技术领域

本发明涉及一种平衡悬架系统， 尤其涉及一种智能平衡悬架系统， 具体适用于自动 分配中重型汽车中、 后桥的负荷， 改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与 燃油消 耗量。 背景技术

目前， 为改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦 与燃油消耗量， 现有技术一般 将后桥设计为可提升支承桥，该可提升支承桥 在空载或轻载时可通过后支撑轴提起后桥， 从而减少轮胎摩擦与燃油消耗量。 常见的可提升支承桥一般包括两种， 分别为空气悬架 与摆臂式平衡悬架， 其中： 空气悬架对路况要求较高， 成本较高， 限制了应用范围， 而 且超载能力较差； 摆臂式平衡悬架通过油缸将后支撑轴提起， 需要采用独立的电动泵作 为动力源， 使用时， 电动泵产生的压力油进入油缸以提起后支撑轴 ， 但该设计不仅需要 增加电动泵， 成本较高， 而且需要单独布置储油箱， 结构复杂， 零部件较多， 不利于整 车的总布置， 同时， 它对轮胎的改变只有提升与下降两种状态， 即摩擦与不摩擦， 不存 在中间状态， 难以根据实际负载对中、 后桥的负荷进行自动调整， 调整方式硬化， 改善 效果有限， 自控调整能力较弱。

美国专利公开号为 US5522469A,公开日为 1996年 6月 4日的发明专利公开了一种 车辆牵引力增强装置， 并具体公开了如下技术特征： 车辆牵引力增强装置包括中桥、 后 桥、 钢板弹簧、 气囊与平衡轴壳， 所述钢板弹簧的前部与中桥相连接， 后部与后桥相连 接， 中部与平衡轴壳相连接， 该平衡轴壳与承载支座上的平衡轴相铰连， 相邻的承载支 座之间通过车架横梁相连接， 车架横梁的中部与中桥上推力杆、 后桥上推力杆的一端相 铰连， 中桥上推力杆的另一端与中桥的顶部相铰连， 后桥上推力杆的另一端与后桥的顶 部相铰连， 后桥的底部与后桥下推力杆的一端相铰连， 后桥下推力杆的另一端与承载支 座底部的一侧相铰连， 所述气囊的顶部与车架固定连接， 底部与托架固定连接。 虽然该 发明能通过对气囊充气的方式以驱使中桥压向 地面， 从而增强地面与中桥轮胎之间的压 力， 进而提高地面、 轮胎之间的驱动力， 但它在空载或轻载时， 中桥、 后桥上的轮胎均 与地面相接触， 易加剧后桥轮胎的磨损， 增加了燃油消耗量， 无法改善中重型汽车在空 载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量。 发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的自控调 整能力较弱、 零部件数量较多、 占用 空间较大、应用范围较窄的缺陷与问题， 提供一种自控调整能力较强、零部件数量较少 、 占用空间较小、 应用范围较广的智能平衡悬架系统。

为实现以上目的， 本发明的技术解决方案是： 一种智能平衡悬架系统， 包括中桥、 后桥、 钢板弹簧、 气囊与平衡轴壳， 所述钢板弹簧的前部与中桥相连接， 后部与后桥相 连接， 中部与平衡轴壳相连接， 该平衡轴壳与承载支座上的平衡轴相铰连， 相邻的承载 支座之间通过车架横梁相连接， 车架横梁的中部与中桥上推力杆、 后桥上推力杆的一端 相铰连， 中桥上推力杆的另一端与中桥的顶部相铰连， 后桥上推力杆的另一端与后桥的 顶部相铰连， 后桥的底部与后桥下推力杆的一端相铰连， 后桥下推力杆的另一端与承载 支座底部的一侧相铰连， 所述气囊与车架相连接；

所述智能平衡悬架系统还包括托臂梁与横向稳 定杆； 所述托臂梁的中部与中桥的底 部相铰连， 托臂梁的一端与承载支座底部的另一侧相铰连 ， 托臂梁的另一端通过横向稳 定杆与气囊的底部固定连接， 气囊的顶部与车架的底部固定连接。

所述托臂梁由中桥下推力杆朝气囊方向刚性延 伸而成； 所述中桥下推力杆的一端与 承载支座底部的另一侧相铰连， 中桥下推力杆的另一端与中桥的底部相铰连。

所述钢板弹簧的中部通过 u型螺栓与平衡轴壳相连接。

所述智能平衡悬架系统包括三种承载模式， 分别为：

4x2模式： 整车后部的负荷由气囊、 中桥承载， 中桥驱动， 后桥提升；

6x2模式： 整车后部的负荷由气囊、 中桥、 后桥承载， 中桥、 后桥承载的负荷相同， 中桥、 后桥承载的负荷之和加上气囊承载的负荷等于 整车后部的负荷， 中桥驱动， 后桥 随动；

6x4模式： 整车后部的负荷由中桥、 后桥承载， 气囊释放气压不再承载， 中桥驱动， 后桥驱动。

所述 6x4模式下， 中桥、 后桥为差速或等速驱动。 与现有技术相比， 本发明的有益效果为：

1、本发明一种智能平衡悬架系统中增加了气� �与托臂梁，该托臂梁的中部与中桥的 底部相铰连， 托臂梁的一端与承载支座底部的另一侧相铰连 ， 托臂梁的另一端通过横向 稳定杆与气囊的底部固定连接， 使用中共包括三种承载模式， 分别为： 4x2模式， 整车 后部的负荷由气囊、中桥承载； 6x2模式，整车后部的负荷由气囊、中桥、后桥 承载； 6x4 模式， 整车后部的负荷由中桥、 后桥承载， 气囊释放气压不再承载。 在整个过程中， 中 桥、 后桥承载的负荷处于自动分配状态， 可根据整车后部负荷的变化而不断调整， 而不 是只有全部承担与不承担这两种状态， 不仅可以改善中重型汽车在空载或轻载时轮胎 的 摩擦与燃油消耗量， 而且承载模式多样， 自控调整能力强大。 因此本发明不仅能改善中 重型汽车在空载或轻载时轮胎的摩擦与燃油消 耗量， 而且自控调整能力较强。

2、本发明一种智能平衡悬架系统中通过增加� �囊、托臂梁来改善中重型汽车在空载 或轻载时轮胎的摩擦与燃油消耗量， 该设计的优点如下： 首先， 零部件数量较少， 只包 括气囊与托臂梁这两个零部件， 而且托臂梁还可由中桥下推力杆刚性延伸而成 ； 其次， 占用空间很小， 其中， 气囊可设置在车架下方， 占用空间很小， 而托臂梁可由中桥下推 力杆朝气囊方向刚性延伸而成， 占用空间也很小； 再次， 改装时， 本设计只需在现有技 术的基础上安装气囊与延伸中桥下推力杆即可 ， 操作简易， 便于改装， 有利于扩大本设 计的应用范围， 增加市场效益。 因此本发明不仅零部件数量较少、 占用空间较小， 而且 应用范围较广、 市场效益较好。 附图说明

图 1是本发明的主视图。

图 2是图 1的俯视图。

图中： 中桥 1、 后桥 2、 钢板弹簧 3、 平衡轴壳 4、 平衡轴 41、 承载支座 5、 气囊 6、 托臂梁 7、 车架 8、 车架横梁 81、 中桥上推力杆 9、 后桥上推力杆 10、 后桥下推力杆 11、 中桥下推力杆 12、 横向稳定杆 13、 U型螺栓 14。 具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作 进一步详细的说明。 参见图 1-图 2， 一种智能平衡悬架系统， 包括中桥 1、 后桥 2、 钢板弹簧 3、 气囊 6 与平衡轴壳 4， 所述钢板弹簧 3的前部与中桥 1相连接， 后部与后桥 2相连接， 中部与 平衡轴壳 4相连接，该平衡轴壳 4与承载支座 5上的平衡轴 41相铰连，相邻的承载支座 5之间通过车架横梁 81相连接， 车架横梁 81的中部与中桥上推力杆 9、 后桥上推力杆 10的一端相铰连， 中桥上推力杆 9的另一端与中桥 1的顶部相铰连， 后桥上推力杆 10 的另一端与后桥 2的顶部相铰连，后桥 2的底部与后桥下推力杆 11的一端相铰连，后桥 下推力杆 11的另一端与承载支座 5底部的一侧相铰连， 所述气囊 6与车架 8相连接； 所述智能平衡悬架系统还包括托臂梁 7与横向稳定杆 13;所述托臂梁 Ί的中部与中 桥 1的底部相铰连， 托臂梁 7的一端与承载支座 5底部的另一侧相铰连， 托臂梁 7的另 一端通过横向稳定杆 13与气囊 6的底部固定连接，气囊 6的顶部与车架 8的底部固定连 接。

所述托臂梁 7由中桥下推力杆 12朝气囊 6方向刚性延伸而成； 所述中桥下推力杆 12的一端与承载支座 5底部的另一侧相铰连， 中桥下推力杆 12的另一端与中桥 1的底 部相铰连。

所述钢板弹簧 3的中部通过 U型螺栓 14与平衡轴壳 4相连接。

所述智能平衡悬架系统包括三种承载模式， 分别为：

4x2模式： 整车后部的负荷由气囊 6、 中桥 1承载， 中桥 1驱动， 后桥 2提升；

6x2模式： 整车后部的负荷由气囊 6、 中桥 1、 后桥 2承载， 中桥 1、 后桥 2承载的 负荷相同， 中桥 1、后桥 2承载的负荷之和加上气囊 6承载的负荷等于整车后部的负荷， 中桥 1驱动， 后桥 2随动；

6x4模式： 整车后部的负荷由中桥 1、 后桥 2承载， 气囊 6释放气压不再承载， 中 桥 1驱动， 后桥 2驱动。

所述 6x4模式下， 中桥 1、 后桥 2为差速或等速驱动。

本发明的原理说明如下：

参见图 1与图 2， 本设计中当气囊 6充气时， 托臂梁 7在承载支座 5上不仅负责传 递动力， 同时还传递载荷， 因而可通过控制气囊 6的压力来转移、 分配中桥 1、 后桥 2 上的负荷。 具体过程如下：

气囊 6充气逐渐增长， 气囊 6的底部相对于车架 8向下移动， 从而带动托臂梁 7下 移， 下移的托臂梁 7拉动中桥 1下移， 中桥 1下移导致钢板弹簧 3传递给中、 后桥的载 荷减少（气囊悬架承受了载荷）， 钢板弹簧 3上载荷的减少使钢板弹簧 3前部、后部的应 变位移相应减小， 应变位移的减小在形状上直接反应为： 钢板弹簧 3的前部、 后部从相 对中部在受载下趋于平直的状态转为相对中部 趋于原始弓形 （即前部、 后部相对中部上 翘） 的状态。 此时， 与中桥 1相关联的钢板弹簧 3的前部被中桥 1拉下， 使平衡悬架上 的钢板弹簧 3的后部上翘以带动后桥 2提升。 本设计一共包括以下三种承载模式：

4x2模式： 空载或载荷不超过气囊 6、 中桥 1 的设定负荷时： 此时， 整车后部的负 荷完全由气囊 6、 中桥 1承载， 钢板弹簧 3不产生应变位移， 中桥 1驱动， 后桥 2提升；

6x2模式： 载荷逐渐增大， 并超过气囊 6、 中桥 1的设定负荷时： 此时， 后桥 2协 助中桥 1承担设定载荷溢出后的载荷， 平衡悬架逐渐承载， 平衡悬架发生作用， 在钢板 弹簧 3上中桥 1、 后桥 2承载的负荷相同， 它们的承载之和加上气囊 6的承载就等于整 车后部的负荷， 钢板弹簧 3产生应变位移， 中桥 1驱动， 后桥 2随动；

6x4模式： 载荷继续增大， 已经满载或需要更大的驱动力时： 需要实施双桥驱动， 此时， 气囊 6释放气压不再承载， 托臂梁 7仅承担推力杆功能， 恢复平衡悬架基本状态， 由中桥 1、后桥 2共同承载整车后部的负荷， 且相应调整驱动输出方式， 实现中桥 1、后 桥 2差速或等速驱动。

本设计可在现有技术上直接改装而成， 气囊 6可在车架 8的下方直接安装， 托臂梁 7可由传统平衡悬架中的中桥下推力杆 12朝气囊 6方向刚性延伸而成。

车上有共用气源， 该共用气源通过气路对车上所有用气设备充气 ， 待汽车启动完毕 后， 所有用气设备都充足气， 气囊 6也是如此， 气囊 6具体由共用气源经储气筒 （起缓 冲作用） 对其进行充气。 在后续使用过程中， 当需要通过气囊 6对中后桥轴荷进行分配 调整时， 车辆需要先处于静止状态， 再通过手间对气囊 6进行放气或充气， 但是， 当在 特殊路况出现气囊 6过载时， 为保证行车和系统安全， 此时不需要停车， 本发明即可快 速释放气囊 6中的所有气体， 从而恢复重载状态时的平衡悬架状态， 即平衡悬架的原始 状态。

实施例：

一种智能平衡悬架系统， 包括中桥 1、 后桥 2、 钢板弹簧 3、 平衡轴壳 4、 承载支座 5、 气囊 6与托臂梁 7， 所述钢板弹簧 3的前部与中桥 1相连接， 后部与后桥 2相连接， 中部通过 U型螺栓 14与平衡轴壳 4相连接， 该平衡轴壳 4与承载支座 5上的平衡轴 41 相铰连， 相邻的承载支座 5之间通过车架横梁 81相连接， 车架横梁 81的中部与中桥上 推力杆 9、 后桥上推力杆 10的一端相铰连， 中桥上推力杆 9的另一端与中桥 1的顶部相 铰连，后桥上推力杆 10的另一端与后桥 2的顶部相铰连，后桥 2的底部与后桥下推力杆 11的一端相铰连， 后桥下推力杆 11的另一端与承载支座 5底部的一侧相铰连， 承载支 座 5底部的另一侧与托臂梁 7的一端相铰连，托臂梁 7的另一端通过横向稳定杆 13与气 囊 6的底部固定连接， 气囊 6的顶部与车架 8的底部固定连接， 托臂梁 7的中部与中桥 1的底部相铰连； 所述托臂梁 7可由中桥下推力杆 12朝气囊 6方向刚性延伸而成， 该中 桥下推力杆 12的一端与承载支座 5底部的另一侧相铰连， 中桥下推力杆 12的另一端与 中桥 1的底部相铰连。

上述智能平衡悬架系统包括三种承载模式， 分别为：

4x2模式： 空载或载荷不超过气囊 6、 中桥 1 的设定负荷时： 此时， 整车后部的负 荷完全由气囊 6、 中桥 1承载， 中桥 1驱动， 后桥 2提升；

6x2模式： 载荷逐渐增大， 并超过气囊 6、 中桥 1的设定负荷时： 此时， 后桥 2协 助中桥 1承担设定载荷溢出后的载荷， 平衡悬架逐渐承载， 平衡悬架发生作用， 在钢板 弹簧 3上中桥 1、 后桥 2承载的负荷相同， 它们的承载之和加上气囊 6的承载就等于整 车后部的负荷， 中桥 1驱动， 后桥 2随动；

6x4模式： 载荷继续增大， 已经满载或需要更大的驱动力时： 需要实施双桥驱动， 此时， 气囊 6释放气压不再承载， 托臂梁 7仅承担推力杆功能， 恢复平衡悬架基本状态， 由中桥 1、后桥 2共同承载整车后部的负荷， 且相应调整驱动输出方式， 实现中桥 1、后 桥 2差速或等速驱动。

由上可见， 本设计实现了 4x2、 6x2、 6x4模式下的承载转换， 不仅能够有效减少中 重型卡车在空载或轻载时不必要的燃油消耗， 而且不影响原平衡悬架的承载和驱动性能， 在 6x2模式时， 中桥 1驱动， 能保证整车在合理载荷下获取最佳驱动力， 在需要 6x4双 桥驱动模式时，只需释放气囊 6压力和改变驱动模式， 即可完全恢复至原平衡悬架特性。 因而， 本设计结构简单， 自控调整能力强大， 安全性高， 可靠性好， 便于运用推广， 特 别适合高空驶率的油罐车、 混凝土搅拌车等专用车辆的普及和使用。