CN202896205U - 一种智能平衡悬架系统 - Google Patents

Abstract

一种智能平衡悬架系统，包括中桥、后桥、钢板弹簧、平衡轴壳、承载支座、气囊与托臂梁，所述钢板弹簧的两端分别与中、后桥连接，中部与平衡轴壳连接，平衡轴壳与承载支座上的平衡轴相铰连，中、后桥的顶部分别与中、后桥上推力杆相铰连，与后桥底部相连的后桥下推力杆与承载支座底部的一侧相铰连，承载支座底部的另一侧与托臂梁的一端相铰连，托臂梁的另一端通过横向稳定杆与气囊的底部固定连接，气囊的顶部与车架的底部固定连接，托臂梁的中部与中桥的底部相铰连。本设计不仅能改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量、自控调整能力较强，而且零部件数量较少、占用空间较小、应用范围较广。

Description

一种智能平衡悬架系统

技术领域

本实用新型涉及一种平衡悬架系统，尤其涉及一种智能平衡悬架系统，具体适用于自动分配中重型汽车中、后桥的负荷，改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量。

背景技术

目前，为改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量，现有技术一般将后桥设计为可提升支承桥，该可提升支承桥在空载或轻载时可通过后支撑轴提起后桥，从而减少轮胎摩擦与燃油消耗量。常见的可提升支承桥一般包括两种，分别为空气悬架与摆臂式平衡悬架，其中：空气悬架对路况要求较高，成本较高，限制了应用范围，而且超载能力较差；摆臂式平衡悬架通过油缸将后支撑轴提起，需要采用独立的电动泵作为动力源，使用时，电动泵产生的压力油进入油缸以提起后支撑轴，但该设计不仅需要增加电动泵，成本较高，而且需要单独布置储油箱，结构复杂，零部件较多，不利于整车的总布置，同时，它对轮胎的改变只有提升与下降两种状态，即摩擦与不摩擦，不存在中间状态，难以根据实际负载对中、后桥的负荷进行自动调整，调整方式硬化，改善效果有限，自控调整能力较弱。

美国专利公开号为US5522469A，公开日为1996年6月4日的发明专利公开了一种车辆牵引力增强装置，并具体公开了如下技术特征：车辆牵引力增强装置包括中桥、后桥、钢板弹簧、气囊与平衡轴壳，所述钢板弹簧的前部与中桥相连接，后部与后桥相连接，中部与平衡轴壳相连接，该平衡轴壳与承载支座上的平衡轴相铰连，相邻的承载支座之间通过车架横梁相连接，车架横梁的中部与中桥上推力杆、后桥上推力杆的一端相铰连，中桥上推力杆的另一端与中桥的顶部相铰连，后桥上推力杆的另一端与后桥的顶部相铰连，后桥的底部与后桥下推力杆的一端相铰连，后桥下推力杆的另一端与承载支座底部的一侧相铰连，所述气囊的顶部与车架固定连接，底部与托架固定连接。虽然该发明能通过对气囊充气的方式以驱使中桥压向地面，从而增强地面与中桥轮胎之间的压力，进而提高地面、轮胎之间的驱动力，但它在空载或轻载时，中桥、后桥上的轮胎均与地面相接触，易加剧后桥轮胎的磨损，增加了燃油消耗量，无法改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的自控调整能力较弱、零部件数量较多、占用空间较大、应用范围较窄的缺陷与问题，提供一种自控调整能力较强、零部件数量较少、占用空间较小、应用范围较广的智能平衡悬架系统。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种智能平衡悬架系统，包括中桥、后桥、钢板弹簧、气囊与平衡轴壳，所述钢板弹簧的前部与中桥相连接，后部与后桥相连接，中部与平衡轴壳相连接，该平衡轴壳与承载支座上的平衡轴相铰连，相邻的承载支座之间通过车架横梁相连接，车架横梁的中部与中桥上推力杆、后桥上推力杆的一端相铰连，中桥上推力杆的另一端与中桥的顶部相铰连，后桥上推力杆的另一端与后桥的顶部相铰连，后桥的底部与后桥下推力杆的一端相铰连，后桥下推力杆的另一端与承载支座底部的一侧相铰连，所述气囊与车架相连接；

所述智能平衡悬架系统还包括托臂梁与横向稳定杆；所述托臂梁的中部与中桥的底部相铰连，托臂梁的一端与承载支座底部的另一侧相铰连，托臂梁的另一端通过横向稳定杆与气囊的底部固定连接，气囊的顶部与车架的底部固定连接。

所述托臂梁由中桥下推力杆朝气囊方向刚性延伸而成；所述中桥下推力杆的一端与承载支座底部的另一侧相铰连，中桥下推力杆的另一端与中桥的底部相铰连。

所述钢板弹簧的中部通过U型螺栓与平衡轴壳相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种智能平衡悬架系统中增加了气囊与托臂梁，该托臂梁的中部与中桥的底部相铰连，托臂梁的一端与承载支座底部的另一侧相铰连，托臂梁的另一端通过横向稳定杆与气囊的底部固定连接，使用中共包括三种承载模式，分别为：4×2模式，整车后部的负荷由气囊、中桥承载；6×2模式，整车后部的负荷由气囊、中桥、后桥承载；6×4模式，整车后部的负荷由中桥、后桥承载，气囊释放气压不再承载。在整个过程中，中桥、后桥承载的负荷处于自动分配状态，可根据整车后部负荷的变化而不断调整，而不是只有全部承担与不承担这两种状态，不仅可以改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量，而且承载模式多样，自控调整能力强大。因此本实用新型不仅能改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量，而且自控调整能力较强。

2、本实用新型一种智能平衡悬架系统中通过增加气囊、托臂梁来改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量，该设计的优点如下：首先，零部件数量较少，只包括气囊与托臂梁这两个零部件，而且托臂梁还可由中桥下推力杆刚性延伸而成；其次，占用空间很小，其中，气囊可设置在车架下方，占用空间很小，而托臂梁可由中桥下推力杆朝气囊方向刚性延伸而成，占用空间也很小；再次，改装时，本设计只需在现有技术的基础上安装气囊与延伸中桥下推力杆即可，操作简易，便于改装，有利于扩大本设计的应用范围，增加市场效益。因此本实用新型不仅零部件数量较少、占用空间较小，而且应用范围较广、市场效益较好。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是图1的俯视图。

图中：中桥1、后桥2、钢板弹簧3、平衡轴壳4、平衡轴41、承载支座5、气囊6、托臂梁7、车架8、车架横梁81、中桥上推力杆9、后桥上推力杆10、后桥下推力杆11、中桥下推力杆12、横向稳定杆13、U型螺栓14。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1–图2，一种智能平衡悬架系统，包括中桥1、后桥2、钢板弹簧3、气囊6与平衡轴壳4，所述钢板弹簧3的前部与中桥1相连接，后部与后桥2相连接，中部与平衡轴壳4相连接，该平衡轴壳4与承载支座5上的平衡轴41相铰连，相邻的承载支座5之间通过车架横梁81相连接，车架横梁81的中部与中桥上推力杆9、后桥上推力杆10的一端相铰连，中桥上推力杆9的另一端与中桥1的顶部相铰连，后桥上推力杆10的另一端与后桥2的顶部相铰连，后桥2的底部与后桥下推力杆11的一端相铰连，后桥下推力杆11的另一端与承载支座5底部的一侧相铰连，所述气囊6与车架8相连接；

所述智能平衡悬架系统还包括托臂梁7与横向稳定杆13；所述托臂梁7的中部与中桥1的底部相铰连，托臂梁7的一端与承载支座5底部的另一侧相铰连，托臂梁7的另一端通过横向稳定杆13与气囊6的底部固定连接，气囊6的顶部与车架8的底部固定连接。

所述托臂梁7由中桥下推力杆12朝气囊6方向刚性延伸而成；所述中桥下推力杆12的一端与承载支座5底部的另一侧相铰连，中桥下推力杆12的另一端与中桥1的底部相铰连。

所述钢板弹簧3的中部通过U型螺栓14与平衡轴壳4相连接。

所述智能平衡悬架系统包括三种承载模式，分别为：

4×2模式：整车后部的负荷由气囊6、中桥1承载，中桥1驱动，后桥2提升；

6×2模式：整车后部的负荷由气囊6、中桥1、后桥2承载，中桥1、后桥2承载的负荷相同，中桥1、后桥2承载的负荷之和加上气囊6承载的负荷等于整车后部的负荷，中桥1驱动，后桥2随动；

6×4模式：整车后部的负荷由中桥1、后桥2承载，气囊6释放气压不再承载，中桥1驱动，后桥2驱动。

所述6×4模式下，中桥1、后桥2为差速或等速驱动。

本实用新型的原理说明如下：

参见图1与图2，本设计中当气囊6充气时，托臂梁7在承载支座5上不仅负责传递动力，同时还传递载荷，因而可通过控制气囊6的压力来转移、分配中桥1、后桥2上的负荷。具体过程如下：

气囊6充气逐渐增长，气囊6的底部相对于车架8向下移动，从而带动托臂梁7下移，下移的托臂梁7拉动中桥1下移，中桥1下移导致钢板弹簧3传递给中、后桥的载荷减少（气囊悬架承受了载荷），钢板弹簧3上载荷的减少使钢板弹簧3前部、后部的应变位移相应减小，应变位移的减小在形状上直接反应为：钢板弹簧3的前部、后部从相对中部在受载下趋于平直的状态转为相对中部趋于原始弓形（即前部、后部相对中部上翘）的状态。此时，与中桥1相关联的钢板弹簧3的前部被中桥1拉下，使平衡悬架上的钢板弹簧3的后部上翘以带动后桥2提升。本设计一共包括以下三种承载模式：

4×2模式：空载或载荷不超过气囊6、中桥1的设定负荷时：此时，整车后部的负荷完全由气囊6、中桥1承载，钢板弹簧3不产生应变位移，中桥1驱动，后桥2提升；

6×2模式：载荷逐渐增大，并超过气囊6、中桥1的设定负荷时：此时，后桥2协助中桥1承担设定载荷溢出后的载荷，平衡悬架逐渐承载，平衡悬架发生作用，在钢板弹簧3上中桥1、后桥2承载的负荷相同，它们的承载之和加上气囊6的承载就等于整车后部的负荷，钢板弹簧3产生应变位移，中桥1驱动，后桥2随动；

6×4模式：载荷继续增大，已经满载或需要更大的驱动力时：需要实施双桥驱动，此时，气囊6释放气压不再承载，托臂梁7仅承担推力杆功能，恢复平衡悬架基本状态，由中桥1、后桥2共同承载整车后部的负荷，且相应调整驱动输出方式，实现中桥1、后桥2差速或等速驱动。

本设计可在现有技术上直接改装而成，气囊6可在车架8的下方直接安装，托臂梁7可由传统平衡悬架中的中桥下推力杆12朝气囊6方向刚性延伸而成。

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，气囊6也是如此，气囊6具体由共用气源经储气筒（起缓冲作用）对其进行充气。在后续使用过程中，当需要通过气囊6对中后桥轴荷进行分配调整时，车辆需要先处于静止状态，再通过手闸对气囊6进行放气或充气，但是，当在特殊路况出现气囊6过载时，为保证行车和系统安全，此时不需要停车，本实用新型即可快速释放气囊6中的所有气体，从而恢复重载状态时的平衡悬架状态，即平衡悬架的原始状态。

实施例：

一种智能平衡悬架系统，包括中桥1、后桥2、钢板弹簧3、平衡轴壳4、承载支座5、气囊6与托臂梁7，所述钢板弹簧3的前部与中桥1相连接，后部与后桥2相连接，中部通过U型螺栓14与平衡轴壳4相连接，该平衡轴壳4与承载支座5上的平衡轴41相铰连，相邻的承载支座5之间通过车架横梁81相连接，车架横梁81的中部与中桥上推力杆9、后桥上推力杆10的一端相铰连，中桥上推力杆9的另一端与中桥1的顶部相铰连，后桥上推力杆10的另一端与后桥2的顶部相铰连，后桥2的底部与后桥下推力杆11的一端相铰连，后桥下推力杆11的另一端与承载支座5底部的一侧相铰连，承载支座5底部的另一侧与托臂梁7的一端相铰连，托臂梁7的另一端通过横向稳定杆13与气囊6的底部固定连接，气囊6的顶部与车架8的底部固定连接，托臂梁7的中部与中桥1的底部相铰连；所述托臂梁7可由中桥下推力杆12朝气囊6方向刚性延伸而成，该中桥下推力杆12的一端与承载支座5底部的另一侧相铰连，中桥下推力杆12的另一端与中桥1的底部相铰连。

上述智能平衡悬架系统包括三种承载模式，分别为：

4×2模式：空载或载荷不超过气囊6、中桥1的设定负荷时：此时，整车后部的负荷完全由气囊6、中桥1承载，中桥1驱动，后桥2提升；

6×2模式：载荷逐渐增大，并超过气囊6、中桥1的设定负荷时：此时，后桥2协助中桥1承担设定载荷溢出后的载荷，平衡悬架逐渐承载，平衡悬架发生作用，在钢板弹簧3上中桥1、后桥2承载的负荷相同，它们的承载之和加上气囊6的承载就等于整车后部的负荷，中桥1驱动，后桥2随动；

6×4模式：载荷继续增大，已经满载或需要更大的驱动力时：需要实施双桥驱动，此时，气囊6释放气压不再承载，托臂梁7仅承担推力杆功能，恢复平衡悬架基本状态，由中桥1、后桥2共同承载整车后部的负荷，且相应调整驱动输出方式，实现中桥1、后桥2差速或等速驱动。

由上可见，本设计实现了4×2、6×2、6×4模式下的承载转换，不仅能够有效减少中重型卡车在空载或轻载时不必要的燃油消耗，而且不影响原平衡悬架的承载和驱动性能，在6×2模式时，中桥1驱动，能保证整车在合理载荷下获取最佳驱动力，在需要6×4双桥驱动模式时，只需释放气囊6压力和改变驱动模式，即可完全恢复至原平衡悬架特性。因而，本设计结构简单，自控调整能力强大，安全性高，可靠性好，便于运用推广，特别适合高空驶率的油罐车、混凝土搅拌车等专用车辆的普及和使用。 

Claims (3)

1.一种智能平衡悬架系统，包括中桥（1）、后桥（2）、钢板弹簧（3）、气囊（6）与平衡轴壳（4），所述钢板弹簧（3）的前部与中桥（1）相连接，后部与后桥（2）相连接，中部与平衡轴壳（4）相连接，该平衡轴壳（4）与承载支座（5）上的平衡轴（41）相铰连，相邻的承载支座（5）之间通过车架横梁（81）相连接，车架横梁（81）的中部与中桥上推力杆（9）、后桥上推力杆（10）的一端相铰连，中桥上推力杆（9）的另一端与中桥（1）的顶部相铰连，后桥上推力杆（10）的另一端与后桥（2）的顶部相铰连，后桥（2）的底部与后桥下推力杆（11）的一端相铰连，后桥下推力杆（11）的另一端与承载支座（5）底部的一侧相铰连，所述气囊（6）与车架（8）相连接，其特征在于：

所述智能平衡悬架系统还包括托臂梁（7）与横向稳定杆（13）；所述托臂梁（7）的中部与中桥（1）的底部相铰连，托臂梁（7）的一端与承载支座（5）底部的另一侧相铰连，托臂梁（7）的另一端通过横向稳定杆（13）与气囊（6）的底部固定连接，气囊（6）的顶部与车架（8）的底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能平衡悬架系统，其特征在于：所述托臂梁（7）由中桥下推力杆（12）朝气囊（6）方向刚性延伸而成；所述中桥下推力杆（12）的一端与承载支座（5）底部的另一侧相铰连，中桥下推力杆（12）的另一端与中桥（1）的底部相铰连。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能平衡悬架系统，其特征在于：所述钢板弹簧（3）的中部通过U型螺栓（14）与平衡轴壳（4）相连接。

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