CN1229386A - 完全均分负载螺旋弹簧双后桥悬架 - Google Patents

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Abstract

一种完全均分负载的螺旋弹簧式双后桥悬架,由位于两车桥(1)顶部的四个螺旋弹簧(2)上方的两根均分负载梁(3)组成,车桥可以是驱动桥,也可以是独立分动桥,它们通过A型臂和控制杆固定在车架(6)上,并通过均载梁(3)及螺旋弹簧(2)悬吊起来。此种均分负载螺旋弹簧式双后桥悬架,由于均载梁(3)及螺旋弹簧(2)的相互作用,使得乘座平稳性提高,轮对转动及车架平台稳定性增加,减少车架的输入扭矩,从而提高了这种悬架的工作性能。

Description

完全均分负载螺旋弹簧双后桥悬架
本发明涉及用于双后桥悬架系统中的改进装置。现有技术中，很难得到这样一种双后桥悬架系统，即当其卸载并由于其刚性极大地限制了所述桥转动的情况下，此悬架可以承载所需负荷而不会出现刚硬行驶特性，也不会造成车辆稳定性下降，甚至在非常恶劣的情况下也不会翻车。
本发明通过螺旋弹簧及均分负载梁的相互配合，从根本上克服了上述不足，其中弹簧刚度设定为最大承载，随着轮对转动的增加，行驶平顺性也大大提高。通常情况下，特别是在越野车辆中，双后桥悬架上有限的桥转动会导致一些诸如在干沼泽地行驶时所引起的牵引问题。本发明中，由于均载梁在中心铰接点周围的摆动及由于轮对运动的变化，而引起的螺旋弹簧快速压缩或者伸张，(作为螺旋弹簧簧载质量大大减少的直接结果)使得所述桥转动的量大大增加。这种均载梁的摆动能容许约双倍的桥转动，同时保证在大部分车桥上下运动过程中，使载荷充分均布于车桥及车轮上，由于车轮总是附着于地面，车辆不会出现桥转动不足而通常引起的任何牵引问题，从而使车辆的乘坐舒适性大大提高。
本发明与现有技术相比具有下述优点：当穿越不平道路时，由于均载梁和螺旋弹簧的相互作用，使车辆平台几乎保持水平，实际上车架偏移量与轮对转动量之比为1/5～1/4之间。
本发明公开的一种图1所示双后桥悬架系统，包括两驱动桥1和两均载梁3，每一驱动桥端部之上都垂直安装有一螺旋弹簧2，而均载梁3的4个端部支座4安装在螺旋弹簧2上面，每一螺旋弹簧2内沿轴向都固定有一链条5，用以限制螺旋弹簧2伸长，并防止其脱离支座4，作为可替换的方式，如图1a所示，也可将弹簧2的顶部及底部分别固定于均载梁3的支座4和车桥1上，使弹簧2压缩和收缩，此种方式较上述方式(由轴向固定其内的链条5限制弹簧2)具有更大的桥转动。图2中，两均载梁3与车架6平行，或位于车架6周边线之外或之内，将均载梁3在其中点处铰接，并通过橡胶衬套和刚性螺栓、螺母7将其固定在车辆车架6的一对夹板29上。每一均载梁3的端部处都设有一用以限制均载梁3相应端部上行的行程限位挡块8，刚性均载梁3受限只能下行，将螺旋弹簧2中的链条5伸长到最大值，或图1a中的螺旋弹簧2伸长使其有收缩趋势，以限制连于弹簧2的车桥1端部下行，位于均载梁3相对端部下方的车桥1的端部继续上行，压缩相应的弹簧直至触到其上方的压缩行程限位挡块9，通过这种方法可以得到较大的桥转动，当车辆驶经不平道路时，螺旋弹簧2或收缩，或伸长，由大部分的车桥1的转动完全均分负载。
由于均载梁与螺旋弹簧悬架的相互作用，车辆平台几乎总是保持水平，车架偏移量与桥转动量之比为20％～25％，较之于现有技术，车辆稳定性大大提高。
本发明的一种形式是采用活动梁式驱动桥总成，如图2所示，通过一A型臂10的两支腿设置并固定车桥1，A型臂10的两支腿通过坚固的金属骨架橡胶衬套11连接到车辆车架6上，所述衬套11装入对角焊接到支腿两端上的管状端内。A型臂10的顶尖部通过球铰12固定到车桥总成1的中部，将穿过A型臂顶板13的球铰12的球头销用开槽六角螺母及开口销固定，球铰12本体用螺栓固定到焊在桥壳1顶部的板或角钢上。球铰12是车桥总成1的转动中心，控制车桥总成1的前后左右移动。如图1所示，每一车桥总成1终端都固定有两根下控制杆14，这四根下控制杆14位于车架梁6下方与其成一直线，并可以在各车桥总成1之间运动，在尽可能靠近车桥1之间的四根下控制杆14交汇点处，将车辆每侧的两根下控制杆14通过坚固的金属骨架橡胶衬套11和钢制螺栓及夹板29固定到车辆车架6上，所述衬套11装于对角焊接连于杆14每一端部上的管状端内，所述钢制螺栓穿过焊接连于每一车桥总成，而所述夹板29焊接连于车辆车架6上。均载梁3支承4个螺旋弹簧2上部的车辆重量，每一车桥总成1端部处的螺旋弹簧2、各均载梁3由坚固的橡胶衬套及螺栓7在每一均载梁的中点处连于所述车架6上。
本发明的另一种形式是采用分动式驱动桥总成，如图4所示，轴毂15装在悬架支柱17上，支柱17通过球铰19与独立悬架的上下控制叉形臂总成18相连，叉形臂总成18通过坚固的金属骨架橡胶衬套和螺栓21与车辆车架20相连。四根下控制叉形臂18之上各有一螺旋弹簧22，在车辆每侧的两个螺旋弹簧22由一均载梁23相互连接，均载梁23的纵轴线与螺旋弹簧22中心线重合，用以平衡均载梁枢轴24的侧向载荷，在均载梁23中心处，用坚固的金属骨架橡胶衬套和钢制带销螺栓及螺母24将其与车架20相连。与前述驱动桥1中的均载梁3不同，分动式独立悬架系统中的均载梁23在两平面内是笔直的，因而不会使螺旋弹簧22相对装于其上的下控制臂18转动偏离其理想位置太多。
可以通过将钢板切割和焊接的组合加工，或将一些其他金属如铝合金、铝青铜、合金钢、钛等的锻造或者铸造，或者将一些合成材料如碳纤维经树脂浸渍23来制造均载梁。
如图1及图2所示的驱动桥1系统，根据关联元件的相对运动，必须进行下述布置：均载梁3应安装在尽可能靠近下控制杆14及A型臂10铰接点的车架6上，以保证相应于车桥1端部的螺旋弹簧2处于其正确的位置状态，相对于车桥1的此端部，均载梁3应制成其枢轴点高、而其中部低的弓形结构，螺旋弹簧2位于均载梁3下端部并通过所述车架支撑车辆的重量。
均载梁3下端部按要求加工成形，以便在其每端部之下与螺旋弹簧2顶部匹配，均载梁3的横截面可以加工成变截面的空心断面，变截面实心断面或变截面工字钢断面。如图1a所示，均载梁3必须在其可转动的支点处与车架6铰接连接，以便具有50/50的均载，并且应当尽可能地靠近下控制杆和A型臂装配点，以便控制上述元件的运动，进而使传动系统的问题减至最少。
图1：表示根据本发明均载梁的一实施例；
图2：表示均载梁在驱动的双后桥结构上的应用；
图4：表示均载梁在驱动的双后桥独立悬架结构上的应用。
参照图1a可知，根据本发明装置的均载梁3最好包括一非常坚固的梁3，它可由钢板制成，通过切割、焊接形成一盒形截面，其侧边相互平行，其顶和底为正弦波形状，即在其各端部靠近，中间的可转动支点处分离，以便使所述梁3处于恒定的张紧状态，并具有装配安装衬套和螺栓7的较厚的中部断面，避免削弱整个梁的承载作用。
所述梁的端部配置有使螺旋弹簧2装于其下的弹簧垫片4。在驱动桥1结构中，均载梁3必须采用侧向呈弓形的结构，以使螺旋弹簧2同沿其运动弧线上下转动时的驱动桥总成1适当对齐，而均载梁3的俯视结构应始终保证其侧边相互平行，以免对所述安装衬套7施加使其过早损坏不必要的旋转扭矩。
如图1b所示，均载梁3可以位于车架6周边之内，并直接安置于螺旋弹簧2之上。
如图1c所示，均载梁3可以位于车架6周边之外，并直接安置于螺旋弹簧2之上。
图2a给出了一驱动桥1的结构示意图，从侧视图中可以看出，均载梁3采用的是正弦波形状结构，在其中心铰接点25处与车辆车架6相连，并固定到螺旋弹簧2顶部，使均载梁3装于采用的悬架系统几何位置应尽可能靠近螺旋弹簧2沿其运动弧线动作时的理想位置。从图中可以看出，均载梁3在其端部可以随车桥1的运动绕枢轴上下转动，直至其触到行程限位挡块8，然后，车桥1端部的螺旋弹簧2向上压缩，直至车桥1触到行程限位挡块9，此时，位于同一均载梁3另一端的车桥1端部下垂，此端部的螺旋弹簧2收缩，以产生非常大的车桥转动。
如图2所示，A型臂10的顶尖部固定到车架6上。
如图4表示均载梁23位于螺旋弹簧22之上的情形，所述车辆每侧的均载梁23位于车辆每侧的两个螺旋弹簧22之上，均载梁23较驱动桥1结构中的均载梁3偏移量小，而且其俯视和侧视图均为笔直的。这就使得具有由车架外侧枢轴转动的上、下A型臂18的独立悬架，在不考虑分动式独立桥15的转动的情况下，使螺旋弹簧22总是保持在适当的恒定位置。

Claims (6)

1.一种完全均分负载的螺旋弹簧式双后桥悬架，包括两驱动桥(1)和两均载梁(3)，每一驱动桥端部之上都垂直安装有一螺旋弹簧(2)，而均载梁(3)的四个端部支座(4)安装在螺旋弹簧(2)上面，每一螺旋弹簧(2)内沿轴向都固定有一链条(5)，用以限制螺旋弹簧(2)伸长，并防止其脱离支座(4)，作为可替换的方式，如图1a所示，也可将弹簧(2)的顶部及底部分别固定于均载梁(3)的支座(4)和车桥(1)上，使弹簧(2)压缩和收缩，此种方式较上述方式由轴向固定其内的链条(5)限制弹簧(2)具有更大的桥转动，图2中，两均载梁(3)与车架(6)平行，或位于车架(6)周边线之外或之内，将均载梁(3)在其中点处铰接，并通过橡胶衬套和刚性螺栓、螺母(7)将其固定在车辆车架(6)的一对夹板(29)上，每一均载梁(3)的端部处都设有一用以限制均载梁(3)相应端部上行的行程限位挡块(8)，刚性均载梁(3)受限只能下行，将螺旋弹簧(2)中的链条(5)伸长到最大值，或图1a中的螺旋弹簧(2)伸长使其有收缩趋势，以限制连于弹簧(2)的车桥(1)端部下行，位于均载梁(3)相应端部下方的车桥(1)的端部继续上行，压缩相应的弹簧直至触到其上方的压缩行程限位挡块(9)，通过这种方法可以得到较大的桥转动，当车辆驶经不平道路时，螺旋弹簧(2)或收缩，或伸长，由大部分的车桥1的转动完全均分负载，由于均载梁与螺旋弹簧悬架的相互作用，车辆平台几乎总是保持水平，车架偏移量与桥转动量之比为20％～25％，较之于现有技术，车辆稳定性大大提高，本发明的一种形式是采用活动梁式驱动桥总成，如图2所示，通过一A型臂(10)的两支腿设置并固定车桥(1)，A型臂(10)的两支腿通过坚固的金属骨架橡胶衬套(11)连接到车辆车架(6)上，所述衬套(11)装入对角焊接到支腿两端上的管状端内，A型臂(10)的顶尖部通过球铰(12)固定到车桥总成(1)的中部，将穿过A型臂顶板(13)的球铰(12)的球头销用开槽六角螺母及开口销固定，球铰(12)本体用螺栓固定到焊在桥壳1顶部的板或角钢上，球铰(12)是车桥总成(1)的转动中心，控制车桥总成(1)的前后左右移动，如图1所示，每一车桥总成(1)终端都固定有两根下控制杆(14)，这四根下控制杆(14)位于车架梁(6)下方与其成一直线，并可以在各车桥总成(1)之间运动，在尽可能靠近车桥(1)之间的四根下控制杆(14)交汇点处，将车辆每侧的两根下控制杆(14)通过坚固的金属骨架橡胶衬套(11)和钢制螺栓及夹板(29)固定到车辆车架96)上，所述衬套(11)装于对角焊接连于杆(14)每一端部上的管状端内，所述钢制螺栓穿过焊接连于每一车桥总成，而所述夹板(29)焊接连于车辆车架(6)上。均载梁(3)支承四个螺旋弹簧(2)上部的车辆重量，每一车桥总成(1)端部处的螺旋弹簧(2)、各均载梁(3)由坚固的橡胶衬套及螺栓(7)在每一均载梁的中点处连于所述车架(6)上。
2.一种完全均分负载的螺旋弹簧式双后桥悬架，包括两分动式驱动桥总成，如图4所示，其轴毂(15)装在悬架支柱(17)上，支柱(17)通过球铰(19)与独立悬架的上下控制叉形臂总成(18)相连，叉形臂总成(18)通过坚固的金属骨架橡胶衬套和螺栓(21)与车辆车架(20)相连，四根下控制叉形臂(18)之上各有一螺旋弹簧(22)，在车辆每侧的两个螺旋弹簧(22)由一均载梁(23)相互连接，均载梁(23)的纵轴线与螺旋弹簧(22)中心线重合，用以平衡均载梁枢轴(24)的侧向载荷，在均载梁(23)中心处，用坚固的金属骨架橡胶衬套和钢制带销螺栓及螺母(24)将其与车架(20)相连，与前述驱动桥(1)中的均载梁(3)不同，分动式独立悬架系统中的均载梁(23)在两平面内是笔直的，因而不会使螺旋弹簧(22)相对装于其上的下控制臂(18)转动偏离其理想位置太多。
3.所述均载梁(23)可以通过将钢板切割和焊接的组合加工，或将一些其他金属如铝合金、铝青铜、合金钢、钛等经锻造或者铸造，或者将一些合成材料如碳纤维经树脂浸渍来制造。
4.如图1及图2所示的驱动桥1系统，根据关联元件的相对运动，必须进行下述布置：均载梁(3)应安装在尽可能靠近下控制杆(14)及A型臂(10)铰接点的车架(6)上，以保证相应于车桥(1)端部的螺旋弹簧(2)处于其正确的位置状态，相对于车桥(1)的此端部，均载梁(3)应制成其枢轴点高、而其中部低的弓形结构，螺旋弹簧(2)位于均载梁(3)下端部并通过所述车架支撑车辆的重量，均载梁93)下端部按要求加工成形，以便在其每端部之下与螺旋弹簧(2)顶部匹配，均载梁(3)的横截面可以加工成变载面的空心断面，变截面实心断面或变截面工字钢断面，如图1a所示，均载梁(3)必须在其可转动的支点处与车架(6)铰接连接，以便具有50/50的均载。
5.一种均分负载的螺旋弹簧式双后桥悬架，由于所述均载梁和螺旋弹簧间的相互作用，使车架偏移量与轮对转动量之比为1/5～1/4。
6.一种具有乘坐舒适性的均分负载螺旋弹簧式双后桥悬架，由于均载梁和螺旋弹簧间的相互作用，使得在提供最极端轮对转动量时，提高了车辆的承载能力和行驶稳定性。
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