一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中每個(gè)懸架總成包括轉(zhuǎn)向節(jié)、四個(gè)主鋼板、四根連桿、轉(zhuǎn)向拉桿和傳動(dòng)軸；其中轉(zhuǎn)向節(jié)、主鋼板和連桿之間分別組成兩個(gè)四邊形機(jī)構(gòu)。每個(gè)懸架總成還包括八個(gè)副鋼板，八個(gè)副鋼板和四個(gè)主鋼板分別組成四個(gè)支鏈；每個(gè)主鋼板與副鋼板之間通過(guò)鋼卡子實(shí)現(xiàn)約束定位。本發(fā)明以兩個(gè)四邊形機(jī)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)形成過(guò)約束，使其側(cè)向剛度得到了極大增強(qiáng)，其抵御變形和抗側(cè)翻能力得到了較大改善；與車輛使用的非獨(dú)立式懸架相比，能縮短車軸的外伸部分，顯著降低懸架的自重，提高剛度、強(qiáng)度及使用壽命；與其他應(yīng)用于轉(zhuǎn)向橋的懸架結(jié)構(gòu)相比，所占空間顯著減小，易于布置且轉(zhuǎn)角范圍更大。
【專利說(shuō)明】一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能廣泛應(yīng)用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的懸架結(jié)構(gòu)，特別涉及一種采用鋼板彈簧的重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式懸架結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]懸架是連接車輪和車身的重要部件，其主要功能是將路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力、側(cè)向反力以及力矩傳遞到車架上，以保證車輛的正常行駛。鑒于懸架的性能在很大程度上決定車輛的平順性、操縱穩(wěn)定性和行駛安全性，各汽車生產(chǎn)企業(yè)競(jìng)相提高懸架的性能。盡管各種懸架具體的結(jié)構(gòu)不同，但根據(jù)左右兩側(cè)車輪在不平路面激勵(lì)的振動(dòng)是否影響分為非獨(dú)立式懸架和獨(dú)立式懸架。載貨汽車特別是多軸重載汽車，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在以多片鋼板彈簧為特征的非獨(dú)立式懸架為主，且多片鋼板彈簧都是以梁的方式工作，在單向載荷的作用下發(fā)生彎曲，長(zhǎng)度不等的鋼板組成一個(gè)近似于等強(qiáng)度的彈性梁，其剛度大小變化呈不連續(xù)狀，能緩沖和衰減路面?zhèn)鬟f的振動(dòng)能量。
[0003]鋼板彈簧的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減振器、彈性元件的三項(xiàng)功能合一，具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造流程短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而成為重型載貨車的主流配件。但多片鋼板彈簧的缺點(diǎn)是材料的利用率低、舒適性差、自重偏大、卷耳處易磨損、長(zhǎng)期使用易產(chǎn)生噪音、縱向尺寸較長(zhǎng)不利于縮短汽車的后懸、需定期維護(hù)、僅適用于非獨(dú)立式懸架等。同時(shí)為滿足一定的轉(zhuǎn)向角度，縱向布置的鋼板彈簧常常造成車軸的外伸部分較大，間接降低了剛度和燃油經(jīng)濟(jì)性。此外，非獨(dú)立式懸架結(jié)構(gòu)也造成左右車輪振動(dòng)的相互影響，易出現(xiàn)部件的早期失效?，F(xiàn)階段鋼板彈簧的發(fā)展趨勢(shì)是多片彈簧向少片彈簧過(guò)渡。多片鋼板彈簧占汽車重量8%?9%,其材料利用率為60%左右,在承受:相同載荷的如提下少片彈黃的材料利用率為75%?85%，重量減輕約50%，能顯著地改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。盡管少片鋼板彈簧在功能上能夠代替多片鋼板彈簧，但在推廣中其可靠性難以獲得消費(fèi)者認(rèn)可。汽車用戶特別是長(zhǎng)途車運(yùn)輸用戶擔(dān)心一旦斷裂會(huì)造成重大事故，特別是在路面較差時(shí)這種憂慮尤為強(qiáng)烈。這種不必要的憂慮造成少片彈簧的推廣步履維艱，對(duì)企業(yè)而言繼續(xù)使用多片彈簧結(jié)構(gòu)將造成設(shè)備投入資金大、產(chǎn)品成本較高、銷售價(jià)格高、綜合競(jìng)爭(zhēng)力差等不足。
[0004]空氣彈簧在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有70多年的發(fā)展歷史，二十世紀(jì)五十年代，空氣彈簧開始應(yīng)用在重載車、小轎車、大客車及鐵道車輛上。到六十年代，德國(guó)、美國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的大部分公共汽車中裝有了空氣彈簧。由于其突出的道路友好性，目前歐美地區(qū)95%的客車、80%的貨車和40%的掛車都已使用空氣懸架系統(tǒng)，而我國(guó)仍處于起步階段，空氣彈簧只應(yīng)用在一些豪華客車和少部分重型貨車和掛車上?？諝鈴椈晌茨茉谖覈?guó)大規(guī)模應(yīng)用的原因是超載性不好，加之價(jià)格昂貴維修不方便、物流業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈利潤(rùn)微薄，所以一直不被客戶接受，只能在精密儀器、電子設(shè)備等特殊貨物的運(yùn)輸中有所應(yīng)用。
[0005]橡膠懸架是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型懸架，中國(guó)重汽曾推出了一款使用橡膠懸架的H0W0-47系列重載商用車。一汽解放、上汽依維柯紅巖等公司也曾紛紛推出使用橡膠懸架的產(chǎn)品，這種新型懸架已經(jīng)引起業(yè)內(nèi)的關(guān)注。橡膠懸架的特點(diǎn)是剛度更軟，提高了車輛的平順性；自身質(zhì)量輕，增加有效載荷，減小輪胎的磨損；容易維修，再售價(jià)值高；剛度可變，滿足車輛的操穩(wěn)性和安全性要求。不足之處是橡膠懸架的鑄件較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在工藝和技術(shù)方面還不完善，現(xiàn)階段難以成為重載商用車的主流懸架。
[0006]多軸商用車經(jīng)濟(jì)效益好、功率大、強(qiáng)度高，具有中小型專用汽車無(wú)法取代的優(yōu)點(diǎn)。多軸商用車的整車尺寸較大，為提高其機(jī)動(dòng)性必須采用多軸轉(zhuǎn)向技術(shù)。鑒于多軸轉(zhuǎn)向技術(shù)涉及到軍事工業(yè)領(lǐng)域，直接從國(guó)外引進(jìn)基本不可能，甚至在國(guó)際上進(jìn)行多軸轉(zhuǎn)向技術(shù)交流也頗受掣肘。多軸轉(zhuǎn)向技術(shù)源于雙軸車的四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)，但和雙軸車的四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)相比，多軸車的結(jié)構(gòu)復(fù)雜控制也更困難，具有一些與雙軸車完全不同的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)對(duì)于多軸商用車轉(zhuǎn)向技術(shù)的探索主要集中在多軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)方面。雖然出現(xiàn)了一些新機(jī)構(gòu)，但其本質(zhì)是現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的局部?jī)?yōu)化，缺乏真正創(chuàng)新的懸架機(jī)構(gòu)，特別是缺乏能應(yīng)用于多軸商用車轉(zhuǎn)向橋的懸架機(jī)構(gòu)。
[0007]基于國(guó)內(nèi)外懸架發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)汽車懸架仍以使用鋼板彈簧為主。因此，對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向橋的不同懸架結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，綜合出能夠滿足轉(zhuǎn)向輕便、可靠性高、易于布置和優(yōu)化的適用于重載商用車的新型懸架具有重要意義。故以鋼板彈簧為研究對(duì)象，綜合出具有轉(zhuǎn)向功能的新型懸架是現(xiàn)階段最合理的選擇。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是:針對(duì)現(xiàn)有載貨車輛使用的多片鋼板彈簧和少片鋼板彈簧的不足，提供一種適用于重載車輛的半獨(dú)立式鋼板彈簧懸架結(jié)構(gòu)，以消除現(xiàn)有應(yīng)用鋼板彈簧為特征的非獨(dú)立式懸架的缺陷，提高懸架結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和使用壽命，使其具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性、平順性、操縱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向靈活性等評(píng)價(jià)指標(biāo)。
[0009]本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)，含有兩個(gè)懸架總成，該兩個(gè)懸架總成相對(duì)于汽車幾何中心對(duì)稱布置，其特征在于:每個(gè)懸架總成包括轉(zhuǎn)向節(jié)、主鋼板、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向拉桿及連桿組件；所述的轉(zhuǎn)向節(jié)由可動(dòng)模塊和固定模塊組成，所述可動(dòng)模塊和固定模塊以球頭鉸鏈的方式連接；可動(dòng)模塊包括轉(zhuǎn)向臂和制動(dòng)盤基座，固定模塊包括上固定端、下固定端和一對(duì)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)；所述的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)的中心豎直面對(duì)稱；轉(zhuǎn)向臂一端與制動(dòng)盤基座轉(zhuǎn)向臂一端與制動(dòng)盤基座固接，其另一端的末尾設(shè)有銷孔，通過(guò)球頭鉸鏈與轉(zhuǎn)向拉桿相連；所述的主鋼板包括第一主鋼板、第二主鋼板、第三主鋼板和第四主鋼板；所述連桿組件包括第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿，其中轉(zhuǎn)向節(jié)、第一主鋼板、第二主鋼板和第二連桿構(gòu)成第一四邊形機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)向節(jié)、第三主鋼板、第四主鋼板及第三連桿構(gòu)成第二四邊形機(jī)構(gòu)；且第一四邊形機(jī)構(gòu)和第二四邊形機(jī)構(gòu)關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)的中心水平面對(duì)稱；第一主鋼板和第二主鋼板的一端分別固定在第二連桿槽孔中，第一主鋼板和第二主鋼板的另一端在轉(zhuǎn)向節(jié)槽孔中移動(dòng)；第三主鋼板和第四主鋼板的一端分別固定在第三連桿槽孔中，第三主鋼板和第四主鋼板的另一端在轉(zhuǎn)向節(jié)的槽孔中移動(dòng)；第一主鋼板、第二主鋼板、第三主鋼板和第四主鋼板對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)實(shí)現(xiàn)過(guò)約束。
[0010]本發(fā)明的又一技術(shù)特征是:每個(gè)懸架總成還包括八個(gè)副鋼板，分別是第一副鋼板、第二副鋼板、第三副鋼板、第四副鋼板、第五副鋼板、第六副鋼板、第七副鋼板和第八副鋼板；第一主鋼板和第一副鋼板及第二副鋼板組成第一支鏈，其中第一副鋼板和第二副鋼板分別與第一主鋼板的一端共軸線固接，第一副鋼板和第二副鋼板的另一端由鋼卡子進(jìn)行約束；第二主鋼板和第三副鋼板及第四副鋼板組成第二支鏈，其中第三副鋼板和第四副鋼板分別與第二主鋼板的一端共軸線固接，第三副鋼板和第四副鋼板的另一端由鋼卡子進(jìn)行約束；第三主鋼板和第五副鋼板及第八副鋼板組成第三支鏈，其中第五副鋼板和第八副鋼板分別與第三主鋼板的一端共軸線固接，第五副鋼板和第八副鋼板的另一端由鋼卡子進(jìn)行約束；第四主鋼板和第六副鋼板及第七副鋼板組成第四支鏈，其中第六副鋼板和第七副鋼板分別與第四主鋼板的一端共軸線固接，第六副鋼板和第七副鋼板的另一端由鋼卡子進(jìn)行約束。
[0011]本發(fā)明的另一技術(shù)特征是:第一主鋼板和第三主鋼板的豎直側(cè)面共面；第二主鋼板和第四主鋼板的豎直側(cè)面共面；第二連桿和第三連桿垂直。
[0012]本發(fā)明的又一技術(shù)特征是:所述第一支鏈和第二支鏈的夾角為90°，第三支鏈和第四支鏈的夾角為90°。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:在第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈中的每塊主、副鋼板之間均安裝有預(yù)壓力的橡膠板。第一主鋼板、第二主鋼板、第三主鋼板和第四主鋼板分別與轉(zhuǎn)向節(jié)相連的一端設(shè)有防干涉缺口。
[0014]本設(shè)計(jì)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出的技術(shù)效果:①具有部分獨(dú)立懸架的優(yōu)勢(shì)，左右車輪的振動(dòng)互不影響，平順性得到提高；②過(guò)約束設(shè)計(jì)增強(qiáng)了垂直載荷的承載能力，抵御超載對(duì)鋼板彈簧疲勞壽命的影響；③過(guò)約束設(shè)計(jì)繼承了少片鋼板彈簧的優(yōu)點(diǎn)，又消除了其推廣中顧客的認(rèn)可障礙；④過(guò)約束設(shè)計(jì)繼承了多片鋼板彈簧的優(yōu)點(diǎn)，顯著降低了自重并改善了燃油經(jīng)濟(jì)性主副鋼板之間設(shè)有橡膠板，既能減小鋼板之間的磨損，降低噪音，又較好的延長(zhǎng)了彈性元件的壽命；⑥和獨(dú)立式懸架相比，過(guò)約束設(shè)計(jì)使得其側(cè)向剛度得到了極大增強(qiáng)，其抵御變形和抗側(cè)翻能力得到了較大改善；⑦和車輛使用的一般非獨(dú)立式懸架相比，該機(jī)構(gòu)能顯著縮短車軸的外伸部分，進(jìn)一步降低車軸重量，提高懸架的剛度；⑧和多軸商用車目前使用于轉(zhuǎn)向橋的懸架結(jié)構(gòu)相比，其占用空間小、轉(zhuǎn)角的范圍更大、可靠性更高、強(qiáng)度和剛度更大，其抵御超載的破壞能力更強(qiáng)；⑨設(shè)計(jì)懸架的順從性好，可通過(guò)預(yù)設(shè)主鋼板剛度的不同數(shù)值使車輛具有良好的順從性，降低前后軸由于不平路面產(chǎn)生加速度對(duì)乘坐舒適性的影響。
[0015]總之，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)繼承了鋼板彈簧的所有優(yōu)點(diǎn)，克服了多片與少片鋼板彈簧的不足，提高了懸架整體的安全性、操縱穩(wěn)定性和平順性。此外，與傳統(tǒng)的非獨(dú)立式懸架相比，其占用的空間顯著減少，易于布置和優(yōu)化。設(shè)計(jì)的新型結(jié)構(gòu)對(duì)于商用車特別是多軸重載商用車而言，易于和縱向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組合實(shí)現(xiàn)多軸轉(zhuǎn)向，突破國(guó)產(chǎn)重載商用車的技術(shù)瓶頸，增強(qiáng)重載商用車的全球競(jìng)爭(zhēng)力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿的裝配圖。
[0019]圖4是第四主鋼板的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖5是第三主鋼板和第四主鋼板的防干涉示意圖。
[0021]圖6是第一副鋼板的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖7是鋼卡子的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖8是橡膠板結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖9是第三連桿和第四支鏈的局部裝配視圖。
[0025]圖10是懸架傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖11是轉(zhuǎn)向拉桿的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖12是第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈與轉(zhuǎn)向節(jié)裝配的局部視圖。
[0028]圖中:1_第一連桿；2_第二連桿；3_第一副鋼板；4_第二副鋼板；5_第一主鋼板；6-第三副鋼板；7_第四副鋼板；8_第二主鋼板；9_球頭鉸鏈；10_轉(zhuǎn)向節(jié)加強(qiáng)筋；11_轉(zhuǎn)向節(jié)；12-銷子；13-第三主鋼板；14-第五副鋼板；15-第四主鋼板；16-鋼卡子；17-第六副鋼板；18_第七副鋼板；19_螺栓；20_螺母；21_第八副鋼板；22_第三連桿；23_第四連桿；24-傳動(dòng)軸；25_轉(zhuǎn)向拉桿；26_轉(zhuǎn)向臂銷孔；27_轉(zhuǎn)向節(jié)銷孔；28_轉(zhuǎn)向臂；29_連桿銷孔；30-主鋼板缺口 ；31_主鋼板銷孔；32_橡膠板；33_第一支鏈；34_第二支鏈；35_第三支鏈；36-第四支鏈；37_轉(zhuǎn)向節(jié)上固定端；38_轉(zhuǎn)向節(jié)下固定端；39_轉(zhuǎn)向節(jié)可動(dòng)模塊；40_固定模塊；41_制動(dòng)盤基座；42_轉(zhuǎn)向節(jié)槽孔；43_第二連桿槽孔；44_第三連桿槽孔；45_轉(zhuǎn)向節(jié)固定端與可動(dòng)端鉸接銷孔

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理及【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖，該懸架結(jié)構(gòu)含有兩個(gè)懸架總成，該兩個(gè)懸架總成相對(duì)于汽車幾何中心對(duì)稱布置，每個(gè)懸架總成包括轉(zhuǎn)向節(jié)11、主鋼板、傳動(dòng)軸24、轉(zhuǎn)向拉桿25及連桿組件；轉(zhuǎn)向節(jié)11設(shè)有槽孔42、銷孔27及銷孔45，由可動(dòng)模塊39和固定模塊40組成，且可動(dòng)模塊39和固定模塊40以球頭鉸鏈的方式連接；可動(dòng)模塊39包括轉(zhuǎn)向臂28和制動(dòng)盤基座41,固定模塊40由上固定端37、下固定端38和一對(duì)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)10組成；轉(zhuǎn)向臂28 一端與制動(dòng)盤基座41固接，其另一端的末尾設(shè)有銷孔26，通過(guò)球頭鉸鏈與轉(zhuǎn)向拉桿25相連；所述的主鋼板包括第一主鋼板5、第二主鋼板8、第三主鋼板13和第四主鋼板15 ;所述連桿組件包括第一連桿1、第二連桿2、第三連桿22和第四連桿23，其中轉(zhuǎn)向節(jié)11、第一主鋼板5、第二主鋼板8和第二連桿2構(gòu)成第一四邊形機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)向節(jié)11、第三主鋼板13、第四主鋼板15及第三連桿22構(gòu)成第二四邊形機(jī)構(gòu)；且第一四邊形機(jī)構(gòu)、第二四邊形機(jī)構(gòu)關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)11的中心水平面對(duì)稱；第一主鋼板5和第二主鋼板8的一端分別固定在第二連桿的槽孔43中，第一主鋼板5和第二主鋼板8的另一端在轉(zhuǎn)向節(jié)的槽孔42中移動(dòng)；第三主鋼板13和第四主鋼板15的一端分別固定在第三連桿的槽孔44中，第三主鋼板13和第四主鋼板15的另一端在轉(zhuǎn)向節(jié)11的槽孔42中移動(dòng)；第一主鋼板5、第二主鋼板8、第三主鋼板13和第四主鋼板15分別具有一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)11實(shí)現(xiàn)過(guò)約束。
[0031]每個(gè)總成還包括八個(gè)副鋼板，分別是第一副鋼板3、第二副鋼板4、第三副鋼板6、第四副鋼板7、第五副鋼板14、第六副鋼板17、第七副鋼板18和第八副鋼板21 ;第一主鋼板
5、第一副鋼板3和第二副鋼板4組成第一支鏈33，其中第一副鋼板3和第二副鋼板4分別與第一主鋼板5的一端共軸線固接，第一副鋼板3和第二副鋼板4的另一端由鋼卡子16進(jìn)行約束；第二主鋼板8與第三副鋼板6和第四副鋼板7組成第二支鏈34，其中第三副鋼板6和第四副鋼板7分別與第二主鋼板8的一端共軸線固接，第三副鋼板6和第四副鋼板7的另一端由鋼卡子16進(jìn)行約束；第三主鋼板13與第五副鋼板14和第八副鋼板21組成的第三支鏈35，其中第五副鋼板14和第八副鋼板21分別與第三主鋼板13的一端共軸線固接，第五副鋼板14和第八副鋼板21的另一端由鋼卡子16進(jìn)行約束；第四主鋼板15與第六副鋼板17和第七副鋼板18組成第四支鏈36，其中第六副鋼板17和第七副鋼板18分別與第四主鋼板15的一端共軸線固接，第六副鋼板17和第七副鋼板18的另一端由鋼卡子16進(jìn)行約束。
[0032]圖2為轉(zhuǎn)向節(jié)11的結(jié)構(gòu)圖，與普通的轉(zhuǎn)向節(jié)相比，在結(jié)構(gòu)上做了一些改變，主要是增加了槽孔42和銷孔27，用于安裝第一主鋼板5、第二主鋼板8、第三主鋼板13和第四主鋼板15。轉(zhuǎn)向節(jié)11在四個(gè)支鏈的約束下，只有沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)自由度。在路面激勵(lì)的作用下，實(shí)現(xiàn)車輪在豎直方向的跳動(dòng)。當(dāng)垂直載荷加載于第一主鋼板5、第二主鋼板8、第三主鋼板13和第四主鋼板15時(shí)，其移動(dòng)端部分能夠在轉(zhuǎn)向節(jié)11的槽孔中滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變剛度。為滿足車輛轉(zhuǎn)向的要求，轉(zhuǎn)向節(jié)11分為可動(dòng)模塊39和固定模塊40，可動(dòng)模塊39由轉(zhuǎn)向臂28和制動(dòng)盤基座41組成；固定模塊40由轉(zhuǎn)向節(jié)上固定端37、下固定端38和加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)10組成，其中加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)10關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)11的中心豎直面對(duì)稱，確保轉(zhuǎn)向節(jié)11在復(fù)雜路況下具有可靠的壽命。轉(zhuǎn)向節(jié)11的上固定端37、下固定端38分別設(shè)有兩個(gè)銷孔27，用銷子12約束主鋼板的運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向節(jié)11的上固定端37、下固定端38還分別設(shè)有一個(gè)銷孔45，用以安裝鉸鏈9連接轉(zhuǎn)向節(jié)的可動(dòng)模塊39。轉(zhuǎn)向臂28 —端與轉(zhuǎn)向節(jié)可動(dòng)模塊39相連，另一端設(shè)有銷孔26，通過(guò)球頭鉸鏈與轉(zhuǎn)向拉桿25相連，轉(zhuǎn)向拉桿25的運(yùn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞給轉(zhuǎn)向臂28并帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)可動(dòng)模塊39繞固定模塊轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。
[0033]圖3為第一連桿1、第二連桿2、第三連桿22和第四連桿23的四個(gè)連桿裝配圖，其功能是為第一主鋼板5、第二主鋼板8、第三主鋼板13、第四主鋼板15、第一副鋼板3、第二副鋼板4、第三副鋼板6、第四副鋼板7、第五副鋼板14、第六副鋼板17、第七副鋼板18和第八副鋼板21提供安裝接口。第一連桿I和第四連桿23的結(jié)構(gòu)完全相同，主要是為主副鋼板提供一個(gè)合適的運(yùn)動(dòng)空間。第二連桿2和第三連桿22設(shè)有槽孔43、槽孔44及銷孔29，用于實(shí)現(xiàn)主鋼板、橡膠板和副鋼板的共軸線固接。
[0034]圖4是第四主鋼板15的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其一端設(shè)有銷孔31與第三連桿22相接，與轉(zhuǎn)向節(jié)11相連的一端設(shè)有缺口 30。四個(gè)主鋼板中:第一主鋼板5和第三主鋼板13的結(jié)構(gòu)相似，第二主鋼板8和第四主鋼板15的結(jié)構(gòu)相似，而第二主鋼板8和第一主鋼板5相比主要是去除材料的位置有差異。
[0035]圖5為第三主鋼板13和第四主鋼板15在轉(zhuǎn)向節(jié)11的局部視圖，通過(guò)對(duì)第三主鋼板13和第四主鋼板15與轉(zhuǎn)向節(jié)11相連的末端去除材料，避免了車輪跳動(dòng)時(shí)第三主鋼板13和第四主鋼板15可能的運(yùn)動(dòng)干涉。
[0036]圖6是第一副鋼板3的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其一端設(shè)有兩個(gè)銷孔，實(shí)現(xiàn)和第一主鋼板5、橡膠板32和第二連桿2固接；另一端通過(guò)鋼卡子16與第二副鋼板4定位約束。
[0037]圖7是剛卡子16的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其斷開的一側(cè)設(shè)有兩個(gè)螺紋孔，用以緊固主鋼板、橡膠板和副鋼板。為消除應(yīng)力集中，在溝槽等形狀發(fā)生較大變化的地方進(jìn)行了圓弧過(guò)渡。
[0038]圖8是橡膠板32的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，與副鋼板的結(jié)構(gòu)類似，其一端設(shè)有兩個(gè)銷孔，為主鋼板、副鋼板和連桿的固定提供接口。
[0039]圖9是第四支鏈36與第三連桿22安裝的局部視圖，該圖清晰地描述出第三連桿22、橡膠板32、第四主鋼板15、第六副鋼板17和第七副鋼板18的安裝細(xì)節(jié)。具體而言，以第四主鋼板15為中心,在其上下兩個(gè)表面分別安裝兩個(gè)橡膠板32，在兩個(gè)橡膠板和主鋼板未接觸的另一側(cè)表面，分別裝配第六副鋼板17和第七副鋼板18。由于主鋼板、副鋼板和橡膠板的一端都設(shè)有定位銷孔，分別將設(shè)有定位孔的一端按照預(yù)定順應(yīng)放入到第三連桿22的槽孔中，再用兩個(gè)螺栓19和螺母20進(jìn)行固定即可。
[0040]圖10是傳動(dòng)軸24的結(jié)構(gòu)圖。在設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中，其一端與轉(zhuǎn)向節(jié)11相連，另一端與差速器相連(差速器沒有在專利中畫出)，其主要功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳遞到左右的兩個(gè)車輪，以獲得車輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力。
[0041]圖11是轉(zhuǎn)向拉桿25的結(jié)構(gòu)圖。其一端與轉(zhuǎn)向臂28以球頭鉸鏈的方式連接，另一端與轉(zhuǎn)向器相連(轉(zhuǎn)向器未在圖中畫出)。其主要功能是當(dāng)方向盤輸入激勵(lì)時(shí)，通過(guò)一系列機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞到轉(zhuǎn)向拉桿25，轉(zhuǎn)向拉桿25的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)11的可動(dòng)模塊39繞球頭鉸鏈9轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0042]圖12是第一支鏈33、第二支鏈34、第三支鏈35和第四支鏈36與轉(zhuǎn)向節(jié)11相連的視圖，可以看出四個(gè)支鏈與轉(zhuǎn)向節(jié)11的位置關(guān)系。
[0043]為增強(qiáng)懸架結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，第一主鋼板5、第一副鋼板3和第二副鋼板4組成的第一支鏈33 ;第二主鋼板8、第三副鋼板6和第四副鋼板7組成的第二支鏈34 ;第三主鋼板13、第五副鋼板14和第八副鋼板21組成的第三支鏈35 ;第四主鋼板15、第六副鋼板17和第七副鋼板18組成第四支鏈36。為了減少主鋼板、副鋼板之間的摩擦，在任一主鋼板和副鋼板之間設(shè)有一定預(yù)壓力的橡膠板32，能有效緩解尖脈沖對(duì)鋼板的沖擊作用。
[0044]為獲得最佳的力學(xué)特性，第一主鋼板5和第二主鋼板8、第三主鋼板13和第四主鋼板15之間的夾角分別為90°。第一主鋼板5、第二主鋼板8、第三主鋼板13和第四主鋼板15與轉(zhuǎn)向節(jié)11連接的末端進(jìn)行了靈巧設(shè)計(jì)，有效避開了主鋼板外伸時(shí)可能產(chǎn)生的干涉。以第一主鋼板5和第二主鋼板8為例，具體的描述如下。為防止第一主鋼板5和第二主鋼板8干涉，在第一主鋼板5的一端設(shè)有缺口 30，即以其厚度的中心面為基準(zhǔn)，將第一主鋼板5的一部分材料去除；在第二主鋼板8有缺口的一端，以其厚度的中心面為基準(zhǔn)，在相反方向?qū)⒁徊糠植牧先コ?，去除材料后的效果見附圖4。這樣即使第一主鋼板5和第二主鋼板8的末端位置重合時(shí)，由于第一主鋼板5和第二主鋼板8末端的平面存在間隙，在一定的范圍內(nèi)能完全避免干涉。參考圖2、圖4和圖5，第三主鋼板13和第四主鋼板15的防干涉原理與之相同。
[0045]以包含第二主鋼板8的第二支鏈34為例，其在懸架系統(tǒng)中的安裝順序如下:先將第一連桿1、第二連桿2、第三連桿22和第四連桿23組成的連桿固定結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)向節(jié)11分別放置在合適的位置，先將第二主鋼板8放在第三副鋼板6、橡膠板32和第四副鋼板7之間，再將主鋼板8、橡膠板32、第三副鋼板6和第四副鋼板7的一端共軸線固接；將第二支鏈34中的第二主鋼板8有缺口一端與轉(zhuǎn)向節(jié)11的內(nèi)側(cè)相切，該端的另一側(cè)與轉(zhuǎn)向節(jié)11的銷子12接觸，第二支鏈的另一端插入到第二連桿2的槽孔中，并用螺栓19和螺母20緊固。這就解決了第二主鋼板8的安裝問(wèn)題，并保證了其具有一個(gè)移動(dòng)的自由度能在槽孔移動(dòng)。當(dāng)?shù)诙麂摪?在垂直載荷的作用下向懸架中心運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)11內(nèi)側(cè)的槽孔和第二主鋼板8的限位塊將阻止其超出預(yù)定的運(yùn)動(dòng)范圍。當(dāng)?shù)诙麂摪?遠(yuǎn)離懸架中心向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，承力部位主要在第二主鋼板8有缺口 30 —側(cè)的圓柱體上，為減小磨損和延長(zhǎng)部件的使用壽命，需要定期對(duì)圓柱體進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)。對(duì)設(shè)計(jì)的懸架機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度分析知其為過(guò)約束設(shè)計(jì)，可保證當(dāng)一個(gè)支鏈或者兩個(gè)支鏈都發(fā)生失效時(shí)，與轉(zhuǎn)向節(jié)11相連車輪的運(yùn)動(dòng)徑跡依然是可控的。在承受垂直載荷方面，與傳統(tǒng)多軸重載汽車使用多片鋼板彈簧相比，該懸架結(jié)構(gòu)的過(guò)約束能使其承受載荷的能力和可靠性提高近一倍；與重載汽車使用少片鋼板彈簧相比，設(shè)計(jì)的懸架能有效消除用戶對(duì)其可靠性和壽命的憂慮，徹底解決其推廣面臨的窘境。在承受側(cè)向載荷方面，第一主鋼板5和第二主鋼板8、第三主鋼板13和第四主鋼板15之間90°夾角使其具有最佳的力學(xué)性能，過(guò)約束設(shè)計(jì)將使其側(cè)向剛度和抗側(cè)翻力矩變大，其行駛安全性得以提升。設(shè)計(jì)的懸架除了垂向剛度和側(cè)向剛度增強(qiáng)之外，四個(gè)支鏈對(duì)于車身和車輪的連接，既不是非獨(dú)立式懸架之間的剛性連接，又不是獨(dú)立式懸架之間斷開連接，而是介于二者之間部分具有獨(dú)立懸架的特性。主鋼板和副鋼板之間設(shè)有預(yù)壓力的橡膠板32，能有效緩沖尖峰脈沖對(duì)主鋼板的沖擊，即使在惡劣的路況上行駛時(shí)，因鋼板彈簧緩沖并消耗了絕大部分振動(dòng)能量，加之左右車輪之間的振動(dòng)互不影響，這就較好解決了汽車使用非獨(dú)立懸架振動(dòng)幅度大、部件壽命不足的缺陷?？傊O(shè)計(jì)的懸架既全面繼承了多片鋼板彈簧和少片鋼板彈簧的優(yōu)點(diǎn)，又在有效避免各自缺陷的前提下具有更好的平順性、燃油經(jīng)濟(jì)性、轉(zhuǎn)向靈活性、操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。此外，在現(xiàn)有技術(shù)條件下批量化生產(chǎn)不存在任何技術(shù)上的障礙，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0046]在本發(fā)明中，沒有對(duì)懸架涉及到的其他部件如萬(wàn)向節(jié)、軸承、護(hù)罩、差速器、轉(zhuǎn)向器等部件展開論述，原因是這些部件沒有涉及到結(jié)構(gòu)的本質(zhì)特征。可以根據(jù)不同車型具體的使用工況、各部件的具體尺寸等已知參數(shù)選擇相關(guān)部件合適的種類和參數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)，含有兩個(gè)懸架總成，該兩個(gè)懸架總成相對(duì)于汽車幾何中心對(duì)稱布置，其特征在于:每個(gè)懸架總成包括轉(zhuǎn)向節(jié)(11)、主鋼板、傳動(dòng)軸(24)、轉(zhuǎn)向拉桿(25)及連桿組件；所述的轉(zhuǎn)向節(jié)(11)由可動(dòng)模塊(39)和固定模塊(40)組成，所述的可動(dòng)模塊(39)和固定模塊(40)以球頭鉸鏈的方式連接；可動(dòng)模塊(39)包括轉(zhuǎn)向臂(28)和制動(dòng)盤基座(41)，固定模塊(40)包括上固定端(37)、下固定端(38)和一對(duì)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)(10);所述的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)(10)關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)11的中心豎直面對(duì)稱；轉(zhuǎn)向臂(28) —端與制動(dòng)盤基座(41)固接，其另一端的末尾設(shè)有銷孔(26)，通過(guò)球頭鉸鏈與轉(zhuǎn)向拉桿(25)相連；所述的主鋼板包括第一主鋼板(5)、第二主鋼板(8)、第三主鋼板(13)和第四主鋼板(15);所述的連桿組件包括第一連桿(I)、第二連桿(2)、第三連桿(22)和第四連桿(23)，其中轉(zhuǎn)向節(jié)(11)、第一主鋼板(5)、第二主鋼板(8)和第二連桿(2)構(gòu)成第一四邊形機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)向節(jié)(11)、第三主鋼板(13)、第四主鋼板(15)及第三連桿(22)構(gòu)成第二四邊形機(jī)構(gòu)；且第一四邊形機(jī)構(gòu)和第二四邊形機(jī)構(gòu)關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)(11)的中心水平面對(duì)稱；第一主鋼板(5)和第二主鋼板(8)的一端分別固定在第二連桿槽孔(43)中，第一主鋼板(5)和第二主鋼板(8)的另一端在轉(zhuǎn)向節(jié)槽孔(42)中移動(dòng)；第三主鋼板(13)和第四主鋼板(15)的一端分別固定在第三連桿槽孔(44)中，第三主鋼板(13)和第四主鋼板(15)的另一端在轉(zhuǎn)向節(jié)槽孔(42)中移動(dòng)；第一主鋼板(5)、第二主鋼板(8)、第三主鋼板(13)和第四主鋼板(15)對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)(11)實(shí)現(xiàn)過(guò)約束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)，其特征在于:每個(gè)懸架總成還包括八個(gè)副鋼板，分別是第一副鋼板(3)、第二副鋼板(4)、第三副鋼板(6)、第四副鋼板(7)、第五副鋼板(14)、第六副鋼板(17)、第七副鋼板(18)和第八副鋼板(21);第一主鋼板(5)與第一副鋼板(3)和第二副鋼板(4)組成第一支鏈(33)，其中第一副鋼板(3)和第二副鋼板(4)分別與第一主鋼板(5)的一端共軸線固接，第一副鋼板(3)和第二副鋼板(4)的另一端由鋼卡子(16)進(jìn)行約束；第二主鋼板(8)與第三副鋼板(6)和第四副鋼板(7)組成第二支鏈(34)，其中第三副鋼板(6)和第四副鋼板(7)分別與第二主鋼板⑶的一端共軸線固接，第三副鋼板(6)和第四副鋼板(7)的另一端由鋼卡子(16)進(jìn)行約束；第三主鋼板(13)與第五副鋼板(14)和第八副鋼板(21)組成第三支鏈(35)，其中第五副鋼板(14)和第八副鋼板(21)分別與第三主鋼板(13)的一端共軸線固接，第五副鋼板(14)和第八副鋼板(21)的另一端由鋼卡子(16)進(jìn)行約束；第四主鋼板(15)與第六副鋼板(17)和第七副鋼板(18)組成第四支鏈(36)，其中第六副鋼板(17)和第七副鋼板(18)分別與第四主鋼板(15)的一端共軸線固接，第六副鋼板(17)和第七副鋼板(18)的另一端由鋼卡子(16)進(jìn)行約束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一支鏈(33)和第二支鏈(34)的夾角為90° ;第三支鏈(35)和第四支鏈(36)的夾角為90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一支鏈(33)、第二支鏈(34)、第三支鏈(35)和第四支鏈(36)中的每塊主、副鋼板之間均安裝有預(yù)壓力的橡膠板(32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一主鋼板(5)和第三主鋼板(13)的豎直側(cè)面共面；第二主鋼板(8)和第四主鋼板(15)的豎直側(cè)面共面；第二連桿(2)和第三連桿(22)垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種適用于重載車輛多軸轉(zhuǎn)向的半獨(dú)立式鋼板懸架結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一主鋼板(5)、第二主鋼板(8)、第三主鋼板(13)和第四主鋼板(15)分別與轉(zhuǎn)向節(jié)(11)相連的一端設(shè)有防干涉缺口(30)。
【文檔編號(hào)】B62D7/16GK104175824SQ201410323363
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】趙景山, 梁新成, 劉向 申請(qǐng)人:清華大學(xué)