专利名称：车辆悬架系统刚性锁定机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车辆悬架系统刚性锁定机构，更具体地，涉及一种用于将工 程车辆的弹性悬架系统刚性锁定的机构。
背景技术：
工程车辆，尤其是起重式工程车辆主要是指装备有重物起升搬运系统的车辆，例 如移动式车载工程起重机、高速叉车等，当然，此处所述的工程车辆并不限于上述起重式工 程车辆，其还包括载重量较大的卡车等。该种车辆上的悬架系统一般采用钢板弹簧悬架系 统，以能够充分保证车辆具有较大的载荷承受能力，当然，所述工程车辆并不限于采用钢板 弹簧悬架系统，在实际情形中，也还可以采用螺旋弹簧悬架系统、空气弹簧悬架系统等。一般而言，在起重式工程车辆未进行起重搬运作业时，例如在前往作业地点的行 驶过程中，其一般处于高速行驶状态，此时车辆悬架系统需要保证车辆高速行驶时的平稳 性和舒适性，由于车辆的悬架系统具有弹性，其能够对路面的冲击载荷缓冲吸收，因此能够 保证车辆的平稳性和舒适性。但是，在所述工程车辆处于起重作业状态时，例如车载工程起 重机进行起重作业，此时工程车辆静止或低速行驶，在该起重作业过程中，一个突出的问题 是，起重式工程车辆起升的重物常常超过悬架系统(例如钢板弹簧悬架)能够承受的极限 载荷，因此，此时如果任由悬架系统处于弹性状态，则不但起重作业由于缺乏刚性支撑基础 而无法平稳进行，而且车辆悬架系统也可能受到损坏。因此，在该情形下，需要对车辆悬架 系统进行刚性锁定，使其成为刚性的支撑系统，这就需要在工程车辆上采用车辆悬架系统 刚性锁定机构。现有的悬架系统刚性锁定机构主要为摇臂式锁定机构。如
图1和图2所示，该工 程车辆采用钢板弹簧悬架系统11a，钢板弹簧悬架系统Ila主要包括钢板弹簧、钢板弹簧支 架以及减振器等。钢板弹簧的两端通过钢板弹簧支架安装到车架纵梁9a上。在
图1和图2 中，摇臂式锁定机构的工作原理是通过锁定油缸2a推动摇臂Ia转动，在钢丝绳8a的配合 下，使得钢板弹簧悬架系统刚性锁定。锁定油缸2a推动摇臂la，通过过渡轴6a带动撑杆 摇臂5a转动，同时，钢丝绳8a的一端固定在车桥IOa上，另一端固定在摇臂Ia上(钢丝绳 8a初始具有一定的张紧度)。随着摇臂Ia从初始的倾斜位置向竖直位置转动，钢丝绳8a 将车架纵梁9a和车桥IOa之间的距离拉近，从而使得所述钢板弹簧慢慢张紧。当摇臂Ia 转动到竖直位置处时，撑杆摇臂5a进入支撑座4a上，并且钢丝拉绳8a将钢板弹簧完全拉 紧。这样，通过撑杆摇臂5a及钢丝拉绳8a的相互作用使钢板弹簧失去弹性，使得车桥IOa 与车架纵梁9a形成为刚性连接。具体地，当车架纵梁9a承受重物的载荷时，载荷经过撑杆 摇臂5a、支撑座4a直接作用于车桥10a，从而达到重载目的。当工程车辆卸去重物从而车 架纵梁9a不再承受重物的载荷时，车架纵梁9a也不会向上移动，因为此时车架纵梁9a与 车桥IOa之间的距离受到钢丝绳8a的约束基本是固定的。此外，在该情形下，当工程车辆 的车轮受到路面冲击从而使得车桥承受向上的冲击载荷时，该冲击载荷会经过支撑座4a、 撑杆摇臂5a而直接传递到车架纵梁9a上，钢板弹簧无法起到缓冲吸收冲击载荷的作用；当工程车辆的车轮例如在路面有凹坑而向下运动，此时车桥IOa受自身重力作用也会向下运 动，但由于其与车架纵梁Ila之间的距离受到钢丝绳8a的约束，因此钢板弹簧无法发生变 形。也就是说，在上述情形下，整个钢板弹簧悬架系统处于刚性锁定状态，这种刚性锁定状 态的主要作用在于使得工程车辆能够承受更大的载荷，从而使得起重式工程车辆能够顺利 进行起重搬运作业。此外，该现有的摇臂式锁定机构还可以设置有锁定传感器3a和未锁定 传感器7a，以检测所述锁定机构是否处于锁定状态。但是，上述现有技术的悬架系统刚性锁定机构的结构过于复杂，其需要撑杆摇臂 5a和钢丝绳8a的相互配合才能达到使得弹性悬架系统刚性锁定，也就是说，钢丝绳8a的长 度、摇臂Ia的转动角度、撑杆摇臂5a以及支撑座4a尺寸需要相互配合才能达到使得弹性 悬架系统刚性锁定的目的。只有在摇臂Ia转动到竖直位置并通过钢丝绳8a使得钢板弹簧 完全张紧，撑杆摇臂5a才能进入支撑座4a，这对于支撑座4a和撑杆摇臂5a的尺寸配合具 有较高的要求，并且两者之间不能形成较大的间隙，否则在承受载荷时会形成冲击。此外， 钢丝绳8a需要承受钢板弹簧张紧后的拉力，这对于钢丝绳8a的强度具有较高的要求，从 而使得钢丝绳8a容易损坏。由于该现有的悬架系统刚性锁定机构涉及的零部件较多，不仅 结构复杂，安装困难，而且只要其中一个零件损坏，该悬架系统刚性锁定机构就无法正常工 作，因此系统的可靠性较低，相应地维修成本也较高。因此，需要一种结构简单并能够可靠地使得车辆悬架系统刚性锁定的机构。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种车辆悬架系统刚性锁定机构，该车辆 悬架系统刚性锁定机构能够通过简单的结构更可靠、更有效地实现车辆悬架系统的刚性锁定。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种车辆悬架系统刚性锁定机构，该车辆 悬架系统刚性锁定机构包括支撑座和液压缸，所述支撑座固定在所述车辆的车桥上，所述 液压缸固定在所述车辆的车架纵梁上，其中，所述车辆悬架系统刚性锁定机构还包括推杆 和固定在所述车架纵梁上的导杆座，该导杆座上具有导向孔，所述推杆穿套在所述导向孔 内并连接于所述伸缩驱动装置，该伸缩驱动装置驱动所述推杆，以使得该推杆的一端进入 或退出所述支撑座上的接合孔。本实用新型的悬架系统刚性锁定机构，通过推杆与支撑座的接合孔的配合，实现 了车架纵梁与车桥的刚性连接，在推杆插入所述接合孔的状态下，无论是车架受到重物向 下的载荷，还是车桥受到路面向上的冲击，车辆的弹性悬架系统均无法发生弹性变形，载荷 通过所述支撑座、推杆以及导杆座直接在所述车架纵梁和车桥之间传递；此外，在所述推杆 退出所述接合孔的状态下，车辆的悬架系统在车架纵梁和车桥之间恢复弹性连接。因此，通 过本实用新型的悬架系统刚性锁定机构，能够有效地实现车辆悬架系统在弹性和刚性之间 的转换。相对于现有技术的摇臂式锁定机构而言，本实用新型的推杆式锁定机构简化了结 构、降低了成本、提高了锁定机构的可靠性，并且由于各个构件之间的连接相对稳固，受力 比较均衡，因此能够延长锁定机构的使用寿命。此外，由于该悬架系统刚性锁定机构的连接 关系比较简单，因此检修维护也较为方便。以下结合附图详细描述本实用新型的优选实施方式，通过详细描述，本实用新型 的优点将是明显的，在附图中
图1是现有技术的摇臂式悬架系统锁定机构的安装示意图；图2是
图1所示的摇臂式悬架系统锁定机构的部分剖视图；图3是本实用新型优选实施方式的悬架系统锁定机构的安装示意图；图4是从图3中的A方向观察的悬架系统锁定机构的侧视示意图；图5是图3所示的悬架系统锁定机构的液压缸的示意图；图6是图3所示的悬架系统锁定机构的连接块的示意图；图7是图6所示的连接块沿B-B线的剖面图；图8是图3所示的悬架系统锁定机构的推杆的示意图；图9是图3所示的悬架系统锁定机构的支撑座的主视图；以及
图10是图3所示的悬架系统锁定机构的支撑座的侧视图；附图标记说明Ia摇臂2a液压缸[0023]3a锁定传感器4a支撑座[0024]5a撑杆摇臂6a过渡轴[0025]7a未锁定传感器8a钢丝绳[0026]9a车架纵梁IOa车桥[0027]Ila钢板弹簧悬架系统[0028]1支撑座2锁定传感器[0029]3推杆4未锁定传感器[0030]5伸缩驱动装置6连接块[0031]7导杆座9车架纵梁[0032]10车桥11钢板弹簧悬架系统[0033]12接合孔13导向孔[0034]14安装孔15安装部[0035]16伸缩杆17缸体[0036]19U形螺栓安装槽20尖端[0037]21推杆的安装端22内螺纹孔
具体实施方式以下参照附图描述本实用新型的优选实施方式。需要说明的是，虽然本实用新型 的悬架刚性锁定机构主要适用于起重式工程车辆(如移动式车载工程起重机、高速叉车 等)，但是本实用新型的应用范围并不局限于此，在应用方面，凡是采用弹性悬架系统的车 辆，均可以根据需要使用本实用新型的刚性锁定机构，例如在采用悬架系统(例如钢板弹 簧悬架系统)的卡车上，如果卡车的载重量需要经常性地超过悬架系统能够承受的极限载 荷，则可以应用本实用新型的刚性锁定机构，以在必要时使得弹性悬架系统成为刚性支撑 系统，从而使得卡车承载更大的重量。相应地，一些载重量较大的客车等也可以根据需要在类似情形下采用本实用新型的刚性锁定机构。因此，本实用新型的悬架系统刚性锁定机构 的适用范围并无特别的限制，其应用的车辆类型并不构成对本实用新型保护范围的限制。 此外，下文为描述方便所使用的一些方位词，如“内侧”、“外侧”等均是按照车架纵梁安装在 车辆上的状态下通常所指的方位。例如车架纵梁的远离车辆纵向对称线的一侧即为外侧。在图3和图4中显示了本实用新型优选实施方式的悬架系统刚性锁定机构的安装 示意图。需要注意的是，在图3和图4显示的工程车辆采用了钢板弹簧悬架系统，但是这并 不表示本实用新型的刚性锁定机构仅适用于钢板弹簧悬架系统，实际上，本实用新型的刚 性锁定机构可以适用于多种类型的悬架系统，例如螺旋弹簧悬架系统、空气弹簧悬架系统 等。此外，众所周知，车辆悬架系统在车辆的两侧一般对称布置，因此本实用新型的刚性锁 定机构也需要相应地对称布置。在图3中，钢板弹簧的两端分别通过钢板弹簧安装支架安装在车架纵梁9上。此 外，该钢板弹簧的的中心部位通过U形螺栓吊置在车桥10的下部。当然，所述钢板弹簧也 可以设置在车桥10的上部。这些常规的安装形式并不影响本实用新型刚性锁定机构的应用。参照图3和图4，该优选方式的悬架系统刚性锁定机构包括伸缩驱动装置5、推杆 3、导杆座7以及支撑座1。其中，伸缩驱动装置5安装在车架纵梁9上，推杆3的一端连接于 伸缩驱动装置5的伸缩杆16上，另一端穿过固定在车架纵梁9上的导杆座7的导向孔13， 并且伸出导向孔13。在伸缩驱动装置5的驱动下，推杆3的朝向支撑座1的一端能够伸入 或推出支撑座1的接合孔13，该支撑座1固定在车桥1上。优选地，在支撑座1上还可以安装有锁定传感器2，当推杆3插入接合孔12时，该 锁定传感器2检测到锁定状态，并将锁定状态信号传输到相应的信号显示设备(未显示) 上，以向操作者报告当前的锁定状态。另外，在车架纵梁9上还可以安装未锁定传感器4，该 未锁定传感器4安装在导杆座7的附近，以向操作者报告当前的未锁定状态。由图中可以看出，本实用新型的悬架系统刚性锁定机构，通过推杆3与支撑座1的 接合孔12的配合，实现了车架纵梁9与车桥10的刚性连接，在推杆3插入所述接合孔12 的状态下，无论是车架受到重物向下的载荷，还是车桥10受到路面向上的冲击，车辆的弹 性悬架系统均无法发生弹性变形，载荷通过所述支撑座1、推杆3以及导杆座7直接在所述 车架纵梁9和车桥10之间传递；此外，在所述推杆3退出所述接合孔12的状态下，车辆的 悬架系统在车架纵梁9和车桥10之间恢复弹性连接。因此，通过本实用新型的悬架系统刚 性锁定机构，能够有效地实现车辆悬架系统在弹性和刚性之间的转换。此外，尽管图3和图4显示本实用新型的刚性锁定机构安装在车架纵梁9的外侧， 但是其也可以安装在车架纵梁9的内侧或下侧，实际上，该刚性锁定机构具体的安装部位 可以根据实际情形进行选择，只需保证各个部件之间的配合关系即可。以下参照图3至
图10描述本实用新型优选实施方式的悬架系统刚性锁定机构的 各个零部件及其相应的安装关系。在具体的描述中，将附带说明一些相关的明显变形方式 或进一步优选的实施方式。如图5所示，伸缩驱动装置5在该优选实施方式中采用的是液压缸，该液压缸的一 端为安装部15，安装部15上形成有安装孔14，通过该安装孔14和相应的支架，能够容易地 将液压缸安装在车架纵梁9上。液压缸的缸体17上具有两个输液口，缸体17的内部具有活塞，该活塞与伸缩杆16连接，并且伸缩杆16从缸体17的一端伸出，通过向其中一个输液 口输送驱动液(例如液压油)，可以使得活塞带动伸缩杆16向一个方向移动(例如伸出)， 通过向另一个输液口输送驱动液，可以使得所述活塞带动伸缩杆16向相反的方向移动(例 如缩进)，从而通过伸缩杆16的伸缩运动，驱动推杆3进行伸缩运动。当然，伸缩驱动装置 5还可以是其它能够进行伸缩运动的装置，例如气动紅，其原理与液压缸类似。此外，推杆 3与伸缩杆16的连接方式并不限于端对端的连接方式，例如推杆3和伸缩驱动装置5可以 沿竖直方向基本平行设置，同时在伸缩杆16的端部设置连接板，并将该连接板连接到推杆 3的中段，这样同样能够带动推杆3进行伸缩运动。如图8所示，推杆3的一端为连接端21，该连接端21上具有内螺纹孔22，以螺纹 连接于伸缩驱动装置的伸缩杆16，当然，推杆3与伸缩杆16的连接并不限于螺纹连接，两者 可以通过多种方式连接，例如联轴器、法兰盘等。推杆3的另一端优选地为尖端，这样能够 更容易地插入到支撑座1的接合孔12内。导杆座7的结构较为简单，其整体可以呈多种形状，例如长方体、正方体、半圆柱 体等，其上具有导向孔13。优选情形下，该导向孔13与推杆3形成间隙配合，这样在传递载 荷时更均勻平稳，避免冲击。另外，该导向孔13可以进行倒角处理，这样在穿套推杆3时更 易安装。如图9和
图10所示，优选方式下的支撑座1为长方体形状，该支撑座1上具有接 合孔12。在安装状态下，推杆3对准接合孔12，以能够在伸缩驱动装置5的驱动下，顺利地 进入或推出接合孔12。优选地，该接合孔12也进行倒角处理，这样推杆3进入接合孔12会 更顺畅。此外，在推杆3插入接合孔12内的情形下，优选地，推杆3与接合孔12形成间隙 配合，这样更有利于载荷的平稳均勻地传递。此外，在图3和图4的优选实施方式中，支撑座1的下端并非直接固定在车桥10 上，而是通过图6和图7所示的连接块6固定在车桥1上，连接块6的上部和下部均呈圆弧 形，并且该连接块6的上部形成有U形螺栓安装槽19，支撑座1的两侧分别固定有连接块 6，这样通过连接块6，支撑座1可以设置在车桥10的上部，并借助于固定钢板弹簧的U形螺 栓固定在车桥1上。优选地，连接块6可以与支撑座1形成为一体。当然，支撑座1还可以 通过其它方式固定在车桥10上，例如通过焊接直接固定在车桥10上。此外，尽管图中未显示，在伸缩驱动装置5采用液压缸或气动缸的情形下，一般均 需设置相应的阀门以控制驱动液或驱动气体的流向或开关等。由上描述可知，本实用新型的推杆式悬架系统锁定机构的基本技术方案为所述 车辆悬架系统刚性锁定机构包括支撑座1和伸缩驱动装置5，支撑座1固定在车辆的车桥 10上，伸缩驱动装置5固定在车辆的车架纵梁9上，并且该刚性锁定机构还包括推杆3和固 定在车架纵梁9上的导杆座7，该导杆座7上具有导向孔13，推杆3穿套在所述导向孔13 内并连接于所述伸缩驱动装置5，该伸缩驱动装置5驱动所述推杆3，以使得该推杆3的一 端进入或退出所述支撑座1上的接合孔12。该推杆式悬架系统锁定机构主要原理是通过伸缩驱动装置5推动推杆3，使得推 杆3与支撑座1的接合孔12的配合，实现了弹性悬架系统的刚性锁定，从而通过支撑座、推 杆及导杆座将载荷直接传递到车桥上，以达到承受更大载荷的目的。而且，通过本实用新型 的各个构件的连接结构可以看出，在传递载荷时，通过推杆3与支撑座1的接合孔12和导杆座7的导向孔13的弧面接触，受力面积较大，因此载荷的传递更平稳均衡，各个构件不容 易损坏，可靠性更好，强度更高。也就是说，本实用新型的悬架系统刚性锁定机构，通过推杆2与支撑座1的接合孔 12的配合，实现了车架纵梁9与车桥10的刚性连接，在推杆3插入所述接合孔12的状态 下，无论是车架受到重物向下的载荷，还是车桥10受到路面向上的冲击，车辆的弹性悬架 系统均无法发生弹性变形，载荷通过所述支撑座1、推杆3以及导杆座7直接在所述车架纵 梁9和车桥10之间传递；此外，在推杆3退出接合孔12的状态下，车辆的悬架系统在车架 纵梁9和车桥10之间恢复弹性连接。从而，通过该悬架系统刚性锁定机构，能够有效地实 现车辆悬架系统在弹性和刚性之间的转换。与现有技术的摇臂式锁定机构相比，本实用新 型的推杆式锁定机构简化了结构、降低了成本、提高了锁定机构的可靠性，并且由于各个构 件之间的连接相对稳固，受力比较均衡，因此能够延长锁定机构使用寿命。此外，由于该悬 架系统刚性锁定机构的连接关系比较简单，因此检修维护也较为方便。以上参照附图描述了本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述说 明和附图中显示的具体细节结构，在不脱离本实用新型的技术构思的前提下，可以对本实 用新型进行多种简单的变形，例如，所述伸缩驱动装置5可以是由电动机驱动的蜗轮蜗杆 装置、所述车辆悬架系统可以是非独立悬架系统等，这些简单变型均属于本实用新型的保 护范围，本实用新型的保护范围由权利要求限定。
权利要求一种车辆悬架系统刚性锁定机构，该车辆悬架系统刚性锁定机构包括支撑座(1)和伸缩驱动装置(5)，所述支撑座(1)固定在所述车辆的车桥(10)上，所述伸缩驱动装置(5)固定在所述车辆的车架纵梁(9)上，其特征在于，所述车辆悬架系统刚性锁定机构还包括推杆(3)和固定在所述车架纵梁(9)上的导杆座(7)，该导杆座(7)上具有导向孔(13)，所述推杆(3)穿套在所述导向孔(13)内并连接于所述伸缩驱动装置(5)，该伸缩驱动装置(5)驱动所述推杆(3)，以使得该推杆(3)的一端进入或退出所述支撑座(1)上的接合孔(12)。
2.根据权利要求1所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所述支撑座(1)上 设置有用于检测所述推杆(3)插入到所述接合孔(12)内的锁定传感器(2)。
3.根据权利要求1所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所述车架纵梁(9) 上设置有用于检测所述推杆(3)未插入到所述接合孔(12)的未锁定传感器(4)。
4.根据权利要求1所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所述车辆悬架系 统为钢板弹簧悬架系统(11)，该钢板弹簧悬架系统(11)的钢板弹簧通过U形螺栓吊置在所 述车桥(10)的下部。
5.根据权利要求4所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所述支撑座(1)下 端部的两侧分别固定有连接块(6)，该连接块(6)上设置有U形螺栓安装槽(19)，所述连接 块(6)通过所述U形螺栓固定在所述车桥(10)上。
6.根据权利要求5所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所述支撑座(1)与 所述连接块(6)形成为一体。
7.根据权利要求1所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所述推杆(3)的朝 向所述接合孔(12)的一端为尖端。
8.根据权利要求1所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所述支撑座(1)的 接合孔(12)以及所述导杆座(7)的导向孔(13)形成有倒角。
9.根据权利要求1所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所述推杆(3)与所 述导向孔(13)形成间隙配合，并且该推杆(3)在插入所述接合孔(12)的状态下与该接合 孔(12)也形成间隙配合。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的车辆悬架系统刚性锁定机构，其特征在于，所 述伸缩驱动装置(5)为液压缸、气动缸或者由电动机驱动的蜗轮蜗杆装置。
专利摘要本实用新型提供了一种车辆悬架系统刚性锁定机构，其包括支撑座(1)和伸缩驱动装置(5)，所述支撑座(1)固定在车桥(10)上，所述伸缩驱动装置(5)固定在车架纵梁(9)上，其中，所述刚性锁定机构还包括推杆(3)和固定在车架纵梁(9)上的导杆座(7)，该导杆座(7)上具有导向孔(13)，所述推杆(3)穿套在所述导向孔(13)内，并且在所述伸缩驱动装置(5)的驱动下，该推杆(3)的一端能够进入或退出所述支撑座(1)上的接合孔(12)。本实用新型的车辆悬架系统刚性锁定机构通过简单的结构，有效地实现了车辆悬架系统的刚性锁定，其安装简单、操作容易，成本较低，并且该悬架系统刚性锁定机构的可靠性较好。
文档编号B60G17/005GK201659860SQ20102015339
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者周振坤, 徐驰, 王春兰 申请人:湖南中联重科专用车有限责任公司