[发明专利]一种客车双曲悬架结构及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及悬架结构，尤其涉及一种客车双曲悬架结构和一种客车双曲悬架结构设计方法。

背景技术

传统客车大部分采用C型梁结构设计，客车在各工况行驶中C型梁受力较为复杂，存在弯矩的同时也存在一定的扭矩，且扭矩传递到后桥上时又在一定程度上增加了后桥的弯矩，同时由于结构限制，使左右气簧间距较小，降低了整车的侧倾刚度，以及前后气簧所需要的纵向间距较大，从而占用了一定的行李舱空间。针对上述设计不甚完善的地方，本发明人曾在专利201410063564.X中提出了一种双U型悬架结构，结构通过减小气簧的纵向间距及增大气簧的横向间距，不仅有效的增加了行李舱的空间而且有效增加了车身的侧倾刚度，从而有利于整车轻量化的实现。同时相比于C型结构在行驶中，弯曲扭转应力同时存在，所需的截面尺寸较大的问题，此U型悬架结构只存在扭矩，因此可适当减小截面尺寸，有利于结构的轻量化。但此悬架结构U型部的垂直梁仍存在一定的弯矩，同时底部的U型横梁也存在较大的弯矩，从而使与之相连的两根长纵梁存在一定的扭矩，轻量化效果仍不够理想。因此，本发明提出一种新型的双曲型客车悬架结构轻量化设计。

发明内容

本发明提供的双曲悬架结构，取消了前后底横梁，采用两根横向拉杆，使结构质量减轻，从而可以有利于轻量化，且相比于U型结构如双曲梁U型部垂直梁上所承受的弯矩也进一步减小。

本发明提供的双曲悬架设计方法，给出双曲梁部件承重所需最小尺计算公式，相比于传统C型梁空气弹簧的布置形式本发明所需的纵向间距缩短，从而有利于增大行李舱空间的容积，保证了工艺较为简单、生产成本更为低廉。

本发明提供的技术方案为：

一种客车双曲悬架结构，包括：

左双曲梁，其包括：

U型部，其为下凹的U型结构；

外伸梁，其与所述U型部两端圆弧过渡部相接，所述外伸梁向车身外侧并斜向上带有倾角伸出；

右双曲梁，其包括：

U型部，其为下凹的U型结构；

外伸梁，其与所述U型部两端圆弧过渡部相接，所述外伸梁向车身外侧并斜向上带有倾角伸出；

两个横向拉杆，其分别设置在所述左双曲梁和所述右双曲梁之间，所述横向拉杆与所述圆弧过渡部铰接，其中，铰接的轴线平行于客车的纵轴线。

优选的是，还包括后桥固定架，其设置在所述U型部中部，包括：

加强板，其为菱形，设置在所述U型部中部的上表面和下表面；

加强块，其设置在所述加强板之间；

固定夹板，其设置在所述后桥位置；

螺栓，其设置在所述固定夹板底部，并贯穿所述加强块和所述加强板。

优选的是，所述横向拉杆，包括：

拉杆，所述拉杆两端具有旋向相反的螺纹；

连接架，其为一端具有开口的框架，所述框架闭口部设置有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺纹配合，以使所述连接架连接在所述拉杆两端，所述框架开口部与所述圆弧过渡部铰接。

优选的是，还包括锁止螺母，其套设在所述拉杆上。

优选的是，所述拉杆上具有六角凸块，以便于拉杆两端的螺纹旋入。

优选的是，所述外伸梁采用变截面矩形钢管。

优选的是，所述双曲梁最高处上平面高于后桥，以致龙骨仍能够实现前后贯通，不会降低整车的强度和刚度。

优选的是，所述外伸梁顶部为焊接钢板，并在所述焊接钢板上设置空气弹簧，相对于所述空气弹簧内侧设置减震器。

优选的是，还包括：

V型推杆，其一端通过固定衬垫固定在后桥桥壳上，另一端通过橡胶衬垫与车身连接，以控制车身与后桥间的相对运动；

纵向推力杆，其设置在所述后桥两侧固定架上，所述纵向推力杆通过橡胶衬垫连接于车身。

一种客车双曲悬架结构设计方法，包括以下尺寸：

横向拉杆的最小直径，

其中，F为整个悬架上的轴荷，L₁为气簧到弯角处的距离，L₂弯角处到双曲梁底架的距离，σ_s为钢材的屈服极限；n为安全系数；K_v为动载荷系数；

变截面梁最外侧横截面的最小高度h₁的计算公式为，

其中，t为钢管厚度，B为矩形钢管的截面宽度；

变截面梁最内侧弯角处横截面的最小高度h₂的计算公式为，

其中，t为钢管厚度，B为矩形钢管的截面宽度；