CN222116466U - 单臂式独立悬架、多桥转向车辆底盘和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆领域，公开了一种单臂式独立悬架、多桥转向车辆底盘和车辆，所述单臂式独立悬架包括控制臂(1)和悬架油缸(2)，所述控制臂(1)的一端枢转连接于转向节(3)，另一端可相对枢转地连接至车架，且控制臂(1)和转向节(3)之间的枢转轴线与该转向节对应的主销轴线共线；所述悬架油缸(2)的底端球铰连接至转向节(3)，并允许该悬架油缸(2)至少能够绕与所述主销轴线垂直的枢转轴线相对转向节转动。该单臂式独立悬架将控制臂枢转连接于转向节而限制其自由度，由此可以采用非独立悬架中的悬架油缸及其安装方式，使悬架油缸能够在车辆行驶中相对转向节枢转，这改善了悬架油缸的承载条件，有效减小因侧向力导致的磨损。

Description

单臂式独立悬架、多桥转向车辆底盘和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，具体地涉及一种单臂式独立悬架。在此基础上，本实用新型还涉及一种多桥转向车辆底盘和具有其的车辆。

背景技术

悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的传力连接装置，用于将路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些力所形成的力矩传递到车架(或承载式车身)上，以保证车辆的正常行驶。根据车辆两侧的车轮运动是否相互关联，悬架可分为非独立悬架和独立悬架两种形式。其中，根据采用的弹性元件的不同，非独立悬架又分为纵置板簧式非独立悬架、螺旋弹簧非独立悬架、空气弹簧非独立悬架和油气弹簧非独立悬架等；根据车轮的运动形式，独立悬架可分为横臂式独立悬架、纵臂式独立悬架、烛式独立悬架和麦弗逊式悬架等。由于非独立悬架具有结构简单、制造和维修方便等优点，因而被普遍用于中、重型车辆中。

图1示出了用于全地面起重机等重型车辆中的两个转向桥，其上设有油气悬架和转向系统的部分部件。其中，两个所述转向桥分别为整体式车桥9，此处分别称为第一转向桥91和第二转向桥92，该第一转向桥91和第二转向桥92在车辆坐标系的X向彼此间隔布置，并在各自的两端分别设有转向节(未标记)，各个转向节通过包括纵向拉杆机构7、整体式梯形机构8等的转向传动组件彼此传动连接，以能够被操控为相对车桥同步转动，实现车辆转向。第一转向桥91和第二转向桥92上安装的油气悬架包括用于缓冲、减振的悬架油缸2以及用作导向机构的上推力杆131和下推力杆132，其中，悬架油缸2的一端通过悬架油缸下安装座5与转向节球铰连接，另一端用于与车架铰接。由此，尽管采用因采用整体式车桥9而使得两侧的车轮运动相互关联，但悬架油缸2与转向节(即与车桥)之间相对转动的自由度可允许其在车辆经过起伏路面时对垂直载荷保持良好的适应性。

如同其他非独立悬架，应用图1中所示的油气悬架的车辆存在诸多不利之处：当一侧车轮因道路不平而跳动时，将会影响另一侧车轮的工作，导致车辆操纵稳定性变差；采用整体式车桥需要设置笨重的车桥壳体，悬架簧下质量较大，当车辆高速行驶时轮胎接地性能差，不利于平稳行驶；由于底盘传动系布置等原因，采用非独立悬架还可能导致车架高度偏高，不仅影响车辆的通过性，在应用于起重机时还制约了起重臂架的结构设计空间和起重能力的提升。

为此，技术人员提出了如图2所示的可用于多桥转向车辆的独立油气悬架系统及配套的转向系统方案。其中，图2示出了在车辆坐标系的X向彼此间隔布置第一转向桥91和第二转向桥92，其各自的两端分别设有转向节3，车轮支承在该转向节3外端的转向节轴颈上。各个转向节3通过包括纵向拉杆机构7、断开式梯形机构6等的转向传动组件彼此传动连接，以能够被操控为相对车桥同步转动，实现车辆转向。断开式梯形机构6可以包括助力油缸、梯形摇臂、梯形拉杆、梯形节臂、安装支架等，用于转向助力驱动和协调左、右侧转向轮转角关系，保证转向操作时左右车轮按设定关系转向。第一转向桥91和第二转向桥92上安装的油气悬架包括悬架油缸2和控制臂1等，其中，悬架油缸2的一端通过底面安装法兰固定连接至转向节3的上端面，另一端用于与车架铰接。控制臂1形成为V形推杆的形式，其顶点端与转向节3的下端铰接(球铰连接)，另一端与车身安装板4铰接。由此，该独立悬架能够克服非独立悬架存在的上述不足。然而，由于悬架油缸2被固定于转向节3上将导致该悬架油缸2在车辆行驶过程中承受侧向力作用，需要对油缸活塞和缸筒的配合表面进行喷涂等耐磨处理，导致油缸密封和尺寸配合的设计难度增大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的悬架油缸因在车辆行驶过程中承受侧向力而容易导致磨损的问题，提供一种新的单臂式独立悬架，该单臂式独立悬架能够有效改善悬架油缸的承载条件，减小因侧向力导致的磨损。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种单臂式独立悬架，包括：

控制臂，该控制臂的一端枢转连接于转向节，另一端可相对枢转地连接至车架，且所述控制臂和该转向节之间的枢转轴线与该转向节对应的主销轴线共线；

悬架油缸，该悬架油缸的底端球铰连接至所述转向节，并允许该悬架油缸至少能够绕与所述主销轴线垂直的枢转轴线相对所述转向节转动。

优选地，所述转向节上设有悬架油缸下安装座，所述悬架油缸球铰连接至该悬架油缸下安装座。

优选地，所述悬架油缸下安装座枢转安装于所述转向节上，且所述悬架油缸下安装座和该转向节之间的枢转轴线与所述主销轴线共线。

优选地，所述转向节包括用于安装车轮的转向节轴颈和固定连接至该转向节轴颈并彼此相对布置的一对安装叉，该安装叉上形成有限定所述主销轴线的销轴孔，所述控制臂具有枢转连接至该销轴孔的销轴。

优选地，所述控制臂包括转向节连接头和分别从该转向节连接头延伸并呈V形布置的一对推力杆，所述销轴设于所述转向节连接头上，各个所述推力杆的远离所述转向节连接头的一端分别设有用于连接至所述车架的球铰接头。

优选地，所述转向节连接头形成有水平贯穿的中空部，以具有彼此相对的一对侧壁以及彼此相对顶壁和底壁，所述推力杆连接至所述底壁的与所述侧壁相接的部分。

优选地，一对所述推力杆具有相同的延伸长度。

优选地，所述车架包括水平设置的车身安装板，一对所述推力杆分别在该车身安装板所在的平面内延伸并通过所述球铰接头连接至所述车身安装板。

本实用新型的第二方面提供一种多桥转向车辆底盘，包括在车辆坐标系的X向彼此间隔布置的至少两个转向桥，各个所述转向桥上分别安装有上述单臂式独立悬架以及传动连接于不同所述转向桥的所述转向节之间的转向传动组件。

本实用新型的第三方面提供一种具有上述单臂式独立悬架或多桥转向车辆底盘的车辆。

通过上述技术方案，本实用新型的单臂式独立悬架将控制臂枢转连接于转向节而限制其自由度，由此可以采用非独立悬架中的悬架油缸及其安装方式，使悬架油缸能够在车辆行驶中相对转向节枢转，这改善了悬架油缸的承载条件，有效减小因侧向力导致的磨损。

附图说明

图1是现有技术中一种多桥转向车辆底盘的两个转向桥，其上设有非独立油气悬架和转向系统的部分部件；

图2是现有技术中一种多桥转向车辆底盘的两个转向桥，其上设有独立油气悬架和转向系统的部分部件；

图3是根据本实用新型一种优选实施方式的多桥转向车辆底盘的两个转向桥，其上设有本实用新型提供的单臂式独立悬架；

图4是图3中采用的单臂式独立悬架的立体图；

图5是图4中单臂式独立悬架的控制臂的立体图；

图6是图4中单臂式独立悬架的转向节的立体图，其上设有悬架油缸下安装座。

附图标记说明

1-控制臂；11-销轴；12-转向连接头；13-推力杆；131-上推力杆；132-下推力杆；14-球铰接头；2-悬架油缸；3-转向节；31-安装叉；32-销轴孔；33-横臂连接支座；4-车身安装板；5-悬架油缸下安装座；6-断开式梯形机构；7-纵向拉杆机构；8-整体式梯形机构；9-整体式车桥；91-第一转向桥；92-第二转向桥。

具体实施方式

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。

在本实用新型中，术语“枢转连接”或“枢转安装”、“球铰连接”等被用于描述不同部件之间的转动连接关系，其中，“枢转连接”或“枢转安装”是指不同部件之间可绕一个或两个特定枢转轴线相对转动地可转动连接，“球铰连接”是指不同部件以可绕一球心做三个独立的相对转动的运动副相互连接。在所描述的任一方案中，单臂式独立悬架中各部件之间关系还应当满足其作为车架与车桥(或车轮)之间的传力连接装置对自由度的要求，因此，在图1至图3所示的不同悬架中，只有在转向节3被枢转连接至整体式车桥9或控制臂1的情形下，才允许悬架油缸2球铰安装至转向节3上；而当转向节3与控制臂1球铰连接时，则应当将悬架油缸2设置为相对转向节3固定，以限制其相对自由度。

在本实用新型中，为了便于清楚说明，采用本领域惯用的车辆坐标系对部件或结构的相对方位进行说明，即原点与车辆质心重合，当车辆在水平路面上处于静止状态时，X轴平行于地面指向车辆前方，Y轴指向驾驶员的左侧，Z轴通过汽车质心指向上方。

参照图3至图6所示，根据本实用新型一种优选实施方式的单臂式独立悬架，包括分别连接至转向节3的控制臂1和悬架油缸2，其中，控制臂1的一端枢转连接至转向节3，另一端可相对枢转地连接至车架(如连接至车身安装板4)；悬架油缸2的底端球铰连接至转向节3，另一端可连接至车架。该单臂式独立悬架可安装于在车辆坐标系的X向彼此间隔布置的转向桥上，且各个转向节3通过包括纵向拉杆机构7、断开式梯形机构6等的转向传动组件彼此传动连接，以能够被操控为相对车桥同步转动，实现车辆转向。其中，控制臂1和该转向节3之间的枢转轴线与该转向节3对应的主销轴线共线，悬架油缸2至少能够绕与主销轴线垂直的枢转轴线相对转向节3。转动

由此，本实用新型的单臂式独立悬架通过将控制臂1枢转连接于转向节3而限制其自由度，由此可以采用非独立悬架中的悬架油缸及其安装方式，使悬架油缸2能够在车辆行驶中相对转向节3枢转，这改善了悬架油缸2的承载条件，有效减小因侧向力导致的磨损。

根据上述，本实用新型提供了一种与现有技术中诸多悬架不同的新的单臂式独立悬架，该单臂式独立悬架可以克服非独立悬架存在的诸多不足：实现了左右悬架运动的相互独立，避免了左右车轮的运动干涉现象，减小了车身倾斜和振动，提高了车辆行驶操稳性；相比非独立悬架，省去了车桥壳体，大大减轻了悬架簧下质量，很大程度改善了车辆高速行驶轮胎接地性能，从而提高整车平顺性与操纵稳定性；可以通过采用单独的减速箱体进行传动，以提高底盘离地间隙，改善了车辆道路行驶通过性；占用底盘横向空间小，便于通过改善底盘布置优化车架结构设计，降低车架重心高度。

在本实用新型提供的单臂式独立悬架中，控制臂1枢转连接至转向节3的部分可以与朝向车架延伸的部分形成为一个整体，在车轮发生跳动时，转向节3及车轮随控制臂1一同相对车架绕控制臂1和车架之间的枢转轴线摆动，使得控制臂1起到类似于不等长双横臂式独立悬架中不等长的上横臂和下横臂的作用，从而减小轮距变化幅度，降低轮胎横向滑移对地面附着的破坏程度，适于在转向轮中采用。

控制臂1和转向节3彼此之间的上述枢转连接关系可以以多种方式实现。典型地，转向节3可以包括用于安装车轮的转向节轴颈和固定连接至该转向节轴颈并彼此相对布置的一对安装叉31，各个安装叉31上形成有限定主销轴线的销轴孔32，且在两个安装叉31之间形成用于容纳控制臂1的转向节连接头12的横臂连接支座33，该横臂连接支座33允许转向节连接头12绕主销轴线在一定范围内相对转向节3枢转。相应地，如图5所示，控制臂1可以具有枢转连接至销轴孔32的销轴11，该销轴11可以与控制臂1的其他部分形成为一体并与销轴孔32配合，由此简化了控制臂的结构，降低零部件成本。

进一步地，在本实用新型一种较为优选的实施方式中，采用的控制臂1包括转向节连接头12和分别从该转向节连接头12延伸并呈V形布置的一对推力杆13，与转向节3的销轴孔32配合的销轴11设于转向节连接头12上，且各个推力杆13的远离该转向节连接头12的一端分别设有用于连接至车架(车身安装板4)的球铰接头14。由此，该控制臂1通过分别与车架球铰连接的球铰接头14实现控制臂与车架的相对枢转连接，其相对枢转轴线为两个球铰接头14的球心的连线，并且，利用彼此呈V形布置的一对推力杆13作为悬架导向装置，可以保证其具有相对较高的承载能力和传力稳定性，以保证车轮相对车架的运动规律。在替代实施方式中，控制臂1也可以设置为仅具有枢转连接至车架的一个推力杆。

继续参照图5所示，转向节连接头12可以形成有水平贯穿的中空部，以具有彼此相对的一对侧壁以及彼此相对顶壁和底壁，推力杆13连接至所述底壁的与所述侧壁相接的部分。由此，车轮上的垂直反力可以经由侧壁在顶壁和底壁之间传递，且推力杆13可以被稳固地连接至转向节连接头12，保证侧向力被可靠传递，由此显著简化了控制臂1的结构并保证悬架充分发挥其传力能力。

通常地，控制臂1的一对推力杆13可以设置为具有相同的延伸长度。其中，车架可以包括水平设置的车身安装板4，推力杆13可以在该车身安装板4所在的平面内延伸并通过球铰接头14连接至车身安装板4。

正如前述，在本实用新型中，控制臂1枢转连接于转向节3，悬架油缸2的底端球铰连接于转向节3，由此，本实用新型的单臂式独立悬架可以采用图1中所示的非独立悬架中的悬架油缸及其安装方式。从而，在车辆行驶过程中，悬架油缸2能够相对转向节3枢转，这改善了悬架油缸2的承载条件，有效减小因侧向力导致的磨损。

结合图4和图6所示，悬架油缸2通过悬架油缸下安装座5球铰连接至转向节3。具体地，悬架油缸下安装座5可以设于转向节3(的顶壁)上，悬架油缸2球铰连接至该悬架油缸下安装座5。当车辆行驶于不平整路面时，悬架油缸2的伸缩不仅使得车轮和转向节3随控制臂1相对车架枢转，同时还可以使得悬架油缸2相对转向节3枢转，以减小或避免悬架油缸2承受的侧向力，有效减小因侧向力导致的磨损。

此外，作为转向桥上的悬架，其悬架油缸2还可能受到转向操作过程中转向节3转动的影响。为此，悬架油缸下安装座5可以枢转安装于转向节3上，由此避免悬架油缸下安装座5随着转向操作过程中转向节3的转动而转动。其中，为了保证转向节3的强度，悬架油缸下安装座5和转向节3之间的枢转轴线可以与主销轴线共线，从而无需在转向节3上另行开孔，而可以使得悬架油缸下安装座5通过前述销轴孔32而枢转安装至转向节3上。

上述单臂式独立悬架可用于多桥转向车辆中，如全地面起重机、多桥转向半挂车等商用车辆。由此，本实用新型还提供一种多桥转向车辆底盘，如图3所示，该多桥转向车辆底盘包括在车辆坐标系的X向彼此间隔布置的至少两个转向桥，各个转向桥上分别安装有本实用新型提供的上述单臂式独立悬架以及传动连接于不同转向桥的转向节3之间的转向传动组件。其中，该转向传动组件包括纵向拉杆机构7和断开式梯形机构6等，以使得各转向节3及其上安装的转向轮能够被操控为相对车桥同步转动，实现车辆转向。

此外，本实用新型还提供一种包括上述单臂式独立悬架或多桥转向车辆底盘的车辆。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。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，包括各个具体技术特征以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。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种单臂式独立悬架，其特征在于，包括：

控制臂(1)，该控制臂(1)的一端枢转连接于转向节(3)，另一端可相对枢转地连接至车架，且所述控制臂(1)和该转向节(3)之间的枢转轴线与该转向节(3)对应的主销轴线共线；

悬架油缸(2)，该悬架油缸(2)的底端球铰连接至所述转向节(3)，并允许该悬架油缸(2)至少能够绕与所述主销轴线垂直的枢转轴线相对所述转向节(3)转动。

2.根据权利要求1所述的单臂式独立悬架，其特征在于，所述转向节(3)上设有悬架油缸下安装座(5)，所述悬架油缸(2)球铰连接至该悬架油缸下安装座(5)。

3.根据权利要求2所述的单臂式独立悬架，其特征在于，所述悬架油缸下安装座(5)枢转安装于所述转向节(3)上，且所述悬架油缸下安装座(5)和该转向节(3)之间的枢转轴线与所述主销轴线共线。

4.根据权利要求1所述的单臂式独立悬架，其特征在于，所述转向节(3)包括用于安装车轮的转向节轴颈和固定连接至该转向节轴颈并彼此相对布置的一对安装叉(31)，该安装叉(31)上形成有限定所述主销轴线的销轴孔(32)，所述控制臂(1)具有枢转连接至该销轴孔(32)的销轴(11)。

5.根据权利要求4所述的单臂式独立悬架，其特征在于，所述控制臂(1)包括转向节连接头(12)和分别从该转向节连接头(12)延伸并呈V形布置的一对推力杆(13)，所述销轴(11)设于所述转向节连接头(12)上，各个所述推力杆(13)的远离所述转向节连接头(12)的一端分别设有用于连接至所述车架的球铰接头(14)。

6.根据权利要求5所述的单臂式独立悬架，其特征在于，所述转向节连接头(12)形成有水平贯穿的中空部，以具有彼此相对的一对侧壁以及彼此相对顶壁和底壁，所述推力杆(13)连接至所述底壁的与所述侧壁相接的部分。

7.根据权利要求5所述的单臂式独立悬架，其特征在于，一对所述推力杆(13)具有相同的延伸长度。

8.根据权利要求5所述的单臂式独立悬架，其特征在于，所述车架包括水平设置的车身安装板(4)，一对所述推力杆(13)分别在该车身安装板(4)所在的平面内延伸并通过所述球铰接头(14)连接至所述车身安装板(4)。

9.一种多桥转向车辆底盘，其特征在于，包括在车辆坐标系的X向彼此间隔布置的至少两个转向桥，各个所述转向桥上分别安装有根据权利要求1至8中任意一项所述的单臂式独立悬架以及传动连接于不同所述转向桥的所述转向节(3)之间的转向传动组件。

10.一种车辆，其特征在于，具有根据权利要求1至8中任意一项所述的单臂式独立悬架或根据权利要求9所述的多桥转向车辆底盘。