专利名称：油气悬挂机构及具有该悬挂机构的工程车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆悬挂系统领域，特别地，涉及一种油气悬挂机构及具有该悬挂机构的工程车辆。
背景技术：
对于一般的油缸，为了能让油缸在一定范围内摆动，在油缸两端采用球铰或万向节，球铰或万向节承受径向力作用。如油气悬挂油缸，其为连接车桥与车架的缓冲装置，作用是减轻汽车行驶时地面对车桥的冲击传递到车架，增加整车的舒适性。同时，为防止过多的振荡，在油气悬挂内加有阻尼孔，以迅速的衰减振动。如图1所示，常用的油气悬挂油缸的安装方式为销轴安装，即悬挂油缸上、下两端分别设置有上球头1和下球头2，同时在车架及车桥上留有一支座，油气悬挂油缸上、下两端分别通过各自的销轴与车架和车桥连接。采用该结构的油气悬挂油缸，对其连接铰链或万向节而言，受力为径向力，对铰链或万向节的承力要求较高，而且，连接关节布置在油缸的两端，从一定程度上限制了油缸的布置。为了降低整车重心，油缸上安装点需要尽量布置在车架上端，增加设计难度。同时，油缸要求布置在车架两边，当车架宽度大于车桥油缸安装点宽度时，需要对车架进行较大的改动才能布置悬架油缸。因此，有必要提供一种能有效的降低整车高度，增加整车稳定性，并且安装方式灵活且易于安装油气悬挂油缸机构。
发明内容
本发明目的在于提供一种油气悬挂机构及具有该悬挂机构的工程车辆，以解决现有工程车辆的油气悬挂系统与双胎车桥匹配使用时，由于车桥轮胎与车架之间间距小，油气悬挂油缸难以布置的技术问题。为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种油气悬挂机构，包括球铰座，具有内球面以及用于与车架相连的连接部；悬挂油缸，安装在球铰座上，悬挂油缸的缸体的中部具有呈球形凸出的球铰部，球铰部与球铰座的内球面相配合以构成铰接机构；悬挂油缸的活塞杆的伸出端具有与车桥铰接的铰接部。进一步地，球铰座包括相互扣合的第一半铰座和第二半铰座，连接部设置于第一半铰座或第二半铰座上。进一步地，第一半铰座和第二半铰座上分别设置有第一对接部和第二对接部，第一对接部和第二对接部上设置有相互配合的连接螺孔。进一步地，第一半铰座和第二半铰座的对接面与球铰部的沿水平方向的最大截面共面，第一对接部为设置于第一半铰座外周的第一水平环面板，第二对接部为设置于第二半铰座外周的第二水平环面板。进一步地，第一水平环面板上包括沿第一圆周等间距地设置的多个第一螺孔，第二水平环面板上包括沿第二圆周等间距地设置的多个第二螺孔，其中，第一圆周与第二圆周同轴同半径，且第一螺孔和第二螺孔的数量和半径均相同。进一步地，第一水平环面板或第二水平环面板的外周设置沿水平方向向外延伸的环部，环部的外径大于与其相对的水平环面板的外径以形成连接部，连接部上设置有沿圆周方向均布的第三螺孔。进一步地，球铰座的内侧设置有储油环槽，球铰座的外侧设置有与储油环槽连通且指向球铰座的中心的加油孔，所述加油孔内设置有加油螺塞。进一步地，球铰部的沿缸体轴向的包角弧度大于球铰座沿缸体轴向的包角弧度。进一步地，活塞杆的铰接部与缸体的下端之间设置有可伸缩的防尘套。根据本发明的另一方面，还提供了一种工程车辆，该工程车辆的车架与车桥之间通过上述油气悬挂机构连接。本发明具有以下有益效果悬挂油缸通过设置在缸体中部的球铰座与车架相连，将悬挂油缸的上连接点降低，进而能够有效地降低整车高度，降低重心，增加整车稳定性；另外，由于悬挂油缸安装在车架底部，而非车架侧面，因而可以有效的避免由于车架侧面与轮胎间距不足导致无法安装悬挂油缸的问题。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是现有油气悬挂油缸结构示意图；图2是本发明优选实施例的油气悬挂机构在车辆上的安装结构示意图；图3是本发明优选实施例的缸体剖面结构示意图；图4是本发明优选实施例的悬挂油缸与球铰座的组合结构示意图；图5是本发明优选实施例的第一半铰座及第一对接部的俯视结构示意；图6是本发明优选实施例的第二半铰座、第二对接部和连接部的仰视结构示意图；图7是本发明优选实施例的第一半铰座和第二半铰座的剖面结构示意图；以及图8是本发明优选实施例的悬挂油缸摆动角度示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图2和图3所示，根据本发明的一个方面，提供了一种油气悬挂机构，该油气悬挂机构包括悬挂油缸，悬挂油缸的缸体11的中部具有呈球形凸出的球铰部11a。相应地，车架的下底板20上设置有球铰座30，该球铰座30的内表面与球铰部Ila的外周相匹配，这样，球铰部可以安装在与球铰部Ila的形状相适应的球铰座30中，以使球铰部Ila与球铰座30构成铰接机构，进而使缸体11以球铰座30为支承座可摆动。球铰座30上设置有用于与车架的下底板20相连的连接部；悬挂油缸的活塞杆13的伸出端具有与车桥40铰接的铰接部13a。为了便于球铰座30的拆装，球铰座30可以包括相互扣合的第一半铰座31和第二半铰座32，用于与车架的下底板20相连的连接部可以设置在第一半铰座31上，也可以设置在第二半铰座32上。如图4所示，为了使第一半铰座31和第二半铰座32能够扣合在一起，并能够适应车辆行驶过程中的冲击，第一半铰座31和第二半铰座32上分别设置有第一对接部311和第二对接部321，第一对接部311和第二对接部321上设置有相互配合的连接螺孔。安装球铰座30时，将第一半铰座31和第二半铰座32套设在缸体11的球铰部Ila上，然后将第一对接部311和第二对接部321上的相互配合的连接螺孔对齐，最后利用螺栓将第一半铰座 31和第二半铰座32扣合在一起。第一半铰座31和第二半铰座32可以沿水平方向扣合在一起，也可以沿竖直方向扣合在一起。优选地，第一半铰座31和第二半铰座32沿水平方向扣合在一起，也就是说，第一半铰座31和第二半铰座32的对接面与球铰部Ila的沿水平方向的最大截面共面，第一对接部311为设置于第一半铰座31外周的第一水平环面板，第二对接部321为设置于第二半铰座32外周的第二水平环面板。也就是说，第一半铰座31从缸体11的上端向下穿过， 第二半铰座32从缸体11的下端向上穿过与第一半铰座31扣合。如图5和图6所示，为了使第一半铰座31和第二半铰座32能够紧密地扣合，并能承受车辆行驶过程中的各种冲击，可以在第一水平环面板(第一对接部311)和第二水平环面板(第二对接部321)上设置多对相互配合的螺纹孔，再用多个螺栓进行紧固。优选地，可在第一水平环面板上沿第一圆周等间距地设置有多个第一螺孔313，在第二水平环面板上沿第二圆周等间距地设置有多个第二螺孔323，其中，第一圆周与第二圆周的同轴同半径， 第一螺孔313和第二螺孔323的数量和半径均相同。为了节约安装空间，简化油气悬挂机构的结构，第一水平环面板或第二水平环面板的外周设置沿水平方向向外延伸的环部，环部的外径大于与其相对的水平环面板的外径以形成所述连接部。优选地，用于与车架的下底板20相连的连接部可以是沿第二水平环面板的径向向外伸出的第三水平环面板324，且第三水平环面板324的外径大于第一水平环面板的外径，以使第三水平环面板3M能够与车架的下底板20直接相连，而不会将第一水平环面板夹在中间。可以在第三水平环面板3M上设置多个沿圆周方向等间距布置的第三螺孔325，第三螺孔325可以用于实现将球铰座30与车架的下底板20相连的目的。实际上，第三水平环面板324与第二水平环面板为一体的面板，并没有明显的分界线，但是为了进行区分，图6中采用虚线将第三水平环面板324与第二水平环面板区分开，仅为了便于理解。如图7所示，由于球铰座30与缸体11的球铰部Ila之间能够产生相对运动，为了提高球铰座30与球铰部Ila之间的润滑性，球铰座30的内侧设置有储油环槽34，球铰座 30的外侧设置有与储油环槽34连通且指向球铰座30的中心的加油孔35，并且加油孔35 内设置有加油螺塞36。整车行驶时，车桥40与车架之间存在相对运动，因此，油缸的设计应能满足这种相对运动的需要，也就是说，缸体11以球铰座30为支点摆动的摆动幅度需要根据整车设计
5的尺寸及要求的通过能力来决定，即要满足整车要求。如图8所示，为了避免运行中缸体11与第一半铰座31和第二半铰座32之间发生干涉，球铰部Ila的沿缸体11轴向的包角弧度大于球铰座30沿缸体11轴向的包角弧度。也可以说，球铰部Ila的两端预留有未被球铰座30覆盖的预留弧部，预留弧部的弧长随缸体11的最大摆动角度的变大而变大，也就是说，可以根据悬挂油缸的缸体11的最大摆动角度的变化而改变球铰部Ila的预留弧部的弧长。换一个角度看，也可以利用公式 α彡min (Φ 1，Φ 2)来表示，其中，α为悬挂油缸的最大摆角，角Φ 1和角Φ 2分别为球铰部 Ila的上端和下端的预留弧部所对应的角度，若Φ1、Φ2小于悬挂油缸所需的最大摆角α， 则应该增加球铰座30的上端和下端的预留弧部的长度(或者说，应减小第一半铰座31和第二半铰座32的包角弧长，且减小包角弧长的同时还要能够满足球铰座30的受力要求)。为了防止灰尘通过随活塞杆13的伸缩运动而进入缸体11内，可以在活塞杆13的铰接部13a与缸体11的下端之间设置可伸缩的、具有弹性的防尘套50。根据本发明的另一个方面，还提供了一种工程车辆，该工程车辆的车架和车桥之间可以通过上述的油气悬挂机构连接。悬挂油缸的下端与车桥的连接方式不变，上端的连接点移动到油缸的中间位置。油缸与其它部件的连接采用螺栓连接，油缸安装好之后，上端可隐藏在车架箱体内部，节约整车底盘的高度。悬挂油缸可以布置在车架箱体的内部，有效利用了整车空间，利于其它零部件的布置，同时由于在箱体内，可以在一定程度上防止灰尘对油缸的污染。油缸管路可以从箱体内部布置，使整车更加美观。当总布置时，车架宽度大于车桥上油缸安装支架的宽度时，采用本发明提供的油缸悬挂机构最为适合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种油气悬挂机构，其特征在于，包括球铰座(30)，具有内球面以及用于与车架相连的连接部；悬挂油缸，安装在所述球铰座(30)上，所述悬挂油缸的缸体(11)的中部具有呈球形凸出的球铰部(11a)，所述球铰部(Ila)与所述球铰座(30)的内球面相配合构成铰接机构。
2.根据权利要求1所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述悬挂油缸的活塞杆(13)的伸出端具有与车桥GO)铰接的铰接部(13a)。
3.根据权利要求2所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述球铰座(30)包括相互扣合的第一半铰座(31)和第二半铰座(32)，所述第一半铰座(31)和所述第二半铰座(3 上分别设置有第一对接部(311)和第二对接部(321)，所述第一对接部(311)和所述第二对接部 (321)上设置有相互配合的连接螺孔。
4.根据权利要求3所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述连接部设置于所述第一半铰座(31)或所述第二半铰座(3 上。
5.根据权利要求4所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述第一半铰座(31)和所述第二半铰座(3 的对接面与所述球铰部(Ila)的沿水平方向的最大截面共面，所述第一对接部(311)为设置于所述第一半铰座(31)外周的第一水平环面板，所述第二对接部(321)为设置于所述第二半铰座(3 外周的第二水平环面板。
6.根据权利要求5所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述第一水平环面板上包括沿第一圆周等间距地设置的多个第一螺孔(313)，所述第二水平环面板上包括沿第二圆周等间距地设置的多个第二螺孔(323)，其中，所述第一圆周与所述第二圆周同轴同半径，且所述第一螺孔(31 和所述第二螺孔(323)的数量和半径均相同。
7.根据权利要求6所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述第一水平环面板或所述第二水平环面板的外周设置沿水平方向向外延伸的环部，所述环部的外径大于与其相对的水平环面板的外径以形成所述连接部，所述连接部上设置有沿圆周方向均布的第三螺孔 (325)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述球铰座(30) 的内侧设置有储油环槽(34)，所述球铰座(30)的外侧设置有与所述储油环槽(34)连通且指向所述球铰座(30)的中心的加油孔(35)，所述加油孔(3 内设置有加油螺塞(36)。
9.根据权利要求8所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述球铰部(Ila)的沿所述缸体 (11)轴向的包角弧度大于所述球铰座(30)沿所述缸体(11)轴向的包角弧度。
10.根据权利要求8所述的油气悬挂机构，其特征在于，所述悬挂油缸的活塞杆(13)的铰接部(13a)与所述缸体(11)的下端之间设置有可伸缩的防尘套(50)。
11.一种工程车辆，具有车架和车桥，其特征在于，所述车架和所述车桥之间通过权利要求1至10中任一项所述的油气悬挂机构连接。
全文摘要
本发明提供了一种油气悬挂机构及具有该悬挂机构的工程车辆。油气悬挂机构包括，球铰座，具有内球面以及用于与车架相连的连接部；悬挂油缸，安装在球铰座上，其中悬挂油缸的缸体的中部具有呈球形凸出的球铰部，球铰部与球铰座的内球面相配合以构成铰接机构；悬挂油缸的活塞杆的伸出端具有与车桥铰接的铰接部。本发明提供的油气悬挂机构的悬挂油缸通过设置在缸体中部的球铰座与车架相连，将悬挂油缸的上连接点降低，进而能够有效地降低整车高度，降低重心，增加整车稳定性。
文档编号B60G13/08GK102275481SQ20111015943
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者皮秋生 申请人:三一汽车起重机械有限公司