CN1546331A - 多轴板簧全耦式平衡悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的多轴板簧全耦式平衡悬架属于车辆悬架技术领域。可用于各种多轴轮式车辆(包括多轴挂车与半挂车)特别是越野行驶的高机动性车辆等。它是由车桥、板簧和连接板簧的杆件组成，其特征在于汽车一侧相邻的前板簧(1)和后板簧(2)的相邻端卷耳和外端卷耳通过杆件与2根拉杆(4)、(4′)的端部铰接偶联。它通过两板簧的四端交联，克服传统只有两端交联的双板簧平衡悬架的主要缺点，显著改善多轴汽车轮荷的均匀性，改善多轴车辆在不平路面上的行驶平顺性与通过性。

Description

多轴板簧全耦式平衡悬架

技术领域

本发明涉及的多轴板簧全耦式平衡悬架属于车辆悬架技术领域。可用于各种多轴轮式车辆(包括多轴挂车与半挂车)特别是越野行驶的高机动性车辆等。

技术背景

①目前，传统双板簧式平衡悬架结构如图16-19，其中图16与图17结构是：将汽车一侧前板簧1和后板簧2相邻卷耳用铰接于车架平衡臂3铰接，或通过平衡臂和吊耳铰接，前后板簧两端卷耳通过通过吊耳或直接铰接在车架上。这种结构虽然简单，在不受驱动力制动力的水平路面上也可以保证两轴垂直载荷的均匀性；但当轮上作用驱动力或制动力矩时，同一板簧两卷耳所受的垂直载荷不同，因此引起这两轴间垂直负荷的转移。这会影响路面附着力的充分利用。

②另外，当同轴左右轮高度不同(若车身保持水平左前轮与右后轮升高)时，同轴的左右板簧(例如图16与图17)绕吊耳下端点转向的趋势相反，会对车桥造成扭转趋势。如果车桥的扭转刚度较大，则在吊耳处左右侧产生相反的附加垂直力也较大。这一方面造成对车身的扭转载荷，另一方面也造成左右轮荷的差异。因其只将板簧的四端中的两端耦连，又因其只起一半平衡轮荷的作用；可称为“半耦平衡悬架”或简称“半平衡悬架”。

③当前后轮相对运动时，其行程只有平衡臂两端行程的一半。通常平衡臂的长度与行程都有限。车轮的平衡行程只有此限度的一半。这也是简称“半平衡悬架”的原因。

④图18所示的双簧平衡悬架是将前板簧1的前卷耳直接铰接在车架上，其后卷耳和后板簧2后卷耳通过铰接在车架上的吊耳与拉杆铰接。此结构可以消除当驱动或制动力矩作用于车轮时，轴荷转移的缺点。但如②③所述的“平衡作用只有一半”的缺点仍然存在。

⑤尽管双板簧半耦平衡悬架具有上述缺点，但它们与传统单板簧搭两桥的全耦平衡悬架(参阅图19)相比却有车架载荷比较分散(支承点多)，重量较轻，单轴车与多轴车的系列化制造简单，成本低的优点。因此至今仍有采用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多轴板簧全耦式平衡悬架，它通过两板簧的四端交联，克服传统只有两端交联的双板簧平衡悬架的主要缺点，显著改善多轴汽车轮荷的均匀性，改善多轴车辆在不平路面上的行驶平顺性与通过性。

本发明上述目的是这样实现的：一种多轴板簧全耦式平衡悬架，是由车桥、板簧和连接板簧的杆件组成，其特征在于汽车一侧相邻的前板簧和后板簧的相邻端卷耳和外端卷耳通过杆件与拉杆的端部同时铰接偶联，使板簧与车轮一起产生平行移动。

下面结合附图说明本发明的工作原理与优缺点：

新型双板簧全耦平衡悬架(图1-图4)可以看成是在传统双板簧平衡悬架(图16一图19)的基础上，将原来不参与平衡作用的固定卷耳，通过一系列杆系产生与活动卷耳同样的垂直运动(板簧始终是平行上下移动)，这样就保证了车轴在不平路面上行驶时左右板簧不产生卷曲，车轮平衡运动的行程与板簧卷耳的运动行程相同(最充分利用卷耳的平衡行程)，车轮的平衡运动(相邻车轮上下方向相反运动时，车轮与车架不承受扭转负荷。

另外，由于板簧都是平移运动，在驱动或制动力矩的作用下，也不会造成轴荷的转移。这样就可以有保证在较大不平路面上行驶时各轮载荷的均匀性。

新型双板簧全耦平衡悬架达到了与“二合一板簧(单板簧搭两桥)”式平衡悬架(图19)相当的“全平衡”性能。但却更具有它所不具有的受力点分散，结构重量轻，系列化方便等优点。

与传统双板簧平衡悬架相比，要多增加若干杆件，这是取得优越性能的代价。

附图说明

图1(a)纵向承力平衡臂式。前板簧1的后卷耳与后板簧2的前卷耳通过铰接于车架的四端平衡臂3相连接。

图1(b)纵向承力平衡臂式。前板簧1的后卷耳与后板簧2的前卷耳通过铰接于车架的三端平衡臂3相连接，即中间两端可合并。

图2平衡臂吊耳式全耦平衡悬架。

图3换向臂平衡杆式双板簧全耦平衡悬架。

图4换向臂导向式双板簧全耦平衡悬架。

图5用卷耳拉杆作纵向约束的全耦平衡悬架。

图6车轴拉杆导向式全耦平衡悬架。

图7用滚子或滑板结构代替吊耳的全耦平衡悬架。

图8由图1两套相连的四轴全耦平衡悬架。

图9由图4两套相连的四轴全耦平衡悬架。

图10由图3两套相连的四轴全耦平衡悬架。

图11由图6两套相连的四轴全耦平衡悬架。

图12由图8减一轴成为三轴全耦平衡悬架。

图13由图9减一轴成为三轴全耦平衡悬架。

图14由图10减一轴成为三轴全耦平衡悬架。

图15由图11减一轴成为三轴全耦平衡悬架。

图16传统远端吊耳式双板簧平衡悬架。

图17传统近端吊耳式双板簧平衡悬架。

图18传统双后端吊耳式双板簧平衡悬架。

图19传统“二合一”板簧平衡悬架。

图中：1.前板簧  2.后板簧  3.平衡臂  4、4′.拉杆  5、5′.吊耳  6、6′.换向臂7、7′.导向臂  8、8′.′拉杆  9、9′.导向杆  10.平衡杆  11.拉杆  12.拉杆  13、13′.拉杆  14、14′.滚子

具体实施方式

下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及其工作过程。

图1-4是本发明的新型平衡悬架的四种基本的双轴结构型式。

实施例1：纵向承力平衡臂式

参阅图1(a)：前板簧1的后卷耳与后板簧2的前卷耳通过铰连于车架的平衡臂3相连接，  平衡臂3的另一端分别与拉杆4、4′相铰连，拉杆4的另一端通过相互铰接的换向臂6、吊耳5与前板簧1的前卷耳铰接，拉杆4′的另一端通过相互铰接的换向臂6′、吊耳5′与后板簧2的后卷耳铰接。构成了双板簧四端交联的全耦式平衡悬架系统。

参阅图1(b)：所说的平衡臂3可以采用四端或中间两端合并。

实施例2：平衡臂吊耳式

参阅图2：所说的前板簧1的后卷耳和后板簧2的前卷耳与铰连于车架的平衡臂3之间可通过吊耳5、5′铰接，平衡臂3的另一端与拉杆4、4′的一端铰接，所说的与拉杆4、4′另一端铰连的换向臂6、6′可分别通过导向臂7、7′与前板簧1的前卷耳和后板簧2的后卷耳铰接，导向臂7、7′的一端分别与铰接于车架上的拉杆8、8′铰接。

此方案可保证两板簧1与2的垂直导向作用。从而构成了双板四端交联的全耦式平衡悬架系统。图2中的拉杆8与8′也可以不接在换向臂6与6′上方而设在其下方，也可以构成作用相似的全耦式平衡悬架系统。

所说的吊耳8、9可以采用滚子或滑板结构。

实施例3：换向臂平衡杆式

参阅图3：所说的前板簧1的两端卷耳与拉杆4的两端，均可通过相互铰连的换向臂6′、吊耳5铰接，所说的后板簧2的两端卷耳与拉杆4′的两端，均可通过相互铰连的换向臂6、吊耳5′铰接，在前板簧1和后板簧2的外端部设有导向杆9、9′，拉杆4、4′通过与其铰接的平衡杆10连接。该结构为板簧的垂直导向。由于在前后板簧的端部设有导向杆9与9′，从而构成双板簧全耦式平衡悬架系统。

实施例4：换向臂导向式

参阅图4：所说的前板簧1的前卷耳通过铰连于车架的换向臂6′与拉杆4一端铰接，后卷耳通过相互铰连的换向臂6′、吊耳5与拉杆4另一端铰接，后板簧2的后卷耳通过铰连于车架的换向臂6与拉杆4′一端铰接，前卷耳通过相互铰连的换向臂6、吊耳5′与拉杆4另一端铰接，拉杆4、4′通过与其铰接的平衡杆10连接。该结构是图3的简化方案。即图3中取消了导向杆9、9′和两端吊耳5、5′。直接靠换向臂6与6′直接与板簧铰接起导向作用。从而构成双板簧全耦式平衡悬架系统。

上述所说的吊耳5、5′可以采用滚子或滑板结构。

实施例5：卷耳拉杆导向式：

参阅图5：对于相邻轴的轴距较大，允许相邻板簧卷耳的间距及平衡臂长度或平衡换向臂端门路都是足够长的情况，板簧的纵向约束也可以通过一个两端铰链的拉杆将两个相邻卷耳3和4通过拉杆′铰接起来。但在这种结构中，纵向力将集中由板簧1与导向臂7相接的卷耳承受。

具体实施方式是：一种多轴板簧全耦式平衡悬架，所说的前板簧1和后板簧2相邻的卷耳通过拉杆11铰接，拉杆11的两端通过吊耳5、5′、铰接于车架的平衡臂3与拉杆4、4′的一端铰接，拉杆4、4′的另一端与绞接于车架的换向臂6铰接，换向臂6通过导向臂7与前板簧1的前卷耳铰接，导向臂7的另一端与胶结在车架的拉杆12相铰接，拉杆4′的另一端通过换向臂6′、吊耳5′与后板簧2的后卷耳铰接。

实施例6：车轴拉杆导向式

参阅图6：对于其它纵向约束结构实现不便的情况，可采用车轴拉杆的结构。板簧1与2的纵向约束由车架与车轴之间的双铰拉杆来实现。在特殊情况下；拉杆18的也可以不与车架铰接而与另一车轴铰接。

具体实施方式是：所说的前板簧1和后板簧2相邻的卷耳通过吊耳5、5′和铰接于车架的平衡臂3与拉杆4、4＇铰连，拉杆4、4′的另一端分别通过绞接于车架的换向臂6、6′和吊耳5、5′与前后板簧外端卷耳铰接，前后车轴可通过拉杆13、13′与车架铰接，或通过一根拉杆铰连。即可取消一根拉杆。

实施例7：滚子或滑板连接结构

参阅图7：以上所有方案中的吊耳5、5′均可采用滚子或滑板结构。

实施例8：多轴平衡悬架结构

①四轴全耦平衡悬架，由图1至图7的各种双轴全耦平衡悬架中任选两套通过平衡杆或平衡臂相连结可以构成四邻轴全耦平衡悬架系统。例如：由图8-11所示

②三轴全耦平衡悬架。由四轴全耦平衡悬架的各种结构中，去掉一轴的悬架；即可构成三轴全耦平衡悬架系统。图12-14为其可行例子。

③五轴和五轴以上全耦平衡悬架，由一套三轴全耦平衡悬架和一套双轴全耦平衡悬架。通过平衡臂或平衡杆及向耦合，即可构成五邻轴全耦平衡悬架。由三套双轴全耦平衡悬架，通过平衡臂或平衡杆作反向耦连，即可构成六邻轴全耦平衡悬架。由几个双轴全耦平衡悬架和m个三轴全耦平衡悬架作反向耦连，可构成(Zn+3M)个轴全耦平衡悬架(n与m可为任意整数)。

Claims (11)

1.一种多轴板簧全耦式平衡悬架，是由车桥、板簧和连接板簧的杆件组成，其特征在于汽车一侧相邻的前板簧(1)和后板簧(2)的相邻端卷耳和外端卷耳通过杆件与拉杆(4)、(5)的端部同时铰接偶联，使板簧与车轮一起产生平行移动。

2.根据权利要求1所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的前板簧(1)的后卷耳与后板簧(2)的前卷耳通过铰连于车架的平衡臂(3)相连接，平衡臂(3)承受纵向力，平衡臂(3)的另一端分别与拉杆(4)、(4′)相铰连，拉杆(4)的另一端通过相互铰接的换向臂(6)、吊耳(5)与前板簧(1)的前卷耳铰接，拉杆(4′)的另一端通过相互铰接的换向臂(6′)、吊耳(5′)与后板簧(2)的后卷耳铰接。

3.根据权利要求1或2所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的平衡臂(3)可以采用四边形或三角形刚体。

4.根据权利要求1所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的前板簧(1)的后卷耳和后板簧(2)的前卷耳与铰连于车架的平衡臂(3)之间可通过吊耳(5)、(5′)铰接，平衡臂(3)的另一端与拉杆(4)、(4′)的一端铰接，与拉杆(4)、(4′)另一端铰连的换向臂(6)、(6′)可分别通过导向臂(7)、(7′)与前板簧(1)的前卷耳和后板簧(2)的后卷耳铰接，导向臂(7)、(7′)的一端分别与铰接于车架上的拉杆(8)、(8′)铰接。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的吊耳(5)、(5′)可以采用滚子或滑板结构。

6.根据权利要求1所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的前板簧(1)的前卷耳通过铰连于车架的换向臂(6′)与拉杆(4)一端铰接，后卷耳通过相互铰连的换向臂(6′)、吊耳(5)与拉杆(4)另一端铰接，后板簧(2)的后卷耳通过铰连于车架的换向臂(6)与拉杆(4′)一端铰接，前卷耳通过相互铰连的换向臂(6)、吊耳(5′)与拉杆(4)另一端铰接，拉杆(4)、(4′)通过与其铰接的平衡杆(10)连接。

7.根据权利要求1或6所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的前板簧(1)的两端卷耳与拉杆(4)的两端，均可通过相互铰连的换向臂(6′)、吊耳(5)铰接，所说的后板簧(2)的两端卷耳与拉杆(4′)的两端，均可通过相互铰连的换向臂(6)、吊耳(5′)铰接，在前板簧(1)和后板簧(2)的外端部设有导向杆(9)、(9′)，拉杆(4)、(4′)通过与其铰接的平衡杆(10)连接。

8.根据权利要求7所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的吊耳(5′)、(5)可以采用滚子或滑板结构。

9.根据权利要求1所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的前板簧(1)和后板簧(2)相邻的卷耳通过拉杆(11)铰接，拉杆(11)的两端通过吊耳(5)、(5′)、铰接于车架的平衡臂(3)与拉杆(4)、(4′)的一端铰接，拉杆(4)、(4′)的另一端与绞接于车架的换向臂(6)铰接，换向臂(6)通过导向臂(7)与前板簧(1)的前卷耳铰接，导向臂(7)的另一端与胶结在车架的拉杆(12)相铰接，拉杆(4′)的另一端通过换向臂(6′)、吊耳(5′)与后板簧(2)的后卷耳铰接。

10.根据权利要求1所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的前板簧(1)和后板簧(2)相邻的卷耳通过吊耳(5)、(5′)和铰接于车架的平衡臂(3)与拉杆(4)、(4′)铰连，拉杆(4)、(4′)的另一端分别通过绞接于车架的换向臂(6)、(6′)和吊耳(5)、(5′)与前后板簧外端卷耳铰接，前后车轴可通过拉杆(13)、(13′)与车架铰接，或通过一根拉杆铰连。

11.根据权利要求6、9、10所述的一种多轴板簧全耦式平衡悬架，其特征在于所说的吊耳(5)、(5′)可以采用滚子(14)、(14′)或滑板结构。

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