CN110712489A - 一种减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构 - Google Patents

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CN110712489A CN201911147098.2A CN201911147098A CN110712489A CN 110712489 A CN110712489 A CN 110712489A CN 201911147098 A CN201911147098 A CN 201911147098A CN 110712489 A CN110712489 A CN 110712489A
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Abstract

本发明公开了一种减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，涉及车辆制造技术领域；其包括安装在车体车架上的支架和悬架气囊，支架上连接有导向臂且其下端设置有固定支座；导向臂的一端与支架转动连接，导向臂的另一端与悬架气囊的下端连接，轮轴固定在导向臂上；还包括设于固定支座上并用于支撑导向臂的弹性支撑机构，以使悬架气囊增压至最大时，弹性支撑机构用于限制轮轴下落的最小离地间隙；通过实施本技术方案，可有效解决现有空气悬架结构轮轴容易自由下落而造成事故的技术问题，即使空压或液压装置泄漏后，轮轴也不会自动落下与地面接触，其结构简单，运行经济性好，并能保证轮轴需要举升的挂车或半挂车具有良好的运行安全性。

Description

一种减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构
技术领域
本发明涉及车辆制造技术领域，尤其涉及一种减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构。
背景技术
现代车辆运输体系中，多轴货运汽车为降低油耗，减少轮胎磨损，会采用液压或空压装置，在车辆空载或轻载时提起一根或多根车轴，在车辆满载时落下车轴。但这些装置都是主动提升方式，即新增一套液压或空压装置直接增压将轮轴进行提升，一旦液压或空压泄漏，轮轴就会自动下降，造成事故。尤其是新型公铁两用半挂车与铁路专用转向架连挂后，铁路专用转向架作为走行部在铁路线路上运行时，半挂车自身的轮轴系统需要提升，运行过程半挂车轮轴和铁路轨道须保持一定的间隙，否则会引起整列货运列车发生行车事故。
如此本申请发明人在实施本发明实施例过程中，发现上述现有技术至少存在以下技术问题：如果采用普通的空气悬挂结构，轮轴会自由下落与轨道接触造成事故；如果采用既有具有主动提升功能的空气悬挂结构，一旦液压或空压泄漏，轮轴也会自动下落与轨道接触，造成事故；而为解决上述技术问题一般会加装一套轮轴锁闭装置，但在其提升之后，再将轮轴固定，然而这样就大大增加了挂车或半挂车的自重，运行经济性降低，同时结构更加复杂，不便于制造、检修及维护。
发明内容
为解决上述现有空气悬架结构轮轴容易自由下落而造成事故的技术问题，本发明的目的在于提供一种减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，具有减压被动提升轮轴的能力，即使空压或液压装置泄漏后，轮轴也不会自动落下与地面接触；同时无需增加额外轮轴锁闭装置而增加挂车或半挂车的自重，结构简单，运行经济性好，并保证轮轴需要举升的挂车或半挂车具有良好的运行安全性。
本发明采用的技术方案如下：
一种减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，包括
支架，所述支架固定在车体轮轴一侧的车架上，所述支架的下端设有一固定支座；
悬架气囊，所述悬架气囊固定在车体轮轴另一侧的车架上；
导向臂，所述导向臂的一端通过铰接件与所述支架转动连接，所述导向臂的另一端与悬架气囊的下端连接，轮轴通过固定件固定在导向臂上；
弹性支撑机构，所述弹性支撑机构设于所述固定支座上并用于支撑所述导向臂，以使所述悬架气囊增压至最大时，所述弹性支撑机构用于限制轮轴下落的最小离地间隙。
可选地，所述弹性支撑机构包括支承钢簧，所述支承钢簧固定设置在所述固定支座上，且支承钢簧位于所述导向臂下方并用于支撑导向臂，以限制导向臂绕铰接件沿顺时针方向最大转动角度。利用支承钢簧作为用于支撑导向臂的支撑结构相对于液压或空压系统设计其设计成本低，且可有效避免其因液压或空压泄漏造成轮轴自动下降而引起的事故的问题，进而无需额外设计轮轴锁闭装置，结构简单便于制造、检修及维护，尤其是设计成本低，但可实现挂车或半挂车具有良好的运行稳定性及安全性，进而达到较好的运行经济性效果。
可选地，所述支承钢簧呈倾斜设置固定在所述固定支座上，并利用支承钢簧的预压缩力支撑导向臂。利用支承钢簧作为导向臂支撑结构，其支撑方式可以为倾斜支撑，当然也可以通过其他导向结构改变支撑方向，以保证对导向臂支撑稳定性。
可选地，所述支承钢簧呈水平固定设于所述固定支座上，所述弹性支撑机构还包括钢簧推座，所述钢簧推座位于所述导向臂的下方并与导向臂的下端面配合接触，所述钢簧推座与支承钢簧端部连接并通过钢簧推座支撑所述导向臂。
本技术方案的技术原理为：利用悬架气囊和弹性支撑机构的压力差用来调节轮轴的高度，即悬架气囊压力最小时，弹性支撑机构中的支承钢簧用来支撑轮轴的自身重量，此时轮轴离地间隙最大；而当悬架气囊增压至最大时，弹性支撑机构中的支承钢簧受力压缩而利用预压缩力支撑轮轴，而此时支承钢簧对钢簧推座的支承力可限制位于钢簧推座上的导向臂继续沿顺时针方向转动，进而限制导向臂绕圆销沿顺时针方向最大转动角度，同时也可有效限制轮轴下落最小离地间隙。如此固定在车架上的悬架气囊的设计可限制轮轴的最大离地间隙；而呈水平设置的支承钢簧配合钢簧推座可限制轮轴的最小离地间隙，避免轮轴自由下落与轨道接触造成事故。
可选地，所述钢簧推座的上端与所述支架转动连接，钢簧推座的下端与支承钢簧端部接触配合。如此钢簧推座承载稳定性好并与支承钢簧端部接触配合自由度高，在支承钢簧的支撑作用下可始终保持与导向臂下端面接触配合，以保证对导向臂支撑稳定性。
可选地，所述铰接件为圆销，所述导向臂和所述钢簧推座均通过圆销与所述支架转动连接，所述钢簧推座上端两侧设置有与圆销两端配合连接的连接孔。如此钢簧推座和位于钢簧推座上的导向臂可绕圆销转动而调节轮轴离地高度，结构简单，可适应性调节其转动角度进而调节轮轴离地高度。
可选地，所述钢簧推座与支承钢簧端部固定连接，用于向导向臂传递支承钢簧的作用力。如此钢簧推座的设计起到承载和导向作用，用于传递支承钢簧的作用力，可有效降低支承钢簧的预压缩力要求，达到利用支承钢簧释放预压缩力支撑导向臂，进而限制导向臂顺时针旋转，进而限制位于导向臂上的轮轴最小离地间隙。
可选地，所述钢簧推座的上端面设有与所述导向臂的下端面配合接触的支撑弧面，所述钢簧推座的下端设置有与所述支承钢簧相配合连接的钢簧限位台。如此钢簧推座具有较好的承载导向作用，即配合支承钢簧的安装需求，达到将支承钢簧释放预压缩力限制导向臂顺时针旋转将轮轴而限制轮轴最小离地间隙。
可选地，所述固定件包括压板和U型螺栓，轮轴通过压板和U型螺栓固定在所述导向臂的中部，所述导向臂沿所述悬架气囊的延伸方向设置有拐点，且导向臂通过螺栓与悬架气囊的下端固定连接。用以保证轮轴在落下及抬起过程中具有较好的平稳性，且结构简单，根据导向臂两端与弹性支撑机构和悬架气囊配合关系要求设计成利于所需空间内的配合结构，气囊行程增大，整体结构紧凑。
可选地，还包括减震杆，所述减震杆的上端与所述支架铰接，所述减震杆的下端与所述导向臂铰接。以使车辆上下振动衰减，提高车辆运行舒适度。
如上所述，本发明至少具有如下有益效果：
1.本发明设计有用于限制轮轴下落最小离地间隙的弹性支撑机构，可有效避免轮轴自由下落与轨道或路面接触造成事故，且弹性支撑机构采用钢簧推座和支承钢簧结构组成，其无需外额外设计主动提升功能的液压或空压悬挂结构，进而避免其因液压或空压泄漏造成轮轴自动下降而引起的事故，且无需设计额外的轮轴锁闭装置，便可达到挂车或半挂车具有良好的运行稳定性及安全性，可有效降低设计成本、检修及维护成，结构简单，具有较好的运行经济性。
2.本发明采用支承钢簧被动提升轮轴高度的方式，利用支承钢簧和空气悬架自身的悬架气囊作为轮轴高度调节动力源，其结构简单，安全性能好，通过调节悬架气囊的气压便可自动调节轮轴离地间隙，实现挂车或半挂车轮轴在公路或铁路上自由切换运行高度，悬架气囊减压后支承钢簧预压缩力释放被动提升轮轴高度，有效避免轮轴自动下落风险，该结构设计虽简单但巧妙，设计成本低但可有效保证其运行过程的平顺性。
3.本发明钢簧推座和导向臂均可通过圆销连接到支架，如此钢簧推座和位于钢簧推座上的导向臂可绕圆销转动而调节轮轴离地高度，结构简单安装方便；钢簧推座具有支承钢簧相配的竖直端面，可起到较好的承载导向臂的作用，及传递支承钢簧支撑力的导向作用；而导向臂的结构可适应与钢簧推座及悬架气囊配合关系设计成利于所需空间内的配合结构，如此结构紧凑，并可通过支承钢簧的支撑作用使轮轴获得较大的离地间隙。
4.本发明弹性支撑机构中支承钢簧的设计及减震杆的设计，均具有减震作用，提高车辆运行舒适性和稳定性，实用性好。
附图说明
本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中
图1是本发明实施例减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构的结构示意图；
图2是图1另一视角的示意图；
图3是图1中钢簧推座的结构示意图；
图4是本发明实施例减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构的安装示意图；
图5是图4的俯视图。
附图标记说明：1-支架；2-悬架气囊；3-导向臂；31-拐点；4-固定支座；5-钢簧推座；51-连接孔；52-支撑弧面；53-钢簧限位台；54-加强筋；6-支承钢簧；7-U型螺栓；8-压板；9-轮轴；10-减震杆；11-车架；12-圆销。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一
实施例基本如图1和图2所示：本实施例提供一种减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，可适用于需要调节轮轴9高度的挂车或半挂车等车辆上，空气悬架结构具体包括固定在车辆车架11上的支架1和悬架气囊2，支架1固定和悬架气囊2分别固定在车体轮轴9两侧的车架11上，支架1的下端固定安装有固定支座4，在固定支座和支架接触的地方可采用增焊补偿板以调整固定支座的角度，当然也可以是其他调整固定支座安装初始角度的方法，固定支座4也可以与支架设计为一体成型；本实施例还提供有导向臂3，导向臂3的左端通过铰接件与支架1转动连接，本实施例优选铰接件为圆销12，当然也可以为其他铰接结构，如此导向臂3左端通过圆销12与支架1转动连接；导向臂3的右端通过螺栓与悬架气囊2的下端固定连接，轮轴9通过固定件安装在导向臂3上，本实施例提供的固定件包括压板8和U型螺栓7，轮轴9通过压板8和U型螺栓7固定在导向臂3的中部，导向臂3沿悬架气囊2的延伸方向设置有拐点31，用以保证轮轴9在落下及抬起过程中具有较好的平稳性，增大悬架气囊行程，本实施例提供的悬架气囊2为现有技术中的空气弹簧，如此通过调节悬架气囊2的压力可调节轮轴9的高度。
为防止轮轴9自动落下而与地面接触，本实施例还提供有弹性支撑机构，弹性支撑机构设于固定支座4上并用于支撑导向臂3，以使悬架气囊2增压至最大时，弹性支撑机构用于限制轮轴9下落的最小离地间隙；具体地，本实施例提供的弹性支撑机构包括支承钢簧6，支承钢簧6固定设置在固定支座4上，固定支座与支承钢簧的安装关系满足不同轮轴不同举升高度需求。承钢簧位于导向臂3下方并用于支撑导向臂3，以限制导向臂3绕铰接件沿顺时针方向最大转动角度，利用支承钢簧6作为用于支撑导向臂3的支撑结构相对于液压或空压系统设计其设计成本低，且可有效避免其因液压或空压泄漏造成轮轴9自动下降而引起的事故的问题，进而无需额外设计轮轴9的锁闭装置，结构简单便于制造、检修及维护，尤其是设计成本低，但可实现挂车或半挂车具有良好的运行稳定性及安全性，进而达到较好的运行经济性效果。
本实施例中支承钢簧6可以呈倾斜设置固定在固定支座4上，并利用支承钢簧6的预压缩力支撑导向臂3；利用支承钢簧6作为导向臂3支撑结构，其支撑方式可以为倾斜支撑，当然也可以通过其他导向结构改变支撑方向，以保证对导向臂3支撑稳定性。
实施例二
实施例二与实施例一基本相同，其不同之处在于：本实施例提供的支承钢簧6呈水平固定设于固定支座4上，固定支座4上设置有用于安装支承钢簧6的竖直安装面，以使支承钢簧6安装稳定；本实施例提供的弹性支撑机构还包括钢簧推座5，钢簧推座5位于导向臂3的下方并与导向臂3的下端面配合接触，支承钢簧6设于固定支座4和钢簧推座5之间，钢簧推座5与支承钢簧6端部连接并通过钢簧推座5支撑导向臂3，钢簧推座5可以与支承钢簧6固定连接，也可以采用通过连接件与支架1转动连接并与支承钢簧6端部接触配合的连接方式，均可有效对其上方的导向臂3进行支撑，用于向导向臂3传递支承钢簧6的作用力。
实施例三
作为实施例二的优选实施例，本实施例采用钢簧推座5通过圆销12与支架1转动连接并与支承钢簧6端部固定配合的连接方式，进而整个弹性支撑机构具有较好的支撑稳定性；具体地，如图3所示，钢簧推座5上端的位于导向臂的两侧均设置有连接孔，穿过导向臂的圆销也穿过钢簧推座上端两侧的连接孔，以实现钢簧推座5与支架转动连接，无需额外设计钢簧推座5与支架转动连接结构，且在钢簧推座内侧设置有加强筋54，简化结构设计并实现钢簧推座5稳定支撑导向臂的功能；进一步地，钢簧推座5的上端面设有与导向臂3的下端面相配合接触的支撑弧面52，钢簧推座5的下端设置有与支承钢簧6相配合连接的钢簧限位台53，钢簧限位台设有供支承钢簧6穿过的安装工位，如此钢簧推座5具有较好的承载及导向作用，即配合支承钢簧6的安装需求，达到利用支承钢簧6释放预压缩力支撑导向臂3，进而限制导向臂3顺时针转动，进而限制位于导向臂3上的轮轴9最小离地间隙。
本实施例提供的导向臂3和钢簧推座5均通过圆销12与支架1连接，如此钢簧推座5和位于钢簧推座5上的导向臂3可绕圆销12转动而调节轮轴9离地高度，结构简单安装稳定，可适应性调节其转动角度进而调节轮轴9离地高度；与此同时，本实施例还提供有减震杆10，减震杆10的上端与支架1铰接，减震杆10的下端与导向臂3铰接，以使车辆上下振动衰减，并提高车辆运行舒适度。
工作原理：利用悬架气囊2和弹性支撑机构的压力差用来调节轮轴9的高度，即悬架气囊2压力最小时，弹性支撑机构中的支承钢簧6用来支撑轮轴9的自身重量，此时轮轴9离地间隙最大；而当悬架气囊2增压至最大时，弹性支撑机构中的支承钢簧6受力压缩而支撑轮轴9，而此时支承钢簧6对钢簧推座5的支承力可限制位于钢簧推座5上的导向臂3继续沿顺时针方向转动，进而为导向臂3绕圆销12沿顺时针方向最大转动角度，同时也为轮轴9下落的最小离地间隙。如此固定在车架11上的悬架气囊2的设计可限制轮轴9的最大离地间隙；而弹性支撑机构的作用可限制轮轴9的最小离地间隙，避免轮轴9自由下落与轨道接触造成事故，且实施例无需外设计额外主动提升功能的悬挂结构，进而避免其因液压或空压泄漏造成轮轴9自动下降而引起的事故，且无需设计额外的轮轴9锁闭装置，便可达到挂车或半挂车具有良好的运行稳定性及安全性，结构简单成本低，具有较好的运行经济性。
本实施例的具体实施方式为：当三轴及多轴挂车或半挂车在公路运行时，至少需将某一轮轴9的悬架气囊2增压，如图4和图5所示，车辆的车架11上具有三根轮轴9，而每一轮轴9上具有两个上述空气悬架结构，两个空气悬架结构靠近轮轴9两端车轮并沿轮轴9中心对称设置，用以承载车体载荷；当悬架气囊2增压时，将推动导向臂3沿支架1上的圆销12顺时针针旋转，带动轮轴9下降，此时支承钢簧6处于被压缩状态，轮轴9离地间隙减小，车体轮轴9会降至公路运行位置，以满足车辆在公路运行要求，如需将某一对轮轴9升起，则需对需提升轮轴9对应的悬架气囊2减压即可，当悬架气囊2减压时，支承钢簧6伸长复原推动钢簧推座5和导向臂3逆时针旋转，带动轮轴9提升；如此本实施例中空气悬架结构可利用用悬架气囊2和支承钢簧6的压力差来调节轮轴9的高度，悬架气囊2减压后支承钢簧6预压缩力释放被动提升轮轴9高度，可防止轮轴9自动落下，其结构简单，操作便捷，可达到挂车或半挂车具有良好的运行稳定性及安全性，同时可有效降低设计成本、检修及维护成，具有较好的运行经济性。
同理当公铁两用挂车或半挂车在铁路运行时，则需将所有悬架气囊2减压，让所有轮轴9提升至离地最大距离，即本实施例中轮轴9处于最高位，避免轮轴9自由下落与轨道接触造成事故，本实施例空气悬架结构中悬架气囊2出现空气泄漏的情况其轮轴9也不会自动落下，其弹性支撑机构可保证轮轴9的最大离地距离，保障车辆在运行过程中的安全稳定性；如此本实施例空气悬架结构巧妙地利用支承钢簧6与空气悬架结构自身的空气弹簧作为轮轴9高度调节动力源，其结构简单、运行稳定可靠，无需额外新增液压或空压设备和轮轴9锁闭装置而增加挂车或半挂车的自重，其设计成本低但运行经济性好；支撑结构与导向臂3有效配合不仅可被动提升轮轴9高度，避免轮轴9运行过程中存在自动下落风险；且支承钢簧6的设计同时具有减震作用，可有效提高车辆运行舒适性和稳定性。
综上所述，本实施例中空气悬架结构安装紧凑但配合井然有序，可达到挂车或半挂车具有良好的运行稳定性及安全性的同时，可有效降低设计成本、检修及维护成本，该结构设计巧妙可实现挂车或半挂车轮轴9在公路或铁路上自由切换运行高度，且调节便捷，具有较好的实用性，适合挂车或半挂车推广应用。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：包括
支架，所述支架固定在车体轮轴一侧的车架上，所述支架的下端设有一固定支座；
悬架气囊，所述悬架气囊固定在车体轮轴另一侧的车架上；
导向臂，所述导向臂的一端通过铰接件与所述支架转动连接，所述导向臂的另一端与悬架气囊的下端连接，轮轴通过固定件固定在导向臂上；
弹性支撑机构，所述弹性支撑机构设于所述固定支座上并用于支撑所述导向臂，以使所述悬架气囊增压至最大时，所述弹性支撑机构用于限制轮轴下落的最小离地间隙。
2.根据权利要求1所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：所述弹性支撑机构包括支承钢簧，所述支承钢簧固定设置在所述固定支座上，且支承钢簧位于所述导向臂下方并用于支撑导向臂，以限制导向臂绕铰接件沿顺时针方向最大转动角度。
3.根据权利要求2所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：所述支承钢簧呈倾斜设置固定在所述固定支座上，并利用支承钢簧的预压缩力支撑导向臂。
4.根据权利要求2所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：所述支承钢簧呈水平固定设于所述固定支座上，所述弹性支撑机构还包括钢簧推座，所述钢簧推座位于所述导向臂的下方并与导向臂的下端面配合接触，所述钢簧推座与支承钢簧端部连接并通过钢簧推座支撑所述导向臂。
5.根据权利要求4所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：所述钢簧推座的上端与所述支架转动连接，钢簧推座的下端与支承钢簧端部接触配合。
6.根据权利要求5所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：所述铰接件为圆销，所述导向臂和所述钢簧推座均通过圆销与所述支架转动连接，所述钢簧推座上端两侧设置有与圆销两端配合连接的连接孔。
7.根据权利要求4所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：所述钢簧推座与支承钢簧端部固定连接，用于向导向臂传递支承钢簧的作用力。
8.根据权利要求6或7所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：所述钢簧推座的上端面设有与所述导向臂的下端面配合接触的支撑弧面，所述钢簧推座的下端设置有与所述支承钢簧相配合连接的钢簧限位台。
9.根据权利要求1所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：所述固定件包括压板和U型螺栓，轮轴通过压板和U型螺栓固定在所述导向臂的中部，所述导向臂沿所述悬架气囊的延伸方向设置有拐点，且导向臂通过螺栓与悬架气囊的下端固定连接。
10.根据权利要求1所述的减压式被动提升轮轴高度的空气悬架结构，其特征在于：还包括减震杆，所述减震杆的上端与所述支架铰接，所述减震杆的下端与所述导向臂铰接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112172436A (zh) * 2020-10-12 2021-01-05 中车株洲电力机车有限公司 一种中低速磁浮列车空气弹簧高度调节系统及方法

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