專利名稱：兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構的制作方法
技術領域：
本發明屬于車輛前懸架結構。
背景技術：
隨著道路的改善、顧客對乘坐平順性和舒適性的要求越來越高，以前多是乘用車使用的前獨立懸架逐步在軸荷較輕的商用車上使用；
但是由于現有的獨立懸架機構單側只有一個彈性元件，彈性元件都使用螺旋彈簧或扭桿彈簧，這些機構結構復雜、重量大、占用空間大，加工成本高，維修也比較難，同時貨車等商用車空滿載軸荷相差很大，因此現有的獨立懸架機構的承載能力和成本一直使其不能在前軸荷較大的商用車上使用；
板簧懸架制造容易、維修方便、性能可靠，幾乎在所有商用車上使用都使用板簧。但其平順性很差，同時，使用板簧懸架時前橋要使用工字梁這樣笨重部件；
前軸荷較大的商用車，施加到彈性元件的作用力也很大，同時空滿載軸荷相差很大，如果懸架單側使用單一彈性元件，要滿足空載時的平順性，滿載時承載能力就減弱；同樣保證滿載時承載能力時，空載的平順性就較差。因此，無論現有獨立懸架和板簧懸架都不能同時滿足商用車的承載能力和平順性等要求。
發明內容
本發明的目的是提高獨立懸架的承載能力，在前軸荷較大的商用車上使用獨立懸架，改善和提高商用車的平順性，并在空滿載前軸荷相差很大的二種狀態下使車輛平順性變化不大。同時要結構簡單、經濟實用、占用空間小，使用和維護方便。實現上述發明目的的技術改進方法如下
所述的兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構，主要包括副車架、前減振器、左右轉向節、球銷、左右下擺臂、左右板端滑塊、上板簧，下板簧、U形螺栓、板間墊塊、板簧固定板、穩定桿、穩定桿連接桿、下擺臂襯套等；
將前獨立懸架的螺旋彈簧或扭桿等彈性元件改成上下兩片板簧，并橫置內藏在副車架的橫梁中，用U形螺栓、中心螺栓和板間墊塊將兩片板簧固定在板簧固定板上，將板簧放入副車架的橫梁中后，再分別用10個螺栓將板簧固定板固定到副車架橫梁下；
改進下擺臂的結構，并在下擺臂上增加板端滑塊。板端滑塊上與板簧貼合面均采用圓柱面，減小板端滑塊和板簧的磨損和運動干涉，同時，便于安裝和拆卸。板端滑塊上有一矩形方框，方框外側頂部是一個中心線在下的圓柱面，方框內側的上面和下面分別為中心線在上的圓柱面和中心線在下的圓柱面，也就是說，在板端滑塊上有上中下三個圓柱面；
兩片板簧中部固定于副車架橫梁中，下板簧兩端插入板端滑塊的方框中，上板簧兩端在板端滑塊方框的正上方。當車輪受到沖擊上下運動時，橫置下板簧兩端隨板端滑塊上下運動，并在板端滑塊方框內的下圓柱面上左右滑動。當車輛滿載或受到沖擊時，上板簧的兩端和下板簧的兩端分別與板端滑塊方框的頂部圓柱面和下圓柱面貼合后隨之上下運動，并在板端滑塊的圓柱面上左右滑動；
該結構解決了現有商用車前懸架一側單一彈性元件，空載和滿載時的平順性相差過大的問題。也解決了以往獨立懸架負載能力小的問題，滿足大軸荷商用車的需求，同時由于兩片板簧都內藏與副車架橫梁中，占用空間相對以往的獨立懸架和板簧懸架都小。本發明有益的技術效果和價值體現在以下幾個方面
1、具有較大的承載范圍，不僅可使用于1.5噸以下的小型車，也可滿足1. 5以上噸大軸荷貨車和客車等商用車商用車的需求，而現有前獨立懸架基本上僅可滿足1. 5噸以下小前軸荷車輛的需求；
2、所述獨立懸架機構將獨立懸架、板簧懸架等完美地結合在一起，并用橫置板簧替代傳統的笨重而加工復雜的工字梁等部件，結構簡單，成本低，具有巨大實用價值；
3、相比現有大軸荷商用車，等效均值降低5 12dB,平順性好；
4、所述的前獨立懸架空載和滿載時的彈性元件的剛度分別和空載和滿載的前軸荷對應，車輛空載和滿載時的平順性相差較小，空滿載平順性均好；
5、使用所述的懸架機構，左右前輪各自獨立運動互不影響，減少車身的傾斜和振動，在不平的路面上獲得很好的地面附著力，具有良好乘坐舒適性及貨物的隔振性能；
6、所述獨立懸架機構相對現有麥弗遜獨立懸架，具有下限位作用；
7、所述獨立懸架的彈性元件內藏在副車架的橫梁中，結構緊湊，占用空間最小；
8、所述獨立懸架使用的彈性元件結構簡單、工藝成熟、制造容易、生產成本低；
9、所述獨立懸架整體結構簡單，便于維護和修理，維修成本也較低。
圖1為本發明結構示意圖，左右對稱；
圖2為本發明結構滿載時主視圖3為圖2的俯視圖4為圖3的B-B向剖視圖5為圖4在I區的放大圖6為圖2的A-A向剖視圖7為圖6的II區的放大圖8為圖2的C-C向剖視圖9為圖5在車輛空載狀態下彈性元件位置圖10為圖5在懸架上極限狀態下彈性元件位置圖11為圖5在懸架下極限狀態下彈性元件位置圖。其中1 一前減振器；2 —左轉向節；3 —球銷；4 一穩定桿連接桿；5 —左下擺臂； 6—上板簧；7 —左板端滑塊；8—下板簧；9 一左板簧固定板；10—副車架；11 一穩定桿；12—右板簧固定板；13—右下擺臂；14 一右板端滑塊；15—右轉向節；16—緩沖塊；17 —上墊板；18 — U形螺栓；19 一板間墊塊；20 —板下墊塊；21 —襯套；22 —帶橡膠襯套穩定桿固定支架。
具體實施例方式所述的兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構，包括前減振器1、左轉向節2、球3、、穩定桿連接桿4、左下擺臂5、上板簧6、左板端滑塊7、下板簧8、左板簧固定板9、副車架 10、穩定桿11、右板簧固定板12、右下擺臂13、右板端滑塊14、右轉向節15、緩沖塊16、U形螺栓18、上墊板17、板間墊塊19、板下墊塊20、襯套21、帶襯套穩定桿固定支架22。上板簧6和下板簧8均為變截面板簧，根據應力應變原理，在滿足整車剛度要求的情況下，板簧兩端的斷截面從固定處由內側到外側逐漸變小。將兩個板下墊塊20分別放到左板簧固定板9和右板簧固定板12上，將下板簧8放到二個板下墊塊20上，再將兩個板間墊塊19放到下板簧8上，通過各件的中心孔，用兩根中心螺栓和兩個螺母將板間墊塊19、下板簧8、板下墊塊20和左板簧固定板9和右板簧固定板12固定在一起。將兩個上墊板18分別放到上板簧6上，中心孔與左右中心螺栓對齊，左右各用一個U形螺栓18，通過板下墊塊20、左板簧固定板9、右板簧固定板12上的孔，將上墊板17、 上板簧6、板間墊塊19、下板簧8、板下墊塊20、左板簧固定板9、右板簧固定板12固定在一起。為減小上板簧的應力，U形螺栓17中部壓扁成腰形截面。通過左板簧固定板9、右板簧固定板12上的孔，左右各用10個螺栓將固定好的板簧組件固定到副車架10內。將4個襯套21分別壓入左下擺臂5和右下擺臂13中。通過4個襯套21的中心孔，用4根螺栓和4個法蘭面鎖緊螺母，分別將左下擺臂5和右下擺臂13裝到副車架10上。將左板端滑塊7的帶上下圓柱面的方框套入下板簧8左端，適當活動左下擺臂5 的角度，用4個螺栓和4個鎖緊螺母，將左板端滑塊7固定到左下擺臂5上。同樣，將右板端滑塊14固定到右下擺臂13上。左板端滑塊7和右板端滑塊14都帶有上、中、下三個圓柱面，這三個圓柱面可以減少板端摩擦和防止干涉，中、下兩個圓柱面還便于安裝和拆卸。將二個穩定桿連接桿4裝到穩定桿11兩端上，用螺栓和二個帶橡膠襯套穩定桿固定支架22將穩定桿11裝到副車架10上，再將左右穩定桿連接桿4分別裝到左下擺臂5和右下擺臂13上。左右分別用3個螺栓將副車架固定到車身上。用6個螺栓將二個前減振器1上端分別固定在車身上，再用8個螺栓將二個前減振器1下端分別固定到左轉向節2和右轉向節15上。通過球銷3和鎖緊螺母將左下擺臂5連接到左轉向節2上，同樣，將右下擺臂13 連接到右轉向節15上。左右輪轂、車輪等分別裝在左轉向節2和右轉向節15上。兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構的工作原理
所述前懸架左右對稱，下面以前懸架左側來說明本發明的工作原理。車輪和輪轂分別固定在左轉向節2上，在車輛行駛過程中，車輪所受到的地面反作用力，通過轉向節2、球銷3、左下擺臂5、左板端滑塊7傳遞到下板簧8的左端。當車輛空載時，主要是下板簧8的左端與左板端滑塊7方框內的下圓柱面貼合，隨著車輪受到路面的沖擊，下板簧8的左端在左板端滑塊7下圓柱面上滑動。此時下板簧8 左端的剛度主要與空載載荷對應。當車輛滿載時，下板簧8左端與空載一樣，與左板端滑塊7方框內的下圓柱面貼合，并在下圓柱面上滑動，同時，上板簧6的左端與左板端滑塊7方框頂部的上圓柱面貼合， 并隨之上下運動，上板簧6的左端在上圓柱面上滑動。此時下板簧8左端的剛度和上板簧 6的左端的剛度之和與滿載載荷對應。
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空載和滿載的載荷分別和其相應的剛度對應，空滿載的平順性變化不大。當車輛受到很大沖擊時，左下擺臂5和左板端滑塊7克服上板簧6左端和下板簧 8左端向下彈力，向上運動，直到緩沖塊16，此時緩沖塊16起到緩沖和上限位作用。當左車輪懸空時，下板簧8的左端與左板端滑塊7方形孔內的中圓柱面貼合，并在左板端滑塊7的中圓柱面上滑動，此時，下板簧8的左端起到下限位作用。而其他機構的麥弗遜獨立懸架的彈性元件不起下限位作用。穩定桿11為抗側傾專用件，在車輛受力側傾時，其剛度起到抗側傾作用。同時，上板簧6和下板簧8的左右端的剛度也起抗側傾作用。從圖5、圖9、圖10、圖11來看，本發明滿足車輛各種狀態要求，承載能力大，平順性好，空滿載平順性變化不大，同時左右運動互不干涉。
權利要求
1.兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構主要包括前減振器(1)、左轉向節(2)、球銷 (3)、穩定桿連接桿(4)、左下擺臂(5)、上板簧(6)，左板端滑塊(7)、下板簧(8)、左板簧固定板(9)、副車架(10)、穩定桿(11)、右板簧固定板(12)、右下擺臂(13)、右板端滑塊(14)、右轉向節(15)、緩沖塊(16)、U形螺栓(18)、板間墊塊(19)、下擺臂襯套(21)等，相對現有技術的前獨立懸架機構和板簧懸架機構，其特征在于將前獨立懸架的螺旋彈簧或扭桿等彈性元件改成上下兩片變截面板簧，并橫置內藏在副車架(10)的橫梁中，用U形螺栓(18)、中心螺栓和板間墊塊(19)將兩片板簧固定在左板簧固定板(9)和右板簧固定板(12)上，再用螺栓將左板簧固定板(9)和右板簧固定板(12) 固定到副車架(10)的橫梁上，這樣，上下橫置板簧的中部就內藏在副車架(10)的橫梁中；在左下擺臂(5)上增加左板端滑塊(7)，左板端滑塊(7)上有一矩形方框(或腰形孔)， 方框外側頂部是一個中心線在下的圓柱面(或曲面)，方框內側的上面和下面分別為中心線在上和在下的圓柱面(或曲面)，也就是說，在左板端滑塊(7)上有上中下三個圓柱面(其中板端滑塊上、中兩個圓柱面也可合為圓柱體)，左板端滑塊(7)與板簧貼合面均采用圓柱面， 減小板端滑塊和板簧的磨損和運動干涉，同時便于安裝和拆解；為減小噪音和撞擊，左板端滑塊(7)的圓柱面上可添加橡膠或其它減噪機構；右下擺臂(13)和右板端滑塊(14)的結構相對懸架中心面與左下擺臂(5)和左板端滑塊(7)對稱；下板簧(8)兩端分別插入左板端滑塊(7)和右板端滑塊(14)的方框中，上板簧(6)兩端在左板端滑塊(7)和右板端滑塊(14)的方框的正上方；車輛空載時，主要是下板簧(8)承載，下板簧(8)兩端與左板端滑塊(7)和右板端滑塊 (14)的下圓柱面貼合；車輛滿載時，上板簧(6)兩端在左板端滑塊(7)和右板端滑塊(14)的上圓柱面貼合，下板簧(8)兩端與左板端滑塊(7)和右板端滑塊(14)的下圓柱面貼合，在車輪受到路面沖擊時，上板簧(6)和下板簧(8)的兩端隨左板端滑塊(7)和右板端滑塊(14)上下運動，同時， 上板簧(6)兩端在左板端滑塊(7)和右板端滑塊(14)的上圓柱面在圓柱面上滑動，下板簧 (8)兩端在左板端滑塊(7)和右板端滑塊(14)的下圓柱面在圓柱面上滑動；當車輪不承載時，下板簧(8)兩端的上平面與中圓柱面貼合，起懸架的下限位作用。
2.根據權利要求1所述的兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構，其特征在于相對現有一側只有單一彈性元件的獨立懸架，采用上下二個變截面板簧，板簧兩端在懸架左右分別都起彈性元件作用，使懸架左右分別具有二個彈性元件，下板簧(8)為主彈簧，上板簧 (6)為副彈簧，空載時，下板簧(8)起主要彈性元件作用，滿載時上板簧(6)和下板簧(8)同時起彈性元件作用。
3.根據權利要求1，2所述的兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構，所改進之處適合一個下擺臂的麥弗遜獨立懸架和上下兩個擺臂的雙橫臂獨立懸架等機構。
4.根據權利要求1，2，3所述的兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構，由于上板簧(6) 和下板簧(8)可以是單片板簧，也可以由2片以上板簧疊加而成，也可省略上板簧(6)，由緩沖塊(16)替代上板簧(6)部分承載功能，因此本發明的彈性元件適合1片板簧、2片板簧、3 片板簧、4片板簧等。
5.根據權利要求1，2，3所述的兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構，根據改進原理，左下擺臂(5)、右下擺臂(13)、左板端滑塊(7)、右板端滑塊(14)機構，可以是鍛件、鑄件和沖焊件。
6.根據權利要求1所述的兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構，根據改進原理，上板簧(6)和下板簧(8)固定方式可用所述發明實施例的固定形式，也可用U形螺栓(18)和中心螺栓在上板簧(6)和下板簧(8)中心部固定，中部固定需要在左右離板簧中心一定距離處再用橡膠墊固定。
7.根據權利要求1，2，3所述的兩端帶滑塊橫置板簧前獨立懸架機構，對非獨立懸架機構來說，可用橫置板簧替換原先板簧懸架和工字梁結構，使用前獨立懸架機構；對于原先的獨立懸架機構來說，可用橫置板簧替換原先的螺旋彈簧或細扭桿等彈性元件，使用所述的前獨立懸架機構。
全文摘要
本發明涉及到車輛的前獨立懸架機構，確切地說是多用于如貨車和客車等商用車前軸獨立懸架機構。該機構用1片、2片或多片板簧替代螺旋彈簧或扭桿等傳統獨立懸架的彈性元件，使用板端滑塊等件將普通獨立懸架和板簧完美地結合在一起，不使用工字梁等結構，并將板簧等部件隱藏在副車架的橫梁內，充分整合了普通獨立懸架和板簧懸架的優點。本發明使用多個彈性元件，承載能力大，空、滿載平順性等效均值相差不大，相比現有大軸荷商用車，平順性好，占用空間小，成本低。
文檔編號B60G15/02GK102416836SQ20111033447
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月30日 優先權日2011年10月30日
發明者不公告發明人 申請人:劉守銀