专利名称：大型铰接客车拆分式桁架结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于14 25米长二级或二级以上大型铰接客车的 拆分式桁架结构，尤指一种适用于14 18米长后置发动机大型铰接客车的拆 分式桁架结构。
技术背景在2005年以前，在中国大中城市中行驶的二级或二级以上大型铰接客车 (俗称大通套)基本上都是前置发动机铰接客车，发动机安装在客车前端，由 前车架带动后车架行驶，前车架与后车架之间通过球头销连接。这种前置发动 机铰接客车的缺点是车内空间利用率低，车内噪音大，舒适性差，整车车桥 载荷分配不合理，快速行驶中易产生甩尾现象，不适合做为快速公交系统用车。随着技术的发展，后置发动机铰接客车因其具有车内空间利用率高，车内 噪音小，舒适性好，整车车桥载荷分配合理，适合做为快速公交系统用车等优 点，开始逐渐取代前置发动机铰接客车。由于后置发动机铰接客车采用第三桥驱动，后车推动前车行驶。当客车前、 后车水平方向产生夹角(如转向)时，后车会对前车第二桥产生一个垂直于前 进方向的侧向力，这个力和前、后车夹角及第三桥的驱动力成正比。随着前、 后车夹角及第三桥驱动力的增大，侧向力增大，将使第二桥车轮和地面产生侧 滑，前、后车剪切，客车失控，因此需要在后置发动机铰接客车前、后车之间 安装一种铰接系统，该铰接系统不仅具有将铰接客车前、后车铰接的功能，而 且，还应能随着前后车转角的增大而提供相应增大的阻尼力，阻止第二桥轮胎 产生侧滑，防止前、后车剪切的功能。国外生产后置发动机铰接客车铰接系统的厂家有三家分别是德国的Hubner公司、德国Hemscheidt公司和匈牙利IKARUS公司，其中匈牙利 IKARUS公司已被德国公司收购。上述德国两家公司生产的应用于后置发动机 铰接客车中的铰接系统都采用高集成的结构设计思路，其生产的铰接系统为高 集成整体结构，不可拆分。其优点是安装简单、方便，有效地减小了结构占用的空间。但是，其缺点是制造难度大、制造成本高、维护成本高。目前，生产此种集成度较高的、个体体积较大的钢件产品所需要的模具费 用非常高，而且，由于我国钢铁行业的技术水平与国外先进的钢铁行业相比还存在一定的差距，所以，这无形之中提高了我国生产加工此类产品的难度和成 本。目前，这种高集成铰接系统在我国市场上的售价都在20万以上，且居高 不下，这对我国的城市交通改造工程造成了很大的压力。此外，这种高集成度的产品虽然安装过程比较方便快捷，但是当系统在使 用过程中某部分出现损坏或年久耗损后更换起来就出现了很大的麻烦，由于集 成度太高，拆卸起来十分麻烦，而且很多总成部件即使是其中某一个很小的零 部件损坏也要整体更换， 一是造成很大的浪费，再就是造成维护成本很高。对于我国这样一个人口众多，资源相对紧缺的国家来说，开发出一款既能 满足后置发动机铰接客车的铰接功能、又能有效地降低制造成本和维护成本的 铰接系统是一个发展我国客车行业、适合我国国情需要的、迫切需要解决的问题。为了解决上述问题，本申请人潜心研究开发了一套适合我国国情的、适用于14 25米长二级或二级以上后置发动机大型铰接客车的铰接系统。该铰接 系统包括拆分式桁架结构、液压控制系统、电气控制单元；其中，桁架结构为拆分式结构，其各组成部分既相互独立，又相互关联，其结构简单、制造成本 低、维修维护成本低，从而，使大型铰接客车铰接系统的制造成本和维修成本 大大降低。发明内容鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种加工制造简单、制造成本低、 维修方便、维修维护成本低的，适用于后置发动机铰接客车的拆分式桁架结构， 该拆分式桁架结构各组成部分既相互独立又相互关联。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案 一种大型铰接客车拆分 式桁架结构，其特征在于它由前桁架、横梁、转盘轴承、后桁架、液压缸构 成；所述前桁架位于大型铰接客车前车车厢的后端，其后端通过外表面浇注有 橡胶的球铰与横梁相连；所述横梁通过螺栓固定在转盘轴承的外圈上；所述后桁架位于大型铰接客车后车车厢的前端，其前端通过螺栓固定在转 盘轴承的内圈上；在所述后桁架的左右两侧各固定有一个液压缸，液压缸的一端固定在后桁 架的后端部，另一端通过销轴固定在横粱上。所述前桁架和后桁架通过转盘轴承以及固定在转盘轴承上的横梁实现铰接。
图1是本实用新型拆分式桁架结构整体结构示意图；图2是本实用新型前桁架与球铰的连接关系图；图3是本实用新型前桁架与横梁之间的连接关系图；图4-1是本实用新型横梁正面俯视立体图；图4-2是本实用新型横梁反面俯视立体图；图5是本实用新型横梁与转盘轴承之间的连接关系图；图6-1是本实用新型转盘轴承的结构示意图；图6-2是本实用新型转盘轴承的A-A剖视图；图6-3是本实用新型转盘轴承的局部剖视图；图7是本实用新型后桁架结构示意图；图8是本实用新型后桁架与转盘轴承之间的连接关系图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型公开的拆分式桁架结构由前桁架1、横梁2、转 盘轴承3、后桁架4和液压缸5构成。前桁架1位于大型铰接客车前车车厢的后端，大型铰接客车的前车厢焊接 在前桁架1上，由前桁架1带着前车厢移动。前桁架1的后端通过球铰6与横 梁2相连。如图2所示，在前桁架1左、右两侧臂的后端各设有一个球铰安装 孔7。球铰6中心轴的两端开有孔8，其中心轴的外表面浇注有用于减震的橡 胶，球铰6的两端用挡圈9和弹簧挡圈IO压装后固定在前桁架1后端的球铰 安装孔7内。然后，如图3所示，将螺栓11穿过球铰6中心轴两端的孔8固 定在横梁2上的螺孔内，从而，将前桁架1与横梁2固定在一起。图4-1为本实用新型横梁正面俯视立体图，图4-2为本实用新型横梁反面 俯视立体图。如图所示，该横梁主要由平台安装梁12、四块固定钢板13、 14、 15、 16和连接件17焊接而成。四块固定钢板分为左、右两组，每组两块固定钢板13、 15上下放置，上 固定钢板13和下固定钢板15之间通过若干个圆钢18焊接在一起，成为一个 整体；同理，固定钢板14、 16也上下放置，上固定钢板14和下固定钢板16 之间也通过若干个圆钢18焊接在一起，成为一个整体。所有圆钢18处于同一 圆周上。所述连接件17位于两块上固定钢板13、 14和两块下固定钢板15、 16之间。在两组固定钢板中的下固定钢板15、 16上分别开有两个焊接用圆孔19， 连接件17的两端分别与左、右两组固定钢板中的下固定钢板15、 16焊接在一 起，使左、右两组固定钢板和连接件17成为一个整体。在每组固定钢板上对应圆钢18处分别钻有若干个用于穿设螺栓的孔20， 这些孔20处于同一圆周上，每个孔20的中心和每个圆钢18的中心重合。在 本实用新型的具体实施例中，每组固定钢板上分别钻有6个孔20，两组固定钢 板上共钻有12个孔20， 12个孔处于同一圆周上。如图5所示，将12根螺栓 21穿过横梁2上的孔20固定在转盘轴承3外圈上的孔内，从而，将横梁2固 定在转盘轴承3的外圈上。因螺栓21从圆钢18的中心穿过，所以圆钢18又 起到了加强连接的作用。在每组固定钢板的一端分别开有一个用于固定球铰6的凹槽22，固定在前 桁架1后端的球铰6就嵌在该凹槽22内；然后，通过螺栓11与横梁2固定在 一起。在每组固定钢板的另一端分别开有一个液压缸安装孔23，安装在后桁架 4上的液压缸5就通过该安装孔23与横梁2固定在一起。在两块上固定钢板13、 14的表面焊接有一根平台安装梁12，该平台安装 梁12用于支撑大型铰接客车中间部位的平台。在平台安装梁12上设有多个用 于固定平台的螺栓孔，孔内侧用钢板加固以保证螺栓丝扣强度。图6-l 图6-3为本实用新型使用的转盘轴承3的结构示意图，本实用新型 通过该转盘轴承实现车辆水平方向的转弯功能。如图所示，本实用新型使用的 转盘轴承由外轴承瓦24、内轴承瓦25和钢球26构成。内、外轴承瓦组合在一 起形成一个空腔，钢球26—个挨一个地满铺在该空腔内。在转盘轴承3的外 轴承瓦24上设有若干个用于固定横粱2的孔27，在转盘轴承3的内轴承瓦25 上也设有若干个用于固定后桁架4的孔28。在转盘轴承3的内轴承瓦25上还 设有注油接口 29，根据实际情况通过该注油接口向轴承内部添加润滑油，保证 系统运动的持久顺畅，有效地保证系统高强度、高寿命的设计要求。为了防尘、 密封，在内、外轴承瓦之间设有耐油橡胶密封圈30。在本实用新型的具体实施例中，上述转盘轴承采用50Mn高强度合金材料制 成，在转盘轴承的外轴承瓦上设有12个用于固定横梁2的孔27，在转盘轴承的内 轴承瓦上设有14个用于固定后桁架4的孔28。后桁架4位于大型铰接客车后车车厢的前端，大型铰接客车的后车车厢焊 接在后桁架4上，由后桁架4带着其移动。图7为本实用新型后桁架4的结构 示意图，如图所示，后桁架4的前端设有若干个孔31，这些孔31处于同一圆周上。在本实用新型的具体实施例中，在后桁架4的前端共设有14个孔，14个孔处于同一圆周上。该孔用于将后桁架4与转盘轴承3固定在一起，如图8 所示，将螺栓32穿过后桁架前端的孔31和转盘轴承3内圈上的孔28，用螺母 将其旋紧固定住，从而将后桁架4固定在转盘轴承3的内圈上。如图1所示，在后桁架的左右两侧各固定有一个液压缸5，液压缸5的一 端固定在后桁架4的后端，另一端通过销轴固定在横粱2上的液压缸安装孔23 内。大型铰接客车的前、后车厢就是通过本实用新型公开的上述桁架结构实现 铰接的，并通过本实用新型中连接前、后桁架的转盘轴承以及固定在转盘轴承 上的横梁来实现车辆转向时前、后车水平方向的旋转；通过前桁架与横梁相连 的外表面浇注有橡胶的球铰来实现车辆在上、下坡时，前、后车之间垂直方向 的上下摆角及车辆行驶在左右不平道路上的前后车身的扭转。在后置发动机铰接客车转向过程中，后桁架推动构成本实用新型的转盘轴 承旋转，通过一端固定在后桁架上另一端固定在横梁上的液压缸为整个系统的 运作提供阻尼，为车辆提供良好的转向稳定性和转向角度的控制，起到有效的 防推死功能，保证车辆行驶过程中的正常运转。对于后置发动机铰接客车来说，其运动属于被动受力导致的运动，动力由 车辆后车身提供，前、后桁架均与本实用新型可拆分式桁架结构中的转盘轴承 相连。车辆水平方向运动时，通过中间的转盘轴承来实现转弯运动，并根据转弯需要，通过两根液压缸来提供足够的阻尼。车辆垂直方向运动时，依靠装在 前桁架上的球铰与横梁连接来实现，通过球铰中间的钢性中心轴来承载车辆 前、后车各方向的拉力和压力，通过围绕球铰中心轴周围的橡胶的弹性变形来 实现车辆垂直方向的俯仰和扭转，并通过橡胶材料的弹性变形起到有效的压力 缓冲功能，实现减震效果。本实用新型的优点和积极效果如下1、 结构简单，制造成本低。由于本实用新型为拆分式结构，每个部件相互独立，且相互关联，所以， 对制造工艺要求较低，可以分别制造每个部件，然后组装在一起，制造成本低。2、 维修保养方便，费用低。由于本实用新型为拆分式结构，所以，维修保养十分方便，当某一部件损 坏后，不必将整个部件都拆下更换，只需更换损坏的相关部件即可，其余完好 部分仍可保留，维修保养费用低。3、 实用性和适应性强。本实用新型可拆分式桁架结构可根据车辆车身的具体情况及底盘的结构 做适当调整，以满足车辆整体设计要求，如包括车身曲线的变化调整、车身 外围尺寸的调整、底盘铰接长度等。4、 运行稳定性好。经整车试验显示，安装有本实用新型可拆分式桁架结构的车辆在速度达到80km/h时不出现甩尾、侧滑等现象，能够在水平方向土52度、垂直方向士 IO度摆角范围内使车辆保持稳定行驶，阻尼传递均衡稳定，阻尼变化合理顺畅。5、 减震效果好。由于本实用新型采用外表面浇注有橡胶的球铰进行减震控制，所以，减震 效果好，运行无震动，无噪音。6、 系统强度高，载重量大。整个可拆分式桁架结构均采用高强度合金材料焊接而成，与车辆底盘之间 的连接亦采用焊接方式连接，强度高，载重能力大，最大负荷可达到20吨， 非常适合国内公交车辆现行的超负荷运转状态。本实用新型一方面满足了我国国内汽车市场的需求，另一方面也使得我国 在大型铰接客车制造方面有了长足的发展，填补了国产大型后置发动机铰接客 车铰接系统的空白，是对一直以来由国外技术垄断的市场局势的强有力的扭 转，其积极效果是显而易见的。以上所述仅是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本 实用新型技术方案基础上的等效变换，均属于本实用新型保护范围之内。
权利要求1、一种大型铰接客车拆分式桁架结构，其特征在于它由前桁架、横梁、转盘轴承、后桁架和液压缸构成；所述前桁架位于大型铰接客车前车车厢的后端，其后端通过外表面浇注有橡胶的球铰与横梁相连；所述横梁通过螺栓固定在转盘轴承的外圈上；所述后桁架位于大型铰接客车后车车厢的前端，其前端通过螺栓固定在转盘轴承的内圈上；在所述后桁架的左右两侧各固定有一个液压缸，液压缸的一端固定在后桁架的后端部，另一端通过销轴固定在横粱上。
2、 根据权利要求1所述的拆分式桁架结构，其特征在于所述前桁架和 后桁架通过所述转盘轴承以及固定在转盘轴承上的横梁实现铰接。
3、 根据权利要求1或2所述的拆分式桁架结构，其特征在于在所述前 桁架左、右两侧臂的后端各设有一个球铰安装孔；所述球铰为一根外表面浇注有起减震作用的橡胶的钢性中心轴，在中心轴 的两端各开有一个用于穿设螺栓的孔，球铰的两端用挡圈、弹簧挡圈压装固定 在所述前桁架后端的球铰安装孔内；安装固定在前桁架后端球铰安装孔内的球铰通过螺栓固定在所述横梁上。
4、 根据权利要求3所述的拆分式桁架结构，其特征在于所述横梁由平 台安装梁、四块固定钢板和连接件焊接而成-，四块固定钢板分为左、右两组，每组两块固定钢板上下放置，上固定钢板 和下固定钢板之间通过若干个圆钢焊接在一起，成为一个整体； 在两组固定钢板之间焊接有起连接作用的所述连接件；在每组固定钢板上分别钻有若干个用于安装螺栓的孔，这些孔处于同一圆 周上，用于将所述横梁固定在转盘轴承外圈上的螺栓穿过该孔固定在转盘轴承 外圈上；在每组固定钢板的一端分别开有一个用于固定所述球铰的凹槽；在每组固 定钢板的另一端分别开有一个用于安装所述液压缸的液压缸安装孔；所述平台安装梁固定在两组固定钢板的上表面，在平台安装梁上设有多个 用于固定铰接客车中间部位平台的螺栓孔，孔内侧用钢板加固以保证螺栓丝扣 强度。
5、 根据权利要求4所述的拆分式桁架结构，其特征在于在构成横梁的两组固定钢板上分别钻有6个安装螺栓的孔，两组固定钢板上共钻有12个孔， 12个孔处于同一圆周上；用于将所述横梁固定在转盘轴承外圈上的12个螺栓分别穿过上述的12个孔固定在转盘轴承外圈上。
6、 根据权利要求4或5所述的拆分式桁架结构，其特征在于所述转盘 轴承由外轴承瓦、内轴承瓦和数个钢球组合而成；内、外轴承瓦组合在一起形成一个空腔，所述钢球满铺地放置在该空腔内； 在所述转盘轴承的外轴承瓦上设有若干个用于安装固定所述横粱的螺栓的孔，在转盘轴承的内轴承瓦上也设有若干个用于安装固定所述后桁架的螺栓的孔；在转盘轴承的内轴承瓦上还设有注油接口； 在内、外轴承瓦之间设有耐油橡胶密封圈。
7、 根据权利要求6所述的拆分式桁架结构，其特征在于在所述转盘轴 承的外轴承瓦上设有12个用于安装固定所述横梁的螺栓的孔，在转盘轴承的 内轴承瓦上设有14个用于安装固定所述后桁架的螺栓的孔。
8、 根据权利要求6所述的拆分式桁架结构，其特征在于在所述后桁架 的前端设有若干个用于安装将后桁架固定在转盘轴承内轴承瓦上的螺栓的孔， 这些孔处于同一圆周上。
9、 根据权利要求8所述的拆分式桁架结构，其特征在于在所述后桁架 的前端共设有14个安装螺栓的孔，14个孔处于同一圆周上。
专利摘要本实用新型公开了一种拆分式桁架结构，它由前桁架、横梁、转盘轴承、后桁架和液压缸构成。前桁架位于铰接客车前车厢的后端，其后端通过外表面浇注有橡胶的球铰与横梁相连；横梁通过螺栓固定在转盘轴承的外圈上；后桁架位于铰接客车后车厢的前端，其前端通过螺栓固定在转盘轴承的内圈上；在后桁架的左右两侧各固定有一个液压缸，液压缸的一端固定在后桁架的后端部，另一端通过销轴固定在横粱上。由于本实用新型采用拆分式结构设计，各组成部件既相互独立，又相互关联，故本实用新型制造成本低，维修费用低。
文档编号B60D5/00GK201099155SQ20072017283
公开日2008年8月13日 申请日期2007年8月28日 优先权日2007年8月28日
发明者李绪占 申请人:无锡华创伊卡露斯车辆设备有限公司