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1、(10)申请公布号 CN 102407748 A (43)申请公布日 2012.04.11 CN 102407748 A *CN102407748A* (21)申请号 201110307723.2 (22)申请日 2011.10.12 B60G 17/052(2006.01) (71)申请人 中通客车控股股份有限公司 地址 252000 山东省聊城市东昌府区建设路 10 号 (72)发明人 马金胜 房继刚 郭华 邓建 刘存领 苏怀福 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人 邓建国 (54) 发明名称 一种新型支撑轴轴荷控制系统 (57) 摘要 本发明公开了一种。
2、新型支撑轴轴荷控制系 统， 属于汽车制造领域， 包括前轴、 驱动轴和支撑 轴， 其中前轴设为板簧悬架， 所述的驱动轴为板簧 悬架， 支撑轴为空气悬架， 所述的空气悬架包括囊 式气囊， 囊式气囊与高度阀连接。 高度阀与气源连 接， 高度阀控制气源向囊式气囊充、 放气从而调节 囊式气囊的高度。所述的气源为辅助储气筒。本 发明解决了全空气悬架的三轴底盘， 结构复杂， 造 价高 ； 全板簧悬架的三轴底盘， 驱动轴与支撑轴 板簧支座重叠， 不便于车辆整体布置的问题。 很有 现实意义和发展前景。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书。
3、 4 页 附图 2 页 CN 102407751 A1/1 页 2 1. 一种新型支撑轴轴荷控制系统， 其特征是 ： 包括前轴、 驱动轴和支撑轴， 其中前轴设 在轴荷控制系统的前部， 为板簧悬架 ； 支撑轴设在轴荷控制系统的后部， 为空气悬架， 所述 的空气悬架包括囊式气囊， 所述的囊式气囊和控制器连接 ； 所述的驱动轴设在支撑轴前面， 驱动轴为板簧悬架。 2. 如权利要求 1 所述的支撑轴轴荷控制系统， 其特征是 ： 所述的控制器为高度阀， 高度 阀与气源连接。 3. 如权利要求 2 所述的支撑轴轴荷控制系统， 其特征是 ： 所述的气源为辅助储气筒。 4. 如权利要求 2 所述的支撑轴轴荷控。
4、制系统， 其特征是 ： 所述的气源与高度阀之间设 有限压阀。 5. 一种新型支撑轴轴荷控制系统的使用方法， 包括以下步骤 ： （1） 、 通过设定板簧静挠度 和板簧刚度值， 确定驱动轴载荷的最小值 ， 保证车辆具有 充足的驱动力 ； 通过囊式气囊， 来分担车辆后部载荷， 保证驱动轴轴荷不超过标准限值 ； （2） 、 车辆空载时， 高度阀设定为中位， 气路处于关闭状态， 重量主要由驱动轴承担， 支 撑轴承载较小或不承载 ； （3） 、 随着车辆载客， 负载增加， 车辆高度降低， 高度阀开启， 气路处于开通状态， 气囊 气压升高， 车辆高度回升至车辆空载高度时， 高度阀关闭， 负载继续增加， 则重。
5、复循环上述 过程， 直到气囊气压达到设定压力值， 这个阶段车辆增加的载荷全部由支撑轴承担。 权 利 要 求 书 CN 102407748 A CN 102407751 A1/4 页 3 一种新型支撑轴轴荷控制系统 0001 技术领域 0002 本发明涉及一种三轴客车底盘的支撑轴轴荷控制系统， 具体为用高度阀来调节 支撑轴与驱动轴之间载荷分配的气路控制系统， 属于汽车制造技术领域。 背景技术 0003 三轴客车在载客数量、 营运经济性上与二轴客车相比具有较大优势， 因此市场需 求越来越大。目前， 三轴客车的结构分为两类， 一类是三轴为全空气悬架的底盘结构， 另一 类是三轴为全板簧悬架的底盘结构。。
6、 全空气悬架的三轴底盘， 具有舒适性高的优点， 但结构 相对复杂， 造价高 ； 全板簧悬架的三轴底盘， 具有结构简单、 成本低的优点， 但驱动轴与支撑 轴板簧支座重叠， 不便于车辆整体布置。 0004 上述两种客车底盘悬架结构， 均不能调节驱动轴与支撑轴之间的轴荷分配。全空 气悬架的三轴底盘， 车辆后部载荷的变化， 按这两轴之间的悬架气囊刚度比例分配， 呈线性 关系。 全板簧悬架的三轴底盘， 车辆后部载荷的变化， 按这两轴之间的悬架板簧刚度比例分 配， 也呈线性关系。 0005 车辆更为理想的使用状态为， 车辆空载时， 驱动轴轴荷大， 可获得充足的驱动力， 保证车辆在雨天行驶和上坡时， 动力性。
7、好 ； 车辆满载时， 驱动轴轴荷不超过标准限值。国家 标准 GB1589-2004 规定三轴客车驱动轴最大允许轴荷限值不超过 11.5T， 另外， 车辆出口的 话 , 很多国家也有类似的标准规定。 0006 在三轴卡车中， 后两轴有一种平衡悬架结构， 能够在车辆载荷变化时， 调节后两轴 之间的轴荷分配， 但该结构比较复杂， 也仅仅应用于卡车中， 客车上不适用。 发明内容 0007 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足， 提供一种结构相对简单、 成本低， 且支撑轴轴荷在整车载荷变化时可控的气路控制系统。 客车空载时， 驱动轴轴荷大， 保持充 足的驱动力， 支撑轴承载较小或不承载 ； 客车满载时。
8、， 支撑轴承担更多的载荷， 保持驱动轴 轴荷不超过标准限值。 0008 前提条件 ： 驱动轴采用板簧悬架， 支撑轴采用空气悬架。 板簧悬架和空气悬架的组 合方式主要发挥如下优点 : 板簧悬架的结构简单 , 空气悬架的调控功能。 0009 轴荷包括簧上质量和簧下质量， 因簧下质量是定值， 下文中轴荷仅指簧上质量。 0010 为实现上述目的， 本发明采用下述技术方案 ： 一种新型支撑轴轴荷控制系统， 包括 前轴、 驱动轴和支撑轴， 其中前轴设在轴荷控制系统的前部， 为板簧悬架 ； 支撑轴设在轴荷 控制系统的后部， 为空气悬架， 所述的空气悬架包括囊式气囊， 所述的囊式气囊和控制器连 接 ； 所述的。
9、驱动轴设在支撑轴前面， 驱动轴为板簧悬架。 0011 1、 支撑轴空气悬架气囊采用囊式气囊。 说 明 书 CN 102407748 A CN 102407751 A2/4 页 4 0012 空气悬架的气囊主要有两类， 膜式气囊和囊式气囊， 两者相比 ： 气压一定时， 囊式 气囊的承载能力随气囊高度变化， 而膜式气囊的承载能力不随气囊高度变化 （在膜式气囊 常规使用范围内） 。 0013 本方案在空气悬架的调控中应用了囊式气囊这个独特特性。 在气囊气压达到设定 压力值后， 车辆高度下降时， 支撑轴分担更多的车辆载荷。 0014 设定压力值可以是储气筒 （气源） 压力， 也可以通过选用合适的限压阀。
10、安装在储气 筒后来调整。 0015 2、 采用高度阀控制车辆高度和驱动轴与支撑轴之间的轴荷分配。 0016 高度阀的基本功能是， 根据车辆的载荷大小， 调控空气悬架气囊中的压缩空气量 （为气囊充放气） ， 来控制车辆的高度。或者说根据车辆高度的变化， 来开启或关闭气囊与气 源之间的通道。 0017 在气囊气压达到设定压力值之前， 高度阀发挥其基本功能， 为气囊充放气， 控制车 辆的高度， 改变驱动轴与支撑轴之间的轴荷分配。 此时， 车辆高度不变， 驱动轴载荷不变， 车 辆载荷的变化全部由支撑轴承担。 0018 在气囊气压达到设定压力值之后， 高度阀就成为一个通道开关， 驱动轴与支撑轴 之间的轴。
11、荷变化， 改变为 ： 驱动轴的轴荷变化与车辆高度的变化有关， 其中， ： 板簧静挠度 2: 驱动轴载荷， ： 板簧刚度， ： 车辆高度变化值。 和 是常数。 0019 支撑轴的轴荷变化， 也与车辆高度的变化有关， 是利用了技术方案 2 中囊式气囊 的承载能力随气囊高度变化的独特特性， 其变化由气囊特性曲线决定。 0020 以上技术方案相互结合， 则实现了上述发明目的。 0021 本发明的有益效果 ： 相比全板簧悬架底盘， 避免了驱动轴与支撑轴板簧支座重叠， 便于布置 ； 相比全空气悬架底盘， 具有结构简单， 成本低的优点。 0022 附图说明 0023 图 1 ： 三轴底盘结构 ； 图 2 ：。
12、 囊式气囊 ； 图 3(a) ： 囊式气囊特性曲线图 ； 图 3(b) ： 囊式气囊特性参数 ； 图 4 ： 空气悬架气路系统原理图 ； 图 5 ： 驱动轴与支撑轴的轴荷变化曲线图 ； 其中 ： 1、 高度阀 ； 2、 气囊 ； 3、 辅助储气筒 ； 4、 限压阀 ； 5、 前轴 ； 6、 驱动轴 ； 7 支撑轴。 具体实施方式 0024 下面结合附图对本发明进一步说明。 说 明 书 CN 102407748 A CN 102407751 A3/4 页 5 0025 如图 1所示， 客车底盘为三轴结构， 前轴5为板簧悬架， 驱动轴6为板簧悬架， 支撑 轴 7 采用空气悬架。支撑桥空气悬架为四连。
13、杆机构， 布置在支撑轴 7 后部。 0026 本结构具有底盘整体布置方便， 结构简单， 成本低的优点。相比全板簧悬架底盘， 避免了驱动轴6与支撑轴7板簧支座重叠， 便于布置 ； 相比全空气悬架底盘， 具有结构简单， 成本低的优点。 0027 囊式气囊有两个基本特性， 1、 气压上升， 承载增大 ； 2、 气囊高度降低， 承载增大 ； 本发明将充分利用其特性， 以实现控制支撑轴轴荷的变化。 0028 图 4 是空气悬架气路系统原理图， 其功能如下 ： 气囊 2 通过高度阀 1、 限压阀 4 连接辅助储气筒 3， 辅助储气筒 3 是供气源， 而高度阀 1 用以调控气囊 2 中压缩空气量。高度阀 1。
14、 的功能是， 车辆高度中位时， 高度阀 1 通道关闭， 气囊 2 处于封闭状态 ； 车辆高度下降 （低于中位位置后） ， 高度阀 1 充气通道打开， 气源给气 囊 2 充气 ； 当车辆高度上升， 回到中位时， 高度阀 1 充气通道关闭 ； 车辆高度继续上升 （高于 中位位置后） ， 高度阀 1 放气通道打开， 气囊 2 放气。 0029 车辆空载时， 车辆高度为 H0， 高度阀 1 设定为中位， 即气路处于关闭状态。此时驱 动轴承担载荷为 ： 当车辆高度变化时， 驱动轴 6 承载与车辆高度的关系为 ： 其中， ： 板簧静挠度 2: 驱动轴载荷， ： 板簧刚度， ： 车辆高度变化值。 和 是常数。
15、。 0030 随着车辆载客， 负载增加， 驱动轴 6 和支撑轴 7 悬架降低， 高度阀 1 开启， 辅助储 气筒 （气源） 3 与支撑轴 7 的气囊 2 接通， 给气囊 2 充气， 气囊 2 气压升高， 即气囊 2 承载能 力提升， 车辆高度回升至H0， 同时高度阀1关闭。 负载继续增加， 则重复循环上述过程， 直到 气囊 2 气压达到设定压力值。这个阶段车辆增加的载荷全部由支撑轴 7 承担， 此时驱动轴 6 和支撑轴 7 的载荷分别为 ： 驱动轴载荷维持不变。 0031 （支撑轴载荷） ， 从图 3（a） 气囊特性曲线和图 3（b） 气囊特性参数中查得，（已 知气囊高度和气压， 查得载荷） 。
16、载荷继续增加， 车辆高度降低， 高度阀 1 处于开启状态， 但气 压不再增加， 新增载荷大部分由驱动轴 6 承担， 其关系为 ： 同时由于车辆高度下降， 气囊 2 高度降低， 气囊 2 承载能力提升， 即支撑轴 7 承载提高， 其载荷的大小， 从图 3 气囊特性曲线中查得。 0032 这一过程一直持续到车辆承担其最大载荷为止。 0033 如图 5所示， 车辆高度由H0到H(满载)变化时， 驱动轴6轴荷变化从P20到P22， 支撑轴 7 的轴荷变化从 0 到 P31 到 P32。 0034 其中， H0 ： 空载时车辆高度， H( 满载 ) ： 满载时车辆高度， P20 ： 空载时驱动轴轴荷， 。
17、P22 ： 满载时驱动轴轴荷， P31 ： 气囊 2 气压达到设定压力值时支撑轴 7 轴荷， P32 ： 气囊 2 气 压达到设定压力值后车辆满载时支撑轴轴荷。 说 明 书 CN 102407748 A CN 102407751 A4/4 页 6 0035 这样， 在初始设计时， 通过设定 （板簧静挠度） 和（板簧刚度） 值， 即可确定驱动 轴 6 载荷2 的最小值 ， 保证车辆具有充足的驱动力 ； 同样， 通过选择具有合适特性曲线的 囊式气囊， 即可确定支撑轴7载荷 3最大值， 来分担车辆后部载荷， 保证驱动轴6轴荷不超 过标准限值。 0036 因此通过本技术方案， 可以得到理想的驱动轴6和。
18、支撑轴7之间的轴荷分配， 即客 车空载时， 驱动轴 6 轴荷大， 保持充足的驱动力， 客车满载时， 支撑轴 7 承担更多的载荷， 保 持驱动轴 6 轴荷不超过标准限值。 0037 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述， 但并非对本发明保护范 围的限制， 在本发明的技术方案的基础上， 本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做 出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。 说 明 书 CN 102407748 A CN 102407751 A1/2 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102407748 A CN 102407751 A2/2 页 8 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102407748 A 。