CN111152614A - 一种双级减振高适应性平衡悬架系统 - Google Patents

一种双级减振高适应性平衡悬架系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种双级减振高适应性平衡悬架系统，包括弹性系统、导向机构、限位装置和平衡轴系统；所述弹性系统包括弹性支撑臂和弹性支座，所述弹性支座沿车桥中心线对称设置于车桥上部，所述弹性支撑臂的两端位于弹性支座上部，所述弹性支撑臂中间与平衡轴支架转动连接，所述弹性支座底部与车桥连接；该结构在保证整车性能的前提下，提高了包括钢板弹簧、推力杆、U型螺栓、平衡轴系统在内的悬架系统使用寿命，提高了在恶劣工况下的平衡轴系统的密封性能。

Description

一种双级减振高适应性平衡悬架系统
技术领域
本发明涉及载货汽车悬架系统技术领域，具体涉及一种双级减振高适应性平衡悬架系统。
背景技术
悬架系统是载货汽车的主要组成之一，用于传递车架和车桥之间的一切力和力矩，并且缓和不平路面对车辆的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的车辆振动，保证车辆具有良好的操纵稳定性和平顺性。载货汽车双联驱动桥一般配置平衡悬架，两个桥布置在钢板弹簧的两端，保证两桥的载荷相等。在载重大且路况差的矿区使用的自卸车上，后平衡悬架容易出现诸如钢板弹簧断裂、U型螺栓断裂、平衡轴系统漏油等故障。产生上述故障的原因是路面对轮胎的冲击载荷直接传递到板簧上，导致钢板弹簧产生疲劳断裂；U型螺栓存在应力集中和螺母松动问题，导致U型螺栓断裂；砂砾灰尘磨损油封导致平衡轴漏油。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开一种双级减振高适应性平衡悬架系统，该结构在保证整车性能的前提下，提高了包括钢板弹簧、推力杆、U型螺栓、平衡轴系统在内的悬架系统使用寿命，提高了在恶劣工况下的平衡轴系统的密封性能。
一种双级减振高适应性平衡悬架系统，包括弹性系统、导向机构、限位装置和平衡轴系统；
所述弹性系统包括弹性支撑臂和弹性支座，所述弹性支座沿车桥中心线对称设置于车桥上部，所述弹性支撑臂的两端位于弹性支座上部，所述弹性支撑臂中间与平衡轴支架转动连接，所述弹性支座底部与车桥连接；
所述导向系统为两组，分别连接车桥与平衡轴支架及车桥与车架横梁。
优选的，所述弹性支撑臂为钢板弹簧，所述钢板弹簧的两端分别位于两个板簧支架内，每个板簧支架均与对应的一个弹性支座相连。钢板弹簧依靠车辆重力压在板簧支架上并且可自由滑动。
优选的，所述平衡轴支架端部设置有平衡轴壳，所述弹性支撑臂下部为平衡轴壳，所述弹性支撑臂上部为压板，所述弹性支撑臂通过U型螺栓及螺母夹紧在平衡轴壳和压板之间。弹性支撑臂可随平衡轴壳绕平衡轴中心往复转动。
优选的，所述U型架与平衡轴壳体接触的部分的横截面为扁平型，所述U型架倾斜设置于平衡轴壳和压板之间。
优选的，所述弹性支座包括多层钢板和填充于钢板之间的橡胶，钢板和橡胶硫化在一起，中部穿有中心螺栓，拧紧中心螺栓的螺母后对橡胶支座有一定预压力。钢板和橡胶组成的支座具有较好的弹性并可衰减悬架系统振动，同时保证较高的强度。
优选的，所述导向系统包括上部的V型推力杆和下部的直推力杆。用于传递车桥与车架横梁之间的纵向力和侧向力。
优选的，所述V型推力杆的中间端部与车桥中部铰接，所述V型推力杆的两侧端部分别与车架横梁连接。
优选的，所述直推力杆的其中一端与车桥铰接，所述直推力杆的另一端与平衡轴支架铰接。
优选的，所述限位装置包括限位支架，所述限位支架与横梁连接，所述限位支架下部连接有弹性限位块。
优选的，所述平衡轴系统包括平衡轴、平衡轴壳和平衡轴支架，所述平衡轴外部套装平衡轴壳，所述平衡轴与平衡轴壳之间设置有球面轴承，所述球面轴承端部设置有油封，所述支架壳与平衡轴支架之间设置有O型密封圈。O形密封圈可减小尘土砂砾对油封16的磨损，减少平衡轴系统的漏油故障。
优选的，所述板簧支架为橫置的U型结构。
优选的，两个平衡轴支架之间设置有拉杆。拉杆与两侧的平衡轴支架、车架横梁共同形成框架式结构，减小了平衡轴支架在重载下的变形，提高了整个平衡轴系统整体刚性。
本发明的有益效果：
1、本发明的各部件功能清晰、受力均衡、运动协调，在保证整车性能的前提下，相对传统结构提高了包括钢板弹簧、推力杆、U型螺栓、平衡轴系统在内的悬架系统使用寿命，提高了在恶劣工况下的平衡轴系统的密封性能。
2、弹性支撑臂和弹性支座都具有弹性，组成串联弹簧结构的双级减振系统。
3、钢板和橡胶组成的支座具有较好的弹性并可衰减悬架系统振动，同时保证较高的强度。
4、拉杆与两侧的平衡轴支架、车架及横梁共同形成框架式结构，减小了平衡轴支架在重载下的变形，提高了整个平衡轴系统整体刚性。
5、O形密封圈可减小尘土砂砾对油封16的磨损，减少平衡轴系统的漏油故障。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是平衡悬架系统主视图。
图2是平衡悬架系统左视图。
图3是U型螺栓夹紧系统示意图。
图4是平衡轴系统装配示意图。
图中，1为板簧支架、2为导向板、3为螺母、4为U型螺栓、5为压板、6为钢板弹簧、7为弹性限位块、8为橡胶支座、9为平衡轴壳、10为平衡轴支架、11为直推力杆、12为拉杆、13为车架横梁、14为V形推力杆、15为车桥、16为油封、17为O形密封圈、18为轴盖、19为球面轴承、20为轴承压块、21为间隔套、22为限位支架、23为平衡轴。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本申请保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”等 指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新 型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的双级减振高适应性平衡悬架系统由弹性系统、平衡轴系统、导向机构和限位装置组成。如图1和图2所示，弹性系统由钢板弹簧6和橡胶支座8组成，二者都具有弹性，组成串联弹簧结构的双级减振系统。板簧支架1通过螺栓装配在橡胶支座8上部，橡胶支座8通过螺栓与车桥15相连，钢板弹簧6两端搭接在板簧支架1上，钢板弹簧依靠车辆重力压在板簧支架1上并且可自由滑动。导向板2装配在车架及横梁13上，用于保证钢板弹簧6仅上下运动。
所述的钢板弹簧6是由若干片等宽等厚但不等长的合金弹簧片叠加而成，形成近似等强度梁，中部由U型螺栓4及其螺母3夹紧在平衡轴壳9和板簧压板5之间，可随平衡轴壳9绕平衡轴中心往复转动。如图1所示，所述的U型螺栓4倾斜布置，可减小U型螺栓4对钢板弹簧6的夹紧距离，比传统的竖直布置结构具有更小的板簧刚度，提高板簧比应力，从而提高板簧寿命和整车平顺性。
所述的橡胶支座8位于板簧支架1和车桥15之间，由多层钢板与填充其间的橡胶组成，钢板和橡胶硫化在一起，中部穿有中心螺栓，拧紧中心螺栓的螺母后对橡胶支座有一定预压，橡胶支座8具有较好的弹性并可衰减悬架系统振动，同时可保证较高的强度。
所述的板簧支架1在横截面上为C形结构（如图2所示），相对于传统的口形结构，消除了在扭曲路面上行驶时钢板弹簧6与板簧支架1之间的运动干涉，提高了平衡轴系统和钢板弹簧的使用寿命，板簧支架1内侧与钢板弹簧6接触的部位为弧形，以保证车桥跳动时具有良好接触。
如图2所示，所述的平衡悬架系统下部设置有拉杆12，与两侧的平衡轴支架10、车架及横梁13共同形成框架式结构，减小了平衡轴支架在重载下的变形，提高了平衡轴系统整体刚性。
如图1和图2所示，所述的导向机构为上V型推力杆14和下直推力杆11，分别布置于车桥上部和下部，用于传递车桥15与车架13之间的纵向力和侧向力。
如图1和图2所示，所述的限位装置由金属铸造的限位支架22和由聚氨酯弹性体制造的弹性限位块7组成，在钢板弹簧6绕平衡轴23的中心线旋转时提供限位。
如图3所示，所述的U型螺栓4下部整体采用半圆弧平滑过渡，消除了传统小圆弧过渡存在的贴合不紧密和应力集中现象。U型螺栓4下部的截面轧制为扁圆形，而上部为正常螺纹与螺母3配合，扁圆形结构保证了与平衡轴壳9的贴合面更大，同时扩大了平衡轴支架10的螺栓安装空间。
如图4所示，平衡轴系统主要由平衡轴15、平衡轴支架10、平衡轴壳9、油封16、O形密封圈17、球面轴承19、轴承盖18、轴承压块20和间隔套21等组成。平衡轴15插入平衡轴支架10和平衡轴壳9中心孔中，平衡轴壳9与平衡轴15之间有对装的球面轴承19，两个球面轴承19之间安装间隔套21，用轴承压块20压紧，可承受径向载荷和轴向载荷，在恶劣工况下具有更高的可靠性。平衡轴壳9上部用于安装钢板弹簧，平衡轴壳9外部设置有轴盖18，平衡轴系统通过两个油封16和一个O形橡胶圈17密封，在有限的空间内形成三级密封系统，O形密封圈17可减小尘土砂砾对油封16的磨损，减少平衡轴系统的漏油故障。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，包括弹性系统、导向机构、限位装置和平衡轴系统；
所述弹性系统包括弹性支撑臂和弹性支座，所述弹性支座沿车桥中心线对称设置于车桥上部，所述弹性支撑臂的两端位于弹性支座上部，所述弹性支撑臂中间与平衡轴支架转动连接，所述弹性支座底部与车桥连接；
所述导向系统为两组，分别连接车桥与平衡轴支架及车桥与车架横梁。
2.根据权利要求1所述的一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，所述弹性支撑臂为钢板弹簧，所述钢板弹簧的两端分别位于两个板簧支架内，每个板簧支架均与对应的一个弹性支座相连。
3.根据权利要求1所述的一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，所述平衡轴支架端部设置有平衡轴壳，所述弹性支撑臂下部为平衡轴壳，所述弹性支撑臂上部为压板，所述弹性支撑臂通过U型螺栓及螺母夹紧在平衡轴壳和压板之间。
4.根据权利要求3所述的一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，所述U型架与平衡轴壳体接触的部分的横截面为扁平型，所述U型架倾斜设置于平衡轴壳和压板之间。
5.根据权利要求1所述的一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，所述弹性支座包括多层钢板和填充于钢板之间的橡胶，钢板和橡胶硫化在一起，中部穿有中心螺栓，拧紧中心螺栓的螺母后对橡胶支座有一定预压力。
6.根据权利要求1所述的一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，所述导向系统包括上部的V型推力杆和下部的直推力杆，用于传递车桥与车架横梁之间的纵向力和侧向力。
7.根据权利要求5所述的一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，所述V型推力杆的中间端部与车桥中部铰接，所述V型推力杆的两侧端部分别与车架横梁连接。
8.根据权利要求5所述的一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，所述直推力杆的其中一端与车桥铰接，所述直推力杆的另一端与平衡轴支架铰接。
9.根据权利要求1所述的一种双级减振高适应性平衡悬架系统，其特征在于，所述限位装置包括限位支架，所述限位支架与车架横梁连接，所述限位支架下部连接有弹性限位块。
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