CN114701576B - 一种驾驶室后悬空气弹簧减振装置 - Google Patents
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Abstract
为了解决驾驶室后悬减震效果差、影响整车布置等问题，本发明提供一种驾驶室后悬空气弹簧减振装置，包括驾驶室本体、后悬上支架、后悬下支架、气囊减震器总成、横拉杆总成、高度阀总成、横向减震器总成以及液压锁，驾驶室本体后围下部两侧设置有本体凹槽，后悬上支架上部固定连接于本体凹槽中，气囊减震器总成设置于后悬上支架前侧，上部与后悬上支架固定连接，横拉杆总成内侧端与后悬上支架下端相连，外侧端与气囊减震器总成下端相连，高度阀总成连接于后悬上支架和横拉杆总成外侧端之间，后悬下支架下部与车架固定，上部与液压锁固定连接用于锁止气囊减振器总成，横向减震器总成一端与驾驶室本体外侧固定，另一端与横拉杆总成外侧端固定相连。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种驾驶室后悬空气弹簧减振装置。
背景技术
商用车是我国运输业发展的重要一环，对经济发展起着举足轻重的作用，随着科技的进步和生活品质的提升，人们对商用车驾乘舒适性的要求越来越高，一般在驾驶室和车架之间设置驾驶室后悬装置，用来对驾驶室进行缓冲减振，但仍存在以下缺陷：
1、集成化程度不高、装配效率较低，产品成本高占用空间大，对发动机及附件、驾驶室空间进行压缩，影响了整车布置；
2、对驾驶室的左右摆动控制效果较差，结构冗余复杂，影响行驶平稳性；
3、减振器安装在车架上，液压锁布置在减振器上方，行车过程中驾驶室的上下跳动和左右摆动作用使两者不断挤压和转动磨损，造成支架断裂、噪音增加、液压锁可靠性变差，减振效果较差；
4、气囊减振器布置在车架上，与发动机排气系统距离较近，行车中排气管等装置温度高，影响气囊使用可靠性和寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种驾驶室后悬空气弹簧减振装置，采用的技术方案如下：
一种驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，包括驾驶室本体、后悬上支架、后悬下支架、气囊减震器总成、横拉杆总成、高度阀总成、横向减震器总成以及液压锁，所述驾驶室本体后围下部两侧设置有本体凹槽，所述后悬上支架上部固定连接于本体凹槽中，所述气囊减震器总成设置于后悬上支架前侧，上部与后悬上支架固定连接，所述横拉杆总成内侧端与后悬上支架下端相连，外侧端与气囊减震器总成下端相连，所述高度阀总成连接于后悬上支架和横拉杆总成外侧端之间，所述后悬下支架下部与车架固定相连，上部与液压锁固定连接用于锁止气囊减振器总成，所述横向减震器总成一端与驾驶室本体外侧固定，另一端与横拉杆总成外侧端固定相连。
优选的，所述后悬上支架由内侧支架、顶部支架、外侧支架组成，所述内侧支架通过螺栓与本体凹槽固定连接，所述顶部支架固定连接于内侧支架上方，所述外侧支架固定连接于内侧支架后侧，并且外侧支架与驾驶室本体之间通过螺栓固定。
优选的，所述外侧支架与内侧支架之间、内侧支架与顶部支架之间均焊接相连，所述外侧支架整体呈月牙形结构，外侧支架外围设置有向后翻转的外侧翻边，中部设置有加强筋，且外侧支架前侧面中部下方设置有后侧凹槽。
优选的，所述气囊减振器总成包括气囊减振器、U型支架以及减噪销轴，所述气囊减振器上端与顶部支架固定连接，下端与U型支架固定连接，所述U型支架两侧面内部设置有内侧凸台，减噪销轴固定连接于两内侧凸台之间，并且所述U型支架两侧面上设置有扎带孔。
优选的，所述减噪销轴由内侧钢管、外侧钢管组成，所述内侧钢管两端与两内侧凸台固定连接，所述外侧钢管同轴设置于内侧钢管外侧，内侧钢管与外侧钢管之间设置有NR/SBR混合物。
优选的，所述横拉杆总成包括横拉杆、固定连接于横拉杆两端的聚氨酯块，所述横拉杆两端设置有通孔，聚氨酯块过盈配合设置于通孔内，聚氨酯块内部中空且同轴设置有套筒。
优选的，所述高度阀总成包括高度阀支架、高度控制阀、调整推杆，所述高度阀支架上端与后悬上支架固定连接，下端与高度控制阀固定相连，所述调整推杆上端与高度控制阀遥杆铰接相连，下端固定在横拉杆总成靠近外侧一端。
优选的，所述横向减振器总成包括上支架、横向减振器、防尘罩、前支架以及后支架，所述上支架与驾驶室本体底部固定相连，所述横向减振器活塞杆一端与上支架下端固定相连，所述防护罩设置于横向减振器活塞杆和活塞缸连接处，所述前支架固定连接于横向减振器活塞缸前侧，前支架与气囊减振器总成下部固定连接，所述后支架固定连接于横向减振器活塞缸后侧，并且后支架与横拉杆总成外侧一端固定相连。
优选的，所述后悬下支架内侧上部设置有下支架加强筋，外侧设置有下支架翻边，后悬下支架表面设置有减重孔，此外，后悬下支架内侧面上设置有用于和车架固定连接的单排孔，后悬下支架上部设有加强管，所述加强管设置有三组，呈三角形分布在后悬下支架内部。
本发明的有益效果在于：
1、后悬减振器采用高位布置，即安装点在驾驶室纵梁上侧，内嵌入驾驶室本体后围中，而非市场上常见形式布置在驾驶室下方、安装在车架上，两者对比，在相同的俯仰角度下，本发明中驾驶室前后运动位移量小，使乘员舒适性提高，且减振器能够做到垂直布置，对行车过程中的振动反应灵敏度提高；
2、气囊减振器总成固定在驾驶室本体上，下方布置液压锁，能够先减缓部分振动再传递至液压锁，而非市场上常见布置形式中驾驶室刚性连接液压锁，从而避免了液压锁的摆动，降低液压锁连接处的挤压、转动磨损和噪音，提高液压锁的可靠性；
3、通过后悬上支架的拼焊布置和将外侧支架设计呈近似三角形结构，一方面便于加工和装配，另一方面能够提高与驾驶室本体的连接强度，在行车过程中保证驾驶室本体不会因为振动产生局部扭曲、脱焊或撕裂，提升后悬装置的可靠性；
4、集成化程度高，占用空间小，对发动机及附件安装空间影响小，嵌入式安装结构有效隔绝了发动机排气管的热影响路径，防止气囊减振器的热失效，提高使用可靠性和寿命；
5、后悬上支架和气囊减振器总成之间设置横拉杆总成，利用其发泡减振配合减振器的阻尼减振构成双驱减振系统，装置更加集成化，降本增效，明显提升行车稳定性和舒适性；
6、在驾驶室本体右侧后悬处设置横向减振器总成，连接驾驶室本体和气囊减振器总成，集成化程度高，减少空间占用，保证了横向减振器对振动反应的灵敏度，对驾驶室摇摆振动得到有效的抑制。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为驾驶室本体结构示意图
图3为位于驾驶室本体左侧的后悬结构示意图
图4为后悬上支架结构示意图
图5为气囊减振器总成结构示意图
图6为气囊减振器总成后视图
图7为减噪销轴与液压锁配合结构剖视图
图8为横拉杆总成局部结构剖视图
图9为位于驾驶室本体右侧的后悬结构示意图
图10为液压锁结构示意图
图11为后悬下支架结构示意图
其中，1、后悬上支架，101、内侧支架，1011、塞焊孔，102、顶部支架，103、外侧支架，1031、加强筋，1032、外侧翻边，1033、后侧凹槽，2、气囊减振器总成，201、气囊减振器，2011、螺柱，202、U形支架，2021、底部翻边，2022、内侧凸台，2023、扎带孔，203、减噪销轴，2031、外侧钢管，2032、钢管翘边，2033、NR/SBR混合物，2034、内侧钢管，3、横拉杆总成，301、横拉杆，302、聚氨酯块，303、内部空隙，304、套筒，305、垫圈，4、高度阀总成，401、高度阀支架，4011、双排孔，402、高度控制阀，403、调整推杆，5、横向减振器总成，501、上支架，502、横向减振器，503、防尘罩，504、前支架，505、后支架，6、液压锁，601、钣金护壳，602、铆接点，603、安装孔，604、锁舌，605、油缸口，606、传感器插接口，7、后悬下支架，701、下支架加强筋，702、减重孔，703、加强管，704、下支架翻边，705、单排孔，8、驾驶室本体，801、本体凹槽，9、车架。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述发明，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，因此不能理解为对发明的限制。
如图1-11所示的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，包括驾驶室本体8、后悬上支架1、气囊减振器总成2、横拉杆总成3、高度阀总成4、横向减震器总成5、液压锁6、后悬下支架7以及车架9。
后悬上支架1如图3-4所示，由内侧支架101、顶部支架102以及外侧支架103组成，内侧支架101纵截面呈Z型板状结构，驾驶室本体8后侧下部的左右两侧设置有本体凹槽801，内侧支架101的前侧面通过螺栓固定连接于本体凹槽801内，顶部支架102焊接连接于内侧支架101的上端面，内侧支架101的后侧面上设置有两组塞焊孔1011，外侧支架103通过塞焊方式连接于塞焊孔1011处，外侧支架103整体呈月牙形板状结构，中部设置有多条加强筋1031，四周设置有向后侧翻转的外侧翻边1032，外侧支架103后侧面下部位置设置有后侧凹槽1033，后侧凹槽1033向后侧凹陷一定深度，能够在提高支架强度的同时为行车过程中调整推杆的上下跳动提供运动空间，避免零部件产生干涉，提高装置可靠性，后悬上支架1通过三个支架焊接在一起，使装置集成化程度高，节省安装空间，同时能够简化装配工艺，提高工作效率。
气囊减振器总成2包括气囊减振器201、U型支架202以及减噪销轴203，气囊减振器201采用直径140mm的大直径气囊，上端通过螺栓连接于顶部支架102，气囊减振器201的下端螺柱2011贯穿U型支架202上表面，并且二者接触面环形焊接，U型支架202的下端设置有向外侧翻转的底部翻边2021，U型支架202两内侧壁上分别设置内侧凸台2022，内侧凸台2022上设置有贯穿分布的螺纹孔，减噪销轴203通过螺栓连接于两内侧凸台2022之间，而且U型支架2022的两侧板上还设置有若干个扎带孔2023，所述减噪销轴3直由外侧钢管2031、内侧钢管2034组成，外侧钢管2031两端凸起一定角度的钢管翘边2032，内侧钢管2034同轴设置于外侧钢管2031内部，二者之间填充有NR/SBR混合物2033，外侧钢管2031、NR/SBR混合物2033、内侧钢管2034之间硫化粘结牢固。
将气囊减振器总成2固定在驾驶室本体8上，下方设置液压锁6，一方面能够避免行车时发动机排气系统产生的热量对气囊造成破坏，从而影响气囊减振器201的可靠性和寿命，另一方面，在驾驶室为非翻转状态时，通过减噪销轴203锁止在液压锁6锁舌中，能够提高驾驶室的减振效果，降低液压锁6连接处的挤压、转动磨损和噪音，提高液压锁的可靠性；U型支架202在底部设置向外翻转的底部翻边2021，能够在驾驶室落锁时起到导向作用，使减噪销轴203精准锁止在液压锁6锁舌中，保证装配精度，防止错位造成零件损坏；在内侧凸台202之间连接减噪销轴203，防止安装或行车过程中的前后震荡导致减噪销轴203对U形支架202内表面的冲击磨损，降低噪音；在两侧面设置扎带孔2023，能够将气囊减振器201进、排气气管固定，防止行车时的晃动磨损，提高可靠性；外侧钢管2034两端设置钢管翘边2032，能够对液压锁6锁止时进行限位，防止减噪销轴203脱开和端面过渡磨损，提高液压锁6连接的可靠性和稳定性；内侧钢管2031长度长于外侧钢管2034，其两端面接触内侧凸台2022，能够保证结构的强度，减小行车时U形支架对NR/SBR混合物的挤压磨损；在外侧钢管2034和内侧钢管2031之间设置NR/SBR混合物2033，能够提高减振缓冲性能，降低噪音。
横拉杆总成3由横拉杆301、聚氨酯块302、套筒304组成，横拉杆301两端设置有贯穿的通孔，聚氨酯块302同轴过盈配合设置于该通孔内，并且每个通孔内均设置有两个聚氨酯块302，两聚氨酯块302之间设置有一定的内部空隙303，两块聚氨酯块303之间的内部空隙303结构可实现发泡压装走料，防止发泡衬套两端凸起，保证装配精度，套筒304同轴设置于聚氨酯块302内部，聚氨酯块302外端面为非光滑的发泡面，横拉杆总成3与气囊减振器2连接时，聚氨酯块302与U型支架202外侧面之间设置垫圈305，并且螺栓穿过套筒304后与内侧凸台2022上的螺纹孔相连。
高度阀总成4包括高度阀支架401、高度控制阀402、调整推杆403，高度阀支架401上端与外侧支架103固定连接，下端设置有双排孔4011，高度阀支架401通过双排孔与高度控制阀402的进排气口一端固定相连，高度控制阀402遥杆一端通过开口销与调整推杆403上端铰接相连，调整推杆403下端固定在横拉杆301靠近外侧的一端上，安装时，高度控制阀402整体呈水平状态，调整推杆403呈竖直状态。
高度阀支架401下端设置两排孔位，可实现左右后悬装置的通用，降低生产成本，提高装配效率，将高度阀总成4设置在外侧支架103和横拉杆总成3之间，高度控制阀402摇杆端通过开口销连接调整推杆403上端，调整推杆403下端固定在横拉杆301靠近外侧一端上，使调整推杆403的位置几乎不会随振动而改变，进而通过高度控制阀402的摆动来控制气囊减振器201的充气或排气动作，保证了动作的灵敏度，提高减振性能，且保护气囊减振器总成2在规定行程范围内而避免破坏，装置简单可靠，降本增效。
横向减震器总成5包括上支架501、横向减震器502、防尘罩503、前支架504以及后支架505，上支架501上端与驾驶室本体8底部外侧固定连接，下端与横向减振器502活塞杆一端固定连接，横向减振器502活塞杆和活塞缸连接处设置有防尘罩503，前支架504一端固定连接于横向减振器502活塞杆一端的前方，前支架504另一端与U型支架202外侧壁固定连接，其位置在U型支架202和横拉杆总成3之间，前支架504呈三角形结构，后支架505一端固定连接于横向减振器505活塞缸一端的后方位置，另一端则与横拉杆总成3后侧外部一端固定连接，前支架504和后支架505上均设置有多个加强筋和翻边结构。
前支架504通过两个安装点固定在U形支架202外表面上，呈三角形结构，能够保证安装可靠稳定，防止前支架504在行车时旋转对减振器造成损坏；将横向减振器总成5固定连接在驾驶室本体8和气囊减振器总成2下端，集成化程度高，保证了横向减振器502对振动反应的灵敏度，对驾驶室摇摆振动得到有效的抑制，提高驾乘舒适性；横向减振器502活塞杆和活塞缸连接处设置防尘罩503，能够防止粉尘对减振器的污染，提高使用寿命。
液压锁6包括钣金护壳601、锁舌604，液压锁6前后为两块厚度为4mm的高强度冲压钣金护壳601，通过五处铆接点602固定连接，液压锁6左右两侧各设置一个安装孔603，液压锁6通过安装孔603和螺栓与后悬下支架7固定连接，钣金护壳601中间上部设置锁舌604，所述锁舌604锁止减噪销轴203，钣金护壳601底部外侧设置油缸口605，油缸口605内侧设置传感器插接口606。
高强度冲压钣金护壳601多处铆接装配提升了结构强度，钣金护壳601底部外侧设置油缸口605方便油管的走向布置，预留设置传感器插接口606能够实现液压锁6的电气化控制，提高驾驶员操作的人性化、便捷化，保障行车安全性。
后悬下支架7上设置有加强筋701和减重孔702，后悬下支架7上部位置两侧壁之间设置有三组加强管703，三组加强管703呈三角形分布，并且在后悬下支架7的内侧面上还设置单排孔705，用于和车架9固定相连，后悬下支架7外侧设置有下支架翻边704。
本装置工作原理如下：
在车辆正常平稳行车状态下，高度阀402处于水平状态，调整推杆403处于竖直状态，气囊减振器201不充气或放气，横向减振器502不伸缩；当驾驶室向下颠簸时，气囊减振器201被挤压，后悬上支架1向下移动，横拉杆总成3以其外侧端为中心向下旋转，因调整推杆403靠近旋转中心，其下动量较小可忽略，而高度控制阀402进排气口端向下运动，高度控制阀402摇杆端与调整推杆403之间转动，使其摇杆内侧端高、外侧端低呈倾斜状态，气囊减振器201进行充气动作使驾驶室本体8提升至初始位置，同时横向减振器502伸缩吸收振动能量、减缓振动；当驾驶室向上颠簸时，气囊减振器201被拉伸，后悬上支架1向上移动，高度控制阀402摇杆内侧端低、外侧端高呈倾斜状态，气囊减振器201进行放气动作使驾驶室本体8降低至初始位置，同时横向减振器502伸缩吸收振动能量、减缓振动，另外，需要说明的是，横向减振器总成5布置在驾驶室本体8右侧仅仅是本技术方案的一个实施例，同理，横向减振器总成5可根据实车布置及空间状态安装在驾驶室本体8左侧或同时安装在两侧均可。
本装置采用高位布置，安装点在驾驶室纵梁上侧，内嵌入驾驶室本体8后围中，而非市场上常见形式布置在驾驶室下方、安装在车架上，与现有技术相比，在相同的俯仰角度下，本发明中驾驶室前后运动位移量小，使乘员舒适性提高，且减振器能够做到垂直布置，对行车过程中的振动反应灵敏度提高，而且嵌入式安装结构有效隔绝了发动机排气管的热影响路径，防止气囊减振器的热失效，提高使用可靠性和寿命；气囊减振器总成5固定在驾驶室本体8上，下方布置液压锁6，能够先减缓部分振动再传递至液压锁6，而非市场上常见布置形式中驾驶室刚性连接液压锁，从而避免了液压锁6的摆动，降低液压锁连接处的挤压、转动磨损和噪音，提高液压锁6的可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，包括驾驶室本体、后悬上支架、后悬下支架、气囊减振器总成、横拉杆总成、高度阀总成、横向减振器总成以及液压锁，所述驾驶室本体后围下部两侧设置有本体凹槽，所述后悬上支架上部固定连接于本体凹槽中，所述气囊减振器总成设置于后悬上支架前侧，上部与后悬上支架固定连接，所述横拉杆总成内侧端与后悬上支架下端相连，外侧端与气囊减振器总成下端相连，所述高度阀总成连接于后悬上支架和横拉杆总成外侧端之间，所述后悬下支架下部与车架固定相连，上部与液压锁固定连接用于锁止气囊减振器总成，所述横向减振器总成一端与驾驶室本体外侧固定，另一端与横拉杆总成外侧端固定相连。
2.根据权利要求1所述的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，所述后悬上支架由内侧支架、顶部支架、外侧支架组成，所述内侧支架通过螺栓与本体凹槽固定连接，所述顶部支架固定连接于内侧支架上方，所述外侧支架固定连接于内侧支架后侧，并且外侧支架与驾驶室本体之间通过螺栓固定。
3.根据权利要求2所述的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，所述外侧支架与内侧支架之间、内侧支架与顶部支架之间均焊接相连，所述外侧支架整体呈月牙形结构，外侧支架外围设置有向后翻转的外侧翻边，中部设置有加强筋，且外侧支架前侧面中部下方设置有后侧凹槽。
4.根据权利要求2所述的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，所述气囊减振器总成包括气囊减振器、U型支架以及减噪销轴，所述气囊减振器上端与顶部支架固定连接，下端与U型支架固定连接，所述U型支架两侧面内部设置有内侧凸台，减噪销轴固定连接于两内侧凸台之间，并且所述U型支架两侧面上设置有扎带孔。
5.根据权利要求4所述的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，所述减噪销轴由内侧钢管、外侧钢管组成，所述内侧钢管两端与两内侧凸台固定连接，所述外侧钢管同轴设置于内侧钢管外侧，内侧钢管与外侧钢管之间设置有NR/SBR混合物。
6.根据权利要求1所述的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，所述横拉杆总成包括横拉杆、固定连接于横拉杆两端的聚氨酯块，所述横拉杆两端设置有通孔，聚氨酯块过盈配合设置于通孔内，聚氨酯块内部中空且同轴设置有套筒。
7.根据权利要求1所述的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，所述高度阀总成包括高度阀支架、高度控制阀、调整推杆，所述高度阀支架上端与后悬上支架固定连接，下端与高度控制阀固定相连，所述调整推杆上端与高度控制阀遥杆铰接相连，下端固定在横拉杆总成靠近外侧一端。
8.根据权利要求1所述的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，所述横向减振器总成包括上支架、横向减振器、防尘罩、前支架以及后支架，所述上支架与驾驶室本体底部固定相连，所述横向减振器活塞杆一端与上支架下端固定相连，所述防尘罩设置于横向减振器活塞杆和活塞缸连接处，所述前支架固定连接于横向减振器活塞缸前侧，前支架与气囊减振器总成下部固定连接，所述后支架固定连接于横向减振器活塞缸后侧，并且后支架与横拉杆总成外侧一端固定相连。
9.根据权利要求1所述的驾驶室后悬空气弹簧减振装置，其特征在于，所述后悬下支架内侧上部设置有下支架加强筋，外侧设置有下支架翻边，后悬下支架表面设置有减重孔，此外，后悬下支架内侧面上设置有用于和车架固定连接的单排孔，后悬下支架上部设有加强管，所述加强管设置有三组，呈三角形分布在后悬下支架内部。
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