CN113352825B - 一种全油气弹簧悬架重型车辆及刚性宽体自卸车 - Google Patents

一种全油气弹簧悬架重型车辆及刚性宽体自卸车 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种全油气弹簧悬架重型车辆，涉及车辆油气悬架技术领域，解决了相关技术中板簧式悬架存在的断裂故障频繁缺陷、承载和减震能力与大载重不匹配的技术问题。前桥油气缸的缸筒与纵梁可转动连接，托臂设有第一端部、第二端部和第三端部，第一端部与前桥的前轮轮毂以及前桥油气缸的杆部连接，第二端部与纵梁的前部可转动连接，第三端部与圈梁可转动连接，后桥油气缸的缸筒与纵梁可转动连接，后桥油气缸的杆部与后桥可转动连接。通过上述油气缸及相关连接形成的油气悬挂系统，将车轮所受的力和力矩传递给车架和车身，并吸收、缓和路面传来的振动和冲击，同时起到弹簧和减震器的作用，省去了传统的弹簧和板簧。

Description

一种全油气弹簧悬架重型车辆及刚性宽体自卸车
技术领域
本发明涉及车辆油气悬架技术领域，尤其涉及一种全油气弹簧悬架重型车辆及刚性宽体自卸车。
背景技术
煤炭是主体能源和重要的工业原料，市场上存在用于露天煤矿土方剥离、运煤、排渣的非公路矿用宽体自卸车，主要以载重60t为主，采用的是板簧式悬架和铆接式车架结构。
采用板簧式悬架，一方面主要采用多片板簧叠加为车辆提供承载和减震功能，而随着承载吨位的不断增加及运输路况的恶化，板簧存在断裂故障频繁的缺陷，导致运输效率降低；在另一方面通过增加承载板簧片数能够在一定程度上缓解此类故障，但是，载重超过60吨后，承载板簧自身材料属性已无法满足承载和减震要求。
发明内容
本申请提供一种全油气弹簧悬架重型车辆及刚性宽体自卸车，解决了相关技术中板簧式悬架存在的断裂故障频繁缺陷、承载和减震能力与大载重不匹配的技术问题。
本申请提供一种全油气弹簧悬架重型车辆，包括车架、前桥、前桥油气缸、托臂、后桥和后桥油气缸，车架包括纵梁以及与纵梁固定连接的圈梁，前桥油气缸的缸筒与纵梁可转动连接，托臂设有第一端部、第二端部和第三端部，第一端部与前桥的前轮轮毂以及前桥油气缸的杆部连接，第二端部与纵梁的前部可转动连接，第三端部与圈梁可转动连接，后桥油气缸的缸筒与纵梁可转动连接，后桥油气缸的杆部与后桥可转动连接。
可选地，托臂的第一端部配置有关节轴承，第一端部和前轮轮毂均与关节轴承的外圈固定连接，关节轴承的内圈与前桥油气缸的杆部固定连接。
可选地，托臂呈A型臂设置，第一端部、第二端部和第三端部分别呈A型的三个端点设置。
可选地，全油气弹簧悬架重型车辆还设有转向油缸、转向拉杆和转向节臂，转向油缸和转向拉杆呈对设置，转向节臂的左右两侧分别设有一对转向油缸和转向拉杆，转向油缸的一端和转向拉杆的一端均销接安装于前轮轮毂，转向油缸的另一端和转向拉杆的另一端均销接安装于转向节臂，转向节臂通过节臂轴销与车架销接。
可选地，后桥包括第二桥和第三桥，全油气弹簧悬架重型车辆设有与第二桥连接的后桥油气缸和与第三桥连接的后桥油气缸，第二桥和第三桥还分别通过拉杆与车架销接；
全油气弹簧悬架重型车辆还设有蓄能器，蓄能器的第一进油口通过管路与第二桥的后桥油气缸的油腔油口连通，蓄能器的第二进油口通过管路与第三桥的后桥油气缸的油腔油口连通。
可选地，蓄能器包括活塞式蓄能器。
可选地，车架还包括横梁和前端的下沉式保险杠，纵梁分别与圈梁、横梁、下沉式保险杠焊接。
可选地，纵梁的横截面呈封闭盒型设置，纵梁被配置为钢板焊接机加。
可选地，后桥包括第二桥和第三桥，全油气弹簧悬架重型车辆设有与第二桥连接的后桥油气缸和与第三桥连接的后桥油气缸，第二桥和第三桥还分别通过拉杆与车架销接；
纵梁焊接有第一支耳、第二支耳和第三支耳，前桥油气缸的缸筒与第一支耳销接，与第二桥连接的后桥油气缸的缸筒与第二支耳销接，与第三桥连接的后桥油气缸的缸筒与第三支耳销接。
一种全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车，包括上述的全油气弹簧悬架重型车辆，全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车还包括：
司机室，安装于车架前部；
车厢，车厢尾部与车架销接；以及
举升油缸，一端与车架销接，另一端与车厢前部销接。
本申请有益效果如下：本申请提供一种全油气弹簧悬架重型车辆，车架与车桥之间通过油气缸进行传动、减震，包括前桥与前桥油气缸、后桥与后桥油气缸，前桥油气缸配置有托臂进行连接，具体为托臂设有第一端部、第二端部和第三端部，第一端部与前桥的前轮轮毂以及前桥油气缸的杆部连接，第二端部与纵梁的前部可转动连接，第三端部与圈梁可转动连接，前桥油气缸的缸筒与纵梁可转动连接，工作时前桥油气缸的缸筒与杆部相对移动，通过托臂配合调整车架与前桥；后桥油气缸的缸筒与纵梁可转动连接，后桥油气缸的杆部与后桥可转动连接；通过上述油气缸及相关连接形成的油气悬挂系统，将车轮所受的力和力矩传递给车架和车身，并吸收、缓和路面传来的振动和冲击，有利于增加成员的舒适性，使车辆具有良好的行驶平顺性，油气悬挂同时起到弹簧和减震器的作用，省去了传统的弹簧和板簧的设置，从而解决了相关技术中由于板簧而存在的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例。
图1为本申请提供的一种全油气弹簧悬架重型车辆的整体结构示意图；
图2为图1的局部示意图；
图3为图1的另一局部示意图；
图4为图2中A处的局部放大图；
图5为本申请提供的全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车的状态示意图；
图6为本申请提供的全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车的另一状态示意图。
附图标注：10-全油气弹簧悬架重型车辆，100-车架，110-纵梁，111-第一支耳，112-第二支耳，113-第三支耳，120-圈梁，130-下沉式保险杠，210-前轮轮毂，300-前桥油气缸，400-托臂，410-第一端部，411-关节轴承，4111-外圈，4112-内圈，420-第二端部，430-第三端部，500-后桥，510-第二桥，520-第三桥，530-拉杆，540-蓄能器，600-后桥油气缸，710-转向油缸，720-转向拉杆，730-转向节臂，731-节臂轴销，20-全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车，21-司机室，22-车厢，23-举升油缸。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种全油气弹簧悬架重型车辆及刚性宽体自卸车，解决了相关技术中板簧式悬架存在的断裂故障频繁缺陷、承载和减震能力与大载重不匹配的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种全油气弹簧悬架重型车辆，包括车架、前桥、前桥油气缸、托臂、后桥和后桥油气缸，车架包括纵梁以及与纵梁固定连接的圈梁，前桥油气缸的缸筒与纵梁可转动连接，托臂设有第一端部、第二端部和第三端部，第一端部与前桥的前轮轮毂以及前桥油气缸的杆部连接，第二端部与纵梁的前部可转动连接，第三端部与圈梁可转动连接，后桥油气缸的缸筒与纵梁可转动连接，后桥油气缸的杆部与后桥可转动连接。其中，第一端部包括与前桥的前轮轮毂以及前桥油气缸的杆部螺接安装。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1
请参照图1至图4，本实施例公开一种全油气弹簧悬架重型车辆10，包括车架100、前桥、前桥油气缸300、托臂400、后桥500和后桥油气缸600，车架100包括纵梁110以及与纵梁110固定连接的圈梁120。车架100与车桥通过油气缸连接，包括：后桥油气缸600的缸筒与纵梁110可转动连接，后桥油气缸600的杆部与后桥500可转动连接；前桥油气缸300的缸筒与纵梁110可转动连接，如2和图4所示，托臂400设有第一端部410、第二端部420和第三端部430，第一端部410与前桥的前轮轮毂210以及前桥油气缸300的杆部连接，第二端部420与纵梁110的前部可转动连接，第三端部430与圈梁120可转动连接。
工作时油气缸的缸筒与杆部相对移动，纵梁110与后桥500如上述通过后桥油气缸600连接，在全油气弹簧悬架重型车辆10属于重型车辆、大负载的工作情况下，后桥500属于驱动桥，前桥属于转动桥。其中，圈梁120内安装动力系统。
前桥油气缸300的缸筒与纵梁110可转动连接，前桥油气缸300的杆部与托臂400连接，托臂400分别与前轮轮毂210、纵梁110前部、圈梁120可转动连接。在颠簸等情形时，油气缸的缸筒与杆部相对移动，通过托臂400的三个端点处的转动，能够顺利调整前桥与车架100相对移动。上述可转动连接均可采用销接安装的方式。
通过上述前桥油气缸300、后桥油气缸600及相应与车架100、车桥的连接而形成的油气悬挂系统，将车轮所受的力和力矩传递给车架100和车身，并吸收、缓和路面传来的振动和冲击，有利于增加成员的舒适性，使车辆具有良好的行驶平顺性，油气悬挂同时起到弹簧和减震器的作用，省去了传统的弹簧和板簧的设置，从而解决了相关技术中由于板簧而存在的缺陷，包括多片板簧叠加方式存在的板簧断裂故障频繁缺陷，增加板簧片数但载重超过例如60吨而存在承载板簧自身材料属性已无法满足承载和减震要求的缺陷。
通过上述全油气弹簧悬架重型车辆10，能够提供更大吨位的载重，在相同车流密度的情况下，运输效率更高，极大地降低矿区车流密度大而造成安全隐患严重，缓解司机人员雇佣紧张，提升露天矿山运输效率的同时，降低运输成本，经济效益更加显著。
可选地，前桥包括转向功能，如图2所示，全油气弹簧悬架重型车辆10还设有转向油缸710、转向拉杆720和转向节臂730，转向油缸710和转向拉杆720呈对设置，转向节臂730的左右两侧分别设有一对转向油缸710和转向拉杆720，分别对左侧和右侧的前轮轮毂210进行转向调整。转向油缸710的一端和转向拉杆720的一端均销接安装于前轮轮毂210，转向油缸710的另一端和转向拉杆720的另一端均销接安装于转向节臂730，转向节臂730通过节臂轴销731与车架100销接。
具体地，结合图1，转向节臂730通过节臂轴销731与圈梁120铰接连接。当转向油缸710动作时，推动转向节臂730旋转，连接的转向拉杆720推动前轮轮毂210随之转动，实现车辆的转向。
可选地，请参照图2和图4，托臂400的第一端部410配置有关节轴承411，第一端部410和前轮轮毂210均与关节轴承411的外圈4111固定连接，关节轴承411的内圈4112与前桥油气缸300的杆部固定连接。通过关节轴承411，托臂400可于前桥油气缸300相对旋转，以满足车辆前行、转向、倾斜多种情形。
可选地，如图4所示，托臂400呈A型臂设置，第一端部410、第二端部420和第三端部430分别呈A型的三个端点设置。具体地，托臂400包括连接第一端部410与第二端部420的杆部、连接第一端部410与第三端部430的杆部、以及连接第二端部420与第三端部430的杆部，并且在中间和边侧作减重孔，形成A型臂。可以理解的是，可以在A型臂边缘作加强筋等处理。
可选地，前桥油气缸300、托臂400、转向机构及相关连接等，构成的前悬架，可采用麦弗逊式悬架，此种悬架形式具有结构简单、重量轻、占用空间小，舒适性较好的优点。在本实施例中采取的是A型臂+油气缸结构，油气悬挂同时起到弹簧和减震器的作用。前悬架的主销设置内倾角，车轮设置外倾角。
可选地，如图1所示，后桥500包括第二桥510和第三桥520，构成6×4桥式驱动形式。请参照图3，全油气弹簧悬架重型车辆10设有与第二桥510连接的后桥油气缸600和与第三桥520连接的后桥油气缸600，第二桥510和第三桥520还分别通过拉杆530与车架100销接；全油气弹簧悬架重型车辆10还设有蓄能器540，蓄能器540的第一进油口通过管路与第二桥510的后桥油气缸600的油腔油口连通，蓄能器540的第二进油口通过管路与第三桥520的后桥油气缸600的油腔油口连通。
本方案中的蓄能器540配合第二桥510和第三桥520的后桥油气缸600，将两个车桥同一侧的后桥油气缸600的油腔油口与蓄能器540上加工的两个油口连通，油气缸中的全部油液要先进入蓄能器540，多余的部分再进入另一个油气缸的腔室进行补偿，先缓冲再补偿，从而蓄能器540配合后桥油气缸600进一步提高减震能力，提高车桥的可靠性。
本方案中的蓄能器540，优选采用活塞式蓄能器540，有利于控制成本。蓄能器540也可以采用其它形式，例如囊式。
蓄能器540可采用如图3所示的沿竖向设置，也可呈水平等其它角度设置。
可选地，纵梁110焊接有第一支耳111、第二支耳112和第三支耳113，前桥油气缸300的缸筒与第一支耳111销接，与第二桥510连接的后桥油气缸600的缸筒与第二支耳112销接，与第三桥520连接的后桥油气缸600的缸筒与第三支耳113销接。通过相关支耳提供销接条件，并且支耳采用焊接安装于纵梁110，进一步保障结构刚度与强度。
可选地，请参照图1，车架100还包括横梁(图中未示意)和前端的下沉式保险杠130，纵梁110分别与圈梁120、横梁、下沉式保险杠130焊接。
发明人发现，相关技术中非公路矿用宽体自卸车采用铆接式车架100，其结构刚度和强度可以完全满足中国公路工况，但是在露天矿山坑洼路面条件下，铆接车架100出现脱铆、开裂、断裂等多种故障形式。在本实施例中，通过全熔透整体焊接车架100，降低传统车辆铆接式车架100开裂、断铆等故障，提升整车承载能力的同时，整车刚性更好，使用寿命更长。
可选地，如图1所示，纵梁110的横截面呈封闭盒型设置，车架100采用高断面纵梁110封闭盒型结构，采用高强钢板整体焊接机加，以保证车架100的强度和刚度。
实施例2
请结合参照图5和图6，本实施例公开一种全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车20，包括实施例1的全油气弹簧悬架重型车辆10，以应用于自卸车领域。
具体地，全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车20还包括司机室21、车厢22以及举升油缸23，司机室21安装于车架100前部，车厢22尾部与车架100销接，举升油缸23一端与车架100销接，另一端与车厢22前部销接。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种全油气弹簧悬架重型车辆，其特征在于，所述全油气弹簧悬架重型车辆包括：
车架，包括纵梁以及与所述纵梁固定连接的圈梁；
前桥和前桥油气缸，所述前桥油气缸的缸筒与所述纵梁可转动连接；
托臂，设有第一端部、第二端部和第三端部，所述第一端部与所述前桥的前轮轮毂以及所述前桥油气缸的杆部连接，所述第二端部与所述纵梁的前部可转动连接，所述第三端部与所述圈梁可转动连接；
后桥和后桥油气缸，所述后桥油气缸的缸筒与所述纵梁可转动连接，所述后桥油气缸的杆部与所述后桥可转动连接；
所述托臂呈A型臂设置，包括分别设于三个端点处的所述第一端部、所述第二端部和所述第三端部，和，连接所述第一端部与所述第二端部的杆部、连接所述第一端部与所述第三端部以及连接所述第二端部与所述第三端部的杆部。
2.如权利要求1所述的全油气弹簧悬架重型车辆，其特征在于，所述托臂的第一端部配置有关节轴承，所述第一端部和所述前轮轮毂均与所述关节轴承的外圈固定连接，所述关节轴承的内圈与所述前桥油气缸的杆部固定连接。
3.如权利要求1所述的全油气弹簧悬架重型车辆，其特征在于，所述全油气弹簧悬架重型车辆还设有转向油缸、转向拉杆和转向节臂，所述转向油缸和所述转向拉杆呈对设置，所述转向节臂的左右两侧分别设有一对所述转向油缸和所述转向拉杆，所述转向油缸的一端和所述转向拉杆的一端均销接安装于所述前轮轮毂，所述转向油缸的另一端和所述转向拉杆的另一端均销接安装于所述转向节臂，所述转向节臂通过节臂轴销与所述车架销接。
4.如权利要求1所述的全油气弹簧悬架重型车辆，其特征在于，所述后桥包括第二桥和第三桥，所述全油气弹簧悬架重型车辆设有与所述第二桥连接的所述后桥油气缸和与所述第三桥连接的所述后桥油气缸，所述第二桥和所述第三桥还分别通过拉杆与所述车架销接；
所述全油气弹簧悬架重型车辆还设有蓄能器，所述蓄能器的第一进油口通过管路与所述第二桥的所述后桥油气缸的油腔油口连通，所述蓄能器的第二进油口通过管路与所述第三桥的所述后桥油气缸的油腔油口连通。
5.如权利要求4所述的全油气弹簧悬架重型车辆，其特征在于，所述蓄能器包括活塞式蓄能器。
6.如权利要求1所述的全油气弹簧悬架重型车辆，其特征在于，所述车架还包括横梁和前端的下沉式保险杠，所述纵梁分别与所述圈梁、所述横梁、所述下沉式保险杠焊接。
7.如权利要求6所述的全油气弹簧悬架重型车辆，其特征在于，所述纵梁的横截面呈封闭盒型设置，所述纵梁被配置为钢板焊接机加。
8.如权利要求1所述的全油气弹簧悬架重型车辆，其特征在于，所述后桥包括第二桥和第三桥，所述全油气弹簧悬架重型车辆设有与所述第二桥连接的所述后桥油气缸和与所述第三桥连接的所述后桥油气缸，所述第二桥和所述第三桥还分别通过拉杆与所述车架销接；
所述纵梁焊接有第一支耳、第二支耳和第三支耳，所述前桥油气缸的缸筒与所述第一支耳销接，与所述第二桥连接的所述后桥油气缸的缸筒与所述第二支耳销接，与所述第三桥连接的所述后桥油气缸的缸筒与所述第三支耳销接。
9.一种全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的全油气弹簧悬架重型车辆，所述全油气弹簧悬架重型刚性宽体自卸车还包括：
司机室，安装于所述车架前部；
车厢，所述车厢尾部与所述车架销接；以及
举升油缸，一端与所述车架销接，另一端与所述车厢前部销接。
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