CN113580847B - 一种商用车用车桥总成及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种商用车用车桥总成，属于车桥技术领域。本发明由左轮毂、左转向节、左主销、左制动鼓、转向节臂、转向节臂伸缩装置、左梯形臂、工字梁、转向横拉杆、转向液压缸、右梯形臂、右制动鼓、右主销、右转向节、右轮毂等组成；工字梁左侧与板簧接合处安装载荷传感器；转向节臂上安装位移传感器；左转向节、右转向节上均安装转角传感器；左轮毂、右轮毂的外倾角均为0.7°；本发明一方面可以实现车辆行驶过程中对转向梯形进行自动调整，使车桥在不同的适用车型与工况下，均可获得最佳转向梯形，减少轮胎异常磨损现象；另一方面可以对不同载荷下的转向节臂高度进行实时调整，获得转向杆系与悬架运动的最小干涉量，减少轮胎异常磨损现象。

Description

一种商用车用车桥总成及其使用方法

技术领域

本发明属于车桥技术领域，具体涉及一种商用车用车桥总成。

背景技术

多年来，商用车前桥轮胎吃胎问题一直存在，一方面，轮胎吃胎导致轮胎使用寿命降低，减少轮胎更换周期，增加用户养车成本投入；另一方面，轮胎吃胎导致车辆出现跑偏、侧滑、抖动等影响驾驶舒适性的现象，增加驾驶疲劳，增加驾驶油耗，增加用户养车成本投入。

目前，商用车用前桥车轮外倾角采用1°外倾角结构，前桥转向梯形采用固定式结构，即在车辆运行中，转向梯形是不可以调节的，根据阿克曼转角关系，在车辆转弯过程中，实际转角越接近于理论阿克曼转角时，车辆轮胎越趋于纯滚动状态，而在实际过程中，同一款转向梯形车桥往往应用于不同的轴距，这就导致了在车辆转弯过程中，实际转角与理论转角一致性较差，车辆轮胎出现滑动现象，增加轮胎吃胎现象；前桥转向节臂也采用固定式结构，即车辆在不同载荷下，转向节臂高度是不可调节的，因车辆在不同载荷作用下，转向杆系与悬架运动干涉量不同，导致同一车辆无法在不同载荷下都实现转向杆系与悬架运动干涉量最小，转向杆系与悬架运动干涉导致车辆在行驶过程中，车轮与行驶方向有一定的偏转角度，进而导致轮胎吃胎现象。

发明内容

为弥补上述不足，本发明提出一种商用车用车桥总成。

本发明通过如下技术方案来实现：

一种商用车用车桥总成，其特征在于：由左轮毂、左转向节、左主销、左制动鼓、转向节臂、转向节臂伸缩装置、左梯形臂、工字梁、转向横拉杆、转向液压缸、右梯形臂、右制动鼓、右主销、右转向节、右轮毂组成；

左轮毂安装在左转向节上，左轮毂与左转向节之间为可动连接，左轮毂可以绕左转向节转动；

左转向节安装在左主销上，左转向节与左主销之间为可动连接，左转向节可以绕左主销转动；

工字梁一端与左主销连接，一端与右主销连接；

右转向节安装在右主销上，右转向节与右主销之间为可动连接，右转向节可以绕右主销转动；

右轮毂安装在右转向节上，右轮毂与右转向节之间为可动连接，右轮毂可以绕右转向节转动；

左制动鼓固接在左转向节上；

转向节臂通过转向节臂伸缩装置与左转向节固接；

转向节臂伸缩装置一端与转向节臂固接，一端与左转向节固接，转向节臂伸缩装置可使转向节臂上下移动；

左梯形臂一端固接在左转向节上，一端与转向横拉杆可动连接；

转向横拉杆一端与左梯形臂可动连接，一端与转向液压缸固接；

转向液压缸一端与转向横拉杆固接，一端与右梯形臂可动连接；

右梯形臂一端与转向液压缸可动连接，一端与右转向节固接；

右制动鼓固接在右转向节上。

优选的，所述工字梁左侧与板簧接合处安装载荷传感器。

优选的，所述转向节臂上安装位移传感器。

优选的，所述左转向节、右转向节上均安装转角传感器。

优选的，所述左轮毂、右轮毂的外倾角均为0.7°。

一种商用车用车桥总成转向调节方法，可以实现车辆行驶过程中对转向梯形的自动调整，具体步骤如下：

1）车辆转弯时，通过左、右转向节上的转角传感器分别测量左、右车轮的偏转角度；

2）以内轮偏转角度为自变量，带入阿克曼转角关系式，求出外轮理论偏转角度；

3）将外轮实际偏转角度与外轮理论偏转角度进行比较，当外轮实际偏转角度小于外轮理论偏转角度时，控制转向液压缸伸长，直到外轮实际偏转角度等于外轮理论偏转角度，当外轮实际偏转角度大于外轮理论偏转角度时，控制转向液压缸收缩，直到外轮实际偏转角度等于外轮理论偏转角度。

一种商用车用车桥总成转向杆系与悬架运动干涉量调整方法，可以实现车辆在不同载荷下的转向杆系与悬架运动干涉量的自动调整，具体步骤如下：

1）车辆处于直行状态，车辆加载后，通过工字梁左侧与板簧接合处安装的载荷传感器测量该工字梁单边载荷，即为单边板簧簧上质量；

2）将单边板簧簧上质量输入系统中，得出对应的干涉量最小值时的转向节臂位置高度；

3）以干涉量最小值时的转向节臂位置高度为目标，通过转向节臂伸缩装置调整转向节臂达到目标高度。

本发明的有益效果为：

本发明所提出的商用车用车桥总成，一方面可以实现车辆行驶过程中对转向梯形进行自动调整，尤其是在车辆转弯过程中，根据内轮转角传感器反馈的实际转角数值，计算外轮理论转角数值，与外轮转角传感器反馈的实际转角数值进行对比，通过控制转向液压缸的伸缩来修正外轮实际转角数值趋近于理论转角数值，使车桥在不同的适用车型与工况下，均可获得最佳转向梯形，减少轮胎异常磨损现象；另一方面，可以实现车辆在不同载荷下的转向杆系与悬架运动干涉量最小，根据工字梁左侧与板簧接合处安装的载荷传感器反馈的载荷数值，计算转向节臂最佳位置，通过控制转向节臂伸缩装置调整转向节臂到达理想最佳位置，使车辆在不同载荷下转向杆系与悬架运动干涉量最小，减少轮胎异常磨损现象。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明转向节臂伸缩装置安装示意图；

图中：1、左轮毂；2、左转向节；3、左主销；4、左制动鼓；5、转向节臂；6、转向节臂伸缩装置；7、左梯形臂；8、工字梁；9、转向横拉杆；10、转向液压缸；11、右梯形臂；12、右制动鼓；13、右主销；14、右转向节；15右轮毂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。以下实例有助于本领域相关人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

如图1所示，一种商用车用车桥总成，其特征在于：由左轮毂1、左转向节2、左主销3、左制动鼓4、转向节臂5、转向节臂伸缩装置6、左梯形臂7、工字梁8、转向横拉杆9、转向液压缸10、右梯形臂11、右制动鼓12、右主销13、右转向节14、右轮毂15组成；

左轮毂1安装在左转向节2上，左轮毂1与左转向节2之间为可动连接，左轮毂1可以绕左转向节2转动；

左转向节2安装在左主销3上，左转向节2与左主销3之间为可动连接，左转向节2可以绕左主销3转动；

左制动鼓4固接在左转向节2上；

转向节臂5通过转向节臂伸缩装置6与左转向节2连接；

转向节臂伸缩装置6一端与转向节臂5固接，一端与左转向节2固接，转向节臂伸缩装置6可使转向节臂5上下移动；

左梯形臂7一端固接在左转向节2上，一端与转向横拉杆9可动连接；

转向横拉杆9一端与左梯形臂7可动连接，一端与转向液压缸10固接；

转向液压缸10一端与转向横拉杆9固接，一端与右梯形臂11可动连接；

右梯形臂11一端与转向液压缸10可动连接，一端与右转向节14固接；

右制动鼓12固接在右转向节14上；

右转向节14安装在右主销13上，右转向节14与右主销13之间为可动连接，右转向节14可以绕右主销13转动；

右轮毂15安装在右转向节14上，右轮毂15与右转向节14之间为可动连接，右轮毂15可以绕右转向节14转动；

工字梁8一端与左主销3连接，一端与右主销13连接。

所述工字梁8左侧与板簧接合处安装载荷传感器。

所述转向节臂5上安装位移传感器。

所述左转向节2、右转向节14上均安装转角传感器。

所述左轮毂1、右轮毂15的外倾角均为0.7°。

本发明的控制策略如下：

本发明旨在车辆行驶过程中，对车辆转向梯形及转向杆系与悬架系统的运动干涉量进行实时调节，使车辆在运行过程中一方面时刻处于最佳转向梯形状态，一方面时刻处于转向杆系与悬架运动干涉的最优状态。

对于转向梯形的自动调节，以车辆左转为例，本发明的控制策略如下：

通过将左转向节、右转向节获得的转角数据输入给控制系统，控制系统程序首先根据左转向节、右转向节获得的转角数据大小判断车辆是左转还是右转，左转向节获得的转角数据大于右转向节获得的转角数据，判断为车辆左转，控制系统软件以左转向节获得的转角数据为输入自动计算右转向节的理论转角，反之，右转向节获得的转角数据大于左转向节获得的转角数据，判断为车辆右转，控制系统软件以右转向节获得的转角数据为输入自动计算左转向节的理论转角，本例中车辆为左转，左转向节获得的转角数据大于右转向节获得的转角数据，控制系统软件以左转向节获得的转角数据为输入自动计算右转向节的理论转角；然后控制系统软件自动将计算得到的右转向节的理论转角与右转向节获得的实际转角数据进行比较，若右转向节的实际转角小于理论转角，控制系统软件发出指令，控制转向液压缸伸长，直到右轮实际转角等于右轮理论转角，若右轮实际转角大于右轮理论转角，控制系统软件发出指令，控制转向液压缸收缩，直到右轮实际转角等于右轮理论转角。通过以上控制使车辆在行驶过程中，尤其是车辆转弯过程中，车辆处于最佳转角位置，保证车辆轮胎处于纯滚动状态，减少因转角过大或者过小而导致车轮出现滑动状态，进而造成车辆轮胎的异常磨损与油耗的增加。

对于转向杆系与悬架的运动干涉，本发明的控制策略如下：

通过将工字梁左侧与板簧接合处安装的载荷传感器获得的单边载荷数值输入给控制系统，即将单边板簧簧上质量数值输入给控制系统；然后根据控制系统设定的单边板簧簧上质量参数对应的转向杆系与悬架干涉量关系，得出实际载荷下车辆对应的转向杆系与悬架运动干涉量最小时的理论转向节臂位置高度，将实际载荷作用下的理论转向节臂位置高度与实际转向节臂位置高度进行比较，控制系统软件自动计算理论转向节臂位置高度减去实际转向节臂位置高度的差值,结果用“A”表示,A为正数时表示转向节臂位置高度相对于现有转向节臂位置高度向上调整Amm，A为负数时表示转向节臂位置高度相对于现有节臂位置高度向下调整Amm，以此类推，每次调整后，控制系统软件会自动记录最新转向节臂位置高度数值，转向节臂位置高度向上调整时，控制软件会发出指令，控制转向节臂伸缩装置伸长来达到转向杆系与悬架运动干涉最小时的位置高度，转向节臂位置高度向下调整时，控制软件会发出指令，控制转向节臂伸缩装置收缩来达到转向杆系与悬架运动干涉最小时的位置高度，通过上述控制策略，使车辆在不同载荷作用下，转向杆系与悬架运动干涉量时刻处于最小值，减少因转向杆系与悬架运动干涉量过大而引起的轮胎异常磨损等问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明创造，在不脱离本发明原理的前提下，所作的任何修改、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种商用车用车桥总成，其特征在于：由左轮毂（1）、左转向节（2）、左主销（3）、左制动鼓（4）、转向节臂（5）、转向节臂伸缩装置（6）、左梯形臂（7）、工字梁（8）、转向横拉杆（9）、转向液压缸（10）、右梯形臂（11）、右制动鼓（12）、右主销（13）、右转向节（14）、右轮毂（15）组成；

左轮毂（1）安装在左转向节（2）下方，左轮毂（1）与左转向节（2）之间为可动连接；

左转向节（2）连接在左主销（3）一侧，左转向节（2）与左主销（3）之间为可动连接；

工字梁（8）一端与左主销（3）连接，一端与右主销（13）连接；

右转向节（14）连接在右主销（13）上，右转向节（14）与右主销（13）之间为可动连接；

右轮毂（15）安装在右转向节（14）下方，右轮毂（15）与右转向节（14）之间为可动连接；

左制动鼓（4）固接在左转向节（2）上；

转向节臂（5）通过转向节臂伸缩装置（6）与左转向节（2）连接；

转向节臂伸缩装置（6）一端与转向节臂（5）固接，一端与左转向节（2）固接；

左梯形臂（7）一端固接在左转向节（2）上，一端与转向横拉杆（9）可动连接；

转向横拉杆（9）一端与左梯形臂（7）可动连接，一端与转向液压缸（10）固接；

转向液压缸（10）一端与转向横拉杆（9）固接，一端与右梯形臂（11）可动连接；

右梯形臂（11）一端与转向液压缸（10）可动连接，一端与右转向节（14）固接；

右制动鼓（12）固接在右转向节（14）上。

2.根据权利要求1所述的一种商用车用车桥总成，其特征在于：所述工字梁（8）左侧与板簧接合处安装载荷传感器。

3.根据权利要求1所述的一种商用车用车桥总成，其特征在于：所述转向节臂（5）上安装位移传感器。

4.根据权利要求1所述的一种商用车用车桥总成，其特征在于：所述左转向节（2）、右转向节（14）上均安装转角传感器。

5.根据权利要求1所述的一种商用车用车桥总成，其特征在于：所述左轮毂（1）、右轮毂（15）的外倾角均为0.7°。

6.一种使用权利要求1-5任一所述的商用车用车桥总成的转向调节方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）车辆转弯时，通过左、右转向节上的转角传感器分别测量左、右车轮的偏转角度；

2）以内轮偏转角度为自变量，带入阿克曼转角关系式，求出外轮理论偏转角度；

3）将外轮实际偏转角度与外轮理论偏转角度进行比较，当外轮实际偏转角度小于外轮理论偏转角度时，控制转向液压缸伸长，直到外轮实际偏转角度等于外轮理论偏转角度，当外轮实际偏转角度大于外轮理论偏转角度时，控制转向液压缸收缩，直到外轮实际偏转角度等于外轮理论偏转角度。

7.一种使用权利要求1-5任一所述的商用车用车桥总成的转向杆系与悬架运动干涉量调整方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）车辆处于直行状态，车辆加载后，通过工字梁左侧与板簧接合处安装的载荷传感器测量该工字梁单边载荷，即为单边板簧簧上质量；

2）将单边板簧簧上质量输入系统中，得出对应的干涉量最小值时的转向节臂位置高度；

3）以干涉量最小值时的转向节臂位置高度为目标，通过转向节臂伸缩装置调整转向节臂达到目标高度。