[发明专利]一种新型支撑轴轴荷控制系统

说明书

 

技术领域

  本发明涉及一种三轴客车底盘的支撑轴轴荷控制系统，具体为用高度阀来调节支撑轴与驱动轴之间载荷分配的气路控制系统，属于汽车制造技术领域。

背景技术

三轴客车在载客数量、营运经济性上与二轴客车相比具有较大优势，因此市场需求越来越大。目前，三轴客车的结构分为两类，一类是三轴为全空气悬架的底盘结构，另一类是三轴为全板簧悬架的底盘结构。全空气悬架的三轴底盘，具有舒适性高的优点，但结构相对复杂，造价高；全板簧悬架的三轴底盘，具有结构简单、成本低的优点，但驱动轴与支撑轴板簧支座重叠，不便于车辆整体布置。

上述两种客车底盘悬架结构，均不能调节驱动轴与支撑轴之间的轴荷分配。全空气悬架的三轴底盘，车辆后部载荷的变化，按这两轴之间的悬架气囊刚度比例分配，呈线性关系。全板簧悬架的三轴底盘，车辆后部载荷的变化，按这两轴之间的悬架板簧刚度比例分配，也呈线性关系。

车辆更为理想的使用状态为，车辆空载时，驱动轴轴荷大，可获得充足的驱动力，保证车辆在雨天行驶和上坡时，动力性好；车辆满载时，驱动轴轴荷不超过标准限值。国家标准GB1589-2004规定三轴客车驱动轴最大允许轴荷限值不超过11.5T，另外，车辆出口的话,很多国家也有类似的标准规定。

在三轴卡车中，后两轴有一种平衡悬架结构，能够在车辆载荷变化时，调节后两轴之间的轴荷分配，但该结构比较复杂，也仅仅应用于卡车中，客车上不适用。

发明内容

  本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构相对简单、成本低，且支撑轴轴荷在整车载荷变化时可控的气路控制系统。客车空载时，驱动轴轴荷大，保持充足的驱动力，支撑轴承载较小或不承载；客车满载时，支撑轴承担更多的载荷，保持驱动轴轴荷不超过标准限值。

前提条件：驱动轴采用板簧悬架，支撑轴采用空气悬架。板簧悬架和空气悬架的组合方式主要发挥如下优点: 板簧悬架的结构简单, 空气悬架的调控功能。

轴荷包括簧上质量和簧下质量，因簧下质量是定值，下文中轴荷仅指簧上质量。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种新型支撑轴轴荷控制系统，包括前轴、驱动轴和支撑轴，其中前轴设在轴荷控制系统的前部，为板簧悬架；支撑轴设在轴荷控制系统的后部，为空气悬架，所述的空气悬架包括囊式气囊，所述的囊式气囊和控制器连接；所述的驱动轴设在支撑轴前面，驱动轴为板簧悬架。

1、支撑轴空气悬架气囊采用囊式气囊。

空气悬架的气囊主要有两类，膜式气囊和囊式气囊，两者相比：气压一定时，囊式气囊的承载能力随气囊高度变化，而膜式气囊的承载能力不随气囊高度变化（在膜式气囊常规使用范围内）。

本方案在空气悬架的调控中应用了囊式气囊这个独特特性。在气囊气压达到设定压力值后，车辆高度下降时，支撑轴分担更多的车辆载荷。

设定压力值可以是储气筒（气源）压力，也可以通过选用合适的限压阀安装在储气筒后来调整。

2、采用高度阀控制车辆高度和驱动轴与支撑轴之间的轴荷分配。

高度阀的基本功能是，根据车辆的载荷大小，调控空气悬架气囊中的压缩空气量（为气囊充放气），来控制车辆的高度。或者说根据车辆高度的变化，来开启或关闭气囊与气源之间的通道。

在气囊气压达到设定压力值之前，高度阀发挥其基本功能，为气囊充放气，控制车辆的高度，改变驱动轴与支撑轴之间的轴荷分配。此时，车辆高度不变，驱动轴载荷不变，车辆载荷的变化全部由支撑轴承担。

在气囊气压达到设定压力值之后，高度阀就成为一个通道开关，驱动轴与支撑轴之间的轴荷变化，改变为：

驱动轴的轴荷变化与车辆高度的变化有关， 

其中，：板簧静挠度   2: 驱动轴载荷， ：板簧刚度， ：车辆高度变化值。和是常数。

支撑轴的轴荷变化，也与车辆高度的变化有关，是利用了技术方案2中囊式气囊的承载能力随气囊高度变化的独特特性，其变化由气囊特性曲线决定。

以上技术方案相互结合，则实现了上述发明目的。

本发明的有益效果：相比全板簧悬架底盘，避免了驱动轴与支撑轴板簧支座重叠，便于布置；相比全空气悬架底盘，具有结构简单，成本低的优点。

 

附图说明

图1：三轴底盘结构；

图 2：囊式气囊；

图3(a)：囊式气囊特性曲线图；

图3(b)：囊式气囊特性参数；