动就已经产生，此时减震器还没开始工作。所以，减震器准确的说应是阻尼器，并不具有明显的减震效果只是起稳定作用。
目前车辆大多都采用液力减震器，其工作原理是当车架(或车身)和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中。
中、大型客车一体式悬浮车身的车厢尺寸最小为2.5米*6米，重量基本都在3000-6000公斤以上，车厢的跳动幅度很有限，这就决定了整体式车厢所需的阻尼幅度是非常之大，这使得所需要用到的减震器一方面尺寸要够大，这样才能满足长时间大负荷的阻尼运动，另一方面需要保持大行程，这样才能提供整体式车厢悬浮所需要面对的因大梁扭曲所带来的车厢-大梁相对行程的较大变化。如果减震器不能在最短时间内开始提供有效阻尼的话减震目的无法实现，这是常规减震器无法满足的。
为了车厢悬浮机构的使用要求需要对适用于中、大型客车车厢用的减震器进行专门设计，但是由于各种车厢尺寸不同、重量有差异，这就从理论上需要不同性能的减震器来进行匹配以达到使用需求，每种车厢对应一种减震器，会大大提高设计成本和制造成本，且大行程的减震器整体长度也会增加，这样会带来了底盘上面的布置空间问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整体式车身阻尼减震机构及其使用方法，用以解决如何放大整体式车厢用减震器的行程、如何在底盘布置减震器等问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种整体式车身阻尼减震机构，所述阻尼减震机构设置在车身的车厢与底盘之间，阻尼减震机构的一端连接底盘，另一端与车厢弹性连接；
所述阻尼减震机构包括阻尼装置，所述阻尼装置包括支撑杆、转臂、减震器和固定架，所述固定架的一侧固定在底盘上，另一侧铰接有转臂，转臂上铰接有支撑杆和减震器，支撑杆位于减震器的上方，支撑杆背离转臂的一端与车厢底部固定连接；所述固定架向底盘外侧水平延伸；所述减震器倾斜设置在底盘的左侧方或者右侧方，减震器背离转臂的一端固定在固定架上；所述减震器设置有能使减震器起到阻尼作用的最低阻尼行程；
所述阻尼减震机构还包括弹性缓冲装置，所述弹性缓冲装置的底部固定在底盘上，顶部与车厢底部相连；所述弹性缓冲装置垂直于底盘设置。
通过上述技术方案，在整体式车身的车厢与底盘之间设置阻尼减震机构，阻尼减震机构包括弹性缓冲装置和阻尼装置，弹性缓冲装置的反弹力由阻尼装置负责削弱，限制弹性缓冲装置产生第二次回弹，二者配合提高乘坐的舒适性；利用减震器作为阻尼装置，通过转臂将其倾斜设置在底盘的左侧方或者右侧方，与弹性缓冲装置形成一定设计角度，改变了减震器运动方向，将弹性缓冲装置的垂直反弹力通过倾斜设置的减震器削弱掉，同时为减震器在车身的底盘上的布置节省了空间，方便减震器的布置。
在一个实施方式中，所述固定架包括两块相对设置的固定板和第一连接杆，所述第一连接杆的一端连接其中一块固定板，另一端连接另外一块固定板；所述第一连接杆上铰接有转臂。
通过上述技术方案，转臂作为行程放大装置，其起到的作用是将车厢箱体上下运动的垂直微小运动放大作用于减震器上，使减震器达到其最低阻尼行程，发挥阻尼作用，提高阻尼装置的灵敏度和阻尼力。将转臂有效地铰接在固定架上，有利于行程的放大。
在一个实施方式中，两个所述固定板之间形成容置区，所述减震器倾斜设置在容置区内。
通过上述技术方案，将减震器设置在固定架内部，对减震器起到保护作用。
在一个实施方式中，所述转臂包括第二连接杆和相对设置的两块三角形面板，第二连接杆设置在两块三角形面板之间，两块三角形面板通过第二连接杆连接成一体。
通过上述技术方案，转臂采用三角形设计，有利于将车厢箱体上下运动的垂直冲击力转化成倾斜的力作用于减震器上，通过减震器将垂直冲击力得到有效削弱。
在一个实施方式中，所述转臂设置有第一角点、第二角点和第三角点，所述第一角点铰接在第一连接杆上，第二角点和第三角点处分别安装有第二连接杆和第三连接杆；所述第二连接杆上铰接有支撑杆，第三连接杆上铰接有减震器。
通过上述技术方案，转臂采用三角形设计，有利于将车厢箱体上下运动的垂直冲击力转化成倾斜的力作用于减震器上，通过减震器将垂直冲击力得到有效削弱。
在一个实施方式中，所述第一角点到第二角点的直线距离小于第一角点到第二角点的直线距离。
通过上述技术方案，利用了杠杆原理将车厢箱体上下运动的垂直微小运动放大，提高阻尼装置的灵敏度和阻尼力。
在一个实施方式中，所述阻尼减震机构包括四个阻尼装置，其中的两个阻尼装置对称设置在靠近前车轮的位置，另外两个阻尼装置对称设置在靠近后车轮的位置。
通过上述技术方案，车轮是直接与地面接触的部件，接收到颠簸力的最直接的部件，将阻尼装置分布在车轮附近，能有效地提高阻尼装置的灵敏度，可以最快速度地对车厢的颠簸做出阻尼作用。
在一个实施方式中，所述弹性缓冲装置为气囊，所述阻尼减震机构包括四个气囊，其中的两个气囊对称设置在靠近前车轮的位置，另外两个气囊对称设置在靠近后车轮的位置。
通过上述技术方案，车轮是直接与地面接触的部件，接收到颠簸力的最直接的部件，将弹性缓冲装置分布在车轮附近，能有效地缓冲车厢受到的冲击力。
一种上述阻尼减震机构的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：
将所述阻尼减震机构安装在整体式车身的车厢和底盘之间；
车身在行进过程中出现上下颠簸且颠簸距离小于减震器的最低阻尼行程时，车厢向下运动压紧弹性缓冲装置，弹性缓冲装置发生弹性形变，实现缓冲作用；支撑杆受到车厢颠簸力的冲击向下运动，转臂以与减震器铰接的第三连接杆为轴向靠近底盘方向转动，带动减震器的活塞下行，活塞下行的距离大于或者等于减震器的最低阻尼行程，实现阻尼作用，转臂以第三连接杆为轴向远离底盘的方向转动，支撑杆缓慢复位，弹性缓冲装置缓慢恢复形变。
本发明具有如下优点：
本发明一种整体式车身阻尼减震机构包括弹性缓冲装置和阻尼装置，阻尼装置通过转臂将减震器倾斜设置在底盘的左侧方或者右侧方，改变减震器运动方向，通过转臂还会增大车厢传递给减震器的运动行程，将微小的活动放大，提高阻尼的灵敏度和阻尼力，使减震器能起到有效的阻尼效果；将该阻尼减震机构应用于中、大型客车上，能使该客车来自底盘上的震动和冲击不直接传导于车厢之上，而是经过了阻尼减震机构的弹性缓冲装置的缓冲，弹性缓冲装置的反弹力由阻尼装置负责削弱，二者配合提高乘坐的舒适性。
附图说明
图1为本发明阻尼减震机构与车身底盘的配合立体图。
图2为本发明阻尼装置的立体结构示意图。
图3为本发明车厢受到颠簸时车厢处于最高点时转臂的状态图。
图4为本发明车厢受到颠簸时车厢处于中间位置时转臂的状态图。
图5为本发明车厢受到颠簸时车厢处于最低点时转臂的状态图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1-5所示的一种整体式车身阻尼减震机构，所述阻尼减震机构设置在车身的车厢与底盘之间，阻尼减震机构的一端连接底盘，另一端与车厢弹性连接，所述阻尼减震机构包括四个弹性缓冲装置和四个阻尼装置1，其中的两个阻尼装置1对称设置在靠近前车轮的位置，另外两个阻尼装置1对称设置在靠近后车轮的位置，所述弹性缓冲装置为气囊2，其中的两个气囊2对称设置在靠近前车轮的位置，另外两个气囊2对称设置在靠近后车轮的位置。阻尼装置1能够削弱气囊2的反弹力，限制气囊2产生第二次回弹，二者配合提高乘坐的舒适性；车轮是直接与地面接触的部件，接收到颠簸力的最直接的部件，将所述阻尼减震机构设计在车轮附近，能够有效地防止车厢的颠簸，提高乘坐的舒适性。
所述阻尼装置1包括支撑杆11、转臂12、减震器13和固定架14，所述固定架14包括两块相对设置的固定板141和第一连接杆142，所述第一连接杆142的一端连接其中一块固定板，另一端连接另外一块固定板；两个所述固定板141之间形成容置区，所述减震器13倾斜设置在容置区内，所述固定架14向底盘外侧水平延伸，在不改变底盘离地面的垂直距离的情况下，巧妙地利用底盘的侧面空间来布置减震器13，使减震器13得到有效地布置；所述减震器13设置有能使减震器13起到阻尼作用的最低阻尼行程，减震器13采用液力减震器，其工作原理是当车架(或车身)和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中，从而将气囊2的反弹力削弱掉，限制气囊2产生第二次回弹，二者配合提高乘坐的舒适性。
所述固定架14的一侧通过连接板固定在底盘上，另一侧铰接有转臂12，转臂12铰接第一连接杆142，转臂12上铰接有支撑杆11和减震器13，支撑杆11位于减震器13的上方，支撑杆11背离转臂12的一端与车厢底部固定连接；所述减震器13倾斜设置在底盘的左侧方或者右侧方，减震器13背离转臂12的一端固定在固定架14上；
所述转臂12包括第二连接杆121和相对设置的两块三角形面板122，第二连接杆121设置在两块三角形面板122之间，两块三角形面板122通过第二连接杆121连接成一体。所述转臂12设置有第一角点12a、第二角点12b和第三角点12c，所述第一角点12a铰接在第一连接杆142上，第二角点12b和第三角点12c处分别安装有第二连接杆121和第三连接杆123；所述第二连接杆121上铰接有支撑杆，第三连接杆123上铰接有减震器13。所述第一角点12a到第二角点12b的直线距离小于第一角点12a到第二角点12c的直线距离。转臂12作为行程放大装置，其起到的作用是将车厢箱体上下运动的垂直微小运动放大作用于减震器13上，使减震器13达到其最低阻尼行程，发挥阻尼作用，提高阻尼装置1的灵敏度和阻尼力。转臂12采用三角形设计，有利于将车厢箱体上下运动的垂直冲击力转化成倾斜的力作用于减震器13上，通过减震器13将垂直冲击力得到有效削弱。
实施例2
一种利用实施例1所述阻尼减震机构组装成的客车，包括车厢、底盘和所述阻尼减震机构，所述车厢和底盘之间弹性连接有所述阻尼减震机构。该客车来自底盘上的震动和冲击不直接传导于车厢之上，而是经过了阻尼减震机构的弹性缓冲装置的缓冲，弹性缓冲装置的反弹力由阻尼装置负责削弱，二者配合提高乘坐的舒适性。
实施例3
实施例1所述的阻尼减震机构的使用方法如下：
将所述阻尼减震机构安装在实施例2所述的客车车身的车厢和底盘之间；
客车车身在行进过程中出现上下颠簸且颠簸距离小于减震器13的最低阻尼行程时，车厢向下运动压紧气囊2，气囊2发生弹性形变，实现缓冲作用；
支撑杆11受到车厢颠簸力的冲击向下运动，如图3-5分别显示的是支撑杆11受到颠簸力向下运动的情况，结合图2所示，转臂12以第三连接杆123为轴向靠近底盘方向转动，带动减震器13的活塞下行，转臂12的第二角点12b以第一角点12a为圆心做第一弧线运动，转臂12的第三角点12c以第一角点12a为圆心做第二弧线运动，因为第一角点12a到第二角点12b的直线距离小于第一角点12a到第二角点12c的直线距离，在转臂12转动的角度一定的情况下，第二弧线的弧长大于第一弧形的弧长，车厢箱体上下运动的垂直微小运动得到放大作用于减震器13上，使活塞下行的距离大于或者等于减震器13的最低阻尼行程，实现阻尼作用，转臂12以第三连接杆123为轴向远离底盘的方向转动，支撑杆11缓慢复位，弹性缓冲装置缓慢恢复形变。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种整体式车身阻尼减震机构，其特征在于，所述阻尼减震机构设置在车身的车厢与底盘之间，阻尼减震机构的一端连接底盘，另一端与车厢弹性连接；
所述阻尼减震机构包括阻尼装置(1)，所述阻尼装置(1)包括支撑杆(11)、转臂(12)、减震器(13)和固定架(14)，所述固定架(14)的一侧固定在底盘上，另一侧铰接有转臂(12)，转臂(12)上铰接有支撑杆(11)和减震器(13)，支撑杆(11)位于减震器(13)的上方，支撑杆(11)背离转臂(12)的一端与车厢底部固定连接；所述固定架(14)向底盘外侧水平延伸；所述减震器(13)倾斜设置在底盘的左侧方或者右侧方，减震器(13)背离转臂(12)的一端固定在固定架(14)上；所述减震器(13)设置有能使减震器(13)起到阻尼作用的最低阻尼行程；
所述阻尼减震机构还包括弹性缓冲装置，所述弹性缓冲装置的底部固定在底盘上，顶部与车厢底部相连；所述弹性缓冲装置垂直于底盘设置。
2.如权利要求1所述的一种整体式车身阻尼减震机构，其特征在于，所述固定架(14)包括两块相对设置的固定板(141)和第一连接杆(142)，所述第一连接杆(142)的一端连接其中一块固定板，另一端连接另外一块固定板；所述第一连接杆(142)上铰接有转臂(12)。
3.如权利要求2所述的一种整体式车身阻尼减震机构，其特征在于，两个所述固定板(141)之间形成容置区，所述减震器(13)倾斜设置在容置区内。
4.如权利要求3所述的一种整体式车身阻尼减震机构，其特征在于，所述转臂(12)包括第二连接杆(121)和相对设置的两块三角形面板(122)，第二连接杆(121)设置在两块三角形面板(122)之间，两块三角形面板(122)通过第二连接杆(121)连接成一体。
5.如权利要求4所述的一种整体式车身阻尼减震机构，其特征在于，所述转臂(12)设置有第一角点(12a)、第二角点(12b)和第三角点(12c)，所述第一角点(12a)铰接在第一连接杆(142)上，第二角点(12b)和第三角点(12c)处分别安装有第二连接杆(121)和第三连接杆(123)；所述第二连接杆(121)上铰接有支撑杆，第三连接杆(123)上铰接有减震器(13)。
6.如权利要求5所述的一种整体式车身阻尼减震机构，其特征在于，所述第一角点(12a)到第二角点(12b)的直线距离小于第一角点(12a)到第二角点(12c)的直线距离。
7.如权利要求1所述的一种整体式车身阻尼减震机构，其特征在于，所述阻尼减震机构包括四个阻尼装置(1)，其中的两个阻尼装置(1)对称设置在靠近前车轮的位置，另外两个阻尼装置(1)对称设置在靠近后车轮的位置。
8.如权利要求7所述的一种整体式车身阻尼减震机构，其特征在于，所述弹性缓冲装置为气囊(2)，所述阻尼减震机构包括四个气囊(2)，其中的两个气囊(2)对称设置在靠近前车轮的位置，另外两个气囊(2)对称设置在靠近后车轮的位置。
9.一种如权利要求1-8任一项所述阻尼减震机构的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：
将所述阻尼减震机构安装在整体式车身的车厢和底盘之间；
车身在行进过程中出现上下颠簸且颠簸距离小于减震器(13)的最低阻尼行程时，车厢向下运动压紧弹性缓冲装置，弹性缓冲装置发生弹性形变，实现缓冲作用；支撑杆(11)受到车厢颠簸力的冲击向下运动，转臂(12)以与减震器(13)铰接的第三连接杆(123)为轴向靠近底盘方向转动，带动减震器(13)的活塞下行，活塞下行的距离大于或者等于减震器(13)的最低阻尼行程，实现阻尼作用，转臂(12)以第三连接杆(123)为轴向远离底盘的方向转动，支撑杆(11)缓慢复位，弹性缓冲装置缓慢恢复形变。
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