一种独立悬架导向机构及其测试装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109263423A(43)申请公布日2019.01.25(21)申请号201811252598.8(22)申请日2018.10.25(71)申请人北京航天发射技术研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号申请人中国运载火箭技术研究院(72)发明人张军伟杨波李洪彪吴学雷万芳左霞李辰吴昊(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人张丽娜(51)Int.Cl.B60G7/00(2006.01)G01M17/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种独立悬架导向机构及其测试装置和方法(57)摘要本发明涉及一种用于多轴重型车辆的大行程独立悬架导向机构及其测试装置和方法，属于特种车辆底盘技术领域，所述的多轴是指该车辆具有两个以上的轴，重型是指该车辆的轴荷不小于10吨，大行程是指该车辆的车轮跳动量不小于150mm。本发明为了满足超重载底盘悬架系统的大载荷、大行程的需求，设计一种配备独立悬架的上横臂总成、下横臂总成。通过对下横臂总成进行结构拓扑优化，确定最优的载荷传递路径，得到能够同时满足极限载荷结构强度和大行程轮跳运动干涉要求的下横臂总成三维结构。上横臂总成、下横臂总成通过大角度球铰与轮组转向节连接，满足承载要求，且满足车轮大行程跳动的球铰大角度转动要求。CN109263423ACN109263423A权利要求书1/2页1.一种用于多轴重型车辆的大行程独立悬架导向机构的测试装置，其特征在于：该装置包括作动器、支架、车轮总成、两个球头总成、油气弹簧和下销轴；两个球头总成分别为第一球头总成和第二球头总成；第一球头总成的一端与上横臂总成固定连接，第一球头总成的另一端与车轮总成固定连接；第二球头总成的一端与下横臂总成固定连接，第二球头总成的另一端与车轮总成固定连接；油气弹簧的顶端与支架固定连接，油气弹簧与下横臂总成通过下销轴固定连接；作动器位于车轮总成的底端；上横臂总成通过上横臂销轴与支架进行固定连接；下横臂总成通过下横臂销轴与支架进行固定连接；支架固定在地面上。2.根据权利要求1所述的一种用于多轴重型车辆的大行程独立悬架导向机构的测试装置，其特征在于：所述的导向机构，包括上横臂总成和下横臂总成，上、下横臂总成内侧均通过销轴与车架连接，并可绕销轴在YZ平面内摆动；上下横臂总成外侧分别通过球铰与轮组转向节的上下接口连接，由球铰提供可实现车轮上下跳动和左右摆动的自由度；所述的下横臂总成在满足结构强度的前提下在其内侧向外开尽可能深的豁口；所述的YZ平面为在车辆坐标系下定义的坐标平面。3.根据权利要求2所述的一种用于多轴重型车辆的大行程独立悬架导向机构的测试装置，其特征在于：通过对导向机构硬点的优化，保证悬架的特性K&C满足要求；所述的对导向机构硬点的优化包括上横臂、下横臂总成内侧中心点的Y、Z坐标的优化。4.根据权利要求3所述的一种用于多轴重型车辆的大行程独立悬架导向机构的测试装置，其特征在于：所述的对导向机构硬点的优化具体通过下述方式实现：设定上横臂、下横臂总成内侧中心点的Y、Z坐标坐标变化范围；在坐标变化范围内选取一组上横臂、下横臂总成内侧中心点的Y、Z坐标，针对每组选取的坐标使车轮在要求的极限工况下进行工作，得到每组坐标对应的主销内倾角、车轮外倾角、轮距、侧倾中心高度变化曲线；从中选取主销内倾角、车轮外倾角、轮距、侧倾中心高度四个变化曲线均满足要求时对应的上横臂、下横臂总成内侧中心点的Y、Z坐标。5.根据权利要求3所述的一种用于多轴重型车辆的大行程独立悬架导向机构的测试装置，其特征在于：上横臂、下横臂总成内侧中心点的Y、Z坐标坐标变化范围具体为：上横臂总成Z坐标变化范围为转向节的上接口Z坐标±100mm；上横臂总成Y坐标变化范围为A±100mm；所述的A为车架上纵梁间距的一半。下横臂总成Z坐标变化范围为转向节的下接口Z坐标±100mm；下横臂总成Y坐标变化范围为B±100mm；所述的B为车架下纵梁间距的一半。6.根据权利要求3所述的一种用于多轴重型车辆的大行程独立悬架导向机构的测试装置，其特征在于：所述的豁口形状通过如下方式确定：第一步，根据要求的极限工况下，下横臂总成外侧安装球铰处所受的极限载荷；对未开豁口的下横臂总成进行结构拓扑优化，确定最优载荷传递路径；第二步，在最优载荷传递路径与下横臂总成内侧组成的区域内开豁口；2CN109263423A权利要求书2/2页第三步，进行结构强度和运动干涉校核，若结构强度及运动干涉均满足要求，则当前豁口为最终的豁口；若结构强度满足安全系数要求、运动干涉不满足要求，则根据运动干涉部位在上述区域内改动豁口的位置或大小，重新执行第三步；若结构强度不满足安全系数要求、运动干涉满足要求，则在豁