大型客车专用复合式前悬挂.pdf

本发明涉及一种大型客车专用复合式前悬挂，包括导向钢板弹簧，导向钢板弹簧上分别设置有空气弹簧气囊及支座、减震器和横向稳定扭力杆。本发明保持了空气弹簧的原有优良性能，克服了多连杆导向的空气弹簧前悬挂的严重不足，结构简单，前桥定位准确，安全可靠，自重轻，成本低廉。

1.  一种大型客车专用复合式前悬挂，其特征在于：包括导向钢板弹簧，导向钢板弹簧上分别设置有空气弹簧气囊及支座、减震器和横向稳定扭力杆。

2.  根据权利要求1所述的大型客车专用复合式前悬挂，其特征在于：所述导向钢板弹簧由相同前桥承载能力的钢板弹簧悬挂的主片及起保险作用的主片的钩片组成，上下两片钢板弹簧共同作为导向元件。

3.  根据权利要求2所述的大型客车专用复合式前悬挂，其特征在于：所述导向钢板弹簧的主片两端分别设有钢板弹支座，钢板弹簧支座上面依次设有聚氨酯垫板和底架托承垫板，底架托承垫板中心设有与钢板弹簧支座中心的突缘松动配合的定位孔，每个底架托承垫板上设有四个支座安装螺栓孔。

4.  根据权利要求1所述的大型客车专用复合式前悬挂，其特征在于：所述空气弹簧气囊支座为断面呈工字形的精铸件，其上端焊有气囊支承下圆盘，气囊支承下圆盘中心有气囊下活塞的安装螺栓孔；空气弹簧气囊支座下端设有与骑马螺栓相配合的卡槽。

5.  根据权利要求1所述的大型客车专用复合式前悬挂，其特征在于：所述减震器和横向稳定扭力杆分别通过螺栓固定在导向钢板弹簧的下部钩片的两端。

6.  根据权利要求2所述的大型客车专用复合式前悬挂，其特征在于：所述导向钢板弹簧的主片一端通过钢板销连接有后吊耳。

大型客车专用复合式前悬挂
技术领域
本发明涉及一种车用前悬挂，尤其是一种钢板弹簧做导向元件空气弹簧承载的大型客车专用复合式前悬挂。
背景技术
大客车专用的空气弹簧前悬挂，欧洲高档大客车均采用德国尼奥普兰早年发明的横向四连杆的空气弹簧独立前悬挂，其机理与轿车用前轮独立悬挂一致，性能优越，以后由ZF集团批量生产，成为独立总成商品提供各地，但价格不菲，国内仅少量高档大客车采用。
国内目前采用最多的是北美系统与重型卡车通用的空气悬挂，其组成为工字梁前桥纵向四连杆导向的空气弹簧前悬挂，以及与四气囊C型支承臂四连杆导向的后悬挂。其问题是结构复杂笨重，安装操作繁琐，最主要是售价昂贵，低端大客车，尤其是公交车买不起。自汽车发明至今，钢板弹簧悬挂的导向系统是最简单和安全可靠的。同时传统的钢板弹簧悬挂还具有前桥定位精确，不易移位，调校简便等诸多优点，钢板弹簧悬挂最大缺陷是，作为弹性元件其刚度大，不柔软，乘坐舒适性差，整车高度随负载变化等。很难普及推广，目前急需。开发一种性能良好，使用可靠，价廉物美的，适用于低端大客车，尤其是公交车用的空气弹簧前悬挂。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，前桥定位准确，安全可靠，自重轻，成本低廉的大型客车专用复合式前悬挂。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种大型客车专用复合式前悬挂，包括导向钢板弹簧，导向钢板弹簧上分别设置有空气弹簧气囊及支座、减震器和横向稳定扭力杆。
所述导向钢板弹簧由相同前桥承载能力的钢板弹簧悬挂的主片及起保险作用的主片的钩片组成，上下两片钢板弹簧共同作为导向元件。
所述导向钢板弹簧的主片两端分别设有钢板弹支座，钢板弹簧支座上面依次设有聚氨酯垫板和底架托承垫板，底架托承垫板中心设有与钢板弹簧支座中心的突缘松动配合的定位孔，每个底架托承垫板上设有四个支座安装螺栓孔。
所述空气弹簧气囊支座为断面呈工字形的精铸件，其上端焊有气囊支承下圆盘，气囊支承下圆盘中心有气囊下活塞的安装螺栓孔；空气弹簧气囊支座下端设有与骑马螺栓相配合的卡槽。
所述减震器和横向稳定扭力杆分别通过螺栓固定在导向钢板弹簧的下部钩片的两端。
所述导向钢板弹簧的主片一端通过钢板销连接有后吊耳。
本发明提供一种大型客车专用的复合式前悬挂，钢板弹簧做导向元件空气弹簧承载。适用于大客车工字梁前桥。车桥承载能力5-7吨，为10-12级的二踏公交车或公路客车配套。当采用门式工字梁前桥时也可为低入口或低地板的同级公交车配套。本发明大型客车专用的复合式前悬挂是专门为中通自主开发的大型矩形管底架的大客车全承载车身配套。特别是为公交车配套。钢板弹簧做导向元件，空气弹簧承载的复合式悬挂是最佳组合。
本发明的钢板弹簧由相同前桥承载能力的钢板弹簧悬挂的主片及起保险作用的主片的钩片组成，上下两片钢板弹簧共同作导向杆件，其已不用承受垂直载荷，即不再是弹性元件。钢板弹簧的前后钢板销及其吊耳，成为导向杆件的活动铰链，联接车桥一端，则利用钢板弹簧的垂直弹性，起铰链作用。二片钢板弹簧就组成四根垂直平面的导向杆系。车桥的侧向约束仍由钢板弹簧主片承担。工字梁前桥的原钢板弹簧中心距较窄，以空气弹簧气囊作弹性元件，应尽量加大其中心距，以便提高横向稳定性和增加前轮车厢通道宽度。
本发明自主开发了前空气囊支承座。为了适应扭转刚度很强的底架式全承载车身，在不采用前轮独立悬挂的情况下，在车桥与车身产生角位移时，应该使同属是扭转刚性大的工字梁前桥，及其钢板弹簧系统，能减轻全承载车身的应力集中。本发明自主开发了钢板弹簧支座，用螺栓安装在大型矩形管底架的托承垫板上，二者之间装有聚氨酯制作的弹性垫板，能有效消除应力集中，同时隔除行路系传递至车厢的高频震动，对降低噪音有利。
总之本发明保持了空气弹簧的原有优良性能，克服了多连杆导向的空气弹簧前悬挂的严重不足，结构简单，前桥定位准确，安全可靠，自重轻，成本低廉。
本发明的有益效果是：
(1)本发明大型客车专用的复合式前悬挂钢板弹簧做导向元件，空气弹簧承载，具有良好的乘坐舒适性，系统自振频率低；1.08-1.29Hz，振幅小，为38mm，自振频率和地板高度不随车辆载荷变化，空气弹簧横向中心间距大，为1240mm，行驶平稳，晃动小。
(2)前桥保持了钢板弹簧悬挂的良好约束条件，定位精确可靠，不致产生前桥移位，刹车跑偏，轮胎磨损不均等，安装简便不需调校。
(3)结构简单、自重轻，本发明复合式前悬挂系统自重230KG。
(4)专用件少，通用件多，成本低，与钢板弹簧前悬挂差价很小。
(5)易推广普及，公交企业买的起。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的构造图；
其中1.导向钢板弹簧，2.空气弹簧气囊，3.减震器，4.横向稳定扭力杆，5.钢板弹簧支座，6.聚氨酯垫板，7.底架托承垫板，8.定位孔，9.螺栓孔A，10.气囊支承下圆盘，11.螺栓孔B，12.骑马螺栓，13.卡槽，14.螺栓，15.钢板销，16.吊耳，17.空气弹簧气囊支座
具体实施方式
下面结合附图以12米二踏公交车样车实例对本发明做进一步的详述。
如图1、图2所示，导向钢板弹簧1上分别设置有空气弹簧气囊3、空气弹簧气囊支座17、减震器3和横向稳定扭力杆4。
导向钢板弹簧1由相同前桥承载能力的钢板弹簧悬挂的主片及起保险作用的主片的钩片组成，上下两片钢板弹簧共同作为导向元件。
导向钢板弹簧1的主片两端分别设有钢板弹簧支座5，钢板弹簧支座5上面依次设有聚氨酯垫板6和底架托承垫板7，底架托承垫板7中心设有与钢板弹簧支座5中心的突缘松动配合的定位孔8，每个底架托承垫板7上均设有四个钢板弹簧支座5安装螺栓孔A9。
减震器3和横向稳定扭力杆4分别通过螺栓14固定在导向钢板弹簧1的下部钩片的两端。
导向钢板弹簧1的上部主片一端通过钢板销15连接有后吊耳16。
钢板弹簧支座5的材质是ZG45，其只是与用在槽形柔性车架上的卡车钢板弹簧支座的上部安装结构不同，本发明中的钢板弹簧支座5托承在大型矩形管底架下部，受力状态更适应刚性底架的全承载车身。
大型矩形管底架的下平面，焊有四个钢板弹簧支座5的底架托承垫板7，为20mm厚钢板，底架托承垫板7中心有定位孔8，定位孔8与钢板弹簧支座5中心直径96mm的突缘松动配合，每个底架托承垫板7有四个钢板弹簧支座5安装螺栓孔A9。本发明钢板弹簧支座5与底架托承垫板7之间装有5mm厚聚氨酯材质的垫板6，因此钢板弹簧支座5与底架有了弹性连接的属性，能消除刚性车身的应力集中和隔离车辆行路系高频振动和噪音的传递。
导向钢板弹簧1适用于12M级二踏公交车，采用承载7吨前桥的钢板弹簧悬挂，宽90mm厚14mm的头二片钢板弹簧作为本发明的导向元件，其与工字梁的连接仍用骑马螺栓12元件，只是长度按二片簧缩短。
本发明导向钢板弹簧1前后钢板弹簧支座5中心的定位，与钢板弹簧悬挂的设计不同，作为导向元件的板簧，可按导向约束杆件设计布置，不必考虑钢板弹簧悬挂设计时弹性扰度因素，可按钢板弹簧主片长度的杆件进行布置，因此本发明的导向钢板弹簧1前后钢板弹簧支座5的结构相同，中心布置在相同高度上。
导向钢板弹簧1的后吊耳16及其钢板销15等零件，完全与钢板弹簧悬挂通用。钢板弹簧悬挂减震器3及横向稳定扭力杆4的安装，保留了板簧原有结构元件。
空气弹簧气囊2的上盖包括缓冲橡胶弹簧，下活塞均是外购件，选择承载能力3.5吨的，N661型可逆套筒式前气囊，其7bar的最大外径为310mm，匹配N36型减震器3，组成前悬挂的弹性和阻尼单元，N661型气囊的高度范围是：155-505mm，总行程为180mm，动行程向上75mm，向下105mm，车辆正常行驶时气囊高度Ht在254-292之间振动，振幅38mm，N661型气囊的自振频率在1.18-1.29Hz之间，有良好的乘坐舒适性，本发明试制的12M二踏公交车的，复合式前悬挂的空气弹簧中心距为1240mm，前轮车厢过道宽度780mm。
空气弹簧气囊支座17为断面呈工字形的精铸件，其上端焊有气囊支承下圆盘10，气囊支承下圆盘10中心有气囊下活塞的安装螺栓孔B11；空气弹簧气囊支座2下端设有与骑马螺栓12相配合的卡槽13，保证了钢板弹簧安装的可靠性。
横向稳定扭力杆4是外购与空气弹簧前悬挂刚度匹配的零部件。
本发明的钢板弹簧由相同前桥承载能力的钢板弹簧悬挂的主片及起保险作用的主片的钩片组成，上下两片钢板弹簧共同作导向杆件，其已不用承受垂直载荷，即不再是弹性元件。钢板弹簧的前后钢板销及其吊耳，成为导向杆件的活动铰链，联接车桥一端，则利用钢板弹簧的垂直弹性，起铰链作用。二片钢板弹簧就组成四根垂直平面的导向杆系。车桥的侧向约束仍由钢板弹簧主片承担。工字梁前桥的原钢板弹簧中心距较窄，以空气弹簧气囊作弹性元件，应尽量加大其中心距，以便提高横向稳定性和增加前轮车厢通道宽度。
本发明自主开发了钢板弹簧支座，用螺栓安装在大型矩形管底架的托承垫板上，二者之间装有聚氨酯制作的弹性垫板，能有效消除应力集中，同时隔除行路系传递至车厢的高频震动，对降低噪音有利。