CN109849636A - 一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥 - Google Patents

Abstract

一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，包括：轮组、独立悬架系统、车架、传动半轴以及电机；电机固定在车架上，通过传动半轴驱动轮组转动，左右轮组分别通过对称布置的两个电机驱动；独立悬架系统连接在轮组和车架之间。所述独立悬架系统包括上横臂、下横臂、弹性减振元件、球铰、上横臂销轴、下横臂销轴、下销、螺栓；上横臂、下横臂内端分别通过上横臂销轴、下横臂销轴固定在车架上，外端通过球铰与轮组连接，弹性减振元件下端通过下销与下横臂连接，上端通过螺栓固定在车架上。

Description

一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥

技术领域

本发明涉及一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，属于多轴重型特种车辆技术领域。

背景技术

为了提高多轴重型车辆功用效率和系统集成度，且适应车辆电气化和智能化的发展趋势，设计一种配有独立悬架的电驱动桥。

电驱动桥的使用，省去了传统车辆传动系统的变速箱、分动箱、主减速器、差速器、纵向传动轴等系统或部件，大大精简了系统结构，节省了整车安装空间；电驱动桥由电机、半轴组成，系统集成度高，形成模块化驱动单元，提高了驱动系统灵活度，可以根据需求灵活配备。

现有的用于多轴重型车辆的电驱动桥，多采用油气弹簧的独立悬架，零部件多，管路复杂，不利于整车布局，且易出现渗漏问题，维修保养麻烦，不满足电驱车对各分系统的免维护要求。少数采用螺旋弹簧的独立悬架，减振器外置，占用更多空间和接口，不利于整车布局。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，满足多轴重型车辆使用需求。

本发明的技术解决方案是：

一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，包括：轮组、独立悬架系统、车架、传动半轴以及电机；

电机固定在车架上，通过传动半轴驱动轮组转动，左右轮组分别通过对称布置的两个电机驱动；独立悬架系统连接在轮组和车架之间。

所述独立悬架系统包括上横臂、下横臂、弹性减振元件、球铰、上横臂销轴、下横臂销轴、下销、螺栓；

上横臂、下横臂内端分别通过上横臂销轴、下横臂销轴固定在车架上，外端通过球铰与轮组连接，弹性减振元件下端通过下销与下横臂连接，上端通过螺栓固定在车架上。

进一步的，弹性减振元件包括螺旋弹簧和安装在弹簧内部的减振器，螺旋弹簧的行程和减振器的行程相同。螺旋弹簧的刚度范围为1200～1400N/mm，减振器的阻尼比0.1～0.2。

更进一步的，弹性减振元件采用油气弹簧实现。油气弹簧满载静平衡位置的刚度1200～1400N/mm，油气弹簧的阻尼比0.1～0.2。

本发明中要求弹性减振元件的行程不小于200mm。

球铰的摆动角度不小于40°。

上横臂与球铰的连接点在垂直方向上高于上横臂与车架的连接点。下横臂与球铰的连接点在垂直方向上低于下横臂与车架的连接点。下横臂与车架的连接点和车桥中心之间的距离小于上横臂与车架的连接点和车桥中心之间的距离。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明电驱动桥采用电机直驱的形式，提高系统集成度，减小安装空间。

(2)本发明采用模块化结构设计，弹性减振元件接口进行标准化设计，兼容螺旋弹簧、油气弹簧等型式，提高零部件及总成的通用化程度，增大底盘整体布置的灵活度。

(3)本发明弹性减振元件采用采用螺旋弹簧+减振器的方案，可实现全寿命周期免维护。

(4)本发明弹性减振元件采用减振器内置于螺旋弹簧的方案，可简化接口，节省布局空间，利于整车布局。

(5)本发明对上横臂、下横臂与车架的连接点进行优化设计，增大侧倾中心高度，提高整车高速行驶稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电驱动桥结构原理图。

具体实施方式

由于多轴重型车辆载荷大、轴数多、使用工况复杂，第一，本发明采用独立悬架，通过结构优化设计，满足车轮大行程跳动需求；第二，通过悬架系统刚度阻尼优化匹配设计，保证车辆具有良好的行驶平顺性；第三，本发明通过导向机构硬点优化，使悬架系统具有良好的K&C特性，保证整车具有良好的操纵稳定性。

如图1所示，满足上述技术进步点，本发明提出的多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，包括：轮组1、独立悬架系统2、车架3、传动半轴4以及电机5；

电机5固定在车架3上，通过传动半轴4驱动轮组1转动，左右轮组1分别通过对称布置的两个电机5驱动；独立悬架系统2连接在轮组1和车架3之间。

独立悬架系统2包括上横臂21、下横臂22、弹性减振元件23、球铰24、上横臂销轴25、下横臂销轴26、下销27、螺栓28；

上横臂21、下横臂22内端分别通过上横臂销轴25、下横臂销轴26固定在车架3上，可实现车轮的上下跳动，外端通过球铰24与轮组1连接，可实现车轮的转向运动，弹性减振元件23下端通过下销27与下横臂22连接，上端通过螺栓28固定在车架3上。

优选的，弹性减振元件23的行程不小于200mm。本发明中所述弹性减振元件23包括螺旋弹簧和安装在弹簧内部的减振器，螺旋弹簧的行程和减振器的行程相同。优选的，弹性减振元件23采用油气弹簧实现，行程不小于200mm。此行程的弹性减振元件，可实现车轮跳动行程不小于300mm，满足整车对越野路、急造土路、砂石路等恶劣路面的要求。

螺旋弹簧的刚度范围为1200～1400N/mm，减振器的阻尼比0.1～0.2。油气弹簧满载静平衡位置的刚度1200～1400N/mm，油气弹簧的阻尼比0.1～0.2。此范围的刚度、阻尼设计，可满足13t车桥的承载能力，及整车行驶平顺性对悬架偏频的设计要求。

球铰24的摆动角度不小于40°，可满足车轮上下跳动、左右转动以及两种工况叠加的对球铰24摆动角度的要求。

车辆坐标系定义车桥中心为原点，垂直向上为Z轴正向，向前为X轴正向，向左为Y轴正向。上横臂21与球铰24的连接点在垂直方向上高于上横臂21与车架3的连接点，即上横臂21与球铰24的连接点的Z坐标大于上横臂21与车架3的连接点的Z坐标。下横臂22与球铰24的连接点在垂直方向上低于下横臂22与车架3的连接点。即下横臂22与球铰24的连接点的Z坐标小于下横臂22与车架3的连接点的Z坐标。此种点位设计方式，可增大侧倾中心高度，减小车辆转弯工况、侧倾行驶工况的侧倾力矩，提高车辆的行驶稳定性。

下横臂22与车架3的连接点和车桥中心之间的距离小于上横臂21与车架3的连接点和车桥中心之间的距离。即下横臂22与车架3的连接点的Y坐标小于上横臂21与车架3的连接点的Y坐标。此种点位设计方式，可减小车轮定位参数在车轮跳动过程中的变化量，减小轮胎磨损，提高车辆的操纵稳定性。

最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (11)

1.一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于包括：轮组(1)、独立悬架系统(2)、车架(3)、传动半轴(4)以及电机(5)；

电机(5)固定在车架(3)上，通过传动半轴(4)驱动轮组(1)转动，左右轮组(1)分别通过对称布置的两个电机(5)驱动；独立悬架系统(2)连接在轮组(1)和车架(3)之间。

2.根据权利要求1所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：所述独立悬架系统(2)包括上横臂(21)、下横臂(22)、弹性减振元件(23)、球铰(24)、上横臂销轴(25)、下横臂销轴(26)、下销(27)、螺栓(28)；

上横臂(21)、下横臂(22)内端分别通过上横臂销轴(25)、下横臂销轴(26)固定在车架(3)上，外端通过球铰(24)与轮组(1)连接，弹性减振元件(23)下端通过下销(27)与下横臂(22)连接，上端通过螺栓(28)固定在车架(3)上。

3.根据权利要求2所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：弹性减振元件(23)包括螺旋弹簧和安装在弹簧内部的减振器，螺旋弹簧的行程和减振器的行程相同。

4.根据权利要求2所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：弹性减振元件(23)采用油气弹簧实现。

5.根据权利要求2所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：弹性减振元件(23)的行程不小于200mm。

6.根据权利要求3所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：螺旋弹簧的刚度范围为1200～1400N/mm，减振器的阻尼比0.1～0.2。

7.根据权利要求4所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：油气弹簧满载静平衡位置的刚度1200～1400N/mm，油气弹簧的阻尼比0.1～0.2。

8.根据权利要求2所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：球铰(24)的摆动角度不小于40°。

9.根据权利要求2所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：上横臂(21)与球铰(24)的连接点在垂直方向上高于上横臂(21)与车架(3)的连接点。

10.根据权利要求2所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：下横臂(22)与球铰(24)的连接点在垂直方向上低于下横臂(22)与车架(3)的连接点。

11.根据权利要求2所述的一种多轴重型车辆用独立悬架电驱动桥，其特征在于：下横臂(22)与车架(3)的连接点和车桥中心之间的距离小于上横臂(21)与车架(3)的连接点和车桥中心之间的距离。