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用于电动重型车辆的悬架系统的制作方法

2022-02-25 21:09:53 来源:中国专利 TAG:


1.本说明书总体上涉及用于电动重型车辆的悬架系统。


背景技术:

2.内燃机重型车辆可构造有后轮驱动以提高初始加速度并增加牵引力。对减少化石燃料燃烧的兴趣日益增加,导致努力提供电动重型车辆。为了电力推进此类车辆,可能需要大型电池组。电池组可能在车辆中定位较低,比如沿着车辆的底盘,并且可能具有大的占地面积,导致沿车辆下侧的封装限制。此外,车辆底板的低竖直定位以及因此底盘和电池组的低竖直定位在重型车辆中可能是期望的,以实现其高效装载和卸载。
3.电池组的大尺寸和车辆的低底板可能需要对各种车辆部件和系统进行修改。例如,由于后轮之间的空间被车辆底板占据,车辆可以构造成前轮驱动而不是后轮驱动。后轮之间缺乏封装空间也可能需要对车辆后轮处的悬架系统进行调整。此外,可能期望修改车辆前轮处的悬架系统以适应前轮的机动化。


技术实现要素:

4.在一个示例中,上述问题可以由用于车辆的系统解决,该系统包括经由第一叉形臂和第二叉形臂联接到车辆框架的轮毂组件,以及在相对端处联接到第一链接件和第二链接件的空气弹簧,第一链接件和第二链接件中的每一个都枢转地联接到车辆的框架,第二链接件还枢转地联接到第一叉形臂,其中,空气弹簧可以相对于车辆定位在轮毂组件上方。这样,可以通过定位空气弹簧来为低底板重型车辆提供空气悬架系统,以便不干扰轮毂组件的驱动轴并增加车辆的车厢底板的降低。
5.在一些示例中,车辆可以在前轮毂组件和后轮毂组件两者上方设置有空气弹簧,其中前轮毂组件处的空气弹簧的构造可以与在后轮毂组件处的空气弹簧的构造不同。例如,在前轮毂组件处,第二链接件可以是调平链接件,其设置成在最大扩张位置和最大压缩位置之间保持空气弹簧的基本轴向压缩。此外,在后轮毂组件处,空气弹簧可以固定地联接到单个后桥,该单个后桥联接到后拖车轮。这样,空气弹簧可以不使用任何延伸其长度的轴向引导结构,通过减少在前轮毂组件和后轮毂组件处的阻碍或专用部件(例如,引导结构、独特构造的空气弹簧等)的总数来允许易于制造和维护。因此,空气悬架系统可适用于构造为前轮驱动的低底板重型车辆。
6.应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征,所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
7.图1示出了具有低底板的车辆的示例的仰视图。
8.图2示出了图1的车辆的侧视图。
9.图3示出了可以在图1和2的车辆中实施的前悬架系统的示例。
10.图4示出了处于第一位置的图3的前悬架系统的示例。
11.图5示出了处于第二位置的图3的前悬架系统的示例。
12.图6示出了可以在图1和2的车辆中实施的后悬架系统的示例。
13.图7示出了图6的后悬架系统的示例的详细视图。
14.图8示出了图6的后悬架系统的示例的分解图。
15.图9示出了具有支柱和轴向引导结构的双叉形臂悬架系统的示例。
16.图1至9大致按比例示出。
具体实施方式
17.以下描述涉及用于电动重型车辆的悬架系统。车辆可以具有低底板以能够轻松地将物体装载和卸载到车辆的车身上。在一些示例中,低底板可以是具有集成电池组的车辆的底盘,如图1和2所示。为了适应底盘和集成电池组的如此低的定位,车辆可能采用前轮驱动。然而,在车辆中实施前轮驱动可能需要重新构造车辆的前悬架系统。在前桥处的空气悬架系统的示例在图3中示出。前悬架系统可组合双叉形臂悬架和空气弹簧。空气弹簧可构造有调平链接件,以适应双叉形臂悬架的角度变化,而无需安装轴向引导件。调平链接件可以排除阻碍或专用部件,比如图9的支柱和轴向引导结构。双叉形臂悬架的角运动和调平链接件响应于角运动的枢转在图4和图5中示出,其中前桥空气悬架系统分别示出为处于第一位置和第二位置。还可以在车辆的后桥处实施空气悬架系统。后悬架系统的示例在图6中示出。后悬架系统在图7和图8中进一步详细示出。
18.图1-9示出了具有各个部件的相对定位的示例性构造。如果示出为彼此直接接触或直接联接,则至少在一个示例中,这样的元件可以分别称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,示出为彼此连续或相邻的元件可以分别是彼此连续或彼此相邻的。作为示例,放置为彼此共面地接触的组件可以称为共面地接触。作为另一示例,在至少一个示例中,定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔而没有其它部件的元件可以被如此称呼。作为又一示例,彼此上/下、彼此相对侧或彼此左/右地示出的元件可以相对于彼此如此称呼。此外,如附图中所示,在至少一个示例中,最顶上的元件或元件的位置可称为部件的“顶部”,而最底下的元件或元件的位置可称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。这样,在一个示例中,在其它元件上方示出的元件垂直地位于其它元件上方。作为又一示例,在附图中描绘的元件的形状可称为具有如此形状(例如,诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、倒角的、成角度的,等等)。此外,在至少一个示例中,示出为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步,在一个示例中,示出为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。
19.现在转向图1,重型车辆100可具有电气系统,电气系统构造有作为提供用于推进的电能的原动机的电池组102。提供一组坐标系101以用于在所示视图之间进行比较,其指示y轴、x轴和z轴。在一个示例中,y轴可以与重力和竖直方向平行,x轴可以与水平方向平行,并且z轴可以与车辆100的横向方向和纵向轴线平行,例如,与车辆100的长度平行。车辆
100可以是多种车辆类型中的一种,包括轻型商用车、不同尺寸的公共汽车、中型和重型卡车、专职车辆等。电池组102可以是能量存储装置,其构造成向车辆100的电气系统的各个部件递送电力,包括向联接到车辆100的前轮104和/或后轮106的马达供应电流。电池组102可以沿着车辆100的底盘108、在前轮104和后轮106之间、沿着车辆100的长度110的一部分延伸。电池组102的宽度112可以类似于后轮106的最内侧轮子之间的距离。
20.在一个示例中,车辆100的底盘108可以是其中集成电池组102的滑板底盘108,例如,与滑板底盘108形成连续单元。滑板底盘108可以沿着车辆100的长度110的比电池组102更大的部分从前轮104后面的点延伸到车辆的后端116。然而,在其它示例中,滑板底盘108的长度可以变化,例如,滑板底盘108可以比图1中描绘的更短。在一个示例中,如图2中车辆100的侧视图200所示,滑板底盘108可以是形成车辆100的底板的平台。滑板底盘108可以由结实、耐用、坚固的材料形成,比如铝、钢、纤维增强材料和/或其它复合材料,其能够承受和支承大负载。
21.电池组102可以嵌入滑板底盘108中,例如封围在滑板底盘108中的凹部中,以形成单个集成结构,因此也可以结合到车辆100的底板中。电池组102的底面202可以形成滑板底盘108的底表面204的一部分。因此,电池组102可以相对于滑板底盘108的y轴在下部区域处在滑板底盘108内偏置。然而,在其它示例中,电池组102可以替代地在滑板底盘108的上部区域处被偏置,其中电池组102的上表面206形成滑板底盘的上表面208的一部分108。在其它示例中,电池组102可以沿着滑板底盘108的高度210的大部分延伸。
22.滑板底盘108可以提供关于车辆100的高效组装和封装的各种益处。例如,滑板底盘108可以容易地扩展,允许附连不同类型的车身。电池组102在车辆100中的低竖直(例如,相对于y轴)定位可以提供均匀且平衡的重量分布,而不会不利地影响车辆100的整体平衡(取决于车辆10的有效负载的高度)。相反,在一些示例中,电池组102的低竖直定位甚至可以改善车辆100的整体平衡。此外,将电池组102定位在车辆底板中可以增加车厢空间,同时将电池组102封围在耐用的刚性结构中,该结构支承和保护电池组102免于与碎屑、移动的车辆部件等接触。
23.在一些情况下,车辆100可以被操作来运输货物,这可能需要从储存厢212手动装载和卸载物体,如图2所示,储存厢212定位在滑板底盘108上方。为了增加装载/卸载的便利性,储存厢212的底板(例如滑板底盘108)可相对于y轴保持尽可能低,同时提供足够的地面间隙。此外,如图1所示,沿x轴限定的滑板底盘108的宽度可以类似于车辆100的宽度111,以最大化储存厢212的储存容量,除了在后轮106之间的区域处,滑板底盘108的宽度可以类似于最内侧后轮106之间的距离。
24.如图1所示,滑板底盘108可以从前轮104后面沿车辆100的长度110的中点延伸到车辆100的后端116。滑板底盘108的低定位,例如储存厢212的底板的宽度以及滑板底盘108的宽度可能妨碍将传动系联接到车辆100的后桥140。因此,由于前轮104之间的可用的封装空间,车辆100可以构造为前轮驱动,允许在前轮104处实施动力系124和传动系120。
25.动力系124包括马达118,其布置在车辆100的前端114和滑板底盘108的前边缘109之间以及前轮104之间。马达118可以构造成接收来自电池组102的电力。在一个示例中,马达118可以是马达/发电机,其能够将机械能转换为电能以对电池组102再充电。马达118可以联接到传动系120,传动系120继而连接到前轮104的驱动轴122。传动系120可以包括诸如
变速器和差速器之类的部件。动力系124还可包括当变速器为自动时布置在马达118与变速器之间的变矩器,或者当变速器为手动或单档直接驱动时布置在马达118与变速器之间的离合器。因此,由马达118从电池组102汲取的电力可以被转换成扭矩以经由传动系120驱动前轮104的旋转。后轮106可以是拖车轮(例如,非驱动轮),其在单个车桥152上独立旋转。交叉链接件154可以从后轮106的车桥152延伸到滑板底盘108以用于支承。具体地,交叉链接件154可以确保在车辆100的后悬架系统(例如,156;如下文详细讨论的)的整个运动范围内的期望车桥路径。此外,交叉链接件154可以确保车桥运动沿着x轴受到限制。
26.车辆100可以包括在前轮104处的第一或前悬架系统126以允许车厢134的底板132和前轮104之间的相对运动。车厢134可以是定位在前轮104上方并由前轮104支承的乘客厢,如图2所示。如图1所示,车厢134的底板132可以在滑板底盘108的前缘109和车辆100的前端114之间延伸并且横跨车辆100的宽度111。在一些示例中,车厢134的底板132可以例如沿y轴竖直地定位得比滑板底盘108高,使得底板132下方可以提供比滑板底盘108下方更大的地面间隙,以及用于前轮104之间的传动系12和动力系124的空间。在一个示例中,车厢134的底板132可以与滑板底盘108连续,从而底盘和车厢134的底板132的竖直位置的调整一致发生。然而,在其它示例中,车厢134和滑板底盘108可以是独立的单元并且底板132和滑板底盘108的例如高度的竖直位置可以单独调节。
27.前悬架系统126可以包括独立的双叉形臂或a形臂悬架128,其在每个前轮104处具有沿y轴竖直堆叠的成对叉形臂(如图3-5所示并在下面进一步描述)。当构造为双叉形臂悬架128时,前悬架系统126可以容易地调整和优化,提供比诸如麦弗逊支柱、多链接件悬架等之类的其它类型的悬架系统更轻和更紧凑的机构。此外,双叉形臂悬架可以为前轮104的驱动轴122提供更大的间隙。
28.车辆100还可以包括在后轮106处的第二或后悬架系统156以允许滑板底盘108和后轮106之间的相对运动。后悬架系统156可以包括比前悬架系统126更简单的构造(例如,具有更少的部件),因为后轮106可以相对于前轮104在x-z平面中以减少的枢转运动操作(例如,后轮106可能不是转向轮,因此基本上在车辆100转弯期间可能不枢转)。
29.在一个示例中,前悬架系统126和后悬架系统156中的每一个可以构造成空气悬架系统,其中空气泵或压缩机可以用于为前悬架系统126和后悬架系统156中的每一个提供动力。空气可被泵入一个或多个柔性、可扩张装置,从而使装置充气并从车辆100的前桥组件(例如,驱动轴122、动力系124、传动系120)或后桥组件(例如,车桥152)升高滑板底盘108。在车辆100中实施空气悬架系统126、156可以提供比钢弹簧悬架系统或板簧悬架系统更平稳的乘坐质量。
30.柔性、可扩张装置可以是空气弹簧130(在图1中可见,定位在前悬架系统126处,但也存在于后悬架系统156中),空气弹簧130的至少一部分由诸如橡胶之类的柔性、耐用材料形成,并且易于充气和放气。空气弹簧130的充气/放气可以基于至少一个高度传感器136来调节,该高度传感器136联接到车厢134的底板132和/或滑板底盘108以测量底板132和/或滑板底盘靠近空气弹簧130的竖直位置108。每个空气弹簧130的压力可以由压力传感器138监测。至少一个高度传感器136和压力传感器138可以通信地联接到控制器150,控制器150可以是电子的控制单元(ecu)。
31.控制器150可以是计算装置,比如包括处理器单元、非暂态计算机可读存储介质装
置、输入/输出端口、存储器和数据总线的微型计算机。包括在控制器150中的计算机可读存储介质装置可以可编程有计算机可读数据,该计算机可读数据表示可由处理器执行的用于执行各种控制例程和方法的指令。控制器150可以从车辆100的操作者接收请求以执行各种控制例程和方法。
32.例如,一个空气弹簧130可以定位在每个轮毂组件126、156处,并且控制器150可以接收来自操作者的请求,以通过使空气弹簧130同时或独立地压缩或扩张来降低或升高车厢134的底板132和/或滑板底盘108。在一些示例中,所有的空气弹簧130可响应于操作者的请求而同时压缩或扩张以降低或升高底板132。在一些示例中,仅空气弹簧130的一部分(例如,定位在车辆100的第一侧处)可以同时压缩或扩张,而不压缩或扩张空气弹簧130的其余部分(例如,定位在车辆100的第二侧处,第二侧与第一侧相反)。在这样的示例中,可以通过仅压缩/扩张空气弹簧130的一部分来减少压缩空气消耗(以及由此能量消耗)。作为示例,空气弹簧130在车辆100的左侧或右侧的一部分可以响应于来自操作者的请求而被压缩以分别在左侧或右侧处使车辆100下降(例如,路缘侧,比如当操作者或乘客离开车辆100时)。作为另一示例,响应于来自操作者的请求,在车辆100的前侧(例如,定位在前轮毂组件126处)或后侧(例如,定位在后轮毂组件156处)上的空气弹簧130的一部分可以被压缩,以分别使车辆100在前侧或后侧处下降(kneel)。在附加或替代示例中,空气弹簧130或其部分可被顺序压缩或扩张。例如,空气弹簧130的一部分(例如,定位在前轮毂组件126处)可以同时被压缩或扩张,然后空气弹簧130的其余部分(例如,定位在后轮毂组件156处)可以同时被压缩或扩展。
33.控制器150可以从车辆100的多个传感器(例如,至少一个高度传感器136、压力传感器138等)接收各种信号,并且利用这些信息基于指令来操作车辆100的各种致动器。例如,当车辆100遇到不平坦的地形时,控制器150可以从至少一个高度传感器136接收数据以确定车厢134的底板132是否定位得足够高,以在前轮104处避开底板132和驱动轴122之间的接触。车辆100可以包括图1中未示出各种其它传感器,以监测各种操作条件,比如尤其发动机传感器,以监测诸如压力、温度、速度等之类的参数。
34.前悬架系统126的一部分的立体图300在图3中示出。图3中示出了双叉形臂悬架128之一,其包括堆叠在第二叉形臂304上方并与其间隔开的第一叉形臂302。第一叉形臂302和第二叉形臂304可以具有相似的几何形状和尺寸,使得第一叉形臂302的正投影可以基本上与第二叉形臂304沿y轴的正投影重叠。第一叉形臂302和第二叉形臂304可以通过在第一叉形臂302的第一端308和第二叉形臂304的第一端310之间沿y轴延伸的立柱306链接。立柱306可以固定地联接到前轮之一的前轮毂组件303,例如,经由焊接、紧固件等附连到前轮之一的前轮毂组件303,例如图1和图2中所示的前轮104。第一叉形臂302的第二端312和第二叉形臂304的第二端314可以联接到车辆的框架316。车架316可以支承并连接到车厢的底板,例如图1和图2所示的车厢134的底板132。
35.前悬架系统126还可以包括空气弹簧130,如上所述,其相对于车辆(例如,沿y轴的正方向)定位在前轮毂组件303上方并且基本上垂直于y轴。以这种方式构造空气弹簧130相对于替代构造(例如,相对于y轴基本上对角,沿x轴至少部分地邻近前轮定位等)可以允许增加车厢底板的降低。此外,通过将空气弹簧130定位在前轮毂组件303(及其相应的驱动轴)上方,空气弹簧130可以不干扰驱动轴与轮子的期望联接。因此,本文没有采用成本过高
和特定于构造的设计。因此,应当理解,本文所述的空气弹簧130可以相对容易地在多种类型的重型车辆中实施。这样,本公开的一般化构造可以在重型车辆中实施,以方便其装载/卸载,易于实施并且成本降低。
36.如图3所示,空气弹簧130具有气囊305,该气囊305可以联接到杆318并且部分地围绕杆318。气囊305可以由诸如橡胶之类的柔性、耐用材料形成,并且空气弹簧130的杆318可以由更刚性的材料形成。杆318相对于y轴的上部部分(未示出)可以突出到空气弹簧130的内部容积中。气囊305的底部边缘320可以围绕杆318密封,使得气囊305是封闭结构,并且气囊305内部的空气不与气囊305外部的空气交换。气囊305可以通过在气囊305的顶部和附连到车架316的第一支架324之间延伸的第一链接件或上部链接件322连接到车架316,第一链接件322枢转地联接到第一支架324。
37.第一链接件322可以具有第一三角形部分326和第一板328,第一三角形部分326远离空气弹簧130的顶部向上延伸,第一三角形部分326固定地(例如,永久地)联接到第一板328。第一板328可以经由紧固件(例如,螺栓;未示出)附连(直接联接)到空气弹簧130的顶部,在第一板328和气囊305之间形成密封连接部,并且将空气弹簧130锚固到车架316。第一链接件322的第一三角形部分326可以通过第一紧固件330联接到第一支架324。第一三角形部分326可以固定到第一支架324,使得第一链接件322不相对于第一支架324或车架316移动。例如,无论气囊305的充气/放气或第一叉形臂302的倾斜,空气弹簧130的中心轴线332与车架316的平面(由虚线334表示的平面的横截面)之间的角度α基本上不改变。
38.杆318可以通过第二链接件或下部链接件336附连到第一叉形臂302。类似于第一链接件322,第二链接件336可以具有相对于第一链接件322的第一三角形部分326倒置定向的第二三角形部分338,第二三角形部分338固定地联接到第二板340。第二链接件336的第二板340可以经由紧固件(例如,螺栓;未示出)附连(直接联接)到空气弹簧130的杆318的底部。在一些示例中,第二链接件336可以在杆318和第二支架(图3中未示出)之间延伸,第二链接件336通过经由控制臂衬套348联接到第二支架而枢转地联接到车架316。第二链接件336可绕控制臂衬套348的中心轴线枢转,同时由穿过控制臂衬套348的中心轴线的第二紧固件342保持。
39.第二链接件336可以是调平链接件336,其构造成在第一叉形臂302在目标角度范围内枢转期间抑制空气弹簧130的屈曲,目标角度范围在下面进一步详细描述。因此,调平链接件336的三角形部分338可以通过第二紧固件342枢转地联接到第一叉形臂302。具体地,可以将调平链接件336在第二紧固件342处到第一叉形臂302的联接构造成允许空气弹簧130和第一叉形臂302相对于彼此枢转。例如,中心轴线332和第一叉形臂302的平面(由虚线344表示的平面的横截面)之间的角度β可以随着前悬架系统126的操作而变化。气囊305可以充气或放气以调节车厢底板相对于前桥组件的高度,从而导致空气弹簧130的高度346相应地增加或减少。气囊305的充气/放气可导致至少第一叉形臂302相对于x-z平面(例如,相对于水平面)倾斜。在一些示例中,第二叉形臂304可以与第一叉形臂302一致地倾斜。
40.第一叉形臂302和第二叉形臂304的倾斜可以通过在第一叉形臂302和第二叉形臂304各自的第一端308、310处布置诸如球形接头之类的可枢转接头来实现。随着气囊305充气并且空气弹簧130的高度346增加,第一叉形臂302的第一端308可以相对于y轴被向下驱动。相反随着气囊305放气并且空气弹簧130的高度346降低,第一叉形臂302的第一端308可
以相对于y轴被向上拉动。如上所述,空气弹簧130可以在第一链接件322处固定地联接到车架316,从而阻止空气弹簧130相对于车架316的旋转运动。在没有允许空气弹簧130和第一叉形臂302之间的旋转运动的第二链接件336的情况下,杆318可能被迫变得与中心轴线332未对准,例如杆318可能变得相对于中心轴线332倾斜。杆318的倾斜可能使气囊305变形,增加泄漏的可能性。此外,高度346的最大变化(例如,降低)可以通过杆318的倾斜来减小。
41.在其中空气弹簧130固定(例如,不可枢转)联接到第一叉形臂302的空气悬架系统中,第一叉形臂302的倾斜可以经由沿空气弹簧130的高度346延伸的轴向引导结构来补偿。在一些示例中,轴向引导结构可以构造成活塞部件和汽缸部件(例如,麦弗逊支柱),这两个部件配合以允许纵向运动,同时保持空气弹簧130的同轴压缩/扩张。在附加或替代示例中,轴向引导结构可以围绕空气弹簧130同心地定位(类似于上部带螺旋弹簧的减震器)。在一些示例中,轴向引导结构可以进一步将叉形臂302、304中的一个或两个链接到车架316。然而,轴向引导结构在这种构造中可能带来封装挑战,因为轴向引导结构可能会与传动轴干涉。此外,将空气弹簧130固定到第一叉形臂302可导致第一叉形臂302和第二叉形臂304上的角度范围变窄,从而减小高度346的最大变化。
42.例如,并且如图9的立体图900所示,双叉形臂悬架系统926可包括定位在上叉形臂902和下叉形臂904之间的空气弹簧906。空气弹簧906沿其中心轴线908的压缩/扩张可通过将空气弹簧906联接到支柱910和/或延伸空气弹簧908的长度的轴向引导结构912基本保持。支柱910可以经由一个或多个紧固件914不可枢转地固定到下叉形臂904。轴向引导结构912也可以是不可枢转地固定到下叉形臂904(例如,经由一个或多个紧固件;未示出)。尽管将轴向引导结构912示出为杆,但是可以实施其它构造,比如围绕空气弹簧906的机械弹簧。
43.与图3中示出的前悬架系统126相比,双叉形臂悬架系统926可以包括数量增加的阻碍或专用部件。例如,支柱910和/或轴向引导结构912可以阻碍驱动轴(未示出)直接联接到包括双叉形臂悬架系统926的车辆的轮毂组件(未示出)。此外,在其中轴向引导结构912被包括在双叉形臂悬架系统926中的示例中,空气弹簧906可以特别适合于接纳和顺应轴向引导结构912。
44.然而,并且再次参照图3,通过使前悬架系统126与调平链接件336相适应,可以在没有此类阻碍或专用部件并且不会干涉驱动轴的情况下保持空气弹簧130的位置和对准,同时仍然允许第一叉形臂302(和第二叉形臂304)枢转通过目标角度范围。目标角度范围可取决于前悬架系统126的构造,比如空气弹簧130、叉形臂302、304和车架316的具体构造,以及控制臂衬套(例如,控制臂衬套348、包围第一紧固件130的控制臂衬套等)的机加工规格。在一个示例中,目标角度范围可以包括高达30度的旋转。在其它示例中,取决于前悬架系统126的构造,目标角度范围可以是各种角度范围,比如高达20度或高达50度。这样,空气弹簧130可构造在前悬架系统126中,以用于基本上轴向压缩而无需任何延伸其长度的引导结构。
45.空气弹簧130的压缩和扩张联接到第一叉形臂302和第二叉形臂304的枢转。如图4和图5所示,在空气弹簧的压缩和扩张期间,第一板328和第二板340可以保持基本彼此平行。图4示出了处于第一、最大扩张位置的前悬架系统126的第一侧视图400,而图5示出了处于第二、最大压缩位置的前悬架系统126的第二侧视图500。可以是图1和3的空气弹簧130的空气弹簧在图4和图5中表示为机械弹簧402,以便更清楚地示出弹簧压缩和扩张。
46.前悬架系统126的第一、最大扩张位置可由第一平面(第一平面的横截面由虚线404表示)限定,第一平面与处在第一位置的第一叉形臂302的平面(由虚线344表示)相连。前悬架系统126的第二、最大压缩位置可由第二平面(第二平面的横截面由虚线406表示)限定,第二平面与处在第二位置的第一叉形臂302的平面相连。可以与第二叉形臂304同时枢转运动的第一叉形臂302可以在第一平面和第二平面之间自由枢转。因此,第一叉形臂302和第二叉形臂304可以在目标角度范围内自由枢转,目标角度范围的上限可以由第一平面和第二平面之间的角度γ限定。
47.虽然在图4和图5处没有明确地示出(但上面参照图3进行了描述),第一叉形臂302和第二叉形臂304的各自的第一端308、310可以联接到立柱306,并且第一叉形臂302和第二叉形臂304的各自的第二端312、314可以联接到车架(例如,316)。因此,随着第一叉形臂302和第二叉形臂304在第一位置和第二位置之间枢转,立柱306可以相对于车辆的框架移动。
48.空气弹簧可以在相对端处联接到上部链接件322和调平链接件336,其可以包括相应的第一三角形部分326和第二三角形部分338以及相应的第一板328和第二板340。如图所示,上部链接件322和调平链接件336可以通过分别保持第一板328和第二板340的位置来基本保持空气弹簧的轴向压缩。上部链接件322可以枢转地联接到车架(例如,316),如上面参照图3描述的。调平链接件336还可以枢转地联接到车辆的车架,调平链接件336从空气弹簧和第一叉形臂302处的联接件延伸到车辆的车架,如以上参照图3进一步描述的。具体地,调平链接件336可以包括从第二板340延伸到第二联接元件352的第一联接元件350,第一联接元件350和第二联接元件352彼此枢转地联接。第二联接元件352可以从第一联接元件350延伸到第二支架354,第二联接元件352枢转地联接到第二支架354。
49.如图所示,第二联接元件352可以能够与第一叉形臂302和第二叉形臂304同时枢转,使得随着第一叉形臂302和第二叉形臂304枢转通过目标角度范围,第二板340可以保持基本平行于第一板328。因此,随着前悬架系统126从第一、最大扩张位置移动到第二、最大压缩位置,可基本保持第一叉形臂302的平面和中心轴线332之间的角度β。
50.空气悬架系统也可设置在车辆(例如,100)的后桥152处,如图6-8所示。因此,后悬架系统156的示例的立体图600在图6中示出。后轮106可以联接到后桥152,其中后桥152可以沿x轴从后桥152的第一端602上的最外侧后轮106延伸到后桥152的相对的第二端604上的最外侧后轮106。车辆构造成前轮驱动,后桥152可以不被驱动,并且后轮106可以围绕后桥152自由旋转。后桥152可以是相对于车辆固定就位,既直接联接到车辆的滑板底盘(例如,108),又经由悬架杆(例如,交叉链接件154、侧向支承链接件606等)进一步联接到滑板底盘。后桥152还可以联接到防倾杆608。防倾杆608还可以经由一种或多种类型(例如,三种类型)的衬套联接到滑板底盘。这样,防倾杆608可保持后悬架系统156沿y轴的基本自由运动。此外,当后桥152的一侧(例如,左侧或右侧)上的后轮106由于不平坦的驾驶表面升高/未对准时,防倾杆608可以减轻车辆的侧倾和/或提供整体稳定性。在一些示例中,为了提供附加的制动扭矩,每个后轮106都可以设置有鼓式制动器。
51.后悬架系统156可以包括空气弹簧130(上面参照图3更详细地描述),空气弹簧130相对于车辆(例如,沿y轴的正方向)定位在后轮毂组件上方(下面参照图7和图8更详细地描述)并且相对于y轴基本垂直。以这种方式构造空气弹簧130相对于替代构造(例如,相对于y轴基本上对角,沿x轴至少部分地邻近后轮定位等)可以允许增加滑板底盘(例如,108)的降
低。此外,通过将空气弹簧130定位在后轮毂组件上方,空气弹簧130可以不干涉后桥152到后轮106的期望联接。因此,应当理解,本文所述的空气弹簧130可以相对容易地在多种类型的重型车辆中实施。这样,本公开的一般化构造可以在重型车辆中实施,以方便其装载/卸载,易于实施并且成本降低。
52.空气弹簧130可以经由链接件610固定地联接到后桥152。因此,链接件610可以在其一端(例如,第一端602或第二端604)处从空气弹簧130延伸到后桥152。具体地,并且分别如图7和图8的详细视图700和分解图800所示,链接件610可以包括沿着轴线802(轴线802平行于y轴)竖直地联接的第一联接元件702、第二联接元件704和板706。
53.如图所示,板706可以经由紧固件(例如,螺栓;未示出)附连(直接联接)到空气弹簧130的杆318的底部。第一联接元件702可以沿着轴线802从板706延伸到第二联接元件704,第一联接元件702固定地(例如,永久地)联接到板706和第二联接元件704中的每一个。第二联接元件704可以沿着轴线802从第一联接元件702延伸到后桥152,第二联接元件704经由紧固件(例如,螺栓;未示出)附连(直接联接)到后桥152。在一个示例中,第二联接元件704可以设置有分别与设置在后桥152中的多个孔710互补的多个孔708。因此,链接件610可以经由分别设置在互补对的孔708和710中的多个紧固件附连(直接联接)到后桥152。
54.空气弹簧130可直接定位在后轮毂组件703上方,使得空气弹簧130的压缩可允许滑板底盘(例如,108)的降低增加。具体地,气囊305的压缩可通过链接件610沿轴线802竖直引导,链接件610与空气弹簧130对齐以迫使杆318直接压入气囊305中。这样,空气弹簧130可构造在后悬架系统156中,以用于基本上轴向压缩而无需任何延伸其长度的引导结构。
55.这样,为低底板电动重型车辆提供了空气悬架系统。空气悬架系统可包括分别定位在低底板电动重型车辆的轮毂组件上方的空气弹簧。在一个示例中,第一对空气弹簧可以分别竖直地定位在成对前轮毂组件上方,而第二对空气弹簧可以分别定位在成对后轮毂组件上方。将第一对空气弹簧和第二对空气弹簧分别竖直定位在前轮毂组件和后轮毂组件上方的技术效果是,相对于替代空气悬架系统构造,可以增加低底板电动重型汽车的车厢底板的降低。
56.在一些示例中,关于轮毂组件,第一对空气弹簧可以与第二对空气弹簧不同地构造。例如,第一对空气弹簧中的每一个可以经由第一链接件和第二链接件枢转地联接到低底板电动重型车辆的框架,并且第二对空气弹簧可以经由第三链接件固定地联接到低底板电动重型车辆的单个后桥。具体地,考虑第一对空气弹簧、第一链接件和第二链接件可以设置在给定空气弹簧的相对端处,允许给定空气弹簧的基本轴向压缩而没有物理轴向约束。通过经由其各自的枢转运动提供相应增加的运动范围,第一链接件和第二链接件还可以允许给定空气弹簧的增加的压缩。具体地,考虑第二对空气弹簧,第三链接件可以相对于低底板电动重型车辆直接定位在给定空气弹簧的下方,以对其提供直接轴向压缩。因此,第一对空气弹簧和第二对空气弹簧都可以不设有延伸其长度的引导结构。如上所述构造第一对空气弹簧和第二对空气弹簧的技术效果是:空气悬架系统可以适用于电动重型车辆(例如前轮驱动)的特定传动系构造,同时不干扰轮毂组件的驱动轴,并通过减少阻碍或专用部件(例如,引导结构)的总数来允许更容易的制造和维护。
57.在一个示例中,一种用于车辆的系统,该系统包括经由第一叉形臂和第二叉形臂联接到车辆框架的轮毂组件,以及在相对端处联接到第一链接件和第二链接件的空气弹
簧,第一链接件和第二链接件中的每一个都枢转地联接到车辆的框架,第二链接件还枢转地联接到第一叉形臂,其中,空气弹簧相对于车辆定位在轮毂组件上方。该系统的第一示例还包括:其中空气弹簧经由相应的第一板和第二板联接到第一链接件和第二链接件,在空气弹簧的压缩和扩张期间,第一板和第二板保持基本上彼此平行。可选地包括系统的第一示例的系统的第二示例还包括:其中空气弹簧包括部分围绕杆的气囊,并且其中,第一板直接联接到气囊并且第二板直接联接到杆。可选地包括该系统的第一和第二示例中的一个或多个的系统的第三示例还包括:其中第二链接件构造成在第一叉形臂在目标角度范围内枢转期间抑制空气弹簧的屈曲。可选地包括该系统的第一到第三示例中的一个或多个的系统的第四示例还包括:其中目标角度范围包括高达30度的旋转。可选地包括该系统的第一到第四示例中的一个或多个的系统的第五示例还包括:其中第一叉形臂和第二叉形臂联接到轮毂组件的相对端,使得第一叉形臂堆叠在第二叉形臂上方并与其间隔开,第一叉形臂的正投影与第二叉形臂的正投影基本重叠。可选地包括该系统的第一到第五示例中的一个或多个的系统的第六示例还包括:其中车辆构造有电动动力系。
58.在另一个示例中,一种用于车辆的系统,该系统包括构造有前空气悬架系统的成对前轮毂组件,该前空气悬架系统包括分别定位在该对前轮毂组件上方的第一对空气弹簧,以及构造有后空气悬架系统的成对后轮毂组件,该后空气悬架系统包括分别定位在该对后轮毂组件上方的第二对空气弹簧,其中第一对空气弹簧和第二对空气弹簧中的每一个构造成用于基本轴向压缩而没有任何延伸其长度的引导结构,第一对空气弹簧和第二对空气弹簧的基本轴向压缩降低了车辆的车厢底板。该系统的第一示例还包括:其中对于第一对空气弹簧中的每个相应空气弹簧,前空气悬架系统包括:联接到相应空气弹簧的杆的相应调平链接件,相应调平链接件构造成保持相应空气弹簧的基本轴向压缩。可选地包括系统的第一示例的系统的第二示例还包括:其中第一对空气弹簧中的每个相应的空气弹簧经由相应的调平链接件和相应的上部链接件枢转地联接到车辆的框架,联接到相应空气弹簧的相应上部链接件定位成与相应调平链接件相对。可选地包括该系统的第一和第二示例中的一个或多个的系统的第三示例还包括:双叉形臂前悬架,第一对空气弹簧的每个空气弹簧的基本轴向压缩联接到双横臂前悬架的枢转。可选地包括该系统的第一到第三示例中的一个或多个的系统的第四示例还包括:成对前驱动轴,第一对空气弹簧不固定地联接到该对前驱动轴。可选地包括该系统的第一到第四示例中的一个或多个的系统的第五示例还包括:后桥,第二对空气弹簧固定地联接到后桥。可选地包括该系统的第一到第五示例中的一个或多个的系统的第六示例还包括:其中车辆是构造有前轮驱动的电动车辆。
59.在又一示例中,一种用于电动重型车辆的方法,该方法包括响应于降低电动重型车辆的车厢底板的请求而压缩电动重型车辆的悬架系统中的空气弹簧,空气弹簧定位在电动重型车辆的相应轮毂组件上方,并且响应于升高车厢底板的请求而使空气弹簧扩张,其中,每个相应空气弹簧的中心轴线与电动重型车辆的框架的平面之间的角度在相应空气弹簧的压缩和扩张期间基本上不改变。该方法的第一示例还包括:其中电动重型车辆包括沿着电动重型车辆的底盘延伸的电池组,电池组的宽度基本上等于底盘的宽度,并且其中车厢底板的宽度在电动重型车辆的两个后轮毂组件之间延伸。可选地包括该方法的第一示例的该方法的第二示例还包括:其中两个空气弹簧分别定位在电动重型车辆的两个前轮毂组件上方,并且其中,分别定位在两个前轮毂组件上方的两个空气弹簧通过调平链接件轴向
引导。可选地包括该方法的第一和第二示例中的一个或多个的方法的第三示例还包括:其中两个空气弹簧分别定位在电动重型车辆的两个后轮毂组件上方,并且其中,分别定位在两个后轮毂组件上方的两个空气弹簧联接到电动重型车辆的单个后桥。可选地包括该方法的第一到第三示例中的一个或多个的方法的第四示例还包括:其中基于降低车厢底板的请求同时压缩悬架系统中的空气弹簧。可选地包括该方法的第一到第四示例中的一个或多个的方法的第五示例还包括:其中基于降低车厢底板的请求独立于空气弹簧的其余部分压缩空气弹簧的一部分,其中空气弹簧的一部分定位在电动重型车辆的第一侧处,第一侧是前侧、后侧、左侧和右侧中的一个,并且其中,空气弹簧的其余部分定位在电动重型车辆的第二侧处,第二侧与第一侧相反。
60.所附权利要求特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当将这样的权利要求理解为包括一个或多个这样的元件的结合,既不需要也不排除两个或多个这样的元件。在本技术或相关申请中,可以通过修改本权利要求或通过提出新权利要求来主张所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合。这样的权利要求,无论是在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或不同,都被认为包括在本公开的主题范围内。
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