CN116215151A - 一种独立悬架系统及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种独立悬架系统及工程车辆，独立悬架系统包括：转向机构、铰接件和两个悬架油缸，两个悬架油缸分别设置在车架与两侧车轮轮边相连的转向节之间；转向机构用于在转向助力油缸的驱动下带动两侧车轮转向；铰接件具有可相对转动的第一回转体和第二回转体；第一回转体固定在悬架油缸外侧的一级缸筒上；第二回转体位于第一回转体外侧，用于支撑车架。工程车辆包括所述的独立悬架系统。本发明通过具有可相对转动的两个回转体的铰接件连接悬架油缸和车架，能够优化悬架油缸的承载情况，提升整车的转向性能。

Description

一种独立悬架系统及工程车辆

技术领域

本发明涉及工程机械，具体涉及一种独立悬架系统及工程车辆。

背景技术

当前，工程车辆，例如全地面起重机，所采用的底盘悬架结构正逐步向独立悬架结构转型。

CN103738136B公开的一种独立悬架系统及具有该独立悬架系统的起重机，轮边与车架之间采用悬架油缸作为弹性柱式减震器进行连接，悬架油缸下端通过集成在缸筒上的法兰盘与转向节固接，上端通过集成在活塞杆上的轴承衬套与车架固接，从而构成麦佛逊式独立悬架系统。

CN106739910B公开了一种多级悬挂油缸、悬挂系统及工程车辆，车桥与车架之间的连接结构也采用悬架油缸作为弹性柱式减震器，其上下两端均通过关节轴承进行铰接，悬架油缸为多级式结构，缸筒与一级缸杆体形成一级缸，一级缸杆体与二级缸杆体形成二级缸，缸筒与一级缸杆体、二级缸杆体的上端面活塞形成大腔，大腔利用大腔油口连接悬架系统；一级缸杆体与缸筒之间形成一级缸小腔，通过一级缸油口连接至悬架系统。

上述两件独立悬架系统的专利方案与本申请较为接近，该两件专利方案存在的技术问题在于：

(1)悬架油缸需承受轴向力(承载车架重量)和侧向力(纵向和横向)，同时油缸内部还要进行旋转，因此油缸受综合应力作用，受力复杂，从而油缸需采用“粗壮”的多层结构，结构复杂，体积大，重量重，成本高。

(2)转向时，需同时克服油缸内部旋转的运动阻力，该阻力值大，影响转向回正、转向响应等性能。

(3)悬架油缸的连接方式：上铰点具有一定的自由度，但是橡胶连接会限制系统自由度，即上端不完全铰接的安装形式会产生额外侧向力，运动角度越大，产生的侧向力越大；同时会增加油缸的轴向连接长度。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种独立悬架系统，以解决现有独立悬架系统中悬架油缸受力复杂、轴向连接长度过长、转向过程中需克服内部摩擦力的问题，提升独立悬架系统的运动表现能力；本发明的第二目的是提供一种具有该独立悬架系统的工程车辆。

技术方案：本发明第一方面提供一种独立悬架系统，包括：

两个悬架油缸，分别设置在车架与两侧车轮轮边相连的转向节之间；

转向机构，用于在转向助力油缸的驱动下带动两侧车轮转向；还包括：

铰接件，具有可相对转动的第一回转体和第二回转体；

第一回转体固定在悬架油缸外侧的一级缸筒上；第二回转体位于第一回转体外侧，用于支撑车架。

进一步地，所述铰接件采用摆动轴承，第一回转体为摆动轴承内圈，第二回转体为摆动轴承外圈；车架两侧固定有安装座，安装座底部开设有朝下的适配于摆动轴承外圈的环形槽，摆动轴承外圈嵌入该环形槽中。

进一步地，一级缸筒上固定有安装板，摆动轴承内圈固定在该安装板上。

进一步地，安装板与二级缸筒为一体结构的法兰盘式缸筒。

进一步地，悬架油缸还包括二级缸筒，一级缸筒内设有活塞杆，活塞杆端部设有活塞，二级缸筒分别与活塞杆和一级缸筒滑动配合；在二级缸筒端部固定有为活塞杆提供导向的二级导向套；在一级缸筒端部固定有为二级缸筒提供导向的一级导向套。

进一步地，安装板与一级导向套为一体式结构。

进一步地，二级缸筒通过其底部的法兰盘与转向节进行固定。

进一步地，一级缸筒上固定有限位板，用于防止摆动轴承外圈从环形槽中脱出。

本发明第二方面提供一种工程车辆，包括第一方面所述的独立悬架系统。

进一步地，所述的工程车辆为全地面起重机。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：

本发明是基于现有麦佛逊式独立悬架系统所作的改进，能够优化悬架油缸的承载，提升悬架系统的运动表现能力，体现在以下几个方面：

(一)优化了悬架油缸的承载情况

在缸筒上安装铰接件(如摆动轴承)缩短了现有麦弗逊独立悬架系统中悬架油缸的轴向连接长度的同时，由于作用点之间的距离变短，其受力状态变好，因此悬架油缸的径向及轴向尺寸可以更小，从而降低重量，形成成本优势。

释放了悬架油缸上铰点的自由度，缓解了其侧向力。

(二)提升整车的转向性能

现有麦佛逊独立悬架系统，在转向时，悬架油缸需克服自身内部阻力，该阻力值造成额外的能量消耗。本发明使用铰接件(如摆动轴承)解放了缸筒的自由度，消化了轮边的转向角度，使悬架油缸在转向过程中，其内部无需再进行相对转动，提高了转向效率、转向响应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本申请实施例提供的一种独立悬架系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种悬架油缸的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种悬架油缸连接位置剖视图；

图4是本申请实施例提供的又一种悬架油缸的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的再一种悬架油缸的结构示意图；

附图标记：1，悬架油缸；1-1，法兰盘；1-2，二级缸筒；1-3，活塞杆；1-4，一级缸筒；1-5，二级导向套；1-6，活塞；1-7，一级导向套；2，限位板；3，摆动轴承；3-1，摆动轴承内圈；3-2，摆动轴承外圈；4，安装板；5，转向节；6，轮边减速器；7，轮边；8，V型推力杆；9，主减速器；10，万向传动轴；11，安装座；11-1，环形槽；12，车架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1所示为本申请实施例提供的一种独立悬架系统，该独立悬架系统包括两个悬架油缸1，该两个悬架油缸1分别设置在车架12两侧，用于连接车架12和对应侧的转向节5，转向节5连接对应侧轮边7的轮边减速器6。在两侧轮边7与主减速器9之间各设有一根V型推力杆8，主减速器9固定在车架12下方，V型推力杆8的一侧端部通过一球铰链与相应侧轮边7的转向节5底部铰接，另一侧端部通过两个球铰链沿前后方向与主减速器9分别铰接。独立悬架系统还具有传动机构和转向结构，传动机构包括与两侧车轮对应设置的两个万向传动轴10，万向传动轴10一侧端部通过一球铰链与相应侧转向节5铰接，另一侧端部通过一球铰链与主减速器9铰接。转向结构(图中未示出)用于在转向助力油缸的驱动下带动两侧轮边7转向，为现有技术，例如在CN103738136B公开的方案中有具体的转向结构的图文描述，在此不做赘述。

图2和图3所示为本申请提供的一种悬架油缸，该悬架油缸1包括二级缸筒1-2、活塞杆1-3和一级缸筒1-4，活塞杆1-3同轴固定在一级缸筒1-4内侧顶部，活塞杆1-3端部固定有活塞1-6，二级缸筒1-2滑动设置在一级缸筒1-4中，活塞1-6与二级缸筒1-2内腔滑动配合。此外，在二级缸筒1-2端部固定有为活塞杆1-3提供导向的二级导向套1-5，在一级缸筒1-4端部固定有为二级缸筒1-2提供导向的一级导向套1-7。活塞杆1-3与二级缸筒1-2形成的密封容腔为大腔A。活塞杆1-3与二级缸筒1-2、二级导向套1-5和活塞1-6之间形成的密封容腔为小腔B。大腔A和小腔B通过各自的油口连接悬挂系统，悬挂系统主要由进油电磁换向阀、回油电磁换向阀、弹刚性切换阀及蓄能器构成，为现有技术，例如在CN106739910B公开的方案中有具体的悬挂系统的图文描述，在此不做赘述。

本发明无需匹配特定的转向结构及悬挂系统，对现有的转向结构及悬挂系统均适用。

二级缸筒1-2下端固定有法兰盘1-1，该法兰盘1-1通过螺栓与转向节5相连。一级缸筒1-4通过铰接件与车架12相连。铰接件具有可相对转动的第一回转体和第二回转体，其中第一回转体固定在悬架油缸1外侧的一级缸筒1-4上，第二回转体位于第一回转体外侧，用于支撑车架12。

铰接件可采用，例如摆动轴承3，第一回转体即摆动轴承内圈3-1，第二回转体即摆动轴承外圈3-2，摆动轴承外圈3-2位于摆动轴承内圈3-1外侧。为实现悬架油缸1与摆动轴承3的固定，在悬架油缸1的一级缸筒1-4上焊接有安装板4，在摆动轴承内圈3-1上开设有螺栓孔，摆动轴承内圈3-1与安装板4进行螺栓连接。为实现悬架油缸1与车架12的连接，在车架12两侧与摆动轴承3连接处设有安装座11，安装座11与车架12之间进行焊接。安装座11底部开设有朝下的环形槽11-1，该环形槽11-1与摆动轴承外圈3-2相匹配，依靠车架12的自重使得摆动轴承外圈3-2嵌入环形槽11-1内，从而实现悬架油缸1支撑车架12的功能。

此外，在一级缸筒1-4上还固定有限位板2，限位板2位于安装座11上方并保持合适距离，用于安装座11的限位，防止车辆行驶过程中，尤其地在颠簸路段路段行驶时，安装座11与摆动轴承3发生过大位移而导致摆动轴承外圈3-2从安装座11的环形槽11-1脱出。限位板2呈半圆形，两两配合通过螺钉拧紧固定在悬架油缸1的一级缸筒1-4上。

在一些实施方式中，安装板4与二级缸筒1-2为一体结构的法兰盘式缸筒，如图4所示。

在一些实施方式中，安装板4与一级导向套1-7的外漏部分加工为一体式结构，如图5所示。

需要说明，以上对于独立悬架系统的描述仅仅是示例性的，不能解释为用于限制本发明，本领域普通技术人员可以根据实际需要，在不需要付出创造性的劳动的情况下，即可对技术方案作出若干变化或替换方案。本发明的核心思想是，通过铰接件将悬架油缸1内部的转动转嫁到铰接件上，具有两个可相对转动的两个回转体的铰接件即可实现该功能，即铰接件不局限于摆动轴承3，例如还可以是关节轴承。因此，应当理解，凡基于本发明中的这一思想而设计出的独立悬架系统，都应当视为在本发明的保护范围之内。

本申请实施例还提供一种工程车辆，包括上述实施例介绍的独立悬架系统，所述的工程车辆为全地面起重机。

以下介绍本申请实施例提出的独立悬架系统的工作原理。

车辆正常直线行驶过程中，车架12与悬架油缸1通过摆动轴承3连接，两侧悬架油缸1处于解锁状态，大、小腔油液可以进行流动。当悬架油缸1的大腔A充油时，一级缸筒1-4伸出，车架12相对于轮边7向上运动，当小腔B充油时，一级缸筒1-4缩回，车架12相对于轮边7向下运动，车辆经过不同路况时，受反作用力的影响，两侧悬架油缸1进行伸或缩的动作，起到减振的作用。V型推力杆8和万向传动轴10均与转向节5进行铰接，能够保证车轮垂直地面方向的自由度，提高减振性能。

车辆转弯过程中，转向助力油缸推动轮边7进行转向。当轮边7发生转动时，由于悬架油缸1底部的法兰盘1-1与转向节5固接在一起，故悬架油缸1也要发生转动，转动过程中，一级缸筒1-4会带动着摆动轴承内圈3-1与摆动轴承外圈3-2之间发生相对转动，从而一级缸筒1-4与二级缸筒1-2之间无需再进行相对转动，即在转向过程中无需再克服缸筒与活塞杆之间的内部摩擦力，转向效率得到了提高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种独立悬架系统，包括：

两个悬架油缸(1)，分别设置在车架(12)与两侧车轮轮边(7)相连的转向节(5)之间；

转向机构，用于在转向助力油缸的驱动下带动两侧车轮转向；其特征在于，还包括：

铰接件，具有可相对转动的第一回转体和第二回转体；

第一回转体固定在悬架油缸(1)外侧的一级缸筒(1-4)上；第二回转体位于第一回转体外侧，用于支撑车架(12)。

2.根据权利要求1所述的独立悬架系统，其特征在于，所述铰接件采用摆动轴承(3)，第一回转体为摆动轴承内圈(3-1)，第二回转体为摆动轴承外圈(3-2)；车架(12)两侧固定有安装座(11)，安装座(11)底部开设有朝下的适配于摆动轴承外圈(3-2)的环形槽(11-1)，摆动轴承外圈(3-2)嵌入该环形槽(11-1)中。

3.根据权利要求2所述的独立悬架系统，其特征在于，一级缸筒(1-4)上固定有安装板(4)，摆动轴承内圈(3-1)固定在该安装板(4)上。

4.根据权利要求3所述的独立悬架系统，其特征在于，安装板(4)与二级缸筒(1-2)一体加工为法兰盘式缸筒。

5.根据权利要求3所述的独立悬架系统，其特征在于，悬架油缸(1)还包括二级缸筒(1-2)，一级缸筒(1-4)内侧顶部设有活塞杆(1-3)，活塞杆(1-3)端部设有活塞(1-6)，二级缸筒(1-2)分别与活塞杆(1-3)和一级缸筒(1-4)滑动配合；在二级缸筒(1-2)端部固定有为活塞杆(1-3)提供导向的二级导向套(1-5)；在一级缸筒(1-4)端部固定有为二级缸筒(1-2)提供导向的一级导向套(1-7)。

6.根据权利要求5所述的独立悬架系统，其特征在于，安装板(4)与一级导向套(1-7)为一体式结构。

7.根据权利要求5所述的独立悬架系统，其特征在于，二级缸筒(1-2)通过其底部的法兰盘(1-1)与转向节(5)进行固定。

8.根据权利要求2所述的独立悬架系统，其特征在于，一级缸筒(1-4)上固定有限位板(2)，用于防止摆动轴承外圈(3-2)从环形槽(11-1)中脱出。

9.一种工程车辆，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的独立悬架系统。

10.根据权利要求9所述的工程车辆，其特征在于，所述的工程车辆为全地面起重机。

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