CN116373527B - 一种空气弹簧平衡悬架系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种空气弹簧平衡悬架系统，属于车辆底盘技术领域，包括车架、中桥组件和后桥组件；中桥组件包括中桥托梁以及中桥，后桥组件包括后桥托梁以及后桥；中桥托梁前端通过中桥气囊安装在车架，后端与后桥托梁的前端通过平衡组件连接，后桥托梁后端通过后桥气囊安装在车架；平衡组件包括固定在车架上的鞍座、中部铰接在鞍座上的平衡杆以及铰接在平衡杆的两端的中桥拉杆和后桥拉杆，中桥拉杆铰接在中桥托梁的后端，后桥拉杆铰接在后桥托梁的前端。本发明通过在中桥和后桥之间连接平衡组件，能够快速调整中桥和后桥的轴荷压力，实现空气悬架的车桥和车轮均压，实现行进中的动态平衡，稳定重载状态时的悬架状态，防止出现失稳打滑弹跳现象。

Description

一种空气弹簧平衡悬架系统
技术领域
本发明涉及车辆底盘技术领域，特别是涉及一种空气弹簧平衡悬架系统。
背景技术
目前，越来越多的多后轴汽车采用空气悬架，然而，空气悬架运用在多后桥汽车领域后，在行驶的过程中如果遇到路面凸起、低洼或者转向坡起的状况，就会造成汽车后桥之间的载荷分配不均匀，出现汽车驱动后桥弹跳，轮胎悬空打滑，从而影响整车驱动力的发挥，严重时会造成单桥超载而损坏。同时，这种情况也会使汽车在制动时，由于载荷转移而影响整车制动效能。
例如，授权公告号为CN201395026Y的中国专利公开了一种重型卡车用空气悬架，位于左主纵梁和右主纵梁的下方，在后桥和中桥的左、右两端段的底部分别安装左、右后副纵梁和左、右前副纵梁，在各副纵梁的两端段上均分别安装气囊支架和气囊，各气囊的顶面分别与左、右主纵梁的底部相连接并使左、右主纵梁承托在各气囊上，在左、右后副纵梁的后端底部和在左、右前副纵梁的前端底部分别饺接与左、右主纵梁对应相连接的稳定杆，以增加左、右后副纵梁和左、右前副纵梁的稳定性。该方案在左、右主纵梁上安装与车载储气筒和各气囊对应相连接的高度气阀，高度气阀随车桥和车架的相对位置的变化对气囊排气或充气，也就是说，通过改变气囊的充气状态实现悬架的动态调整，但是，只能由于各车桥分别设置独立的双气囊，独立进行调节，在各车桥之间出现载荷分配不均的状况时，无法及时进行调整，造成相应的危害。
再如，授权公告号为CN218703481U的中国专利所公开的了一种匹配气囊悬架及鼓式后桥的牵引承载结构，以及授权公告号为CN215360826U的中国专利所公开的一种高离地底盘的后提升空气悬架，上述方案在气囊的配置上均采用了同样的方案，也即中后桥分别设置有独立的双气囊，主要目的是利用双气囊实现减振和缓冲，但对于不同车桥的气囊，并没有记载连通的关系，即便气囊之间有连通，也无法实现快速的平衡，因此，中后桥的桥荷无法快速平衡，会导致过载和失载问题。
因此，如何克服上述缺陷，能够快速平衡中桥和后桥的载荷，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种空气弹簧平衡悬架系统，以解决上述现有技术存在的问题，通过在中桥和后桥之间连接平衡组件，在中桥气囊或后桥气囊过载时，能够利用平衡组件快速调整中桥和后桥的轴荷压力，实现空气悬架的车桥和车轮均压，实现行进中的动态平衡，稳定重载状态时的悬架状态，防止出现失稳打滑弹跳现象。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种空气弹簧平衡悬架系统，包括车架、中桥组件和后桥组件；所述中桥组件包括通过中桥减震器连接在所述车架上的中桥托梁以及安装在所述中桥托梁上的中桥，所述后桥组件包括通过后桥减震器连接在所述车架上的后桥托梁以及安装在所述后桥托梁上的后桥；所述中桥托梁的前端通过中桥气囊安装在所述车架上，所述中桥托梁的后端与所述后桥托梁的前端通过平衡组件连接，所述后桥托梁的后端通过后桥气囊安装在所述车架上；所述平衡组件包括固定在所述车架上的鞍座、中部铰接在所述鞍座上的平衡杆以及铰接在所述平衡杆的两端的中桥拉杆和后桥拉杆，所述中桥拉杆铰接在所述中桥托梁的后端，所述后桥拉杆铰接在所述后桥托梁的前端。
优选地，所述车架包括车架纵梁和连接在所述车架纵梁之间的车架横梁，所述中桥减震器和所述后桥减震器、所述中桥气囊和所述后桥气囊以及所述鞍座均安装在所述车架纵梁上。
优选地，所述中桥减震器采用竖向设置的中桥减震筒，所述中桥减震筒的固定端安装在所述车架纵梁上，所述中桥减震筒的活动端安装在所述中桥托梁上且位于所述中桥靠近所述平衡组件的一侧。
优选地，所述后桥减震器采用竖向设置的后桥减震筒，所述后桥减震筒的固定端安装在所述车架纵梁上，所述后桥减震筒的活动端安装在所述后桥托梁上且位于所述后桥靠近所述平衡组件的一侧。
优选地，包括中桥横向拉杆组，所述中桥横向拉杆组包括中桥横向稳定杆立杆和中桥横向稳定杆拉杆，所述中桥横向稳定杆立杆上端固定在所述车架纵梁上，所述中桥横向稳定杆拉杆呈U型结构，U型结构的支臂的端部铰接在所述中桥横向稳定杆立杆的下端，U型结构的底部通过中桥托臂拉座铰接在所述中桥托梁上。
优选地，包括后桥横向拉杆组，所述后桥横向拉杆组包括后桥横向稳定杆立杆和后桥横向稳定杆拉杆，所述后桥横向稳定杆立杆上端固定在所述车架纵梁上，所述后桥横向稳定杆拉杆呈U型结构，U型结构的支臂的端部铰接在所述后桥横向稳定杆立杆的下端，U型结构的底部通过后桥托臂拉座铰接在所述后桥托梁上。
优选地，包括中桥下推力杆，所述中桥下推力杆的一端铰接在所述中桥托梁的一侧，所述中桥下推力杆的另一端铰接在所述鞍座上。
优选地，包括后桥下推力杆，所述后桥下推力杆的一端铰接在所述后桥托梁的一侧，所述后桥下推力杆的另一端铰接在所述鞍座上。
优选地，包括中桥上推力杆，所述中桥上推力杆呈V型结构，V型结构的尖端铰接在所述车架横梁上，V型结构的支臂的自由端铰接在所述中桥上。
优选地，包括后桥上推力杆，所述后桥上推力杆呈V型结构，V型结构的尖端铰接在所述车架横梁上，V型结构的支臂的自由端铰接在所述后桥上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
(1)本发明通过在中桥和后桥之间连接平衡组件，在中桥气囊或后桥气囊过载时，能够利用平衡组件快速调整中桥和后桥的轴荷压力，实现空气悬架的车桥和车轮均压，实现行进中的动态平衡，稳定重载状态时的悬架状态，防止出现失稳打滑弹跳现象；
(2)本发明将中桥气囊、中桥减震筒连接在车架纵梁和中桥托梁之间，能够控制中桥托梁的上下活动范围，将后桥气囊和后桥减震筒连接在车架纵梁和后桥托梁之间，能够控制后桥托梁的上下活动范围；
(3)本发明通过中桥横向稳定杆立杆和中桥横向稳定杆拉杆组成中桥横向拉杆组，能够控制中桥托梁的横向活动范围，通过后桥横向稳定杆立杆和后桥横向稳定杆拉杆组成后桥横向拉杆组，能够控制后桥托梁的横向活动范围；
(4)本发明通过在鞍座和中桥托梁之间铰接中桥下推力杆，能够稳定中桥托梁的纵向活动范围，通过在鞍座和后桥托梁之间铰接后桥下推力杆，能够稳定后桥托梁的纵向活动范围；
(5)本发明利用呈V型结构的中桥上推力杆连接在车架横梁和中桥之间，能够稳定中桥上下交叉扭动的活动范围，利用呈V型结构的后桥上推力杆连接在车架横梁和后桥之间，能够稳定后桥上下交叉扭动的活动范围。
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，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为本发明整体结构示意图；
图2为本发明主视图；
图3为本发明俯视图；
图4为图3中A-A剖视图；
其中，1、中桥；2、后桥；3、平衡杆；4、鞍座；51、中桥推力杆承载支座；52、后桥推力杆承载支座；6、中桥气囊；71、中桥托臂拉座；72、后桥托臂拉座；8、车架纵梁；9、中桥上推力杆；10、后桥上推力杆；11、中桥下推力杆；12、后桥下推力杆；13、中桥横向稳定杆拉杆；14、后桥横向稳定杆拉杆；15、后桥气囊；16、后桥托梁；17、中桥托梁；18、中桥减震筒；19、后桥减震筒；20、中桥横向稳定杆立杆；21、后桥横向稳定杆立杆；221、中桥拉杆；222、后桥拉杆；23、车架横梁。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种空气弹簧平衡悬架系统，以解决现有技术存在的问题，通过在中桥和后桥之间连接平衡组件，在中桥气囊或后桥气囊过载时，能够利用平衡组件快速调整中桥和后桥的轴荷压力，实现空气悬架的车桥和车轮均压，实现行进中的动态平衡，稳定重载状态时的悬架状态，防止出现失稳打滑弹跳现象。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～4所示，本发明提供一种空气弹簧平衡悬架系统，包括车架、中桥组件和后桥组件，其中车架可以由横梁和纵梁焊接而成，用于承载车身以及安装中桥组件和后桥组件。中桥组件包括中桥1、中桥托梁17、中桥气囊6和中桥减震器等结构，中桥托梁17通过中桥减震器连接在车架上，中桥1则安装在中桥托梁17上，由中桥托梁17进行支撑。后桥组件包括后桥2、后桥托梁16、后桥气囊15和后桥减震器等结构，后桥托梁16通过后桥减震器连接在车架上，后桥2则安装在后桥托梁16上，由后桥托梁16进行支撑。中桥托梁17的前端通过中桥气囊6安装在车架上，中桥托梁17的后端与后桥托梁16的前端通过平衡组件连接，后桥托梁16的后端通过后桥气囊15安装在车架上。平衡组件包括固定在车架上的鞍座4、中部铰接在鞍座4上的平衡杆3以及铰接在平衡杆3的两端的中桥拉杆221和后桥拉杆222，鞍座4具有平衡杆3摆动的支点(参考图4所示)，中桥拉杆221铰接在中桥托梁17的后端，后桥拉杆222铰接在后桥托梁16的前端，从而，中桥托梁17和后桥托梁16通过平衡组件形成联动结构，使得平衡杆3能够传递中桥托梁17和后桥托梁16的载荷，在中桥1和后桥2受到不同程度的载荷时，会发生中桥托梁17或后桥托梁16的移动，当中桥托梁17/后桥托梁16上移时，后桥托梁16/中桥托梁17下移，当中桥托梁17/后桥托梁16下移时，后桥托梁16/中桥托梁17上移。综上，本发明主要涉及到后双桥空气悬架，通过在中桥1和后桥2之间连接平衡组件，在中桥气囊6或后桥气囊15过载时，能够利用平衡组件快速调整中桥1和后桥2的轴荷压力，实现空气悬架的车桥和车轮均压，实现行进中的动态平衡，稳定重载状态时的悬架状态，防止出现失稳打滑弹跳现象。
如图1～4所示，车架可以包括车架纵梁8和连接在车架纵梁8之间的车架横梁23，车架纵梁8与车架横梁23之间可通过焊接连接，形成车架的整体结构。中桥减震器和后桥减震器、中桥气囊6和后桥气囊15以及鞍座4均安装在车架纵梁8上。两车架纵梁8对称布置在车架的两侧，对车架的两侧进行有效支撑。将中桥气囊6、中桥减震筒18连接在车架纵梁8和中桥托梁17之间，能够控制中桥托梁17的上下活动范围，将后桥气囊15和后桥减震筒19连接在车架纵梁8和后桥托梁16之间，能够控制后桥托梁16的上下活动范围。
如图1、图2和图4所示，中桥减震器可以采用竖向设置的中桥减震筒18，中桥减震筒18的固定端安装在车架纵梁8上，中桥减震筒18的活动端安装在中桥托梁17上，而且，中桥减震筒18位于中桥1靠近平衡组件的一侧，也就是说，中桥减震筒18位于中桥1和平衡组件之间，在平衡组件传递载荷状态时，能够利用中桥减震筒18进行有效减震支撑。
如图1、图2和图4所示，后桥减震器可以采用竖向设置的后桥减震筒19，后桥减震筒19的固定端安装在车架纵梁8上，后桥减震筒19的活动端安装在后桥托梁16上，而且，后桥减震筒19位于后桥2靠近平衡组件的一侧，也就是说，后桥减震筒19位于后桥2和平衡组件之间，在平衡组件传递载荷状态时，能够利用后桥减震筒19进行有效减震支撑。
如图1、图2和图4所示，可以包括中桥横向拉杆组，中桥横向拉杆组包括中桥横向稳定杆立杆20和中桥横向稳定杆拉杆13，中桥横向稳定杆立杆20上端固定在车架纵梁8上，约束中桥横向稳定杆立杆20保持竖直状态，中桥横向稳定杆拉杆13呈U型结构，U型结构的支臂的端部铰接在中桥横向稳定杆立杆20的下端，U型结构能够绕中桥横向稳定杆立杆20的下端(铰接点)上下摆动，而不能横向移动，U型结构的底部通过中桥托臂拉座71铰接在中桥托梁17上。通过中桥横向稳定杆立杆20和中桥横向稳定杆拉杆13组成中桥横向拉杆组，能够控制中桥托梁17的横向活动范围。
如图1、图2和图4所示，可以包括后桥横向拉杆组，后桥横向拉杆组包括后桥横向稳定杆立杆21和后桥横向稳定杆拉杆14，后桥横向稳定杆立杆21上端固定在车架纵梁8上，约束后桥横向稳定杆立杆21保持竖直状态，后桥横向稳定杆拉杆14呈U型结构，U型结构的支臂的端部铰接在后桥横向稳定杆立杆21的下端，U型结构能够绕后桥横向稳定杆立杆21的下端(铰接点)上下摆动，而不能横向移动，U型结构的底部通过后桥托臂拉座72铰接在后桥托梁16上。通过后桥横向稳定杆立杆21和后桥横向稳定杆拉杆14组成后桥横向拉杆组，能够控制后桥托梁16的横向活动范围。
如图1～4所示，可以包括中桥下推力杆11，中桥下推力杆11的一端铰接在中桥托梁17的一侧，中桥下推力杆11能够绕中桥托梁17上的铰接点上下摆动，但不能纵向移动；中桥下推力杆11的另一端通过中桥推力杆承载支座51铰接在鞍座4上，中桥下推力杆11能够绕鞍座4上的铰接点上下摆动，但不能纵向移动。通过在鞍座4和中桥托梁17之间铰接中桥下推力杆11，能够稳定中桥托梁17的纵向活动范围。
如图1～4所示，可以包括后桥下推力杆12，后桥下推力杆12的一端铰接在后桥托梁16的一侧，后桥下推力杆12能够绕后桥托梁16上的铰接点上下摆动，但不能纵向移动；后桥下推力杆12的另一端通过后桥推力杆承载支座52铰接在鞍座4上，后桥下推力杆12能够绕鞍座4上的铰接点上下摆动，但不能纵向移动。通过在鞍座4和后桥托梁16之间铰接后桥下推力杆12，能够稳定后桥托梁16的纵向活动范围。
如图1、图3和图4所示，可以包括中桥上推力杆9，中桥上推力杆9呈V型结构，V型结构的尖端铰接在车架横梁23上，能够绕车架横梁23上的铰接点上下摆动；V型结构的支臂的自由端铰接在中桥1上，能够绕中桥1上的铰接点上下摆动。V型结构在三个点都铰接后形成稳定的三角形结构，因此，利用中桥上推力杆9连接在车架横梁23和中桥1之间，能够稳定中桥1上下交叉扭动的活动范围。
如图1、图3和图4所示，可以包括后桥上推力杆10，后桥上推力杆10呈V型结构，V型结构的尖端铰接在车架横梁23上，能够绕车架横梁23上的铰接点上下摆动；V型结构的支臂的自由端铰接在后桥2上，能够绕后桥2上的铰接点上下摆动。V型结构在三个点都铰接后形成稳定的三角形结构，因此，利用后桥上推力杆10连接在车架横梁23和后桥2之间，能够稳定后桥2上下交叉扭动的活动范围。
本发明的工作原理如下：
当中桥气囊6、后桥气囊15充气时，后桥托梁16和中桥托梁17以鞍座4为支点传递载荷，可通过控制中桥气囊6、后桥气囊15的压力来转移、分配中桥1、后桥2上的负荷。
由于鞍座4、中桥推力杆承载支座51和后桥推力杆承载支座52、平衡杆3、中桥拉杆221和后桥拉杆222所组成的悬架平衡机构可以在车辆路面曲率变换的条件下进行强制矫正，转移、分配中桥1、后桥2上的负荷。
车上有共用气源，该共用气源通过气路对车上所有用气设备充气，待汽车启动完毕后，所有用气设备都充足气，中桥气囊6、后桥气囊15也充足气。具体的，中桥气囊6、后桥气囊15可以由共用气源经储气筒(起缓冲作用)进行充气。在后续使用过程中，当需要通过中桥气囊6、后桥气囊15对中桥1和后桥2轴荷进行分配调整时，车辆需要先处于静止状态，再通过手闸对中桥气囊6、后桥气囊15进行放气或充气。当在特殊路况出现中桥气囊6、后桥气囊15过载时，为保证行车和系统安全，此时不需要停车，本发明即可利用平衡组件等组成的机械悬架平衡机构联动调整轴荷压力，稳定重载状态时的平衡悬架状态，防止出现失稳打滑弹跳现象。
本发明实现了后双桥空气悬架中重型卡车在曲率不稳定道路条件下不必要的燃油消耗和失稳打滑弹跳风险，而且不影响原平衡悬架的承载和驱动性能，能保证整车在合理载荷下获取最佳驱动力，因而，本发明结构简单，自控调整能力强大，安全性高，可靠性好，便于运用推广，特别适合油罐车、危化品车等专用车辆的普及和使用。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种空气弹簧平衡悬架系统，其特征在于：包括车架、中桥组件和后桥组件；所述中桥组件包括通过中桥减震器连接在所述车架上的中桥托梁以及安装在所述中桥托梁上的中桥，所述后桥组件包括通过后桥减震器连接在所述车架上的后桥托梁以及安装在所述后桥托梁上的后桥；所述中桥托梁的前端通过中桥气囊安装在所述车架上，所述中桥托梁的后端与所述后桥托梁的前端通过平衡组件连接，所述后桥托梁的后端通过后桥气囊安装在所述车架上；所述平衡组件包括固定在所述车架上的鞍座、中部铰接在所述鞍座上的平衡杆以及铰接在所述平衡杆的两端的中桥拉杆和后桥拉杆，所述中桥拉杆铰接在所述中桥托梁的后端，所述后桥拉杆铰接在所述后桥托梁的前端；所述车架包括车架纵梁和连接在所述车架纵梁之间的车架横梁；包括中桥上推力杆，所述中桥上推力杆呈V型结构，V型结构的尖端铰接在所述车架横梁上，V型结构的支臂的自由端铰接在所述中桥上；包括后桥上推力杆，所述后桥上推力杆呈V型结构，V型结构的尖端铰接在所述车架横梁上，V型结构的支臂的自由端铰接在所述后桥上；所述中桥减震器采用竖向设置的中桥减震筒，所述中桥减震筒的固定端安装在所述车架纵梁上，所述中桥减震筒的活动端安装在所述中桥托梁上且位于所述中桥靠近所述平衡组件的一侧；所述后桥减震器采用竖向设置的后桥减震筒，所述后桥减震筒的固定端安装在所述车架纵梁上，所述后桥减震筒的活动端安装在所述后桥托梁上且位于所述后桥靠近所述平衡组件的一侧。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧平衡悬架系统，其特征在于：所述中桥减震器和所述后桥减震器、所述中桥气囊和所述后桥气囊以及所述鞍座均安装在所述车架纵梁上。
3.根据权利要求2所述的空气弹簧平衡悬架系统，其特征在于：包括中桥横向拉杆组，所述中桥横向拉杆组包括中桥横向稳定杆立杆和中桥横向稳定杆拉杆，所述中桥横向稳定杆立杆上端固定在所述车架纵梁上，所述中桥横向稳定杆拉杆呈U型结构，U型结构的支臂的端部铰接在所述中桥横向稳定杆立杆的下端，U型结构的底部通过中桥托臂拉座铰接在所述中桥托梁上。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧平衡悬架系统，其特征在于：包括后桥横向拉杆组，所述后桥横向拉杆组包括后桥横向稳定杆立杆和后桥横向稳定杆拉杆，所述后桥横向稳定杆立杆上端固定在所述车架纵梁上，所述后桥横向稳定杆拉杆呈U型结构，U型结构的支臂的端部铰接在所述后桥横向稳定杆立杆的下端，U型结构的底部通过后桥托臂拉座铰接在所述后桥托梁上。
5.根据权利要求2所述的空气弹簧平衡悬架系统，其特征在于：包括中桥下推力杆，所述中桥下推力杆的一端铰接在所述中桥托梁的一侧，所述中桥下推力杆的另一端铰接在所述鞍座上。
6.根据权利要求5所述的空气弹簧平衡悬架系统，其特征在于：包括后桥下推力杆，所述后桥下推力杆的一端铰接在所述后桥托梁的一侧，所述后桥下推力杆的另一端铰接在所述鞍座上。
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