CN201046656Y - 一种可升降的车辆弹性悬架装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车辆技术。提供了一种可升降的弹性悬架装置。每套悬架装置可支承和控制2个车轮。由在垂直间隔一定距离的2副片弹簧、摆动销孔座、升降滑套、升降支座、升降液压缸、1对轮毂座或转向节－转向节叉组合体、减振器梁、减振器等组成。每副片弹簧凸面朝上，由固定于其中部的摆动销孔座分别铰接在升降滑套的2个摆动销轴上。另一端铰接在悬架装置所支承的2个车轮的轮毂座或转向节叉(用于转向轮)上。升降滑套上的减振器梁用于安装减振器和限位块。升降滑套连同所连接的各部件一起，可由升降液压缸控制在固定在底盘梁架上的升降支座中垂直移动，以此调整车体高度。具有结构简单、适应性好和集成度高等优点。

Description

一种可升降的车辆弹性悬架装置

技术领域

本实用新型属于车辆技术。

背景技术

本实用新型涉及一种能在停车或行驶中无级升降车辆底盘，以达到调整车身高度和姿态、改变离地间隙和控制重心位置等目的的弹性悬架装置。悬架装置是现代车辆的重要组成部分，其功能主要是连接车体与行走装置(车轮、履带等)，使车辆在各种行驶状态下行走装置与车体之间均有适当的相对位置并承受和传递各方向的相关负荷。弹性悬架装置更具有吸收和缓冲路面冲击、平抑车体振动的重要功能。公知的车辆弹性悬架装置通常由弹性元件和导向、支撑和传力等构件组成。常用的弹性元件有基于固体弹性变形储能原理的片弹簧(钢板弹簧)、螺旋弹簧、碟型弹簧、扭杆弹簧和橡胶弹簧等和基于气体压缩储能原理的高压油气悬挂装置和低压橡胶气囊等多种形式。其中的片弹簧型的历史最长。虽然由于单位重量的储能密度较低造成结构较为笨重等缺点使片弹簧在高速乘用车辆和装甲车辆等领域中越来越多地为其他弹性元件所取代，但是它所具有的结构简单、成本低廉、制造工艺成熟等突出优点仍为其他方式所不及。而且通过改进材质(新型钢材和复合材料等)、工艺(变截面轧制、表面强化等)和应用新结构(少片和单片簧)等措施，片弹簧的性能也在不断地提高，使其得以在工业车辆、商用车辆和军民用特种车辆等领域中继续获得广泛的应用。

片弹簧的特点是在垂直于片弹簧簧片的方向上有很好的弹性变形能力，而在长度方向上又有较大的刚度。因此公知的片弹簧悬架装置在纵置条件下不仅能以弹簧片在垂直于地面方向上的弯曲变形产生的弹性反力来承载车体重量和缓冲垂直载荷变化，而且还可利用其纵向刚度在车体和车轮等行走部件之间传递平行于车辆行驶方向上的牵引力和阻力，而无须另外设置纵向传力构件。但是单个片弹簧总成的横向刚度较差，绕纵轴的扭转特性也不好。虽然公知采用横置车桥刚性连接车体左右侧的纵置片弹簧总成的方式能够使两组片弹簧总成共同传递相关车轮(桥)在转向或侧倾状态下所承受的侧向力。但在公知的供车辆转向轮等使用的横置的单个片弹簧悬架中，则不得不另外专门设置若干与采用螺旋弹簧等弹性元件时所类似的承力杆件***，这显著地增加了结构的复杂程度。奥地利斯太尔公司等曾发展了一种将上下间隔一段距离的两组片弹簧刚性连接起来的横置片弹簧悬架，用于农用拖拉机的前桥(转向桥)，获得了一定的成功。但这种悬架的两组片弹簧的相对位置是固定的，致使在行驶中所支承的车轮与车体之间的安装角度和距离变化都较大，在解决了横向承载问题的同时没有能处理好控制车轮位置和姿态的问题，使它的应用限制在低速车辆领域中。

越来越多的特种车辆需要具有调整车体离地间隙和重心高度的能力。公知的油气悬挂装置和空气悬挂装置本身即具备这种功能，但整套装置或因成本很高(油气悬挂)或因需要占用较大的结构空间(空气悬挂)而难以推广。公知的液压或机械的千斤顶等技术对于提供顶升车体的动力已是十分成熟的技术，但需要配置适当的机构和***，才能用它们使具有升降车体的功能。公知的片弹簧悬架采用固体弹性元件的悬架装置与车体的连接和传力点都较多，在升降车体时需要采用适当的联动机构协同动作，才能保证各车轮的定位关系不致发生过大的变化。这样的机构都比较复杂，且缺乏通用性。

针对现有车辆悬架装置的不足之处并借鉴公知技术的发展经验，本实用新型涉及的悬架装置采用公知的片弹簧总成作为弹性元件，通过优化设计的机构充分利用了片弹簧总成所固有的多向承载能力，强化了片弹簧总成兼备的为保持相关行走车轮正确位置所需的导向和定位功能，并进一步集成了便于控制的升降机构，从而构成了一种结构简单、功能齐全且通用性良好的新型车辆悬架装置。

实用新型内容  本实用新型的每一套车辆悬架装置可用于支承和控制2个车轮或2组并列车轮。该悬架装置主要由在垂直方向上下间隔一定距离的2副片弹簧总成、2个摆动销孔座、带有上下2个摆动销轴和摆角限制挡块的升降滑套、带有垂直导向装置的升降支座、升降液压缸、1对轮毂座或转向节-转向节叉组合体、减振器梁、1对筒式液压减振器、1对橡胶限位缓冲块和各铰接部位相应的销轴和紧固螺栓等配件组成。每副片弹簧总成的凸面朝上，两端按公知方法制有安装销孔，中部各固定了1个摆动销孔座。摆动销孔座分别铰接在升降滑套的2个摆动销轴上。该悬架装置所支承和控制的2个车轮轮毂或者直接通过轮毂座上的上下挂耳销轴，或者通过铰接在转向节-转向节叉组合体(用于转向轮)上的上下挂耳销轴与2副片弹簧总成同侧的2个销孔相铰接。在升降滑套的上下摆动销轴之间固定了1根纵向设置的减振器梁，在它的两端与同侧的轮毂座或转向节叉之间各铰接了1个筒式液压减振器。升降滑套连同与其连接的上述各部件一起，可沿固定在底盘梁架上的升降支座中的导向装置垂直移动，并以此种方式调整车轮轮毂与车体之间的相对高度。铰接在升降支座和升降滑套之间的带有液压锁的升降液压缸用于产生为调整和保持车体高度所需的支承力。

装有本实用新型悬架装置的车辆行驶时，地面对于安装于悬架上的2个车轮产生的垂直反力由于铰接在摆动销轴和车轮轮毂座之间的两个片弹簧总成的杠杆作用相互平衡，其合力则通过摆动销轴传至升降滑套，再经升降液压缸和升降支座传至底盘梁架。各车轮上的水平面上的纵向驱动力和滚动阻力以及横向附着力则以扭矩方式作用在悬架装置上，由具有良好的综合扭转刚度、间隔铰接的上下片弹簧总成***承受并传至底盘梁架。当车辆行驶在不平路面上时，本实用新型悬架装置使得车轮既能通过四连杆机构的联动作用随路面的起伏在一定范围内上下自由跳动，又能通过片弹簧总成的弹性变形和杠杆力臂的分配有效地抑制车体在垂直方向上连带运动的幅度。

与公知的各种车辆悬架装置相比较，本实用新型具有以下主要优点：

1.结构简单。通过上下并列铰接2副片弹簧总成的结构，在保持了悬架装置所须具备的弹性减振特性和纵向刚度的前提下，有效地增大了弹性元件的整体横向刚度和综合扭转刚度，从而在大多数使用条件下无须附加包括车桥梁架在内的附加承力部件即可稳定地支承和控制相关车轮的位置和姿态。悬架装置内部集成了升降机构，以较简单的方式实现了车体升降功能。

2.适应性好。2副片弹簧总成和与之铰接的相关部件在垂直面内构成互相关联的两个带有上下弹性臂的四连杆机构，而该机构的各构件的几何关系和力学特性均可根据使用要求在很大范围内进行调整和匹配。例如它既可以采用等臂长的方式构成准平行四连杆机构以保证车轮弹跳时轮距、轴距和安装角度等定位关系的基本恒定，又可通过适当调整各构件之间的臂长比例关系以获得车轮弹跳行程与车轮姿态之间所需的特殊的变化关系。同样，通过适当分配2副片弹簧总成的弹性系数和设定摆动销轴的限位角度，还可调节车轮弹跳行程与支承力的关系曲线和频率特性，包括获得某些有利的变刚度特性。本实用新型悬架装置在车辆上既可纵置，也可横置使用；安装在本实用新型悬架装置上的车轮，既可以是从动轮，也可以是以公知的机械、液压或电力等方式驱动的驱动轮；同一悬架装置两端安装的车轮可以是相同的，也可以完全不同，还可以仅在一端安装车轮。本实用新型悬架装置兼有平衡式悬架和独立式悬架的优点，通过调节悬架构件的设计参数，可以得到适当的轮载分配比例，对于断开式和非断开式车桥的使用要求都有良好的适应性和通用性。

3.集成度高。本实用新型的了悬架装置与车轮轮毂一起构成了一个包括升降机构在内的完整模块，具有模块化部件在设计、制造和维修等方面的各种优点。整套悬架装置仅需要通过少量部件与底盘梁架连接，可以方便便捷地整体布置到底盘梁架的适当部位。

附图说明

图1是本实用新型悬架装置本身的一个实例的立体图。

图2是一种4轮转向的6轮车辆行走装置应用本实用新型悬架装置的实例的立体图。

图3是本实用新型悬架装置用于支承单个车轮时的正视图。

图4是本实用新型悬架装置中采用一对刚性连杆代替下面的片弹簧总成时的正视图。

图5是为本实用新型悬架装置专门设计的中部制有销孔的单片式片弹簧的2个实例。

具体实施方式

以下通过实例结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的叙述。

图1中的底盘梁架10上固定着升降支座17，升降支座17内设有2根垂直导柱18和19，带有上下2根横置的摆动销轴15和13的升降滑套21以滑动配合副套装在导柱18和19上，滑套21可以在铰接于其下部的耳座23和升降支座17上部的支座20之间的升降液压缸22的控制下在垂直面内上下移动，却不能相对于升降支座17作其他方向的移动或转动。2副凸面朝上的片弹簧总成9和8借助用U型螺栓副14等公知的方法固定在它们中部的摆动销孔座16和12分别铰接在升降滑套21的摆动销轴15和13上。片弹簧总成9和8的两端制有安装销孔。图中左侧用于安装车轮轮毂2的轮毂座4通过销轴7和3分别铰接在上下2根片弹簧总成9和8的左端，而作为转向轮示例的右侧车轮轮毂28则安装在公知形式的转向节-转向节叉组合体26上，再通过销轴25和27分别铰接在上下2根片弹簧总成9和8的右端。作为阻尼振动的措施，在升降滑套21的中间部位固定了可随其上下移动的刚性的减振器梁11，通过其两端的销轴6和对应的轮毂座或转向节-转向节叉组件下部的销轴1，以公知方法安装了1对筒式液压减振器5。作为限制车轮弹跳行程和缓冲的措施，除了在减振器梁11上安装了两个橡胶缓冲块24以外，在升降滑套21和2个摆动销孔座16和12之间也以公知方法设置了片弹簧总成9和8的摆角限制挡块。

图2示出一种安装了3套本实用新型悬架装置的4轮转向的6轮车辆的行走装置的实施实例。在它的底盘梁架10的前端、左后端和右后端各安装了1套本实用新型悬架装置。前端的1套悬架装置29为横置，后端对称布置的2套悬架装置31和30则为纵置。这3套悬架装置中的弹性元件等多个部件都是相同的。图中略去了与本实用新型没有直接关系的转向拉杆***和车轮驱动装置。

图3示出本实用新型悬架装置用于只在单侧安装车轮的实施实例。此时上下片弹簧总成在不安装车轮的一侧通过公知结构的吊耳32或滑块33支承在与升降滑套21相连接的构件上。

图4示出本实用新型悬架装置的另一种实施实例，系用两根连杆34和35取代了两套片弹簧总成中的1套(上下均可，图示为取代了下片弹簧总成)。此种结构相当于加大了被代替的那套片弹簧总成的刚度而又基本保留了它的运动关系。

图5示出为本实用新型悬架装置专门设计的两种单片弹簧的实施实例。本实用新型悬架装置所采用的弹性元件可以是公知结构的各种片弹簧总成，包括多片式、少片式和单片式等，也可以专门设计制造。采用如图中在变截面单片弹簧的凸面(36)或凹面(37)中部直接制出摆动销孔的结构取代用紧固件固定摆动销孔座的方式，可以进一步简化悬架装置的结构并提高其性能。

Claims (9)

1.一种可升降的车辆弹性悬架装置，由上片弹簧总成、下片弹簧总成、2个摆动销孔座、带有上、下2个摆动销轴和摆角限制挡块的升降滑套、带有2根垂直导柱的升降支座、升降液压缸、轮毂座、转向节-转向节叉组合体、减振器梁、筒式液压减振器、橡胶限位缓冲块和销轴与紧固螺栓组成，其特征是：两端均制有销孔的上片弹簧总成(9)和下片弹簧总成(8)的凸面朝上，中部分别固定了摆动销孔座(16)和(12)，这2个摆动销孔座分别铰接在升降滑套(21)上间隔一定距离的的2个摆动销轴(15)和(13)上，2副片弹簧总成同一侧的2个销孔分别铰接在安装有车轮轮毂(2)的轮毂座(4)的上下销轴(7)和(3)上，另一侧则铰接在安装有车轮轮毂(28)的转向节-转向节叉组合体(26)的上下销轴(25)和(27)上；在升降滑套(21)中部装有减振器梁(11)，在它的两端与同侧的轮毂座和转向节-转向节叉组合体之间，各铰接了1个筒式液压减振器(5)，减振器梁(11)的下方还装有2个橡胶限位块(24)；升降滑套(21)套装在升降支座(17)内的垂直导柱(18)和(19)上，在升降支座(17)上部的支座(20)和升降滑套(21)下部的耳座(23)之间以铰接方式安装着升降液压缸(22)；升降支座(17)固定在车辆的底盘梁架(10)上。

2.按照权利要求1所述的可升降的车辆弹性悬架装置，其特征是：上、下片弹簧总成中的弹性元件可以采用多片式片弹簧、少片式片弹簧或单片式片弹簧，上、下片弹簧总成可以相同，也可以不同；上、下片弹簧总成的中间销孔与两端部销孔之间的距离可以相等，也可以不等；中间的摆动销孔可以采用用紧固件安装单独摆动销孔座的形式，也可以在单片式片弹簧(36、37)上直接制出。

3.按照权利要求1所述的可升降的车辆弹性悬架装置，其特征是：铰接在上、下片弹簧总成两端用于安装车轮轮毂的部件，可以是整体的轮毂座，也可以是具有转向部件的转向节-转向节叉组合体；同一悬架装置两端的用于安装车轮轮毂的部件可以相同，也可以不同；两端所安装的车轮轮毂可以相同，也可以不同，可以用于从动轮，也可以用于驱动轮。

4.按照权利要求1所述的可升降的车辆弹性悬架装置，其特征是：该悬架装置在车辆底盘梁架上可以纵置，也可以横置；可以成对使用，也可以单独使用。

5.按照权利要求1所述的可升降的车辆弹性悬架装置，其特征是：上、下片弹簧总成的1端也可以不安装车轮而用吊耳(32)支承在升降滑套(21)相连接的构件上；吊耳(32)也可以用滑块(33)代替。

6.按照权利要求1所述的可升降的车辆弹性悬架装置，其特征是：上、下片弹簧总成中的一个也可以用铰接在升降滑套和轮毂座或转向节-转向节叉组合体之间的2根连杆(34)和(35)代替。

7.按照权利要求1所述的可升降的车辆弹性悬架装置，其特征是：升降支座(17)内的垂直导柱(18)和(19)也可以用只允许升降滑套(21)作垂直移动的其他公知形式的导向装置代替。

8.按照权利要求1所述的可升降的车辆弹性悬架装置，其特征是：升降液压缸也可以用2个一组的方式安装在升降支座的两侧；也可以用螺杆或齿条升降机构代替。

9.按照权利要求1所述的可升降的车辆弹性悬架装置，其特征是：当悬架装置不需要具有升降功能时，2个摆动销轴(15)和(13)可以直接或经过一个承力构件固定在底盘梁架上，同时取消升降滑套、升降支座和升降液压缸。

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