CN203713446U - 一种大型铰接车的车辆铰接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种大型铰接车的车辆铰接系统，包括铰接篷总成、铰接盘总成和ACU控制系统；铰接篷总成连接于两节车厢的框架之间，铰接盘总成连接于两节车厢的地板之间，ACU控制系统电连接车辆驻车传感器、车辆转向角传感器、仪表台、发动机管理系统、发动机转速传感器、铰接盘弯曲角度传感器、铰接盘液压缸。铰接篷采用了鱼嘴形金属骨架；铰接盘采用了结构简化的组合回转支承结构；浮动地板使用了榫头和导向槽过盈结构；回转体采用了无源阻尼液压缸。本实用新型从整体上来讲，简化了铰接系统的结构，增强了铰接系统的连接强度，提高了车辆的稳定性。

Description

一种大型铰接车的车辆铰接系统

技术领域

本实用新型涉及车辆的铰接系统，具体涉及一种适用于低地板、中置或后置式发动机的车辆铰接系统。

背景技术

根据车辆设计的基本原则，对于大型长车身车辆，尤其是公交车，车身都需要采用分体式设计，即在相邻两节车厢之间连接铰接系统。铰接系统的安全性、运动稳定性，以及结构的简化性，对于车辆来讲至关重要。

低地板车辆(如低地板公交车)的特点就是车厢地板与地面距离小，便于乘客上下车。地板与地面距离小，就限制了车辆铰接系统的安装空间，所以结构紧凑是低地板车辆所选铰接系统的一项指标。

发动机后置不论是从乘用安全，乘座舒适性，还是动力匹配方面，都优于前置发动机的车辆。所以，现行的公交车多采用后置发动机结构，双节或多节车厢铰接时，发动机安装在后节(或中节)车厢，其产生的动力推动前部车厢前进，在车辆转弯或在复杂路况行驶时，这些力的合力有对前部车厢产生侧翻的隐患，所以控制车辆转弯时的速度，调整铰接装置的阻尼，提高车辆行车安全性，是铰接系统的另一项重要指标。

实用新型内容

鉴于结构和安全性能的要求，本实用新型的目的是提供一种适用于低地板、中(后)置式发动机的大型铰接车车辆铰接系统。该系统由于结构上的优化，使其运动性能稳定，保证了行车安全。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种大型铰接车的车辆铰接系统，包括铰接蓬总成、铰接盘总成和ACU控制系统；铰接蓬总成连接于两节车厢的框架之间，铰接盘总成连接于两节车厢的地板之间，ACU控制系统电连接车辆驻车传感器、车辆转向角传感器、仪表台、发动机管理系统、发动机转速传感器、铰接盘弯曲角度传感器、铰接盘液压缸。

铰接蓬总成包括了百褶蓬和连接在百褶蓬接缝部的金属骨架，所述金属骨架为鱼嘴形，具有齿形内咬合面，所述金属骨架利用齿形内咬合面将百褶蓬接缝部咬合住；所述铰接蓬总成还包括了前悬挂框、中间框、后悬挂框，前悬挂框连接在前车厢与前块百褶蓬之间，后悬挂框连接在后车厢与后块百褶蓬之间，中间框连接在前、后两块百褶蓬之间，所述前悬挂框、中间框、后悬挂框也为鱼嘴形金属骨架。

铰接盘总成包括了组合回转支承、浮动地板，所述组合回转支承包括上回转体、下回转体、支承外圈、支承内圈，所述支承外圈嵌装在上回转体的回转内壁上，支承内圈置于上回转体回转腔中与支承外圈严合形成环形球道，球道内装有滚珠，下回转体连接在支承内圈的底部，所述上、下回转体之间连接一液压缸；所述浮动地板连接在上回转体的上表面，由多块扣板相互耦合组成，每块扣板上都具有与另一块扣板过盈配合的过盈榫头和导向槽结构，所述浮动地板接缝处空隙小于0.01mm。

所述铰接盘总成还包括了前连接件、后连接件，前连接件与组合回转支承的上回转体钢性连接、与前车厢采用弹性橡胶轴承柔性连接：后连接件与组合回转支承的下回转体钢性连接、与后车厢也为钢性连接。

所述液压缸为无源阻尼液压缸，液压缸与油箱采取一体化结构，油缸外筒固定穿设在油箱外壳中，在油缸外筒与油箱外壳之间形成密闭的油箱腔体，液压缸的有杆腔和无杆腔之间通过阀岛、管路及油箱腔体构成液压回路，所述阀岛中包含有比例溢流阀，比例溢流阀连接在液压回路中并通向所述油箱腔体；液压缸活塞杆向外连接所述上回转体，液压缸后端盖向外连接所述下回转体。所述ACU控制系统与比例溢流阀电连接，控制液压缸的进出油量，从而控制回转体的弯曲度。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本实用新型从整体上来讲，简化了铰接系统的结构，增强了铰接系统的连接强度，提高了车辆的稳定性。具体从以下几方面体现：

1、铰接蓬采用鱼嘴形金属骨架将百褶蓬夹紧，咬合力强，且不需要铆钉等辅助工具就可以将蓬布咬合住，向外拉动时，蓬布不易脱落，很少产生漏洞、撕裂的现象，较现在使用的类型更结实牢固。

2、组合回转支承通过在上回转体内壁上嵌装支承外圈，缩减了支承外圈的占地面积，使得上回转体组合结构变得紧凑，同时也使上回转体避免了台阶面，不会影响上面部件的安装。内、外支承圈之间依靠滚珠的滑动摩擦力转动，省力。组合回转支承结构整体显得简单、规则。

3、浮动地板采用导向槽和榫头形式对接，保证地板连接牢固，接触面处吻合度好，顶面平齐，外观质量好。

4、采用无源阻尼液压缸结构。油缸布局到油箱里面，大大节省了空间；控制及大部分管路布置在阀岛及后端盖上，减少了外接管路，节省了装配空间；通过ACU对流量进行控制，调节油缸伸缩时的阻尼量，实现车辆弯曲度控制。

5、ACU控制系统。ACU控制系统是通过微处理器程序控制的铰接控制系统，ACU控制系统与各类传感器、仪表台、发动机管理系统、无源阻尼液压缸25各件电连接，通过接收信号，判断车辆行驶工况，把工况分为前进及后退的报警、警告、止动、碰撞等警示级别，在通过仪表台向驾驶人员发出警告的同时向发动机管理系统发出信号，调节发动机进油量及进气量，进而控制发动机转速；同时调节油缸的阻尼量，控制铰接盘油缸的伸缩动作。

附图说明

图1为铰接系统在车辆中的连接示意图；

图2为ACU控制系统布置图；

图3为铰接系统的半剖俯视图；

图4为铰接蓬布连接示意图：

图5为组合回转支承结构示意图；

图6为浮动地板示意图；

图7为无源阻尼液压缸结构示意图；

图8为液压缸液压原理图；

图9为前连接件与前车厢采用的弹性橡胶轴承示意图。

图中各件标号为：1、铰接蓬总成，2、铰接盘总成，3、ACU控制系统；

10、前车厢，11、前悬挂框，12、前铰接蓬，13、中间框，14、后铰接蓬，15、后悬挂框，16、后车厢，17、百褶蓬，18、金属骨架；

21、前连接件，22、后连接件，23、浮动地板，24、组合回转支承，25、无源阻尼液压缸，26、弹性橡胶轴承；241、上回转体，242、支承外圈，243支承内圈，244、回转滚珠，245、246密封圈，247、下回转体；231、过盈榫头，232、导向槽；251、油缸外筒，252、油箱外壳，253、阀岛，254、活塞杆，255、连接座，256、后端盖，257、油箱腔体，258、油管，259、回油管，260、261液控单向阀；

31、车辆驻车传感器、32、车辆转向角传感器，33、仪表台，34、发动机管理系统，35、发动机转速传感器，36、弯曲角度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

本系统适用于2～3节车体，发动机为中置或后置低地板车辆的连接。如图1、图2所示，本系统概括为铰接蓬总成1、铰接盘总成2，以及ACU控制系统3几部分。

一、铰接蓬总成

铰接蓬总成1的外观如图1所示。铰接蓬总成1是用于连接在两节车厢的框架之间，包括前悬挂框11、前铰接蓬12、中间框13、后铰接蓬14、后悬挂框15几部分。它们是前后两节车厢的连接部件，从前车厢到后车厢顺序的连接关系为：前车厢10-前悬挂框11-前铰接蓬12-中间框13-后铰接蓬14-后悬挂框15-后车厢16，如图3所示。因此说，前、后悬挂框11、15和中间框13不仅是车厢与铰接蓬的连接部件，由硬质铝型材加工而成；它们还对铰接蓬具有定型的作用。

前、后铰接蓬12、14都是由多块蓬布缝制成的百褶蓬17和连接在百褶蓬接缝部的金属骨架18组成。本实用新型中，优选一种鱼嘴形的金属骨架，如图4所示，它具有齿形内咬合面，咬合力强，不需要铆钉等辅助工具就可以将蓬布咬合住。

进一步讲，前悬挂框11、后悬挂框15和中间框13也可以采取金属骨架18的结构形式连接在前、后铰接蓬12、14上。

一套铰蓬系统含有前、后两组铰接蓬，前铰接蓬12通过前悬挂框11与前车厢10连接，后铰接蓬14通过后悬挂框15与后车厢16连接，两组铰接蓬之间由中间框13相互连接。这样，就在前、后车厢之间形成了一个相对封闭的风档通道，前、后车厢就连成了一体。

二、铰接盘总成

铰接盘总成2是用于安装在两节车厢的地板之间。如图3所示，包括了：前连接件21、后连接件22、浮动地板23、组合回转支承24及无源阻尼液压缸25。

前、后连接件21、22与组合回转支承24采用高强度螺栓钢性连接，前连接件连接到回转支承的上回转体上，后连接件连接到回转支承的下回转体上，使前、后连接件与组合回转支承形成一个总件。然后，前连接件21又与前车厢10采用弹性橡胶轴承26柔性连接，如图9所示。在车辆启动、停止及刹车时减少对车辆的冲击；后连接件22又采用高强度螺栓与后车厢16连接，结构坚固，与后车厢形成一个整体，确保前后车厢运行平稳。浮动地板23固定在组合回转支承24的上回转体上，与上回转体一起运动。无源阻尼液压缸25是用于供给组合回转支承24的回转动力。

为了使结构更加紧凑，本实用新型从三个方面对铰接盘总成进行了改进，一是组合回转支承结构，二是浮动地板结构，三是无源阻尼液压缸结构。

如图5所示，是组合回转支承24与浮动地板23的组合结构示意图。本实用新型给出的一种组合回转支承24，包括上回转体、下回转体、支承内圈、支承外圈。上回转体241的底面和顶面均为一水平面(无台阶)，这样就相对现有技术简化了结构；同时在上回转体241回转内壁上，开设有一截面为方形的环槽，环槽中嵌装一个形状与槽吻合的小型支承外圈242(轴承钢制成)，使之与上回转体成为一个组合回转外圈。在支承外圈242的内表面开设有一截面为半圆形的环形凹槽。一支承内圈243(轴承钢制成)，装在上回转体的回转腔中，支承内圈243具有外回转面，在外回转面上开设有与支承外圈242上的半圆形环形凹槽相对应的另一半截面为半圆形的环形凹槽，两个半圆形环形凹槽在上回转体241与支承内圈243紧密贴合的情况下，组合成一个环形球道，环形球道内装有回转滚珠244。回转滚珠244既具有旋转助力的作用，又有对支承外圈和支承内圈限位的作用。支承内圈243上开设有回转滚珠的润滑油道；支承内圈与上回转体之间设置两个密封圈245、246密封在环形球道的两侧。本实用新型将支承外圈242嵌装到上回转体241中，因此不会产生支承外圈与上回转体之间高低不平的现象，上回转体顶面平整，不会影响上面部件(浮动地板)的安装。同时，上回转体241与支承外圈242组合成一体，缩小了结构，节省了支承外圈的用料。

下回转体247，通过螺栓直接连接在支承内圈243的下部。整理来讲，下回转体的形状不受上回转体、支承内圈、支承外圈结构的影响，因此结构也是相对简单、规则。

浮动地板23，如图6所示，浮动地板是由多块扣板相互耦合组成，每块扣板上都具有过盈榫头231和导向槽232结构，一块扣板上的导向槽和另一块扣板上的榫头过盈配合，因而形成顶面平齐、接缝严密的浮动地板。该地板的工作状态为浮动状态，装配时地板覆盖到车辆铰接装置的上回转体上，与上回转体进行螺接，与下回转体间留有运动间隙。这种结构的地板连接形式紧密，接缝处空隙小于0.01mm，且表面平整。

无源阻尼液压缸25，如图7所示，本实用新型液压缸采取与油箱一体化结构模式，即将油缸外筒251穿设在油箱外壳252上。在油箱外壳252的一端焊接一阀岛253，阀岛253与油缸外筒251密封套接，活塞杆254穿出阀岛与车辆铰接系统的上回转体连接；油箱外壳252的另一端焊接一连接座255，连接座255通过螺纹连接液压缸的后端盖256，后端盖256与油缸外筒251密封套接，后端盖上有通油孔，后端盖尾部与车辆铰接系统的下回转体连接，上、下回转体相对转动时，带动液压缸活塞杆进行伸缩。

油缸外筒251内置于方形油箱外壳252中，两者之间依靠环空间隙形成密闭的油箱腔体257，液压缸的有杆腔与无杆腔利用阀岛和油箱腔体形成液压回路，从而减少了管路也节省了空间。本实用新型利用油箱产生比例液压油供液压缸伸缩，实现无源阻尼运动，液压原理如图8所示，阀岛253中的油管258连通于液压缸的有杆腔，油管258经过比例溢流阀259外接回油管258，回油管260通过后端盖256上的径向开孔连通至油箱腔体，油箱腔体再通过液压缸后端盖的径向开孔通向无杆腔。在油管258及回油管260两管路上设置有液控单向阀261、262。油箱腔体通过比例溢流阀调整液压回路中的流量，改变油缸内液压油的运动阻尼，从而改变油缸伸缩量，修正车辆转弯半径，增强车辆转弯的稳定性。

三、ACU控制系统

ACU控制系统是通过微处理器程序控制的铰接控制系统，系统的控制线路布置如图2所示。ACU控制系统3与车辆驻车传感器31、车辆转向角传感器32、仪表台33、发动机管理系统34、发动机转速传感器35、无源阻尼液压缸25、弯曲角度传感器36，上述各件电连接。

ACU控制系统收集仪表台控制信号中的速度信号、行驶方向信号及转向角度信号、弯曲角度信号、发动机转速信号、油缸压力等，进行分析，判断车辆行驶工况，把工况分为前进及后退的报警、警告、止动、碰撞等警示级别，在通过仪表台向驾驶人员发出警告的同时向发动机管理系统发出信号，调节发动机进油量及进气量，进而控制发动机转速；同时调节油缸的阻尼量，控制铰接盘油缸的伸缩动作。

Claims (5)

1.一种大型铰接车的车辆铰接系统，包括铰接蓬总成、铰接盘总成和ACU控制系统；所述铰接蓬总成连接于两节车厢的框架之间，包括了百褶蓬和连接在百褶蓬接缝部的金属骨架；所述铰接盘总成连接于两节车厢的地板之间，包括了组合回转支承、浮动地板，其特征在于：

所述金属骨架为鱼嘴形，具有齿形内咬合面，所述金属骨架利用齿形内咬合面将百褶蓬接缝部咬合住；

所述组合回转支承包括上回转体、下回转体、支承外圈、支承内圈，所述支承外圈嵌装在上回转体的回转内壁上，支承内圈置于上回转体回转腔中与支承外圈严合形成环形球道，球道内装有滚珠，下回转体连接在支承内圈的底部，所述上、下回转体之间连接一液压缸；

所述浮动地板连接在上回转体的上表面，由多块扣板相互耦合组成，每块扣板上都具有与另一块扣板过盈配合的过盈榫头和导向槽结构，所述浮动地板接缝处空隙小于0.01mm；

所述ACU控制系统与所述液压缸中的比例溢流阀电连接，控制液压缸的进出油量。

2.根据权利要求1所述的大型铰接车的车辆铰接系统，其特征在于：所述铰接蓬总成还包括了前悬挂框、中间框、后悬挂框，前悬挂框连接在前车厢与前块百褶蓬之间，后悬挂框连接在后车厢与后块百褶蓬之间，中间框连接在前、后两块百褶蓬之间，所述前悬挂框、中间框、后悬挂框也为鱼嘴形金属骨架。

3.根据权利要求1所述的大型铰接车的车辆铰接系统，其特征在于：所述铰接盘总成还包括了前连接件、后连接件，前连接件与组合回转支承的上回转体钢性连接、与前车厢采用弹性橡胶轴承柔性连接；后连接件与组合回转支承的下回转体钢性连接、与后车厢也为钢性连接。

4.根据权利要求1所述的大型铰接车的车辆铰接系统，其特征在于：所述液压缸为无源阻尼液压缸，液压缸与油箱采取一体化结构，油缸外筒固定穿设在油箱外壳中，在油缸外筒与油箱外壳之间形成密闭的油箱腔体，液压缸的有杆腔和油箱腔体之间通过阀岛、管路及无杆腔构成液压回路，所述阀岛中包含有所述比例溢流阀，所述比例溢流阀连接在液压回路中并通向所述油箱腔体；液压缸活塞杆向外连接所述上回转体，液压缸后端盖向外连接所述下回转体。

5.根据权利要求1所述的大型铰接车的车辆铰接系统，其特征在于：所述ACU控制系统还与车辆驻车传感器、车辆转向角传感器、仪表台、发动机管理系统、发动机转速传感器、铰接盘弯曲角度传感器电连接。