一种除雪车用复合悬架结构及设计方法技术

本发明专利技术涉及一种除雪车用复合悬架结构及设计方法。本发明专利技术中车桥与车架之间设置钢板弹簧和油气弹簧两并行构件，油气弹簧包括油缸总成、蓄能器、截止阀和管路，油缸总成上端连接车架，下端连接于车桥，蓄能器通过管路、截止阀与油缸总成串联，并基于除雪车需求对除雪车用复合悬架结构进行参数设计。本申请兼顾了钢板弹簧的简单、可靠、导向特性以及油气弹簧的非线性变刚度特性，有效提高了车辆作业平顺性，解决车辆使用传统板簧悬架在地面不平作业时产生的高低颤动现象，提高了除雪效果；并可根据车辆实际轴荷，取消液压控制调节系统，手动调节油气弹簧的高度，可实现机械锁止，有效解决使用油气悬架成本过高的问题。使用油气悬架成本过高的问题。使用油气悬架成本过高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种除雪车用复合悬架结构及设计方法


[0001]本专利技术涉及除雪车悬架
，尤其涉及一种除雪车用复合悬架结构及设计方法。

技术介绍

[0002]冬季除雪一项重要的工作任务，通常通过除雪车进行除雪施工，目前大多数除雪车采用机械除雪方式。在除雪车上安装除雪机构(如推雪板及除雪辊)，除雪机构接触路面积雪进行除雪。
[0003]除雪车底盘多采用普通商用车改制而成，商用车底盘悬架系统多采用钢板弹簧悬架，钢板弹簧悬架虽结构简单，成本低，减振性能也基本满足车辆要求，但钢板弹簧悬架属于被动悬架，不能自由调节车体，实现整车升降、俯仰、自动调高、车架位置刚性闭锁等功能，除雪过程中对底盘的稳定性要求比较高。而现有的除雪车钢板弹簧悬架当遇有地面不平作业时会产生高低颤动现象,造成推雪板及除雪辊刷离开地面,影响除雪效果。必要时要求底盘先能现实车架离地高度可调；为达到更好的除雪效果，工作过程中要求车架离地高度不变，现有的钢板弹簧悬架不满足除雪车运输、行驶和机具作业时的特定要求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供一种除雪车用复合悬架结构及设计方法。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种除雪车用复合悬架结构，包括：两端连接于车架、中部固定于车桥的钢板弹簧；
[0006]所述车架和所述车桥之间连接油气悬架，所述油气悬架包括：油缸总成，所述油缸总成通过设置截止阀的管路与蓄能器连通；
[0007]适配于除雪车使用时保持满载的状态为所述除雪车用复合悬架结构配置的目标偏频，根据所述目标偏频设计所述除雪车用复合悬架结构的目标刚度；在满足所述除雪车预设的所述钢板弹簧与所述油气悬架承载比、整车高度及传动系统角度要求的情况下，确定所述钢板弹簧的钢板弹簧刚度；目标刚度减去钢板弹簧刚度得到所述油气悬架满载静平衡刚度；根据所述油气悬架满载静平衡刚度和所采用油气悬架规格确定初始充气体积和压强。
[0008]更进一步地，所述钢板弹簧为少片簧，少片簧是由两端薄、中间厚、等宽、等长的簧片组成；所述钢板弹簧的一端通过螺栓与固定于所述车架上的第一板簧支座连接；所述钢板弹簧的另一端通过吊耳与固定于所述车架上的第二板簧支座连接；所述钢板弹簧中部的平直段通过骑马螺栓和弹簧压板固定于所述车桥上，所述车桥与所述钢板弹簧之间设置板簧垫块。
[0009]更进一步地，所述油缸总成顶部设置关节轴承结构，所述关节轴承结构通过销轴与固定在所述车架上的油缸上支座连接，所述油缸总成底部设置球面销结构，所述球面销
结构栓接固定于所述车桥上的油缸下支座。
[0010]更进一步地，所述油缸下支座与设置于所述车桥和所述车架之间的板簧垫块一体化设计，油缸下支座的底部设置连接于所述车桥的支座支撑。
[0011]更进一步地，所述车桥上设置横向稳定杆总成，所述横向稳定杆总成通过平衡夹与车架固定连接。
[0012]更进一步地，所述蓄能器为活塞式结构。
[0013]更进一步地，设定所述目标偏频不低于2.0HZ，根据公式k＝(2πf)2*m计算所述除雪车用复合悬架结构的目标刚度，f为目标偏频，k为所述除雪车用复合悬架结构的目标刚度，m为满载质量。
[0014]更进一步地，在满足所述除雪车预设的所述钢板弹簧与所述油气悬架承载比、整车高度及传动系统角度要求的情况下，确定所述钢板弹簧自由弧高到满载弧高的变化量d，则由公式k1＝m1g/d计算钢板弹簧刚度，其中，k1为钢板弹簧刚度，m1为钢板弹簧承载量，基于满载质量和承载比计算得到。
[0015]更进一步地，根据所述油气悬架满载静平衡刚度和所采用油气悬架规格确定初始充气体积和压强包括：
[0016]根据整车布置空间和钢板弹簧弧高状态，以满足悬架系统动行程为条件选取所述油缸总成的规格，确定所述油缸总成的最大机械行程，油缸总成的排油量；
[0017]基于所述油缸总成的最大机械行程、油缸总成的排油量和活塞式蓄能器允许压缩比，结合标准蓄能器选型，确定蓄能器的初始体积V
g0
；
[0018]由公式P
c
＝m2g/A计算满载静平衡位置时所述油气悬架压强，式中P
c
为油气悬架满载静平衡位置所述油气悬架的压强，m2为所述油气悬架满载静平衡位置的承载量，基于满载质量和承载比计算得到，A为所述油缸总成的活塞杆面积；
[0019]基于公式V
g
＝rP
c
A/k2计算得到满载静平衡状态下蓄能器气体体积，r为气体多变系数，V
g
为满载静平衡状态下蓄能器气体体积；
[0020]基于气体状态方程来计算初始充气压强，即：P
g0
＝P
c
×
V
g
/V
g0
。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种设计方法，应用于所述的除雪车用带锁紧功能的复合悬架结构的设计过程，包括：
[0022]适配于除雪车使用时保持满载的状态为所述除雪车用复合悬架结构配置的目标偏频，根据所述目标偏频确定所述除雪车用复合悬架结构的目标刚度；
[0023]在满足所述除雪车用复合悬架结构中预设的钢板弹簧与油气悬架承载比、除雪车整车高度及传动系统角度要求的情况下，确定所述钢板弹簧的钢板弹簧刚度；
[0024]由所述目标刚度减去所述钢板弹簧刚度得到所述油气悬架满载静平衡刚度；
[0025]根据所述油气悬架满载静平衡刚度和所采用油气悬架规格确定初始充气体积和压强。
[0026]本专利技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0027]本专利技术提供的一种除雪车用复合悬架结构及设计方法，包括钢板弹簧和油气弹簧，所述钢板弹簧中部平直段连接于车桥，两端与车架纵梁连接；所述油气弹簧包括有油缸总成、蓄能器、截止阀和管路，所述油缸总成上端连接车架，下端连接于车桥，所述蓄能器通过管路、截止阀与油缸总成串联，并基于除雪车需求对除雪车用复合悬架结构进行参数设
计。将所述钢板弹簧并联油气弹簧，兼顾了钢板弹簧的简单、可靠、导向特性以及油气弹簧的非线性变刚度特性，有效提高了车辆作业平顺性，解决车辆使用传统板簧悬架在地面不平作业时产生的高低颤动现象，提高了除雪效果；并可根据车辆实际轴荷，取消液压控制调节系统，手动调节油气弹簧的高度，可实现机械锁止，有效解决使用油气悬架成本过高的问题。
附图说明
[0028]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例提供的一种除雪车用复合悬架结构的示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种除雪车用复合悬架结构，其特征在于，包括：两端连接于车架(5)、中部固定于车桥(4)的钢板弹簧(1)；所述车架(5)和所述车桥(4)之间连接油气悬架，所述油气悬架包括：油缸总成(6)，所述油缸总成通过设置截止阀(8)的管路(9)与蓄能器(7)连通；适配于除雪车使用时保持满载的状态为所述除雪车用复合悬架结构配置的目标偏频，根据所述目标偏频设计所述除雪车用复合悬架结构的目标刚度；在满足所述除雪车预设的所述钢板弹簧(1)与所述油气悬架承载比、整车高度及传动系统角度要求的情况下，确定所述钢板弹簧(1)的钢板弹簧刚度；目标刚度减去钢板弹簧刚度得到所述油气悬架满载静平衡刚度；根据所述油气悬架满载静平衡刚度和所采用油气悬架规格确定初始充气体积和压强。2.根据权利要求1所述的除雪车用复合悬架结构，其特征在于，所述钢板弹簧(1)为少片簧，少片簧是由两端薄、中间厚、等宽、等长的簧片组成；所述钢板弹簧(1)的一端通过螺栓(10)与固定于所述车架(5)上的第一板簧支座(11)连接；所述钢板弹簧(1)的另一端通过吊耳(12)与固定于所述车架(5)上的第二板簧支座(13)连接；所述钢板弹簧(1)中部的平直段通过骑马螺栓(2)和弹簧压板(3)固定于所述车桥(4)上，所述车桥(4)与所述钢板弹簧(1)之间设置板簧垫块(17)。3.根据权利要求1所述的除雪车用复合悬架结构，其特征在于，所述油缸总成(6)顶部设置关节轴承结构，所述关节轴承结构通过销轴(14)与固定在所述车架(5)上的油缸上支座(15)连接，所述油缸总成(6)底部设置球面销结构，所述球面销结构栓接固定于所述车桥(4)上的油缸下支座(16)。4.根据权利要求3所述的除雪车用复合悬架结构，其特征在于，所述油缸下支座(16)与设置于所述车桥(4)和所述车架(5)之间的板簧垫块(17)一体化设计，油缸下支座(16)的底部设置连接于所述车桥(4)的支座支撑(18)。5.根据权利要求1所述的除雪车用复合悬架结构，其特征在于，所述车桥(4)上设置横向稳定杆总成(19)，所述横向稳定杆总成(19)通过平衡夹(20)与车架(5)固定连接。6.根据权利要求1所述的除雪车用复合悬架结构，其特征在于，所述蓄能器(7)为活塞式结构。7.根据权利要求1所述的除雪车用复合悬架结构，其特征在于，设定所述目标偏频不低于2.0HZ，根据公式k＝(2πf)2*m计算所述除雪车用复合悬架结构的目标刚度，f为目标偏频，k为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周士兵，陈增合，王权，张萌，张光亭，李喜付，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：