CN106004291A - 一种车辆前桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆前桥。所述车辆前桥包括前桥桥体及悬架；所述前桥桥体包括有多块连接板和纵梁固定相连形成的左桥体单元和右桥体单元，对称设置的左桥体单元和右桥体单元之间通过多根横梁固定连接形成整体式笼状结构；所述悬架分作左悬架单元和右悬架单元，两者为对称结构，每个悬架单元包括一根上摆臂、两根独立下摆臂和弹性元件。本发明有效地提高了车辆的舒适性和操纵稳定性、乘坐舒适性及NVH性能。

Description

一种车辆前桥

技术领域

本发明涉及一种车辆前桥，尤其适合作为客车前桥，属于车辆技术领域。

背景技术

普通中型车辆，尤其是客车3类底盘，其前桥通常使用了较为简单的双横臂结构配合一根较长的扭杆弹簧，相关零部件以单个零件总成为单位往客车车身或客车大梁上进行安装。

上述悬架的舒适性较差，体积庞大，操纵稳定性、乘坐舒适性及NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能较低。现在客车常使用该类型结构，相关缺点未能得到优化。

发明内容

本发明旨在提供一种车辆前桥，该前桥可以有效地提高车辆的舒适性和操纵稳定性、乘坐舒适性及NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种车辆前桥，包括前桥桥体及悬架；其结构特点是，所述前桥桥体包括左前连接板、左后连接板、右前连接板和右后连接板；其中左前连接板、左后连接板之间通过多根纵梁固定连接在一起形成左桥体单元，右前连接板和右后连接板之间通过多根纵梁固定连接在一起形成右桥体单元，对称设置的左桥体单元和右桥体单元之间通过多根横梁固定连接形成整体式笼状结构；

所述悬架分作左悬架单元和右悬架单元，两者为对称结构，每个悬架单元包括一根上摆臂、两根独立下摆臂和弹性元件；其中每组下摆臂的内端与前驱动桥支架连接，该组下摆臂的外端与相应的前转向节铰接连接；所述上摆臂与相应的前转向节铰接连接，该上摆臂之上设有弹性元件，该弹性元件的上端与一托盘连接，在托盘与同侧的其中一根下摆臂之间连接有减震器总成；优选弹性元件为空气弹簧。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

根据本发明的实施例，左桥体单元和右桥体单元的纵梁均为自下而上间隙布置的三根纵梁，即下纵梁，中纵梁和上纵梁；其中上纵梁的中间位置被断开，在中间断开的位置设有用于安装弹性元件的安装座，所述安装座与上纵梁形成整体结构。由此，该上纵梁靠近弹簧安装座的中间位置，避免了梁体承受扭矩，简化了梁体的受力环境。

左桥体单元和右桥体单元之间通过四根横梁固定相连，四根横梁的两端分别连接相应侧的中纵梁和上纵梁。

为了提高横梁的结构强度，每根横梁采用两个U型梁对接固定相连形成盒状元件。由此，通过该种对焊工艺在梁体中间形成了一个封闭的腔体，使该结构具备良好的力学性能

为了避开车轮的跳动包络范围，上纵梁从安装座向两侧延伸的过程中有向中间收拢的趋势。

在前桥桥体上安装前驱动电机，该前驱动电机的输出轴与前减速箱总成的输入端连接，前减速箱总成的两个输出端分别与两根前传动半轴的内端连接，所述前传动半轴的外端穿过对应的前转向节，并通过前轮毂单元分别与左前轮总成和右前轮总成连接。由此，这种结构可以使得车辆结构紧凑，易于布置及安装，同时使前驱动转向桥具有良好的减震性能。

每个悬架单元中，同组的两根下摆臂从内向外的方向通过弯曲变形逐渐收拢。

所述左前连接板、左后连接板、右前连接板和右后连接板外壁上设有多个用于连接前桥桥体和车身骨架的连接支架；优选所述左前连接板、左后连接板、右前连接板和右后连接板均整体类似于钝角三角形结构；所述上摆臂整体呈三角形。

所述上摆臂和下摆臂为锻钢件或锻铝件；优选所述上摆臂整体呈三角形；优选所述前桥桥体采用高强钢制成。

优选地，所述车辆前桥为客车前驱动转向桥。

高强钢的参数为：抗拉强度：TS≥340MPa（冷轧）；TS≥370MPa （热轧及酸洗）；或屈服强度： YS≥210MPa。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于模块化的设计思路，简化了车辆，尤其是客车生产装配步骤，提高了生产效率。

本发明的前桥桥体在客车桥体中首次将高强钢作为客车桥体的应用材料，相对常规客车桥体采用的铸铁、铸刚等材料具备较好的轻量化性能。其笼式结构更进一步增强了整个桥体的整体性和力学性能。将受力点分散布置，优化了桥体的受力环境。

本发明的前下摆臂和前上摆臂均优选为锻钢件或锻铝件。通过锻造件的使用相比常规铸造件具备良好的轻量化性能，若采用锻铝件能够进一步降低底盘重量。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的正视图；

图4是图1的仰视图；

图5是图1的左视图。

在图中

1-左前轮； 2-右前轮； 3,4-横梁；5-空气弹簧； 6,7-前转向节；8-连接支架；11,12,13,21,22,23 -纵梁；14-左前连接板；15-左后连接板；24-右前连接板；25-右后连接板； 16,17,26,27-下摆臂； 18,28-安装座； 19,29上摆臂。

具体实施方式

以下以客车前驱动转向桥为例，参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种模块化客车前驱动转向桥，如图1所示，主要由前桥桥体及悬架两大部分组成。其中，前桥桥体由六根纵梁11,12,13,21,22,23、四个连接板14,15,24,25、四根横梁3,4组成，其中每侧悬架使用了三根纵梁分为用于连接悬架下摆臂16,26内侧安装点、悬架上摆臂29,29内侧安装点及空气弹簧5，六根纵梁从下到上分别命名为下纵梁11,21、中纵梁12,22及上纵梁13,23，该处3根梁分别与2个连接板14,15分别构成了左、右单元。悬架为一种不同于普通客车双横臂悬架的双球节独立悬架，该悬架由一根上摆臂、两根独立下摆臂及弹性元件、阻尼元件构成。

本发明中，桥体的基本特征为：各个梁体均采用采用2个U型高强钢梁体对焊而成的盒形零件，通过该种对焊工艺在梁体中间形成了一个封闭的腔体，使该结构具备良好的力学性能。其中下纵梁11,21及中纵梁12,22为未断开的直梁，在梁体相应位置设置有悬架摆臂的安装支座。本发明的上纵梁13,23为中间位置被断开，与前悬架空气弹簧的杯形安装座焊接为一体，该上纵梁靠近空气弹簧安装座的中间位置，避免了梁体承受扭矩，简化了梁体的受力环境。该梁体从该杯形安装座往两侧延伸的过程中有向中间收拢的趋势，主要是用于避开车轮的跳动包络范围。

从正视图来看，每侧悬架的三根纵梁以贯穿连接的方式分别连接在前、后连接板上，则每个桥单元具备左前、左后、右前、右后的四块连接板。该连接板从正视图来看，将以三角形分布的三根纵梁连接起来，总体呈现了类三角形形状。该板件采用高强钢制作而成，根据所适配车辆的载荷情况选择使用单侧板件，若针对载荷较大车辆可采用高强钢对焊而成的盒形零件制作而成。

四根横梁分别连接在纵梁13,23及纵梁12,22的两端，该梁体采用采用2个U型高强钢梁体对焊而成的盒形零件，通过该种对焊工艺在梁体中间形成了一个封闭的腔体，使该结构具备良好的力学性能。通过四根梁的连接，将左、右桥体单元连接为一个笼状结构的坚固整体。

本发明的悬架在前驱动桥支架的左右两侧各设置一组前下摆臂，每组前下摆臂分为前后两根，各前下摆臂的内端通过橡胶衬套与前驱动桥支架连接，同组中两根前下摆臂从内向外的方向通过弯曲变形逐渐收拢，且前下摆臂的外端通过球头销与前转向节6,7连接，在每组前下摆臂的上方均设有前上摆臂，该前上摆臂为三角形，前上摆臂的一个角通过球头销与前转向节6,7连接，在所述前上摆臂上设置前悬架弹性元件，该前悬架弹性元件的下端与前上摆臂连接，前悬架弹性元件的上端与托盘连接，在托盘与同侧的其中一根前下摆臂之间连接前减震器总成，在所述前驱动桥支架上安装前驱动电机，该前驱动电机的输出轴与前减速箱总成的输入端连接，前减速箱总成的两个输出端分别与两根前传动半轴的内端连接，所述前传动半轴的外端穿过对应的前转向节6,7，并通过前轮毂单元与前轮总成连接。

采用以上技术方案，同侧的前上摆臂和两根前下摆臂构成双球节独立悬架，前上摆臂16,26、前下摆臂19,29均通过球头销与前转向节6,7连接，使得安装在球头销上的前转向节6,7具备多个方向的旋转自由度，这样虚拟传统结构的转向主销，更有利于提升车辆的转向性能。同侧的两根前下摆臂具有弯曲特征，不仅结构强度好，而且可以用来避开前轮在转向过程中的干涉。在前上摆臂上通过托盘设置前悬架弹性元件，且托盘与同侧的其中一根前下摆臂之间连接前减震器总成，结构紧凑，易于布置及安装，使前驱动转向桥具有良好的减震性能。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1. 一种车辆前桥，包括前桥桥体及悬架；其特征在于，所述前桥桥体包括左前连接板（14）、左后连接板（15）、右前连接板（24）和右后连接板（25）；其中左前连接板（14）、左后连接板（15）之间通过多根纵梁固定连接在一起形成左桥体单元，右前连接板（24）和右后连接板（25）之间通过多根纵梁固定连接在一起形成右桥体单元，对称设置的左桥体单元和右桥体单元之间通过多根横梁固定连接形成整体式笼状结构；

所述悬架分作左悬架单元和右悬架单元，两者为对称结构，每个悬架单元包括一根上摆臂、两根独立下摆臂和弹性元件；其中每组下摆臂的内端与前驱动桥支架连接，该组下摆臂的外端与相应的前转向节铰接连接；所述上摆臂与相应的前转向节铰接连接，该上摆臂之上设有弹性元件，该弹性元件的上端与一托盘连接，在托盘与同侧的其中一根下摆臂之间连接有减震器总成；优选弹性元件为空气弹簧。

2. 根据权利要求1所述的车辆前桥，其特征在于，左桥体单元和右桥体单元的纵梁均为自下而上间隙布置的三根纵梁，即下纵梁（11,21），中纵梁（12,22）和上纵梁（13,23）；其中上纵梁（13，23）的中间位置被断开，在中间断开的位置设有用于安装弹性元件的安装座（18，28），所述安装座与上纵梁（13，23）形成整体结构。

3. 根据权利要求2所述的车辆前桥，其特征在于，左桥体单元和右桥体单元之间通过四根横梁（3,4）固定相连，四根横梁的两端分别连接相应侧的中纵梁（12,22）和上纵梁（13,23）。

4. 根据权利要求1或3所述的车辆前桥，其特征在于，每根横梁采用两个U型梁对接固定相连形成盒状元件。

5. 根据权利要求2所述的车辆前桥，其特征在于，上纵梁（13,23）从安装座（18,28）向两侧延伸的过程中有向中间收拢的趋势。

6. 根据权利要求1-5之一所述的车辆前桥，其特征在于，在前桥桥体上安装前驱动电机，该前驱动电机的输出轴与前减速箱总成的输入端连接，前减速箱总成的两个输出端分别与两根前传动半轴的内端连接，所述前传动半轴的外端穿过对应的前转向节（6,7），并通过前轮毂单元分别与左前轮总成和右前轮总成连接。

7. 根据权利要求1-5之一所述的车辆前桥，其特征在于，每个悬架单元中，同组的两根下摆臂从内向外的方向通过弯曲变形逐渐收拢。

8. 根据权利要求1-5之一所述的车辆前桥，其特征在于，所述左前连接板（14）、左后连接板（15）、右前连接板（24）和右后连接板（25）外壁上设有多个用于连接前桥桥体和车身骨架的连接支架（8）；优选所述左前连接板（14）、左后连接板（15）、右前连接板（24）和右后连接板（25）均整体类似于钝角三角形结构。

9. 根据权利要求1-5之一所述的车辆前桥，其特征在于，所述上摆臂和下摆臂为锻钢件或锻铝件；优选所述上摆臂整体呈三角形；优选所述前桥桥体采用高强钢制成。

10. 根据权利要求1-5之一所述的车辆前桥，其特征在于，所述车辆前桥为客车前驱动转向桥。