一种采用非独立斜置板簧悬架的汽车双前桥结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车悬架与转向系统，特别涉及带有转向功能的双前桥悬架的结构创新设计，属于汽车工程领域。
【背景技术】
[0002]车桥又称车轴，它最基本的功能是承受汽车的负荷，维持汽车在道路上正常行驶。按照结构要求，一些车桥需具备附加的功能，如车轮驱动、使车轮转向等。因此，车桥按附加功能的不同，可有下列三种基本类型:驱动桥、转向桥和支撑桥。双前桥是指汽车包含两个转向前桥，且两个车桥之间通过转向杆系连接。双前桥一般用于中重型商用车，双前桥汽车较单前桥汽车具有更好的承载能力和较小的转弯半径。
[0003]双前桥结构一般包括车架、转向系统、第一转向前桥和第二转向前桥，其中前桥又包括车桥与悬架系统。目前双前桥采用的转向系统均为多连杆转向系统，悬架系统均非独立板簧悬架。该悬架包含一个车桥和车架两侧的多片板簧，板簧沿车架纵向布置，板簧一端与车架铰接，另一端通过摆杆与车架铰接，车桥与两侧板簧的中间通过吊环等部件固定连接，其存在如下不足:1)由于纵置板簧结构关于车桥不对称，车辆在行驶过程中，板簧受载变形导致车轮定位参数变化范围较大，不利于整车操作稳定性，且车轮异常磨损严重；2)纵置多片板簧本质上属于串联结构，一旦其中任一板簧失效，即会导致整个悬架失效，其可靠性较差；3)车架两侧纵置板簧的侧向距离即为承载中心距，为了提高整车抗侧倾能力，必须增大承载中心距离，而导致车轮与车架或转向拉杆之间侧向距离减小，导致得车轮转向范围减小，使得整车机动灵活性不足；反之增大车轮转向范围，则承载中心距减小，整车抗侧倾能力降低。
[0004]中国专利文献(公开号CN104175824A和CN103963590A)公开了一种半独立式钢板悬架，该悬架采用斜置板簧的布置方式，具有改善车轮定位参数和增大承载中心距的特点。但是上述专利技术涉及的悬架板簧为多片复合板簧，且板簧与转向节之间允许相对运动，在车轮跳动过程中容易导致板簧与转向节磨损严重，极端载荷下甚至可能出现车轮侧向脱落的事故。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对商用汽车使用多片纵置板簧或者使用单片纵置板簧而强度不足的问题，提供一种采用非独立斜置板簧悬架的汽车双前桥结构，保证车辆的承载能力和可靠性，减小轮胎的异常磨损，同时增大承载中心距，进一步提高整车抗侧倾能力，有利于整车操作稳定性。
[0006]本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
[0007]—种采用非独立斜置板簧悬架的汽车双前桥结构，该结构包括车架、第一前桥、第二前桥和转向系统；所述第一前桥包括车架两侧的板簧悬架、第一整体式车桥、第一梯形转向机构和车轮；所述第二前桥包括车架两侧的板簧悬架、第二整体式车桥、第二梯形转向机构和车轮；所述的第一梯形转向机构包括第一前桥左侧转向节、第一前桥右侧转向节和第五连杆；所述的第二梯形转向机构包括第二前桥左侧转向节、第二前桥右侧转向节和第四连杆；每侧板簧悬架包括板簧、车桥连接构件和车架连接构件；车桥连接构件与第一整体式车桥固接，第一整体式车桥通过轮毂轴承单元和车轮连接；车架连接构件固定于车架上;
[0008]其特征在于:所述板簧采用四片斜置板簧，四片斜置板簧分别为第一片斜置板簧、第二片斜置板簧、第三片斜置板簧和第四片斜置板簧，每片斜置板簧一端和车架连接构件连接，另一端和车桥连接构件连接；所述第一片斜置板簧与第四片斜置板簧关于第一整体式车桥对称，第二片斜置板簧与第三片斜置板簧关于第一整体式车桥对称；第一片斜置板簧、第四片斜置板簧所确定的纵向对称中心面的交线与第二片斜置板簧、第三片斜置板簧所确定的纵向对称中心面的交线彼此平行或者共线；第一片斜置板簧与第四片斜置板簧所确定的纵向对称中心的夹角范围为60°?120°，第二片斜置板簧与第三片斜置板簧所确定的纵向对称中心的夹角范围为60°?120°。
[0009]优选的，第一片斜置板簧与第四片斜置板簧所确定的纵向对称中心面的夹角为90°，第二片斜置板簧与第三片斜置板簧所确定的纵向对称中心面的夹角为90°。
[0010]本发明的又一技术特征还在于:每片斜置板簧与车架连接构件之间设有橡胶垫板。
[0011]本发明的技术特征还在于:每片斜置板簧通过螺栓与车桥连接构件连接，且在螺栓上安装有橡胶衬套。
[0012]本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果:传统纵置多片板簧设计，为了提高整车抗侧倾能力，必须增大承载中心距离，而增大承载中心距离将导致车轮与车架或转向拉杆之间侧向距离减小，进而导致车轮转向范围减小，使得整车机动灵活性不足；反之增大车轮转向范围，则承载中心距减小，整车抗侧倾能力降低；本发明可以增大承载中心距离，有效减小车辆在行驶过程中车轮定位参数的变化量，同时斜置板簧本质属于并联机构，保证了车辆的承载能力和可靠性，减小了轮胎的异常磨损，同时其承载中心距较大，提高了整车抗侧倾能力，有利于整车操作稳定性。较现有技术(CN104175824A和CN103963590A)所涉及的半独立板簧悬架，本发明中两侧悬架同时与整体式车桥连接，不仅能够提高悬架整体刚度，改善车轮定位参数，而且能够大幅提高悬架系统的承载能力和可靠性；同时所述板簧为单片板簧，降低了加工、装配工艺难度，减少了生产成本，且板簧两端均通过螺栓固定，避免了 CN104175824A和CN103963590A中板簧与转向节的活动连接方式，能够确保悬架系统的可靠性。此外，由于采用非独立式悬架结构，车桥也大幅提高了悬架系统的承载能力和可靠性。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的整体结构示意图。
[0014]图2是转向系统示意图。
[0015]图3是悬架及转向节构件示意图。
[0016]图4是斜置板簧与车架连接构件示意图。
[0017]图5a是斜置板簧与车桥连接构件示意图。
[0018]图5b是斜置板簧与车桥连接构件剖面示意图。
[0019]图6是转向节结构图。
[0020]图7是车桥与车桥连接构件结构图。
[0021]图8是承载中心距对比图。
[0022]图9是车轮定位参数变化示意图。
[0023]图1Oa是车轮向左转向示意图。
[0024]图1Ob是车轮向右转向示意图。
[0025]图中:A—第一前桥，B一第二前桥，C一转向连杆机构，I一方向盘，2—转向器，3—第一摆杆，4一第一连杆，5—第二连杆，6—第三连杆，7—车架连接构件，8—第二摆杆，9一第四连杆，10—第二整体式车桥，11 一第一整体式车桥，12—斜置板簧，12a—第一片斜置板簧，12b—第二片斜置板簧，12c—第三片斜置板簧，12d—第四片斜置板簧，13—转向节，13a—第一前桥左侧转向节，13b—第一前桥右侧转向节，13c—第二前桥左侧转向节，13d—第二前桥右侧转向节，14 一车轮，15—车桥连接构件，16—车架，17—第五连杆，18—销钉，19一橡胶垫板，20—橡胶衬套，21—纵置板簧，L一纵置板簧承载中心距，Ltl一斜置板簧承载中心距。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明的结构、原理及【具体实施方式】作进一步的说明。
[0027]图1为本发明的整体结构示意图，该结构包括车架16、转向系统、第一前桥和第二前桥；所述转向系统由方向盘1、转向器2和转向连杆机构组成；所述第一前桥包括车架两侧的板簧悬架、第一整体式车桥11、车轮14和第一梯形转向机构；所述第二前桥包括车架两侧的斜置板簧悬架、第二整体式车桥10、车轮14和第二梯形转向机构；所述的第一梯形转向机构包括第一前桥左侧转向节13a、第一前桥右侧转向节13b和第五连杆17 ;所述的第二梯形转向机构包括第二前桥左侧转向节13c、第二前桥右侧转向节13d和第四连杆9。
[0028]所述第一前桥中的第一整体式车桥11通过两个斜置板簧悬架连接在车架16上，每个斜置板簧悬架结构包括四片斜置板簧，每片板簧一端通过螺栓和车架连接构件7连接，另一端通过螺栓和车桥连接构件15连接，车架连接构件7通过螺栓连接在车架上，车桥连接构件15则焊接于车桥16上，从而实现了第一整体式车桥11和车架16的连接。第一整体式车桥11两端通过销钉分别连接第一前桥左侧转向节13a和第一前桥右侧转向节13b，两个转向节均通过轴承轮毂单元和车轮连接。第一前桥左侧转向节13a和第一前桥右侧转向节13b均通过球头与第五连杆17铰接，实现第一整体式车桥11两侧车轮的同时转向功會K。
[0029]所述的四片斜置板簧，即第一片斜置板簧、第二片斜置板簧、第三片斜置板簧和第四片斜置板簧，每片斜置板簧一端和车架连接构件连接，另一端和车桥连接构件连接；所述第一片斜置板簧与第四片斜