CN103072629B - 车载金属油罐与底盘减扭连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载金属油罐用配件，即车载金属油罐与底盘减扭连接装置，包括两根纵梁和设置在纵梁上的横梁；其中：所述横梁包括位于两根纵梁之间中心位置处的圆柱套，两个球面套轴对称安装在圆柱套两侧，每个球面套轴的轴通过轴承安装在圆柱套内，球面套轴的套筒内安装有双头球面轴，该双头球面轴的一个球头通过球头轴承安装在球面套轴的套筒内，另一个球头通过又一球头轴承安装在球面套内，球面套固定在纵梁上；所述球面套和圆柱套顶部均具有与金属油罐连接的圆柱销，圆柱销的顶端具有与圆柱销活动连接的限位圆盘。本发明由于所述结构而具有的优点是：结构简单、制造成本和使用成本低、提高了行车安全性和可靠性以及延长了油罐使用寿命。

Description

车载金属油罐与底盘减扭连接装置

技术领域

本发明涉及车载金属油罐用配件，具体是一种结构简单、制造成本和使用成本低、提高行车安全性和可靠性以及延长油罐使用寿命的车载金属油罐与底盘减扭连接装置。

背景技术

现有技术的车载金属油罐为保证油罐在运行中罐内液面相对一致和油罐不会产生扭矩，通常是在油罐与底盘之间设置减扭连接装置。

目前国内外车载金属油罐与底盘的减扭连接装置大致分为以下几种：

（1）、普通副车架式 

普通副车架式减扭连接装置是在金属油罐与底盘之间增加副车架，金属油罐底部与副车架的横梁通过螺栓连接或焊接固连在一起，而副车架的纵梁通常通过“U”形螺栓与车架弹性连接。这种形式实际上是通过副车架对金属油罐底部进行了加强，使副车架分担了部分扭矩。这种连接结构比较简单，并且也能获得较低的整车高度，应用非常广泛。但在车辆行驶过程中，由于专用装备同样要承受扭转力矩，使其工作条件变差。因此，仍需采用各种加强措施。目前通用的方法是增加复合限位装置，即在副车架和车架之间采用多处弹性限位装置来对其进行加固。但无论怎样增加复合限位装置，车辆行驶过程中金属油罐仍旧 存在扭转力矩，降低了行车安全性和可靠性。                                                                           

（2）、多点弹性支撑式

多点弹性支撑式减扭连接装置是采用原底盘预留的连接位置，将金属油罐底板通过多个连接点固定在车架上，在连接处采用弹性装置，同时需要对该处的车厢底板进行加固。这种连接方式相比其它方式最为简单，其连接处所承受的工况也最为恶劣，但能够获得较低的车厢高度和较低的车厢整备质量，因而，可以有效地降低整车重心高度和整车偏频。如果只采用多点弹性连接，在油罐车受到垂直加速度时，油罐能够保持较好的动态性能。但当油罐车产生侧向加速度（转弯或越野行驶工况）和纵向加速度（加速或制动工况）时，其横向稳定性和纵向稳定性变差，连接处会产生较大的横向和纵向剪切力。其中侧向加速度是影响车厢稳定性的主要因素，所以需要对其横向变形加以约束，通常的方法是在车厢底部前端采用横梁与底部弹性连接。这种连接方式适合吨位较小的油罐车，目前在轻型油罐车上得到一定的应用。但其无法使用于大型油罐车，应用范围受局限。

（3）、管梁固定式

管梁固定式减扭连接装置是一种具有创新思维的连接方式，是基于圆管能够最有效的承载扭矩这一思想所设计的，该连接组件由管梁和托架组成。采用管梁固定式的车厢，在车辆行驶过程中可避免外部扭转力矩对车载金属油罐的直接作用，改善了车载金属油罐工作条件，提高了可靠性，采用大板式车载金属油罐结构，降低车载金属油罐自重创造了条件，从而在一些中、重型油罐车上得到了广泛的应用，但油罐底板高度较普通副车架固定型式要高，对整车高度会产生一定的影响。提高了整车的重心，降低行车安全性和可靠性。

（4）、管梁与弹性支撑复合固定式

管梁与弹性支撑复合固定式减扭连接装置是将管梁和副车架有效的结合在一起，因而综合了上述（2）和（3）两种固定方式的优点，既能有效的降低油罐的扭转力矩，又使油罐底板离地高度不至于过高，同时可以采用板式车厢结构，降低油罐结构重量，但是结构比较复杂，制造和使用成本偏高。

（5）、4点式KINE-FIX动态连接式

德国MAN公司的ARMADILLO、奔驰公司的Unimog、澳大利亚的摄影师等世界著名越野载重车都采用了一种称为“4点式KINE-FIX动态连接机构耦合”的柔性连接机构，这种连接机构利用橡胶的弹性，在水平方向产生两个自由度，当底盘小范围倾斜时，油罐仍可保持一定的水平，且油罐不会产生扭矩，保证了油罐不受车架变形的影响。这种连接机构的缺点是整车重心较高，横向稳定性较弱。降低了行车安全性和可靠性。

（6）、整装整卸式

整装整卸方式减扭连接装置是另一种可实现车载金属油罐与底盘分离的对接方式，车载金属油罐集成在整体自装卸托盘上，利用底盘上加装的自装卸机构实现装卸，这种方式被多种后勤装备所采用，其优点是车载金属油罐与底盘可分离，可以充分利用底盘的运力，底盘可相互通用，使用灵活，车载金属油罐托盘也可以进行铁、水、空等多种运输模式的转换。其缺点是车载金属油罐托盘质量较大，整车有效载重量较低，重量利用系数较低，另外，其重心也较高，整车横向稳定性较弱。降低了行车安全性和可靠性和降低运输能力。 

综上所述，现有技术的减扭连接装置结构复杂，制造成本和使用成本偏高，行车安全性和可靠性低，油罐的使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、制造成本和使用成本低、提高行车安全性和可靠性以及延长油罐使用寿命的车载金属油罐与底盘减扭连接装置。

为实现本发明上述目的而采用的技术方案是：一种车载金属油罐与底盘减扭连接装置，包括两根纵梁，设置在两根纵梁上的横梁，纵梁与横梁一体形成金属油罐与底盘连接的副车架；其中：

所述横梁为三根，均布在两根纵梁上，形成前横梁、中间横梁和后横梁；该三根横梁分别具有位于两根纵梁之间中心位置处的圆柱套，两个球面套轴对称安装在圆柱套两侧，每个球面套轴的轴通过轴承安装在圆柱套内，球面套轴的套筒内安装有双头球面轴，该双头球面轴的一个球头通过球头轴承安装在球面套轴的套筒内，另一个球头通过又一球头轴承安装在球面套内，球面套固定在纵梁上；车在运行过程中，当底盘大梁出现扭曲时，两根纵梁在横梁扭曲和伸展作用下产生相应扭曲，保证金属油罐保持水平；

所述球面套和圆柱套顶部均具有与金属油罐连接的圆柱销，圆柱销的顶端具有与圆柱销活动连接的限位圆盘，所有的圆柱销分布在副车架上，使副车架与金属油罐之间形成九个连接点；其中在中间横梁的三根圆柱销、前横梁的圆柱套上的圆柱销和后横梁的圆柱套上的圆柱销上均套装有弹簧，使金属油罐在该五个连接点处形成弹性动态连接点，用该五个弹性动态连接点来缓解抖动时的冲击力传递给金属油罐和副车架扭转时缓解由底盘传递上来的扭矩；前横梁两端的球面套顶部的圆柱销和后横梁两端的球面套顶部的圆柱销形成另外四个连接点，使金属油罐在该四个连接点处形成动态连接点，用该四个动态连接点来对金属油罐进行纵向和横向定位。

由于上述结构，本发明所述装置是可直接安装在汽车底盘上的模块化单元，在大梁和上装（即金属油罐）之间形成柔性连接，克服了传统刚性连接结构的弊端，增加了汽车在艰难道路条件下的使用寿命，提高了行车可靠性和安全性，可实现专用装备（即金属油罐）与底盘的高效可靠连接。该装置所述结构简单，制造和使用成本低。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明横梁的结构示意图。

图3为本发明横梁的***图。

图4为本发明与金属油罐连接后的结构示意图。

图中：1、纵梁；2、横梁；3、圆柱套；4、球面套轴；5、轴；6、套筒；7、双头球面轴；8、球面套；9、圆柱销；10、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见附图1至4，一种车载金属油罐与底盘减扭连接装置，包括两根纵梁1，设置在两根纵梁1上的横梁2，纵梁1与横梁2一体形成金属油罐与底盘连接的副车架；其中：

所述横梁2为三根，均布在两根纵梁1上，形成前横梁、中间横梁和后横梁；该三根横梁2分别具有位于两根纵梁1之间中心位置处的圆柱套3，两个球面套轴4对称安装在圆柱套3两侧，每个球面套轴4的轴5通过轴承安装在圆柱套3内，球面套轴4的套筒6内安装有双头球面轴7，该双头球面轴7的一个球头通过球头轴承安装在球面套轴4的套筒6内，另一个球头通过又一球头轴承安装在球面套8内，球面套8固定在纵梁1上；车在运行过程中，当底盘大梁出现扭曲时，两根纵梁1在横梁2扭曲和伸展作用下产生相应扭曲，保证金属油罐保持水平；

所述球面套8和圆柱套3顶部均具有与金属油罐连接的圆柱销9，圆柱销9的顶端具有与圆柱销9活动连接的限位圆盘，所有的圆柱销9分布在副车架上，使副车架与金属油罐之间形成九个连接点；其中在中间横梁的三根圆柱销9、前横梁的圆柱套3上的圆柱销9和后横梁的圆柱套3上的圆柱销9上均套装有弹簧10，使金属油罐在该五个连接点处形成弹性动态连接点，用该五个弹性动态连接点来缓解抖动时的冲击力传递给金属油罐和副车架扭转时缓解由底盘传递上来的扭矩；前横梁两端的球面套8顶部的圆柱销9和后横梁两端的球面套8顶部的圆柱销9形成另外四个连接点，使金属油罐在该四个连接点处形成动态连接点，用该四个动态连接点来对金属油罐进行纵向和横向定位。

为降低制造成本，上述实施例，优选地：所述纵梁1为槽钢。

为保证金属油罐在凹凸不平的越野路面上保持水平，上述实施例，优选地：所述限位圆盘上端固定在金属油罐的底部，下端卡入圆柱销9顶部的卡槽中，当金属油罐跳动时限位圆盘脱离圆柱销9，使金属油罐在垂直方向具有一定行程，并由两根纵梁1产生相应扭曲，保证金属油罐保持水平。

上述结构的横梁2在行车过程能够比较好的实现扭转运动，不影响纵向横向的定位，同时当副车架发生扭转时，也能够补偿横梁增长的长度。横梁2能很好的扭转，基于球面套轴4结构能够较好的扭转，采用双头球面轴7加球面套轴4作为横梁2结构的一部分，能够很好的实现扭转运动，又不影响其纵向横梁的定位。副车架发生扭转时，要能补偿横梁2的间隙（也就是横梁2要增长），在这个地方采用的是球轴承和球面套轴4形成一组类似于关节轴承的运动副，可以伸长和缩短来补偿横梁2的扭转时所产生的距离。采用三根横梁2与两根纵梁1连接，两边的球面套8焊接在副车架的纵梁1上，形成定位，当副车架发生扭转时，双头球面轴7的一个球头在球面套8内旋转，另一个球头与中间球面套轴4形成一组运动副，产生扭转和伸缩。三根横梁上有九个点连接金属油罐（即上装），其中有五个点是弹性动态连接（中间横梁三个点和前后横梁中间点），能够缓解抖动时的冲击力传递给上装（即金属油罐），而且也能够实现副车架扭转时，缓解由底盘传递上来的扭矩。

上述装置可在汽车底盘大梁和金属油罐之间可形成柔性连接，在汽车底盘大梁扭曲变形时，车载金属油罐不会发生扭曲变形，并能基本保持水平，减少油料晃动和油液重心偏移，克服了传统刚性连接结构的弊端，增加油罐车在越野道路条件下的使用寿命，提高油罐车行驶可靠性和安全性，实现车载金属油罐与底盘的高效可靠连接。

上述结构不局限用于汽车底盘和金属油罐之间的连接，也可用于于汽车底盘和其它类似上装之间的连接，以保证行车的安全性和稳定性。

显然，上述描述的所有实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范畴。

综上所述，本装置结构简单、制造成本和使用成本低、提高了行车安全性和可靠性以及延长了油罐使用寿命。

Claims (1)

1.一种车载金属油罐与底盘减扭连接装置，包括两根纵梁（1），设置在两根纵梁（1）上的横梁（2），纵梁（1）与横梁（2）一体形成金属油罐与底盘连接的副车架；其特征在于：

所述横梁（2）为三根，均布在两根纵梁（1）上，形成前横梁、中间横梁和后横梁；该三根横梁（2）分别具有位于两根纵梁（1）之间中心位置处的圆柱套（3），两个球面套轴（4）对称安装在圆柱套（3）两侧，每个球面套轴（4）的轴（5）通过轴承安装在圆柱套（3）内，球面套轴（4）的套筒（6）内安装有双头球面轴（7），该双头球面轴（7）的一个球头通过球头轴承安装在球面套轴（4）的套筒（6）内，另一个球头通过又一球头轴承安装在球面套（8）内，球面套（8）固定在纵梁（1）上；车在运行过程中，当底盘大梁出现扭曲时，两根纵梁（1）在横梁（2）扭曲和伸展作用下产生相应扭曲，保证金属油罐保持水平；

所述球面套（8）和圆柱套（3）顶部均具有与金属油罐连接的圆柱销（9），圆柱销（9）的顶端具有与圆柱销（9）活动连接的限位圆盘，所有的圆柱销（9）分布在副车架上，使副车架与金属油罐之间形成九个连接点；其中在中间横梁的三根圆柱销（9）、前横梁的圆柱套（3）上的圆柱销（9）和后横梁的圆柱套（3）上的圆柱销（9）上形成的五个连接点均套装有弹簧（10），使金属油罐在该五个连接点处形成弹性动态连接点，用该五个弹性动态连接点来缓解抖动时传递给金属油罐的冲击力，和副车架扭转时减小由底盘传递上来的扭矩；前横梁两端的球面套（8）顶部的圆柱销（9）和后横梁两端的球面套（8）顶部的圆柱销（9）形成另外四个连接点，使金属油罐在该四个连接点处形成动态连接点，用该四个动态连接点来对金属油罐进行纵向和横向定位;

所述纵梁（1）为槽钢;

所述限位圆盘上端固定在金属油罐的底部，下端卡入圆柱销（9）顶部的卡槽中，当金属油罐跳动时限位圆盘脱离圆柱销（9），使金属油罐在垂直方向具有一定行程，并由两根纵梁（1）产生相应扭曲，保证金属油罐保持水平。