一种重型沙漠运输车前悬架系统的制作方法

1.本发明涉及车辆工程领域，尤其是涉及一种适用于重型运输车辆的前悬架系统。


背景技术：

2.悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间一切传力装置的总称。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减振器件等组成。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式。对于重型卡车、水泥搅拌车、泵车、起重机等重型车辆，板簧悬架是常见的形式，价格低，刚度大，但在行驶过程中，对路面的冲击大，车辆本身也承受较大的冲击，因而降低了整车的使用寿命、舒适性差，而且传统板簧悬架重量较重，增加了油耗，增加了成本。且，现有板簧前悬架载荷能力较低，在16吨以下。
3.另外，悬架从结构上讲分为独立悬架和非独立悬架，对于非独立悬架前后滑移式钢板弹簧，前后限位不好控制，现有的只是通过推力杆和钢板弹簧前后安装支架限位，限位不好，制动时容易脱出。
4.因此有必要对车辆中的悬架系统进行改进。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术中的不足，提供一种重型沙漠运输车辆前悬架系统，该前悬架系统采用非独立悬架钢板弹簧形式，钢板弹簧采用平衡滑移式，在车辆纵向上通过推力杆以及钢板弹簧前后固定支架限位，在车辆横向上通过钢板弹簧前后固定支架限位，在车辆垂向上车轮上跳时通过前后固定支架和缓冲块以及骑马螺栓限位，车轮下跳时通过钢板弹簧前后固定支架、防跳销限位；另外运用筒式减振器（hh型）减振。通过该悬架系统的结构布局可以保证车架与车桥之间的稳定连接，保持车辆的稳定性，同时增大车辆的动态载荷，在35吨以上。
6.本发明采用的技术方案如下：一种重型沙漠运输车前悬架系统，包括同样结构的左、右两组悬架，分别位于前车桥上方两端，其特征在于：每组悬架包括有钢板弹簧、前固定支架、后固定支架、推力杆组件；所述钢板弹簧采用叠片式板簧结构；所述前固定支架和后固定支架分置于钢板弹簧的前后两端；所述前固定支架为包底的近“h”型，包括背立板、上座板、前立板和下座板，背立板的上半部分和上座板组合成“l”形支撑面支撑车架纵梁，背立板的下半部分和前立板、上座板、下座板围合成一空当，所述空当中顶部和底部分别设置有上凸块和下凸块，所述钢板弹簧夹设在所述上凸块和下凸块之间；所述后固定支架为空底的近“h”型，包括背立板、上座板、前立板，背立板的上半部分和上座板组合成“l”形支撑面支撑车架纵梁，背立板的下半部分和前立板围合成一空当，所述空当中顶部设置有上凸块，底部设置有防跳销，所述钢板弹簧夹设在所述上凸块和防
跳销之间，且所述钢板弹簧的一片板簧上设有回弯，勾在所述防跳销上；推力杆组件连接在所述前固定支架底部与前车桥之间。
7.进一步地：所述车架纵梁为工字梁结构，在所述前固定支架和后固定支架上，都是背立板与纵梁腹板连接，且所述背立板在非连接面处设置凹陷；上座板上设置有凹槽，与纵梁底板吻合。
8.进一步地：所述前固定支架的上凸块和下凸块上、下相对设置，且设置在靠近钢板弹簧一端。
9.进一步地：所述钢板弹簧前高后低，呈仰角状态。
10.进一步地：所述推力杆组件，包括推力杆和两根推力杆轴，其中与前固定支架连接的一根推力杆轴，通过螺栓连接在前固定支架下座板底部的安装块前侧位置上。
11.进一步地：所述推力杆组件前高后低，呈仰角状态。
12.进一步地：所述前悬架系统还设置有骑马螺栓，在每组钢板弹簧顶部设置两个骑马螺栓，两个骑马螺栓成内八字布置；且在钢板弹簧与骑马螺栓之间设置有板簧压板，所述板簧压板具有两道与骑马螺栓适配的凹槽。
13.进一步地：所述前悬架系统还设置有限位缓冲块，所述限位缓冲块上部分是“l”型限位座，与车架纵梁连接，下部分是缓冲块，悬置于钢板弹簧正上方，所述缓冲块底部是前高后低倾斜状，与钢板弹簧仰角一致。
14.进一步地：所述前悬架系统还设置有减振器，所述减振器在每组悬架外侧设置两个。
15.与现有技术相比，本发明的优点体现在：本发明借鉴现有一些车辆上的悬架结构，以非独立悬架钢板弹簧为模型，在此基础上，在悬架前、后设立固定支架，钢板弹簧采用前后平衡滑移形式，前、后固定支架在车辆纵向、横向以及垂向上都可以对板簧进行限位；不仅设置后固定支架，还在后固定支架上设置防跳销，限制板簧滑脱。板簧顶部设置双骑马螺栓用于与车桥连接，设置限位块限制悬架的运动高度，限位块设置于车架底部而非侧边，节省了空间，也使力的传递更加直接（直接在纵梁底部受力）。推力杆连接在前固定支架和车桥之间，通过前固定支架，限制悬架在车辆纵向上移动。减振器采用侧面双减振，减振平稳。悬架顶部设置限位块，车轮上跳时通过限位块限位，车轮下跳时通过钢板弹簧与防跳销限位。总而言之，本发明结构简单可靠，悬架在横纵垂向上都受限，保证了车辆行驶的平稳性。
附图说明
16.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
17.图1为本发明前悬架系统整体结构图；图2为前悬架系统钢板弹簧与前、后固定支架连接部位剖视图；图3为钢板弹簧结构图；图4为前固定支架结构图；图5为后固定支架结构图；图6为推力杆组件结构图；图7为骑马螺栓用板簧压板结构图；图8为限位缓冲块结构图；
图9为减振器支架结构图；图10为前悬架系统车上的安装图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。
19.如图1、图2所示，本发明提供的前悬架系统采用钢板弹簧非独立悬架形式，包括在车桥上左、右两组相同的悬架，在同一前车桥上以车辆纵轴线为中心对称布置，共同以前车桥为支撑，上方支持车架。每组悬架都包括有钢板弹簧1、前固定支架2、后固定支架3、推力杆组件4、骑马螺栓5、限位缓冲块6、减振器7等部件。
20.如图3所示，钢板弹簧1采用叠片式板簧结构，多片板簧下短上长叠放，板簧采用sup9/9a材料，强度更高。前固定支架2和后固定支架3分置于钢板弹簧1的前后两端。钢板弹簧1两端活动伸缩在前、后固定支架的空当中，可在前后方向上适当滑移。进一步地，钢板弹簧1在与后固定支架3连接的一端，有一片板簧端部设置为回弯形状。
21.如图4所示，前固定支架2作为重要的钢板弹簧支撑部件以及限位部件，整体为“h”型座椅结构，包括背立板21、上座板22、前立板23和下座板24。背立板21的上半部分和上座板22组合成“l”形支撑面，用于支撑车架纵梁，车架纵梁为工字梁结构，背立板21与纵梁腹板通过螺栓连接，背立板21连接表面光洁度保证技术要求，且为了减重在非连接面处设置凹陷；上座板22上设置凹槽221使纵梁底板恰好卡在其中，保证车架的稳固连接。
22.前立板23、背立板21的下半部分和下座板24围合成一空当，钢板弹簧的端部伸在空当中，在空当中上、下分别设置有上凸块25和下凸块26，上、下凸块用于对弹簧上下限位。进一步地，上凸块25和下凸块26上下相对设置，并且设置在靠近弹簧这一端保证弹簧即便发生一定跳动时也能支撑住弹簧。通过前立板和背立板可以限制弹簧横向上的摆动，通过上、下凸块可以限制弹簧在垂向上的跳动，这些都是特性设计。下座板24的底部设置安装块27用于连接推力杆组件。再进一步地，上凸块25和下凸块26的头部都设置成圆弧形，以适应弹簧的上下摆动减少磨损。
23.如图5所示，后固定支架3位于钢板弹簧的另一端，与前固定支架2相对，作用也是支撑和限制钢板弹簧，整体也为“h”型座椅结构。其中上半部分同前固定支架2一样，也包括背立板31、上座板32、前立板33，背立板31的上半部分和上座板32组合成“l”形，用于支撑车架纵梁；前立板33、背立板31的下半部分围合成一空当，钢板弹簧的端部伸在空当中。与前固定支架2不同的是，后固定支架3没设置下座板，只是在空当的顶部设置上凸块34，在前立板33和背立板31的下部分上设置销孔，销孔中插入防跳销35（图2），弹簧端部夹在上凸块34和防跳销35之间，并且在钢板弹簧1的一端设置板簧回弯（见图3），使板簧回弯钩在防跳销35上（见图2）防止板簧向外窜动。通过前立板和背立板的组合可以在横向上对弹簧限位，通过上凸块和防跳销的组合可以防止弹簧在垂向上跳动，同时通过防跳销35可以在纵向上限制弹簧。
24.本发明在钢板弹簧前后两端设置固定支架，可以对钢板弹簧两端都提供支撑和限
位，在维护悬架结构稳定的同时，还增加了对悬架的限位，使车辆不至于发生过度侧倾和过度跳动。前后固定支架都是一体铸造件。
25.在每组悬架底部设置一组推力杆组件4，推力杆组件4一端连接在前固定支架底部，另一端连接在车桥上，以便随悬架的变化调整角度，通过推力杆，可以对悬架在车辆纵向方向上进行限位。推力杆组件4包括推力杆41和前后两根推力杆轴42，如图6所示。本发明的特色是在推力杆组件4与前固定支架2的连接关系上，见图1，一根推力杆轴通过两个螺栓43平衡连接在下座板24底部的安装块27上（螺栓同时穿过安装块27和推力杆轴42），另一根推力杆轴安装在车桥上，推力杆41两端分别转接在两根推力杆轴上。与现有的结构不同的是，现有的推力杆轴42与前固定支架2的连接都是将推力杆轴42设置在安装块27的内侧（靠近推力杆一侧），这种结构可以改善螺栓受力，保护螺栓，使螺栓只受拉力，不受弯矩。否则因为推力杆是倾斜的，摆动时作用在联接轴上，很容易将螺栓扭断。将推力杆轴42穿设在安装块27上也是不可取的，安装块27的损坏将更换整个前支架成本太高；而本发明将推力杆轴42设置在安装块27的外侧，使螺栓杆部远离推力杆，这样可以大大减小螺栓被扭断的几率，经过试验验证非常有效。
26.如图1和2所示，本发明在钢板弹簧的顶部设置两个骑马螺栓5，骑马螺栓5螺杆垂直向下，下端连接在车桥上限制弹簧跳动，两个骑马螺栓左右对称布置能够维持钢板弹簧的平衡性。进一步地，两个骑马螺栓5成内八字设置，迎合弹簧两端上翘的特点并增强连接力。再进一步地，在钢板弹簧顶部设置一板簧压板8，如图7所示，用于垫起骑马螺栓，骑马螺栓5骑在它上面可以减少对弹簧的磨损，并且，在板簧压板8上设置两道与螺栓适配的凹槽，用于放置骑马螺栓，可以防止螺栓滑动。通过设置骑马螺栓和板簧压板，可以牢固地将钢板弹簧和车桥连接在一起。
27.本发明还在钢板弹簧上方悬置限位缓冲块6，防止弹簧上跳冲击车架，如图8所示，限位缓冲块6上部分是“l”型限位座61，连接在车架纵梁上，下部分是缓冲块62，缓冲块设置在车架正下方，节省了空间，并且力直接作用在纵梁上，同时能够很好地对车架保护，并且，缓冲块的材料是橡胶材质（酚醛树脂），弹性好，对车架和板簧都无损伤，同时也是轻量化设计；并且，缓冲块底部是倾斜状，与悬架整体上仰角度一样3
°
，前高后低。本发明设置限位缓冲块的目的是限制板簧垂向高度。
28.本发明采取双侧双减振原理，在每组悬架外侧各设置两个减振器7，如图1所示，单侧双减振前后对称，可以保证悬架在垂向跳动时的平稳性进一步加强减振效果。悬架运用筒式减振器，减振器一端连接在车桥上，另一端连接到车架纵梁上，其中，连接到车架纵梁上是通过一减振器支架71固定在车架纵梁外部，如图9所示，减振器支架71结构上做了改进，采用变向连接方式，减振器支架设置纵梁连接板701，纵梁连接板上通过螺栓与车架纵梁连接；在纵梁连接板701上焊接一横板702，横板702与纵梁连接板701垂直，在两者的直角之间连接加强筋703；在横板702底部焊接有两块竖板704，两块竖板之间也设置加强筋；两块竖板704与纵梁连接板701平行，在靠近纵梁连接板701的一块竖板704与纵梁连接板701之间也设置加强筋；在两块竖板704上设置连接孔，减振器上端连接在两块竖板之间。通过两次变向，使得减振器与车架取得连接，并且横向延伸出来一定长度，方便避让开钢板弹簧，与车桥连接；加强筋进一步保证强度。
29.整套前悬架系统，采用钢板弹簧非独立悬架结构，钢板弹簧采用平衡滑移形式能
承受更大的扭力。前悬架限位情况如下：（1）x向（车辆纵向）限位：通过推力杆、钢板弹簧以及钢板弹簧前、后固定支架限位；（2）y向（车辆横向）限位：通过钢板弹簧前、后固定支架限位；（3）z向（车辆垂向）限位：车轮上跳时通过限位缓冲块限位；车轮下跳时通过前、后固定支架以及防跳销限位。
30.另外，本发明还有一巧妙的设计，是整套悬架前高后低，仰角3
°
，安装如图10所示，是为了在极限爬坡时（45%）提供足够的支撑力，保护传动系统。前后固定支架、钢板弹簧、推力杆以及限位缓冲块，都是具有这一仰角。