一种钢板弹簧悬架系统及含有其的工程车辆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可补偿干涉运动的钢板弹簧悬架系统，包括第一推力杆、第二推力杆、第一固定支座和第二固定支座以及安装机构，系统通过设于第一固定支座和第二固定支座之间的安装机构，使车桥和钢板弹簧之间形成相互转动及相互滑动运动，消除车桥和钢板弹簧间的运动干涉。该安装机构可为滑块、转轴的组合，在转轴上可设置有转轴凸缘及阻尼垫圈，吸收车桥和钢板弹簧在车体横向上的相互位移运动产生的能量，增强稳定性。本实用新型解决了车桥和钢板弹簧之间运动干涉导致的轴转向问题，可有效改善车轮磨损问题，延长悬架系统的使用寿命，提高工程车辆的可靠性和安全性能。
【专利说明】一种钢板弹簧悬架系统及含有其的工程车辆
【技术领域】
[0001]本实用新型属于工程车辆悬架【技术领域】，具体来说是涉及一种钢板弹簧悬架系统以及含该钢板弹簧悬架系统的工程车辆。
【背景技术】
[0002]现行各种工程车辆基本上都是钢板弹簧悬架系统，钢板弹簧具有一定弹性，同时也具有较强的刚性。如图1所示，钢板弹簧与固定在车桥上的支座通过U形螺栓固定连接，钢板弹簧的左端卷耳通过弹簧销与车架支座铰接连接，右端与后悬挂支架滑动连接，车桥与推力杆支架通过两根第一推力杆铰接，该两根第一推力杆相对于车架中心线对称左右水平布置。事实上，工程车辆的载荷一般较大，当路面起伏不平时车桥会上下跳动，钢板弹簧发生变形，钢板弹簧与车桥存在干涉运动，这种干涉运动的后果导致发生变形，引起车桥的轴转向运动，加剧轮胎的磨损，严重时可导致推力杆断裂，影响行驶的稳定性和安全性。
实用新型内容
[0003]本实用新型的钢板弹簧悬架系统，解决的技术问题是可补偿钢板弹簧与车桥之间的干涉运动。
[0004]为实现上述目的，本实用新型钢板弹簧悬架系统包括钢板弹簧、第一固定支座、第二固定支座，第一推力杆，所述钢板弹簧的前后两端分别与前悬挂支架和后悬挂支架连接，所述第一固定支座固定在所述钢板弹簧的中部，所述第二固定支座固定在车桥上，设置在第一固定支座的两侧，所述第一推力杆沿车架纵向方向设置在车体一侧，所述第一推力杆的一端与推力杆支架铰接，另一端与车桥铰接，第一固定支座与第二固定支座之间设有安装机构，该安装机构能使所述第一固定支座与所述第二固定支座形成相对转动和相对滑动。
[0005]进一步地，悬架系统还包括第二推力杆，所述第二推力杆的第一端与车架铰接，另一端与车桥中部的车桥上支座铰接，所述第二推力杆与所述第一推力杆平行或大致平行。
[0006]进一步地，安装机构包括转轴和滑块，所述转轴和所述滑块转动连接，所述转轴的轴线沿车架横向方向延伸并与所述第一固定支座连接，所述滑块与所述第二固定支座滑动连接。
[0007]进一步地,所述转轴沿车架横向方向上整体穿过所述第一固定支座,并与所述第一固定支座相对转动。
[0008]进一步地，所述第二固定支座上设置有容腔，所述滑块置于所述容腔内沿所述车体的纵向方向滑动。
[0009]进一步地，所述容腔包括内容腔和外容腔，沿车架横向方向上贯通，所述容腔朝向所述钢板弹簧一侧的部分为内容腔，所述容腔背向所述钢板弹簧一侧的部分为外容腔，所述外容腔的开口大于所述内容腔的开口，所述转轴的一端穿过所述滑块伸出至所述外容腔。[0010]进一步地，所述第二固定支座包含相互吻合的第一支座和第二支座，所述第一支座和第二支座吻合形成所述容腔。
[0011]进一步地，所述转轴为中间大两端小的形状，所述滑块朝向所述钢板弹簧侧的端面与所述第一固定支座的外侧端面之间的部位形成阶梯状的转轴凸缘。
[0012]进一步地，所述滑块朝向所述钢板弹簧侧的端面与所述转轴凸缘的端面之间设有阻尼垫圈。
[0013]本实用新型相对于现有技术的有益效果是，在车桥上下跳动或悬架系统受力变形时，补偿车桥与钢板弹簧之间的干涉运动，消除车桥的轴转向运动，从而消除轮胎的非正常磨损。
[0014]本实用新型的另一方面提供一种工程车辆，该工程车辆包括如上所述的钢板弹簧悬架系统。
[0015]本实用新型的工程车辆相对于现有技术，在车桥上下跳动或悬架系统受力变形时，车桥与钢板弹簧之间的干涉运动得到补偿，消除了车桥的轴转向运动，轮胎的非正常磨损得到减小，保证了车辆行驶的稳定性和安全性。
[0016]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0018]图1是现有技术中钢板弹簧悬架系统结构示意图；
[0019]图2是本实用新型的实施例钢板弹簧悬架机构结构主视图；
[0020]图3是主视图中钢板弹簧中部局部放大视图；
[0021]图4是盖板及第二固定支座的结构示意图；
[0022]图5是盖板与第二固定支座形成容腔的结构示意图；
[0023]图6是转轴、滑块和弹簧钢板的具体结构示意图；以及
[0024]图7是转轴、滑块在容腔中相对位置关系及相互运动示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]I，前悬挂支架2，推力杆支架3，第二推力杆
[0027]4，车桥上支座6，钢板弹簧7，后悬挂支架
[0028]8，第二固定支座 9，盖板91，盖板凸缘
[0029]10，第一固定支座 101，第一固定支座凸缘11，车桥
[0030]12，转轴13，滑块14，第一推力杆
[0031]15，弹簧销16，转轴凸缘17，容腔
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0033]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。方位词“左、右”通常是针对附图所示的横向而言的。
[0034]在图1至图4中，“左、右”方向是指车体纵向方向，对应车行的前后方向，也即图中标示的L方向，图5至图7中，“左、右”方向是指车体横向方向。
[0035]请参考图2。在钢板弹簧悬架系统中，因钢板弹簧6、第一固定支座10、第二固定支座8、第一推力杆14是成对对称于车体纵向轴线设置的，故以车桥的单侧为例进行说明。如图2所示，本实用新型实施例的钢板弹簧悬架系统中，包括钢板弹簧6、第二固定支座8、第一固定支座10、第二推力杆3、第一推力杆14，其中，车架上固定有前悬挂支架1、推力杆支架2以及后悬挂支架7，第二固定支座8通过U型螺栓固定在钢板弹簧6中部，所述钢板弹簧6的前端具有卷耳，该卷耳通过弹簧销15与车架上的前悬挂支架I可转动地连接；钢板弹簧6的后端与车架上的后悬挂支架7连接；第一固定支座10固定在车桥11上，所述第一固定支座10在所述第二固定支座8的两侧沿车体横向方向对称布置；第一推力杆14的前端与推力杆支架2铰接，后端与车桥的外侧端铰接。
[0036]如图2所示，第一固定支座10和第二固定支座8之间设有安装机构，该安装机构能使第一固定支座10和所述第二固定支座8之间形成相互滑动和相互转动的可补偿车桥11和钢板弹簧6干涉运动，从而防止了车桥轴转向运动导致轮胎的异常磨损。钢板弹簧悬架系统还包括第二推力杆3，第二推力杆3在所述车桥11的中部与车架上的推力杆支架2铰接，如前所述，所述车桥11的两端分别通过第一推力杆14与车架上的推力杆支架2铰接，其中，第一推力杆14沿着车体纵向方向上延伸，第二推力杆3与第一推力杆14平行设置或大致平行设置。现有技术中的悬架系统中只有第一推力杆14，本实用新型的技术方案中，增加了第二推力杆3能起到限制车桥11运动轨迹，更好补偿车桥11和钢板弹簧6之间的干涉运动。
[0037]下面结合图3对该安装机构进行进一步阐述。
[0038]请参见图3。安装机构包括滑块13和与滑块13转动连接的转轴12，转轴12的旋转轴沿车体横向方向延伸，转轴12与第二固定支座8连接，因第二固定支座8与钢板弹簧6固定连接，第一固定支座10与车桥固定连接，实质上，相对转动反应的实际是钢板弹簧和车桥之间的运动关系。转轴12与第二固定支座8连接的形式，可以是固定连接，也可以是可转动地连接。如图3所示，第一固定支座10和第二固定支座8相对转动的角度用Θ角描述。同时，所述第一固定支座10与滑块13相对形成沿车架纵向方向的滑动连接。该滑动连接有各种实现形式，例如滑块13作为一个大的整体或是作为一个小的部件均可。本领域技术人员可理解的是，滑块13可设置在第二固定支座8上，滑块13与第二固定支座8相对形成沿车架纵向方向的滑动。图3示出了滑块13与第一固定支座10形成沿车架纵向方向的滑动连接的结构示意图。
[0039]为提高工艺制作效率以及装拆的便利，以及形成良好的转动副，该安装机构中的滑块13可设置在第一固定支座10中的开口朝向钢板弹簧6的容腔17内，在容腔17中沿车体纵向方向滑动，而转轴12与滑块13转动连接。转轴12与第二固定支座8优选转动连接；转轴12优选地从第二固定支座8中整体穿过，以实现本实用新型的第一固定支座10和第二固定支座8之间形成相对滑动及相对转动的目的。
[0040]滑块13可以为特定形状，只要滑块13相对滑动的接触面平滑地滑动即可，优选地，该滑块13设置成矩形，滑块13中沿车体横向方向上设置供转轴12转动的孔。[0041]如图3、图6及图7所示，该孔优选为通孔，转轴12的端部穿过通孔与滑块13形成转动连接。
[0042]如图4、图5所示，容腔17优选为沿车架横向方向上贯通的空间。本实施例中，容腔17由第一固定支座10和盖板9共同吻合形成，滑块13设置在容腔17内。容腔17在车体的横向方向上贯穿第一固定支座10和盖板9，且沿车体的纵向方向延伸；滑块13在容腔17内沿车体的纵向方向滑动。为防止滑块运动时从容腔17的靠近车体外侧的方向脱出，盖板9在车体外侧沿着车体纵向方向设有盖板凸缘91，第一固定支座10在车体外侧沿车体纵向方向设有第一固定支座凸缘101,盖板凸缘91和第一固定支座凸缘101相互吻合设置,在朝向钢板弹簧6的一侧沿车体纵向方向共同形成容腔端面171，使容腔17朝向所述钢板弹簧6的容腔开口即内容腔的大小大于朝向外侧的容腔开口即外容腔大小。
[0043]如图5所示，容腔17在容腔端面171处，呈阶梯形而分成内容腔和外容腔，容腔的远离钢板弹簧的一端为外容腔，在竖直方向的延伸长度小于其靠近钢板弹簧的内容腔在竖直方向的延伸长度，滑块13与内容腔形成滑动配合。转轴12穿过滑块13向外侧延伸至外容腔。这样，就可以为频繁转动和滑动的部件加注润滑剂，以及可以更好地装配；其中，第一固定支座10和盖板9的吻合方式可以有多种形式，只要能形成良好吻合以及形成工滑块13滑动的容腔17即可。
[0044]本领域技术人员可以理解的是，可以只在第一固定支座10朝向钢板弹簧6的一侧设置容腔17，而不另设盖板9。容腔17为朝向所述钢板弹簧6的空腔，容腔17能容纳滑块13在其中沿着钢板弹簧6的前后方向也就是车架的纵向方向上滑动，而转轴12与滑块13转动连接。该结构形式下，转轴12、滑块13、容腔17与第二固定支座8之间同样可以加注润滑剂，以使得安装机构的部件能更好地运转。
[0045]为了更好地理解本实用新型技术方案，下面对其实现原理进行阐述。
[0046]在一根第二推力杆3和车体两侧的第一推力杆14的基础上,第二固定支座8和第一固定支座10之间通过增加含滑块13与转轴12的安装机构，使得第一固定支座10和所述第二固定支座8之间既可相对滑动运动，也能相对转动运动。因第一固定支座10固定在车桥上，第二固定支座8固定在钢板弹簧6上，将车桥11的圆弧运动转换为上下运动和车桥11相对钢板弹簧6沿车体纵向方向运动。也即行驶过程中车桥上下跳动时，车桥11的运动轨迹在水平方向的位移分量由滑块13的滑动得到补偿，消除了车轮相对地面的水平方向滑移，减少了轮胎的磨损。
[0047]在车辆运动过程中，车体横向方向上可能处于倾斜状态，特别是在路面颠簸不平时更明显和频繁。如图6所示，钢板弹簧6、第二固定支座8和第一固定支座10之间，滑块13和转轴12之间可能产生沿着车体横向方向上(见图7中的右图中标记为w方向)的相对运动，若不加以限制，相邻端面可能会发生贴合、摩擦、碰撞而影响悬架系统使用寿命，严重时会影响行驶安全。为进一步解决上述问题，本实用新型的转轴12上设置转轴凸缘16，改善整体机构的使用性能。下面以滑块13和第二固定支座8之间设置转轴凸缘16为例进行说明。
[0048]请参见图6。滑块13在固定于钢板弹簧6中部的第二固定支座8的两侧对称布置，滑块13除了在容腔17内沿着车体纵向运动外，还可能沿车体横向(即图7右图中标记为w方向)有微小的位移。如滑块13沿“w”方向横向运动时，滑块13和第二固定支座8相邻的端面与转轴凸缘16发生接近或分离，滑块13的另一端面则与容腔17的容腔端面171分离或接近。转轴凸缘16位于转轴12靠近钢板弹簧6 —侧、第二固定支座8远离钢板弹簧6 —侧之间的部位，且转轴凸缘16的端面与所述滑块13的内侧之间留有一定间距。
[0049]请参见图7。本实施例中，转轴12沿车体横向方向上贯穿第二固定支座8，即转轴12形成中间大两头小的形状，这样，第二固定支座8上需要的通孔相应增大以通过该转轴
12。另本领域技术人员可理解的是，转轴12还可为三段式的阶梯状，如第一段穿过第二固定支座8或与第二固定支座8连接，第一段的轴线沿车体横向方向上延伸，第二段与第一段垂直，第三段与第二段垂直，第三段的轴线沿车体横向方向上延伸，也可以实现相应的技术效果。
[0050]该转轴凸缘16和所述滑块13相对的端面之间可套设有阻尼垫圈(图中未示出)，以吸收该车体横向方向上的冲击，同时又不阻止转轴12和与之转动运动的部件相互之间的运动。
[0051]考虑到实现顺畅的相对转动实质上是我们要达到的技术目的之一，阻尼垫圈和相邻端面之间的贴合间隙不宜过小而阻碍相对转动；同样，套在转轴12上的阻尼垫圈的外径大小保持在合适的范围内，阻尼垫圈的外径和转轴凸缘16的外圆周直径最好相同；阻尼垫圈的尺寸以能覆盖转轴凸缘16与滑块13相邻的端面面积为宜。
[0052]本实用新型实施例中的技术方案，能使钢板弹簧相对于车桥既可前后水平移动又可相对转动，从而使得在车桥上下跳动或悬架受力变形时，车桥与钢板弹簧之间的运动干涉得到补偿，消除了车桥的轴转向运动，减少轮胎的非正常磨损。
[0053]本实用新型还提供一种工程车辆，该工程车辆含有上述实施例所述的可补偿干涉运动的钢板弹簧悬架系统，该工程车辆，在车桥上下跳动或悬架受力变形时，车桥与钢板弹簧之间的运动干涉可得到补偿，可消除车桥的轴转向运动，减少轮胎的非正常磨损。
[0054]以上结合附图详细描述了本实用新型的各种优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0055]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在可能的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种钢板弹簧悬架系统，包括钢板弹簧、第一固定支座、第二固定支座，第一推力杆，所述钢板弹簧的前后两端分别与前悬挂支架和后悬挂支架连接，所述第二固定支座固定在所述钢板弹簧的中部，所述第一固定支座固定在车桥上，设置在第二固定支座的两侧，所述第一推力杆沿车架纵向方向设置在车体一侧，所述第一推力杆的一端与推力杆支架铰接，另一端与车桥铰接，第一固定支座与第二固定支座之间设有安装机构，该安装机构能使所述第一固定支座与所述第二固定支座形成相互转动和相互滑动，所述相互转动的轴线方向沿车体横向方向，所述相互滑动方向沿车体纵向方向。
2.如权利要求1所述的钢板弹簧悬架系统，其特征在于:系统还包括第二推力杆，所述第二推力杆的第一端与车架铰接，另一端与车桥中部的车桥上支座铰接，所述第二推力杆与所述第一推力杆平行或大致平行。
3.如权利要求1所述的钢板弹簧悬架系统，其特征在于:所述安装机构包括转轴和滑块，所述转轴和所述滑块转动连接，所述转轴的轴线沿车架横向方向延伸，所述转轴与所述第二固定支座连接，所述滑块与所述第一固定支座滑动连接。
4.如权利要求3所述的钢板弹簧悬架系统，其特征在于:所述转轴沿车架横向方向上穿过所述第二固定支座，所述转轴与所述第一固定支座相对转动。
5.如权利要求4所述的钢板弹簧悬架系统，其特征在于:所述第一固定支座上设置有容腔，所述滑块置于所述容腔内可沿所述车体的纵向方向滑动。
6.如权利要求5所述的钢板弹簧悬架系统，其特征在于:所述容腔包括内容腔和外容腔，并沿车架横向方向上贯通，所述内容腔朝向所述钢板弹簧一侧，所述外容腔背向所述钢板弹簧一侧，所述内容腔的开口大于所述外容腔的开口，所述转轴穿过所述滑块伸出至所述外容腔。
7.如权利要求5所述的钢板弹簧悬架系统,其特征在于:所述第一固定支座包含第一支座和第二支座，所述第一支座和第二支座吻合形成所述容腔。
8.如权利要求7所述的钢板弹簧悬架系统，其特征在于:所述转轴为中间大两端小的形状，所述滑块朝向所述钢板弹簧侧的端面与所述第二固定支座的外侧端面之间的部位形成阶梯状的转轴凸缘。
9.如权利要求7所述的钢板弹簧悬架系统，其特征在于:所述滑块朝向所述钢板弹簧侧的端面与所述第二固定支座的外侧端面之间的部门设有阻尼垫圈。
10.一种工程车辆，其特征在于:该工程车辆包括如权利要求1至9任一项所述的钢板弹簧悬架系统。
【文档编号】B60G11/10GK203713455SQ201420083420
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】宁介雄, 孙乐, 张虎 申请人:中联重科股份有限公司