托臂总成、车辆悬架系统及使用该悬架系统的车辆的制作方法与工艺

本发明涉及托臂总成、车辆悬架系统及使用该悬架系统的车辆。

背景技术：
悬架系统是用于连接车架与车桥的导向及力传递装置，一般由弹性组件、导向装置、减振器和横向稳定杆组成，能够把路面作用于车轮上的力及力矩通过车桥传递到车架上，以及把发动机的牵引力和制动力等通过车桥传递到车轮上，并且通过弹性元件及阻尼元件衰减车架和车身的振动。按照结构的不同，悬架系统可分为非独立悬架和独立悬架，非独立悬架采用整体式车桥相连，两侧车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架的下面，其弹性组件多采用钢板弹簧、螺旋弹簧和空气弹簧；而独立悬架采用断开式车桥，两侧车轮分别通过独立悬架与车架相连，每侧车轮可单独运动，其弹性组件多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧。悬架系统对车辆的行驶平顺性和操纵稳定性均有重要的影响，悬架系统的可靠性还关乎乘员的人身安全。现有技术中典型悬架如申请号为200420019766.6、授权公告号为CN2671848Y的中国专利公开的大巴全空气后悬架，为托臂式的非独立悬架，包括整体式车桥、左右两个C形托臂、设置在各C形托臂延伸方向两端的气囊合件（即空气弹簧）、减振器，以及横向稳定杆和推力杆等，其中气囊合件作为弹性组件；车桥横跨在两个C形托臂之间并与两个C形托臂通过U形螺栓固定。现有技术中的上述形式悬架使用时，由于托臂处于弯扭组合的复合运动状态，左、右侧托臂的前端间距与后端间距容易在应力作用下发生改变，引起车桥不规则运动，导致轮胎偏磨等问题；并且左右托臂的扭转运动会影响U形螺栓的受力状态，降低托臂与车桥之间的连接可靠性，存在较大的安全隐患。另外，整体式车桥一般为壳状，现有的悬架系统使用过程中随着U形螺栓与车桥之间受力状态的改变，车桥桥壳经常出现被U形螺栓破坏的现象，使用寿命短，安全性不足。然而，为改善悬架系统的可靠性，现有技术均采取加大托臂质量的设计方法，增加了车辆的非簧载质量，会影响簧载质量与非簧载质量之比，车辆行驶时将会受到较大的来自路面的冲击，损害了车辆的行驶平顺性且增加了部件成本。另外，现有技术中的减振器是安装在气囊合件外侧，抗侧倾性能较差。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种可靠性高的车辆悬架系统，同时，本发明还提供了一种使用该悬架系统的车辆及该车辆悬架系统的托臂总成。本发明中托臂总成采用的技术方案是：托臂总成，包括中部用于与整体式车桥的两端分别固定连接的左托臂和右托臂，所述左托臂和右托臂的前端端部之间和/或所述左托臂和右托臂的后端端部之间设有连接梁，所述连接梁的两端分别与所述左托臂和右托臂固定连接或铰接。所述左托臂和右托臂为开口朝向相互背离的C形托臂，左托臂和右托臂的前端端部之间和后端端部之间均设有所述连接梁。所述左托臂和右托臂均为后端向外折弯的L形托臂，左托臂和右托臂仅在后端端部之间设有所述连接梁。所述连接梁为连接杆或板面朝向前后方向的连接板。本发明中车辆悬架系统采用的技术方案是：车辆悬架系统，包括左托臂、右托臂和横跨所述左托臂及右托臂且两端分别与左托臂和右托臂中部固定连接的整体式车桥，所述左托臂和右托臂的前端端部之间和/或所述左托臂和右托臂的后端端部之间设有连接梁，所述连接梁的两端分别与所述左托臂和右托臂固定连接或铰接。所述左托臂和右托臂为开口朝向相互背离的C形托臂，左托臂和右托臂的前端端部之间和后端端部之间均设有所述连接梁。所述左托臂和右托臂均为后端向外折弯的L形托臂，左托臂和右托臂在后端端部之间设有所述连接梁。所述车辆悬架系统包括设置在左托臂、右托臂端部的弹性组件和减振器，所述弹性组件设置在所述减振器的外侧。所述连接梁为连接杆或板面朝向前后方向的连接板。本发明中一种车辆采用的技术方案是：一种车辆，包括车架和车辆悬架系统，所述车辆悬架系统包括中部与整体式车桥两端分别固定连接的左托臂和右托臂，所述左托臂和右托臂的前端端部之间和/或所述左托臂和右托臂的后端端部之间设有连接梁，所述连接梁的两端分别与所述左托臂和右托臂固定连接或铰接。本发明采用上述技术方案，所述左托臂和右托臂的前端端部之间和/或所述左托臂和右托臂的后端端部之间设有连接梁，所述连接梁的两端分别与所述左托臂和右托臂固定连接或铰接，连接梁能够增强左托臂、右托臂和整体式车桥之间的稳定性，防止左、右侧托臂的前端间距和后端间距发生改变，从而可避免车桥的不规则运动和因此导致的轮胎偏磨；并且，设置连接梁能够改善横跨左托臂和右托臂的整体式车桥与左托臂和右托臂之间的连接件的受力状态，提高托臂与整体式车桥的连接可靠性，避免整体式车桥的桥壳被破坏，保证悬架系统的安全性；与此同时，连接梁改善了托臂承受的弯矩分布，从而有利于减轻托臂的质量，节约材料成本，降低车辆燃油消耗，并且能够降低车辆的非簧载质量，提高车辆的行驶平顺性。附图说明图1是本发明中车辆悬架系统的实施例一的结构示意图；图2是本发明中车辆悬架系统的实施例二的结构示意图。图中各附图标记对应的名称为：1-整体式车桥，2-C形托臂，3-L形托臂，4-连接杆，5-空气弹簧，6-减振器，7-U形螺栓，8-托臂盖板，91-V形推力杆支座，92-V形推力杆，93-直推力杆，101-横向稳定杆，102-吊臂，103-橡胶支座。具体实施方式本发明中车辆悬架系统的实施例一如图1所示，是一种用于车辆后桥的复合悬架系统，包括对应于整体式车桥1的两端设置的两只C形托臂2、设置在C形托臂2上的减振器6和空气弹簧5。两只C形托臂2分别为左托臂和右托臂，左托臂和右托臂均为C形且左托臂和右托臂的开口朝向相互背离。整体式车桥1横跨在两个C形托臂2前后方向的中间位置之间，两端与两个C形托臂2通过U形螺栓7固定。整体式车架上设有推力杆总成和横向稳定杆101总成。推力杆总成包括V形推力杆92和两平行的直推力杆93，V形推力杆92一端通过V形推力杆支座91与整体式车桥1铰接，另外两端用于与车架铰接；位于V形推力杆92下部的两个直推力杆93用于铰接于整体式车桥1与车架之间。该推力杆总成用于传递整体式车桥1与车架间的纵向力和横向力。横向稳定杆101总成与现有技术相同，包括横向稳定杆101、吊臂102和橡胶支座103，该总成用于布置于整体式车桥1与车架之间，能够减小车身的侧倾运动。C形托臂2与整体式车桥1连接处的上下表面分别覆盖有上、下托臂盖板8，以改善托臂的应力分布（主要承受弯矩）和托臂与整体式车桥1间的受力状态，提高U形螺栓7的连接可靠性。左托臂和右托臂的前端端部之间和所述左托臂和右托臂的后端端部之间分别焊接固定有连接杆4，其余部分相互分离，左托臂、右托臂和连接杆4组成托臂总成。连接杆4形成连接梁，能够增大左托臂和右托臂的横向刚度，增强左托臂、右托臂和整体式车桥1之间的稳定性，避免左、右侧托臂的前端间距和后端间距发生改变，进而避免车桥不规则运动和因此导致的轮胎偏磨；并且，设置连接梁能够改善整体式车桥1与左托臂和右托臂之间的连接件的受力状态，提高托臂与整体式车桥的连接可靠性，避免整体式车桥的桥壳被破坏，保证悬架系统的安全性；与此同时，改善了托臂承受的弯矩分布，从而有利于减轻托臂的质量，节约材料成本，降低车辆燃油消耗，并且能够降低非簧载质量，提高车辆的行驶平顺性。减振器6和空气弹簧5分别有四只，分别设置在左托臂、右托臂的前、后端部；在左右方向上，空气弹簧5设置在减振器6的外侧，与连接杆4和C形托臂2的连接处对应，能够增大空气弹簧5的跨距，从而提高车辆的抗侧倾性能。由于两C形托臂2之间设置了连接梁，增强了C形托臂2的抗弯扭性能，因此，C形托臂2有足够强度保证对设置在端部的空气弹簧5的支撑。本发明中车辆悬架系统的实施例二如图2所示，与实施例一的不同之处在于：本实施例中，托臂采用L形托臂3，前端设计为直梁结构，后端向外折弯，从而可以增大车辆行李舱的有效空间；同时，左托臂和右托臂仅在后端端部之间设置连接杆4作为连接梁。在其他实施例中，根据车辆的载荷状态，也可以在L形托臂3的前端加装连接梁。本发明中一种车辆的一个实施例包括车架和车辆悬架系统，其中车辆悬架系统即上述实施例中的车辆悬架系统；车架的结构可参考现有技术，其上设有位置与上述实施例中空气弹簧5和减振器6的位置对应的安装结构，车辆的具体结构此处不再赘述。本发明中托臂总成的一个实施例包括左托臂、右托臂和固定在左托臂和右托臂之间的连接梁，具体结构请参考上述车辆悬架系统的实施例，此处不再详细说明。在上述实施例中，左托臂和右托臂为C形托臂2或L形托臂3，连接梁为连接杆4，并对应于C形托臂2的前端、后端以及L形托臂3的后端设置。在本发明的其他实施例中，左托臂和右托臂也可以替换成其他形式的托臂，例如直梁形状的托臂，而连接梁也可以仅设置在两托臂的前端，连接梁的形式也可以采用杆件之外的其他形式，例如板面朝向前后方向的连接板。另外，上述实施例中连接梁与托臂是焊接固定，在其他实施例中，两者的连接方式也可以替换成其他形式，例如通过螺栓连接进行固定，以便更换、维护或者调整两托臂端部之间的间距；并且，连接梁也可以通过相应运动副与托臂铰接，同样可以防止左、右侧托臂的前端间距和后端间距发生改变，提高托臂与整体式车桥的连接可靠性，改善托臂承受的弯矩分布。再者，需要说明的是，连接梁与两侧托臂的连接位置并不局限于托臂上设置空气弹簧的位置，可根据托臂的实际受力情况进行调整，托臂的实际受力可以依靠现有技术中惯用的有限元分析进行确定，从而最优地改善悬架系统的受力，提高可靠性。