專利名稱：大型鉸接客車底盤鉸接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于14 25米長二級或二級以上大型鉸接客車的 底盤鉸接系統(tǒng)，尤指一種適用于14 18米長后置發(fā)動機大型鉸接客車的底盤 鉸接系統(tǒng)。
技術(shù)背景在2005年以前，在中國大中城市中行駛的二級或二級以上大型鉸接客車 (俗稱大通套)基本上都是前置發(fā)動機鉸接客車，發(fā)動機安裝在客車前端，由 前車架帶動后車架行駛，前車架與后車架之間通過球頭銷連接。這種前置發(fā)動 機鉸接客車的缺點是車內(nèi)空間利用率低，車內(nèi)噪音大，舒適性差，整車車橋載荷分配不合理，快速行駛中易產(chǎn)生甩尾現(xiàn)象，不適合做為快速公交系統(tǒng)用車。 隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，后置發(fā)動機鉸接客車因其具有車內(nèi)空間利用率高，車內(nèi)噪音小，舒適性好，整車車橋載荷分配合理，適合做為快速公交系統(tǒng) 用車等優(yōu)點，開始逐漸取代前置發(fā)動機鉸接客車。由于后置發(fā)動機鉸接客車采用第三橋驅(qū)動，后車推動前車行駛。當(dāng)客車前、 后車水平方向產(chǎn)生夾角(如轉(zhuǎn)向)時，后車會對前車第二橋產(chǎn)生一個垂直于前 進方向的側(cè)向力，這個力和前、后車夾角及第三橋的驅(qū)動力成正比。隨著前、 后車夾角及第三橋驅(qū)動力的增大，側(cè)向力增大，將使第二橋車輪和地面產(chǎn)生側(cè) 滑，前、后車剪切，客車失控，因此需要在后置發(fā)動機鉸接客車前、后車之間 安裝一個底盤鉸接系統(tǒng)，該底盤鉸接系統(tǒng)不僅具有將大型鉸接客車前、后車鉸 接的功能，而且，還應(yīng)能隨著前后車轉(zhuǎn)角的增大而提供相應(yīng)增大的阻尼力，阻 止第二橋輪胎產(chǎn)生側(cè)滑，防止前、后車剪切的功能。國外生產(chǎn)后置發(fā)動機鉸接客車底盤鉸接系統(tǒng)的廠家有三家分別是德國的Hubner公司、德國Hemscheidt公司和匈牙利IKARUS公司，其中匈牙利 IKARUS公司已被德國公司收購。上述德國兩家公司生產(chǎn)的應(yīng)用于后置發(fā)動機 鉸接客車中的底盤鉸接系統(tǒng)都采用高集成的結(jié)構(gòu)設(shè)計思路，其生產(chǎn)的鉸接系統(tǒng) 為高集成整體結(jié)構(gòu)，不可拆分。其優(yōu)點是安裝簡單、方便，有效地減小了結(jié) 構(gòu)占用的空間。但是，其缺點是制造難度大、制造成本高、維護成本高。目前，生產(chǎn)此種集成度較高的、個體體積較大的鋼件產(chǎn)品所需要的模具費 用非常高，而且，由于我國鋼鐵行業(yè)的技術(shù)水平與國外先進的鋼鐵行業(yè)相比還存在一定的差距，所以，這無形之中提高了我國生產(chǎn)加工此類產(chǎn)品的難度和成本。目前，這種高集成鉸接系統(tǒng)在我國市場上的售價都在20萬以上，且居高不下，這對我國的城市交通改造工程造成了很大的壓力。此外，這種高集成度的產(chǎn)品雖然安裝過程比較方便快捷，但是當(dāng)系統(tǒng)在使 用過程中某部分出現(xiàn)損壞或年久耗損后更換起來就出現(xiàn)了很大的麻煩，由于集 成度太高，拆卸起來十分麻煩，而且很多總成部件即使是其中某一個很小的零 部件損壞也要整體更換， 一是造成很大的浪費，再就是造成維護成本很高。另外，這些底盤鉸接系統(tǒng)都屬于國外技術(shù)，在國內(nèi)這種技術(shù)完全是空白。 隨著我國客車行業(yè)的發(fā)展，對這種應(yīng)用于大型鉸接客車中的底盤鉸接系統(tǒng)的需 求正在進一步提高，這就勢必對我國造成一種技術(shù)壟斷。對于我國這樣一個人口眾多，資源相對緊缺的國家來說，開發(fā)出一款既能 滿足后置發(fā)動機鉸接客車的鉸接功能、又能有效地降低制造成本和維護成本的 底盤鉸接系統(tǒng)是一個發(fā)展我國客車行業(yè)、適合我國國情需要的、迫切需要解決 的問題。發(fā)明內(nèi)容鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種加工制造簡單、制造難度低、制造成本低、維修方便、維護成本低的適用于14 25米長二級或二級以上后 置發(fā)動機大型鉸接客車的底盤鉸接系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案 一種大型鉸接客車底盤 鉸接系統(tǒng)，其特征在于該底盤鉸接系統(tǒng)包括拆分式桁架結(jié)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng) 和電氣控制單元三部分；所述拆分式桁架結(jié)構(gòu)包括前桁架、橫梁、轉(zhuǎn)盤軸承和后桁架；前桁架位于 大型鉸接客車前車車廂的后端，大型鉸接客車的前車廂焊接在前桁架上，由前 桁架帶著前車廂移動；前桁架的后端通過球鉸與橫梁相連；橫梁通過螺栓固定 在轉(zhuǎn)盤軸承的外圈；后桁架位于大型鉸接客車后車車廂的前端，大型鉸接客車 的后車廂焊接在后桁架上，由后桁架帶著后車廂移動；后桁架的前端通過螺栓 固定在轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈；所述液壓控制系統(tǒng)包括液壓控制體、左、右液壓缸和儲油罐；液壓控制體安裝在桁架結(jié)構(gòu)中后桁架的前端，并與桁架結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)盤軸承 同心，隨轉(zhuǎn)盤軸承同步轉(zhuǎn)動；左、右液壓缸的一端固定在后桁架的后端，另一 端通過銷軸固定在桁架結(jié)構(gòu)中的橫梁上；儲油罐固定在后桁架上-,液壓控制體、左、右液壓缸和儲油罐之間通過液壓油管相連；并且左、右 液壓缸活塞前、后缸體之間通過液壓油管交叉連接；所述電氣控制單元包括微處理器、角度傳感器和液位傳感器；角度傳感器 安裝在液壓控制體上，對鉸接客車極限轉(zhuǎn)彎角度進行監(jiān)測；液位傳感器安裝在 液壓系統(tǒng)儲油罐內(nèi)，對液壓系統(tǒng)內(nèi)液壓油量進行監(jiān)測；微處理器的信號輸入端 分別與鉸接客車的車速傳感器、制動開關(guān)、點火開關(guān)、倒車控制開關(guān)、角度傳 感器和液位傳感器相連；其信號輸出端經(jīng)過光電隔離電路與液壓控制體上的電 磁閥、節(jié)流閥的控制端相連，控制電磁閥、節(jié)流閥的導(dǎo)通與關(guān)斷。本實用新型底盤鉸接系統(tǒng)中的拆分式桁架結(jié)構(gòu)主要實現(xiàn)大型鉸接客車前、 后車廂的鉸接；液壓控制系統(tǒng)主要是為大型鉸接客車提供隨前、后車轉(zhuǎn)角的增 大而相應(yīng)增大的阻尼力，以阻止大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時第二橋輪胎產(chǎn)生側(cè)滑，防 止前、后車剪切；電氣控制單元主要是監(jiān)測大型鉸接客車的狀態(tài)、控制液壓控 制系統(tǒng)內(nèi)電磁閥和節(jié)流閥的開啟或關(guān)斷以及檢測系統(tǒng)工作狀態(tài)，發(fā)出故障信號
圖1是本實用新型大型鉸接客車底盤鉸接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型前桁架與球鉸的連接關(guān)系圖；圖3是本實用新型前桁架與橫梁之間的連接關(guān)系圖；圖4-1是本實用新型橫梁正面俯視立體圖；圖4-2是本實用新型橫梁反面俯視立體圖；圖5是本實用新型橫梁與轉(zhuǎn)盤軸承之間的連接關(guān)系圖；圖6-1是本實用新型轉(zhuǎn)盤軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6-2是本實用新型轉(zhuǎn)盤軸承的A-A剖視圖；圖6-3是本實用新型轉(zhuǎn)盤軸承的局部剖視圖；圖7是本實用新型后桁架結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實用新型后桁架與轉(zhuǎn)盤軸承之間的連接關(guān)系圖；圖9是大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時的狀態(tài)圖；圖IO是本實用新型液壓控制體側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本實用新型液壓控制體俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本實用新型液壓控制體內(nèi)部局部剖視圖；圖13是圖12的A-A剖視圖；圖14是圖12的B-B剖視圖；圖15是本實用新型液壓控制體內(nèi)部油路線路圖及液壓控制系統(tǒng)工作原理圖。圖16為本實用新型底盤鉸接系統(tǒng)電子控制電源原理框圖。
具體實施方式
圖1是本實用新型公開的適用于14 25米長二級或二級以上后置發(fā)動機 大型鉸接客車的底盤鉸接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該底盤鉸接系統(tǒng)包括拆分式桁架結(jié) 構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)和電氣控制單元三部分。其中，拆分式桁架結(jié)構(gòu)主要實現(xiàn)大型鉸接客車前、后車廂的鉸接；液壓控制系統(tǒng)主要是為大型鉸接客車提供隨前、后車轉(zhuǎn)角的增大而相應(yīng)增大的阻尼力，以阻止大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時第二橋輪胎產(chǎn)生側(cè)滑，防止前、后車剪切；電氣控制單元主要是監(jiān)測大型鉸接客車的狀態(tài)、 控制液壓控制系統(tǒng)內(nèi)電磁閥和節(jié)流閥的開啟或關(guān)斷以及檢測系統(tǒng)工作狀態(tài)，發(fā) 出故障信號。如圖1所示，拆分式桁架結(jié)構(gòu)包括前桁架1、橫梁2、轉(zhuǎn)盤軸承3和后桁 架4。前桁架l位于大型鉸接客車前車車廂的后端，大型鉸接客車的前車廂焊 接在前桁架1上，由前桁架1帶著前車廂移動。前桁架1的后端通過球鉸5與 橫梁2相連；橫梁2通過螺栓固定在轉(zhuǎn)盤軸承3的外圈。后桁架4位于大型鉸 接客車后車車廂的前端，大型鉸接客車的后車廂焊接在后桁架4上，由后桁架 4帶著后車廂移動。后桁架4的前端通過螺栓固定在轉(zhuǎn)盤軸承3的內(nèi)圈。大型 鉸接客車的前、后車廂就是通過前桁架l、橫梁2、轉(zhuǎn)盤軸承3和后桁架4實現(xiàn)鉸接的，并通過連接前、后桁架的轉(zhuǎn)盤軸承3和橫梁2來實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向時前、 后車廂水平方向的旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，在前桁架1左、右兩側(cè)臂的后端各設(shè)有一個球鉸安裝孔6。 球鉸5中心軸的兩端開有孔7，其中心軸的外表面澆注有用于減震的橡膠，球 鉸5的兩端用擋圈8和彈簧擋圈9壓裝后固定在前桁架1后端的球鉸安裝孔6 內(nèi)。然后，如圖3所示，將螺栓10穿過球鉸5中心軸兩端的孔7固定在橫梁2 上的螺栓孔內(nèi)，從而，將前桁架1與橫梁2固定在一起。圖4-l、圖4-2為本實用新型橫梁立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該橫梁2 主要由平臺安裝梁12、四塊固定鋼板13、 14、 15、 16和連接件17焊接而成。四塊固定鋼板分為左、右兩組，每組兩塊固定鋼板13、 15上下放置，上 固定鋼板13和下固定鋼板15之間通過若干個圓鋼18焊接在一起，成為一個 整體；同理，固定鋼板14、 16也上下放置，上固定鋼板14和下固定鋼板16之間也通過若干個圓鋼18焊接在一起，成為一個整體。所有圓鋼18處于同一圓周上。所述連接件17位于兩塊上固定鋼板13、 14和兩塊下固定鋼板15、 16之 間。在兩組固定鋼板中的下固定鋼板15、 16上分別開有兩個焊接用圓孔19， 連接件17的兩端分別與左、右兩組固定鋼板中的下固定鋼板15、 16焊接在一 起，使左、右兩組固定鋼板和連接件17成為一個整體。在每組固定鋼板上對應(yīng)圓鋼18處分別鉆有若干個用于穿設(shè)螺栓的孔20， 這些孔20處于同一圓周上，每個孔20的中心和每個圓鋼18的中心重合。在 本實用新型的具體實施例中，每組固定鋼板上分別鉆有6個孔20，兩組固定鋼 板上共鉆有12個孔20， 12個孔處于同一圓周上。如圖5所示，將12根螺栓 21穿過橫梁2上的孔20固定在轉(zhuǎn)盤軸承3外圈上的孔內(nèi)，從而，將橫梁2固 定在轉(zhuǎn)盤軸承3的外圈上。因螺栓21從圓鋼18的中心穿過，所以圓鋼18又 起到了加強連接的作用。在每組固定鋼板的一端分別開有一個用于固定球鉸5的凹槽22，固定在前 桁架1后端的球鉸5就嵌在該凹槽22內(nèi)；然后，通過螺栓10與橫梁2固定在 一起。在每組固定鋼板的另一端分別開有一個液壓缸安裝孔23，安裝在后桁架 4上的液壓缸34、 35就通過該安裝孔23與橫梁2固定在一起。在兩塊上固定鋼板13、 14的表面焊接有一根平臺安裝梁12，該平臺安裝 梁12用于支撐大型鉸接客車中間部位的平臺。在平臺安裝梁12上設(shè)有多個用 于固定平臺的螺栓孔，孔內(nèi)側(cè)用鋼板加固以保證螺栓絲扣強度。圖6-l 圖6-3為本實用新型使用的轉(zhuǎn)盤軸承3的結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型 通過該轉(zhuǎn)盤軸承實現(xiàn)車輛水平方向的轉(zhuǎn)彎功能。如圖所示，本實用新型使用的 轉(zhuǎn)盤軸承由外軸承瓦24、內(nèi)軸承瓦25和鋼球26構(gòu)成。內(nèi)、外軸承瓦組合在一 起形成一個空腔，鋼球26—個挨一個地滿鋪在該空腔內(nèi)。在轉(zhuǎn)盤軸承3的外 軸承瓦24上設(shè)有若干個用于固定橫粱2的孔27，在轉(zhuǎn)盤軸承3的內(nèi)軸承瓦25 上也設(shè)有若干個用于固定后桁架4的孔28。在轉(zhuǎn)盤軸承3的內(nèi)軸承瓦25上還 設(shè)有注油接口 29，根據(jù)實際情況通過該注油接口向軸承內(nèi)部添加潤滑油，保證 系統(tǒng)運動的持久順暢，有效地保證系統(tǒng)高強度、高壽命的設(shè)計要求。為了防塵、 密封，在內(nèi)、外軸承瓦之間設(shè)有耐油橡膠密封圈30。在本實用新型的具體實施例中，上述轉(zhuǎn)盤軸承采用50Mn高強度合金材料制 成，在轉(zhuǎn)盤軸承的外軸承瓦上設(shè)有12個用于固定橫梁2的孔27，在轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi) 軸承瓦上設(shè)有14個用于固定后桁架4的孔28。后桁架4位于大型鉸接客車后車車廂的前端，大型鉸接客車的后車車廂焊接在后桁架4上，由后桁架4帶著其移動。圖7為本實用新型后桁架4的結(jié)構(gòu) 示意圖，如圖所示，后桁架4的前端設(shè)有若干個孔31，這些孔31處于同一圓 周上。在本實用新型的具體實施例中，在后桁架4的前端共設(shè)有14個孔，14 個孔處于同一圓周上。該孔用于將后桁架4與轉(zhuǎn)盤軸承3固定在一起，如圖8 所示，將螺栓32穿過后桁架前端的孔31和轉(zhuǎn)盤軸承3內(nèi)圈上的孔28，用螺母 將其旋緊固定住，從而將后桁架4固定在轉(zhuǎn)盤軸承3的內(nèi)圈上。大型鉸接客車的前、后車廂就是通過上述前桁架1、橫梁2、轉(zhuǎn)盤軸承3 和后桁架4實現(xiàn)鉸接的，并通過連接前、后桁架的轉(zhuǎn)盤軸承3和橫梁2來實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向時前、后車廂水平方向的旋轉(zhuǎn)，如圖9所示。但是，由于后置發(fā)動機 鉸接客車采用第三橋驅(qū)動，后車推動前車行駛，當(dāng)鉸接客車前、后車水平方向產(chǎn)生夾角(如轉(zhuǎn)向)時，后車會對前車第二橋產(chǎn)生一個垂直于前進方向的側(cè)向 力，使第二橋車輪和地面產(chǎn)生側(cè)滑，前、后車剪切，客車失控，所示，在大型 鉸接客車鉸接系統(tǒng)中還要包括一個液壓控制系統(tǒng)，該液壓控制系統(tǒng)能夠隨著前、后車轉(zhuǎn)角的增大而提供相應(yīng)增大的阻尼力，阻止大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時第二 橋輪胎產(chǎn)生側(cè)滑，防止前、后車剪切。如圖l所示，該液壓控制系統(tǒng)包括液壓控制體33、安裝在后桁架4左、右 兩側(cè)臂上的左、右液壓缸34、 35和儲油罐36。液壓控制體33安裝在后桁架4 的前端，并與轉(zhuǎn)盤軸承3同心，隨轉(zhuǎn)盤軸承3同步轉(zhuǎn)動。左、右液壓缸34、 35 的一端固定在后桁架4的后端，另一端通過銷軸固定在桁架結(jié)構(gòu)中的橫梁2上 的液壓安裝孔23內(nèi)。儲油罐36也固定在后桁架4上。液壓控制體33、左、右 液壓缸34、 35和儲油罐36之間通過液壓油管37相連。左、右液壓缸34、 35 活塞前、后缸體之間通過液壓油管交叉連接。由于液壓控制體33隨鉸接客車鉸接系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)盤軸承3同步轉(zhuǎn)動，所以 液壓控制體33可以根據(jù)大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時前、后車夾角的變化，改變流入、 流出左液壓缸34、右液壓缸35活塞前、后缸體的液壓油的速度及油量，使左、 右液壓缸的液壓臂運動產(chǎn)生相應(yīng)的阻力，從而使左、右液壓缸34、 35為鉸接 客車安全、穩(wěn)定的運行提供足夠的阻尼，防止前、后車剪切。如圖IO、圖11所示，液壓控制系統(tǒng)中的液壓控制體由本體38、上擺桿 39、芯軸40、兩個單向閥41-1、 41-2、兩個單向溢流閥42-1、 42-2、 一個電 磁閥43和一個節(jié)流閥44構(gòu)成。芯軸40安裝在本體38內(nèi)，上擺桿39的一端固定在芯軸40的頂部。上擺桿39的另一端固定在圖1所示大型鉸接客車底盤鉸接系統(tǒng)拆分式桁架結(jié)構(gòu)中 的橫梁2上。如圖9所示，當(dāng)大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時，大型鉸接客車底盤鉸接系 統(tǒng)拆分式桁架結(jié)構(gòu)中的橫梁2就帶著上擺桿39轉(zhuǎn)動，從而，帶著與上擺桿39 相連的安裝在液壓控制體本體內(nèi)的芯軸40轉(zhuǎn)動。在大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時，隨 著前、后車之間夾角的變化，上擺桿39和芯軸40轉(zhuǎn)動的角度也隨之變化。在本體38上開有與被控左液壓缸相連的接口 45、與被控右液壓缸相連的 接口 46和與儲油罐相連的接口 47。在本體38上還安裝有兩個單向閥4卜1、 41-2、兩個單向溢流閥42-1、 42-2、 一個電磁閥43和一個節(jié)流閥44。在本體38內(nèi)、芯軸40上開有若干條油槽。如圖12所示，本實用新型在 芯軸40上開有四條油槽48、 49、 50、 51。其中，油槽48、 49為一組，彼此相 通，它們通過本體38內(nèi)的油槽、本體38上的接口45、液壓油管與被控左液壓 缸相連。油槽50、 51為一組，彼此相通，它們通過本體38內(nèi)的油槽、本體38 上的接口46、液壓油管與被控右液壓缸相連。圖13為表示本實用新型液壓控制體內(nèi)油槽結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖所示，在 芯軸40上開有一條油槽48和一條扇形的油槽49，油槽48和49彼此相通。在 扇形油槽49的一側(cè)、本體38內(nèi)，開有三條油槽，在每條油槽內(nèi)安裝有一個噴 油嘴52、 53、 54，這三條油槽交匯形成一條總油槽55。油槽48、 49、 55與左 液壓缸相連。當(dāng)大型鉸接客車左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時，鉸接客車鉸接系統(tǒng)中的橫梁 2會帶動與之相連的上擺桿39轉(zhuǎn)動，上擺桿39會帶動芯軸40轉(zhuǎn)動，在芯軸 40向左轉(zhuǎn)或向右轉(zhuǎn)的過程中，隨著轉(zhuǎn)彎角度的增大，芯軸40依次關(guān)閉1個噴 油嘴或2個噴油嘴或3個噴油嘴，使流過總油槽55內(nèi)的油量發(fā)生改變，從而， 使流入和流出被控左液壓缸內(nèi)的液壓油的速度和油量發(fā)生變化，液壓系統(tǒng)內(nèi)掖 壓油壓力增大，進而使左液壓缸為整車提供隨前、后車夾角增大而增大的阻尼。同理，如圖14所示，在芯軸40上還開有一條油槽50和一條扇形的油槽 51，油槽50和51彼此相通。在扇形油槽51的一側(cè)、本體38內(nèi)，開有三條油 槽，在每條油槽內(nèi)安裝有一個噴油嘴56、 57、 58，這三條油槽交匯形成一條總 油槽59。油槽50、 51、 59與右液壓缸相連。當(dāng)大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時，鉸接客 車鉸接系統(tǒng)中的橫梁2會帶動與之相連的上擺桿39轉(zhuǎn)動，上擺桿39帶動芯軸 40轉(zhuǎn)動，在芯軸40轉(zhuǎn)動的過程中會依次關(guān)閉l個噴油嘴或2個噴油嘴或3個 噴油嘴，使流過總油槽59內(nèi)的油量發(fā)生改變，從而，使流入和流出被控右液 壓缸內(nèi)的液壓油的速度和油量發(fā)生變化，進而使右液壓缸為整車提供隨前、后 車夾角變化而變化的阻尼力。在本實用新型的具體實施例中，在芯軸40上開有四條油槽，兩兩一組分 別與被控左液壓缸、右液壓缸相連。當(dāng)然，也可以在芯軸40上開有若干條油 槽，將它們分為兩組，分別與左、右液壓缸相連。在本實用新型的具體實施例中，在液壓控制體的本體上設(shè)有兩組噴油嘴，每組包括3個噴油嘴，分別用于改變流入、流出左、右液壓缸的液壓油的流速。當(dāng)然，也可以根據(jù)需要增加或減少每組噴油嘴的數(shù)量，而不必局限于每組僅包括3個噴油嘴。圖15為本實用新型液壓控制體油路線路圖及工作原理圖。如圖所示，被 控左液壓缸34通過液壓油管37與液壓控制體本體上的接口 45相連，然后通 過本體38內(nèi)的油槽與芯軸40上的油槽48相通，再通過與油槽48相通的油槽 49、 55串聯(lián)一個單向閥41-1與電磁閥43的進油口相連。被控右液壓缸35通過液壓油管37與液壓控制體本體上的接口 46相連， 然后通過本體38內(nèi)的油槽與芯軸40上的油槽50相通，再通過與油槽50相通 的油槽59串聯(lián)一個單向閥41-2與電磁閥43的進油口相連。電磁閥43的出油口直接或經(jīng)節(jié)流閥44后分別經(jīng)過單向溢流闊42-1、42-2 與左、右液壓缸34、 35相連。儲油罐36通過液壓油管37、本體38上的接口 47與本體內(nèi)的油槽相連。 當(dāng)液壓控制系統(tǒng)油路中的液壓油出現(xiàn)損耗時可以及時自動補充，保證液壓控制 系統(tǒng)長期有效的正常運轉(zhuǎn)。如圖1所示，兩個液壓缸34、 35的活塞前、后缸體交叉相接，兩個液壓 缸之間的油路通過液壓控制體相通。該液壓控制體與大型鉸接客車同步轉(zhuǎn)彎， 當(dāng)大型鉸接客車左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時，液壓控制系統(tǒng)中的液壓控制體隨著鉸接客 車的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。在液壓控制體轉(zhuǎn)動的過程中，改變流入和流出左、右液壓缸 的液壓油的速度及油量，進而使左、右液壓缸為整車提供隨前、后車夾角變化 而變化的阻尼力，阻止大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時第二橋輪胎產(chǎn)生側(cè)滑，防止前、后 車剪切，使鉸接客車安全、穩(wěn)定地工作。本實用新型液壓控制系統(tǒng)的工作原理如下參看圖15，當(dāng)大型鉸接客車左轉(zhuǎn)彎時，隨著鉸接客車前、后車夾角的增大， 左液壓缸34的液壓臂變短，右液壓缸35的液壓臂伸長，左液壓缸34活塞后 部缸體內(nèi)的油量以及右液壓缸35活塞前部缸體內(nèi)的油量變少。圖15中的右邊 線路變?yōu)橛袎壕€路，此時，由于左液壓缸34的液壓臂被壓縮，右液壓缸35的液壓臂被拉長，左液壓缸34活塞后部缸體內(nèi)的液壓油和右液壓缸35活塞前部 缸體內(nèi)的液壓油經(jīng)液壓油管37、本體38內(nèi)的油槽、芯軸40上的油槽50、 51、 噴油嘴56和/或噴油嘴57禾B/或噴油嘴58、油槽59、單向閥41-2、電磁閥43、 本體內(nèi)的油槽、單向溢流閥42-l、本體上的油槽、液壓油管37流入左液壓缸 34活塞前部的缸體內(nèi)和右液壓缸35活塞后部的缸體內(nèi)。隨著大型鉸接客車前、 后車夾角變小(即鉸接客車回到直線行駛位置)，左液壓缸34的液壓臂伸長， 右液壓缸35的液壓臂變短，圖15中的左邊線路變?yōu)橛袎壕€路，左液壓缸34 活塞前部缸體內(nèi)的液壓油和右液壓缸35活塞后部缸體內(nèi)的液壓油經(jīng)液壓油管 37、本體38內(nèi)的油槽、芯軸40上的油槽48、 49、噴油嘴52禾n/或噴油嘴53 和/或噴油嘴54、油槽55、單向閥41-1、電磁閥43、本體內(nèi)的油槽、單向溢流 閥42-2、本體上的油槽、液壓油管37流入左液壓缸34活塞后部的缸體內(nèi)和右 液壓缸35活塞前部的缸體內(nèi)。由于本實用新型液壓控制體內(nèi)部結(jié)構(gòu)是對稱的，所以，當(dāng)大型鉸接客車右 轉(zhuǎn)彎時，液壓控制系統(tǒng)的運行流程與上述左轉(zhuǎn)彎時相反。需要說明的是，流經(jīng)液壓控制體、左、右液壓缸的液壓油的流速由液壓控 制體內(nèi)芯軸40連通的噴油嘴(52-54、 56-58)的數(shù)量決定；芯軸40連通的噴 油嘴數(shù)量又由芯軸40轉(zhuǎn)動的角度決定；芯軸40轉(zhuǎn)動的角度又受控于上擺桿39; 由于上擺桿39與鉸接系統(tǒng)中的桁架結(jié)構(gòu)相連，所以液壓控制體內(nèi)的芯軸40根 據(jù)鉸接客車前、車的夾角，連通不同數(shù)量的噴油嘴，改變流經(jīng)左、右液壓缸的 液壓油的流速和流量，使左、右液壓缸為大型鉸接客車提供隨著前、后車轉(zhuǎn)角 變化而變化的阻尼力，阻止大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時第二橋輪胎產(chǎn)生的側(cè)滑，防止 前、后車剪切。為車輛提供良好的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向角度的控制，保證車輛正 常行駛。本實用新型液壓控制體內(nèi)的節(jié)流閥44安裝在電磁閥43上，其開啟和關(guān)斷 是受液壓控制系統(tǒng)中的電氣控制單元控制，用于在車輛行駛速度超過40公里 時或剎車時增大液壓系統(tǒng)阻尼，提高整車穩(wěn)定性。圖16為本實用新型底盤鉸接系統(tǒng)電氣控制單元原理框圖。本實用新型底 盤鉸接系統(tǒng)通過電氣控制單元對機械及液壓系統(tǒng)進行輔助控制，為系統(tǒng)可靠、 穩(wěn)定地運行提供有效保證。如圖所示，電氣控制單元包括微處理器(CPU)、 角度傳感器和液位傳感器。角度傳感器60安裝在液壓控制體33上(如圖1所 示)，用來對鉸接客車極限轉(zhuǎn)彎角度進行監(jiān)測。液位傳感器安裝在液壓系統(tǒng)儲 油罐內(nèi)，用來監(jiān)測儲油罐的油量。微處理器CPU的信號輸入端分別與鉸接客車的車速傳感器、制動開關(guān)、點火開關(guān)、倒車控制開關(guān)、角度傳感器和液位傳 感器相連，采集鉸接客車的車速、客車制動狀態(tài)、點火狀態(tài)、倒車狀態(tài)以及鉸 接客車轉(zhuǎn)彎時前后車夾角等信息。微處理器CPU的信號輸出端經(jīng)過光電隔離 電路與液壓控制體上的電磁閥、節(jié)流閥的控制端相連，控制電磁閥、節(jié)流閥的 導(dǎo)通與關(guān)斷，通過電磁閥、節(jié)流閥控制流入、流出左、右液壓缸內(nèi)的液壓油流 量及流速，以產(chǎn)生隨鉸接客車轉(zhuǎn)彎角度變化而變化的阻尼。微處理器CPU的 另一組信號輸出端經(jīng)過光電隔離電路與儀表顯示盤上的顯示燈和警示鈴相連， 顯示鉸接系統(tǒng)的故障狀態(tài)，通知操作人員及時排除。微處理器CPU的制動控 制信號輸出端通過光電隔離電路與鉸接客車的制動單元相連；當(dāng)鉸接客車前后 車之間的夾角超過最大極限值時，電氣控制單元輸出制動信號，使鉸接客車剎 車、停止運行。如圖所示，電氣控制單元中微處理器CPU的串口/或并口通過CAM總線 與鉸接客車電控系統(tǒng)相連，進行數(shù)據(jù)交換。以上為本實用新型電氣控制單元原理框圖，在具體實施時，本實用新型人 選用深圳華北工控有限公司生產(chǎn)的型號為ETR232i的低功耗嵌入式工控主板。 該型號的嵌入式工控主板自帶有16個信號輸入端口， 16個信號輸出端口， 1 個可與外部設(shè)備相連的RS485接口， 2個RS232接口， l個網(wǎng)口， 1個USB接 口， 256M內(nèi)存，完全能夠滿足本實用新型的設(shè)計要求。在后置發(fā)動機鉸接客車轉(zhuǎn)向過程中，后桁架推動轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)，通過一端 固定在后桁架上另一端固定在橫梁上的液壓缸為整個系統(tǒng)的運作提供阻尼，為 車輛提供良好的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向角度的控制，起到有效的防推死功能，保證 車輛行駛過程中的正常運轉(zhuǎn)。對于后置發(fā)動機鉸接客車來說，其運動屬于被動受力導(dǎo)致的運動，動力由 車輛后車身提供，前、后桁架均與本實用新型可拆分式桁架結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)盤軸承相連。車輛水平方向運動時，通過中間的轉(zhuǎn)盤軸承來實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎運動，并根據(jù)轉(zhuǎn) 彎需要，通過兩根液壓缸來提供足夠的阻尼。車輛垂直方向運動時，依靠裝在 前桁架上的外表面澆注有橡膠的球鉸與橫梁連接來實現(xiàn)，通過球鉸中間的鋼性 中心軸來承載車輛前、后車各方向的拉力和壓力，通過圍繞球鉸中心軸周圍的 橡膠的彈性變形來實現(xiàn)車輛垂直方向的俯仰和扭轉(zhuǎn)，并通過橡膠材料的彈性變 形起到有效的壓力緩沖功能，實現(xiàn)減震效果。本實用新型的優(yōu)點和積極效果如下1、結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。由于本實用新型為拆分式結(jié)構(gòu)，每個部件相互獨立，且相互關(guān)聯(lián)，所以， 對制造工藝要求較低，可以分別制造每個部件，然后組裝在一起，制造難度低， 制造成本低。2、 維修保養(yǎng)方便，費用低。由于本實用新型為拆分式結(jié)構(gòu)，所以，維修保養(yǎng)十分方便，當(dāng)某一部件損 壞后，不必將整個部件都拆下更換，只需更換損壞的相關(guān)部件即可，其余完好 部分仍可保留，維修保養(yǎng)費用低。3、 實用性和適應(yīng)性強。本實用新型可根據(jù)鉸接客車車身的具體情況及底盤的結(jié)構(gòu)做適當(dāng)調(diào)整，以 滿足車輛整體設(shè)計要求，如包括車身曲線的變化調(diào)整、車身外圍尺寸的調(diào)整、 底盤鉸接長度等。4、 運行穩(wěn)定性好。經(jīng)整車試驗顯示，安裝有本實用新型底盤鉸接系統(tǒng)的車輛在速度達到80km/h時不出現(xiàn)甩尾、側(cè)滑等現(xiàn)象，能夠在水平方向土52度、垂直方向土IO 度擺角范圍內(nèi)使車輛保持穩(wěn)定行駛，阻尼傳遞均衡穩(wěn)定，阻尼變化合理順暢。5、 減震效果好。由于本實用新型采用外表面澆注有橡膠的球鉸和液壓系統(tǒng)進行減震控制， 所以，減震效果好，運行無震動，無噪音。6、 系統(tǒng)強度高，載重量大。整個底盤鉸接系統(tǒng)的桁架結(jié)構(gòu)均采用高強度合金材料焊接而成，與車輛底 盤之間的連接亦采用焊接方式連接，強度高，載重能力大，最大負荷可達到20 噸，非常適合國內(nèi)公交車輛現(xiàn)行的超負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)。本實用新型一方面滿足了我國國內(nèi)汽車市場的需求，另一方面也使得我國 在大型鉸接客車制造方面有了長足的發(fā)展，填補了國產(chǎn)大型后置發(fā)動機鉸接客 車鉸接系統(tǒng)的空白，是對一直以來由國外技術(shù)壟斷的市場局勢的強有力的扭 轉(zhuǎn)，其積極效果是顯而易見的。以上所述僅是本實用新型的具體實施例及所運用的技術(shù)原理，任何基于本 實用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種大型鉸接客車底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于該底盤鉸接系統(tǒng)包括拆分式桁架結(jié)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)和電氣控制單元三部分；所述拆分式桁架結(jié)構(gòu)包括前桁架、橫梁、轉(zhuǎn)盤軸承和后桁架；前桁架位于大型鉸接客車前車車廂的后端，大型鉸接客車的前車廂焊接在前桁架上，由前桁架帶著前車廂移動；前桁架的后端通過球鉸與橫梁相連；橫梁通過螺栓固定在轉(zhuǎn)盤軸承的外圈；后桁架位于大型鉸接客車后車車廂的前端，大型鉸接客車的后車廂焊接在后桁架上，由后桁架帶著后車廂移動；后桁架的前端通過螺栓固定在轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈；所述液壓控制系統(tǒng)包括液壓控制體、左、右液壓缸和儲油罐；液壓控制體安裝在桁架結(jié)構(gòu)中后桁架的前端，并與桁架結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)盤軸承同心，隨轉(zhuǎn)盤軸承同步轉(zhuǎn)動；左、右液壓缸的一端固定在后桁架的后端，另一端通過銷軸固定在桁架結(jié)構(gòu)中的橫梁上；儲油罐固定在后桁架上；液壓控制體、左、右液壓缸和儲油罐之間通過液壓油管相連；并且左、右液壓缸活塞前、后缸體之間通過液壓油管交叉連接；所述電氣控制單元包括微處理器、角度傳感器和液位傳感器；角度傳感器安裝在液壓控制體上，對鉸接客車轉(zhuǎn)彎角度進行實時監(jiān)測；液位傳感器安裝在液壓系統(tǒng)儲油罐內(nèi)；微處理器的信號輸入端分別與鉸接客車的車速傳感器、制動開關(guān)、點火開關(guān)、倒車控制開關(guān)、角度傳感器和液位傳感器相連；其信號輸出端經(jīng)過光電隔離電路與液壓控制體上的電磁閥、節(jié)流閥的控制端相連，控制電磁閥、節(jié)流閥的導(dǎo)通與關(guān)斷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于所述拆分式桁架 結(jié)構(gòu)中的前桁架和后桁架通過所述轉(zhuǎn)盤軸承以及固定在轉(zhuǎn)盤軸承上的橫梁實 現(xiàn)鉸接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于在所述前桁架左、 右兩側(cè)臂的后端各設(shè)有一個球鉸安裝孔；所述球鉸為一根外表面澆注有起減震作用的橡膠的鋼性中心軸，在中心軸 的兩端各開有一個用于穿設(shè)螺栓的孔，球鉸的兩端用擋圈、彈簧擋圈壓裝固定 在所述前桁架后端的球鉸安裝孔內(nèi)；安裝固定在前桁架后端球鉸安裝孔內(nèi)的球鉸通過螺栓固定在所述橫梁上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于所述橫梁由平臺 安裝梁、四塊固定鋼板和連接件焊接而成；四塊固定鋼板分為左、右兩組，每組兩塊固定鋼板上下放置，上固定鋼板 和下固定鋼板之間通過若干個圓鋼焊接在一起，成為一個整體； 在兩組固定鋼板之間焊接有起連接作用的所述連接件；在每組固定鋼板上分別鉆有若干個用于安裝螺栓的孔，這些孔處于同一圓 周上，用于將所述橫梁固定在轉(zhuǎn)盤軸承外圈上的螺栓穿過該孔固定在轉(zhuǎn)盤軸承 外圈上；在每組固定鋼板的一端分別開有一個用于固定所述球鉸的凹槽；在每組固 定鋼板的另一端分別開有一個用于安裝所述液壓缸的液壓缸安裝孔；所述平臺安裝梁固定在兩組固定鋼板的上表面，在平臺安裝梁上設(shè)有多個 用于固定鉸接客車中間部位平臺的螺栓孔，孔內(nèi)側(cè)用鋼板加固以保證螺栓絲扣 強度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于在構(gòu)成橫梁的兩 組固定鋼板上分別鉆有6個安裝螺栓的孔，兩組固定鋼板上共鉆有12個孔， 12個孔處于同一圓周上；用于將所述橫梁固定在轉(zhuǎn)盤軸承外圈上的12個螺栓分別穿過上述的12個 孔固定在轉(zhuǎn)盤軸承外圈上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤軸承由 外軸承瓦、內(nèi)軸承瓦和數(shù)個鋼球組合而成；內(nèi)、外軸承瓦組合在一起形成一個空腔，所述鋼球滿鋪地放置在該空腔內(nèi)； 在所述轉(zhuǎn)盤軸承的外軸承瓦上設(shè)有若干個用于安裝固定所述橫粱的螺栓的孔，在轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)軸承瓦上也設(shè)有若干個用于安裝固定所述后桁架的螺栓的孔；在轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)軸承瓦上還設(shè)有注油接口 ； 在內(nèi)、外軸承瓦之間設(shè)有耐油橡膠密封圈。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于在所述轉(zhuǎn)盤軸承 的外軸承瓦上設(shè)有12個用于安裝固定所述橫梁的螺栓的孔，在轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi) 軸承瓦上設(shè)有H個用于安裝固定所述后桁架的螺栓的孔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于在所述后桁架的 前端設(shè)有若干個用于安裝將后桁架固定在轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)軸承瓦上的螺栓的孔，這 些孔處于同一圓周上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l-8之一所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于所述液壓 控制體由本體、上擺桿、芯軸、兩個單向閥、兩個單向溢流閥和、 一個電磁閥和一個節(jié)流閥構(gòu)成；在本體上開有與被控左液壓缸相連的接口、與被控右液壓缸相連的接口和 與儲油罐相連的接口；所述兩個單向閥、兩個單向溢流閥和、 一個電磁閥和一個節(jié)流閥安裝在本體上；芯軸安裝在本體內(nèi)；上擺桿的一端固定在芯軸的頂部，另一端固定在底盤 鉸接系統(tǒng)桁架結(jié)構(gòu)中的橫梁上；芯軸、上擺桿隨著大型鉸接客車前、后車夾角 的變化而轉(zhuǎn)動；在所述本體內(nèi)和芯軸上開有數(shù)條油槽，這些油槽分為兩組，每組油槽分別 經(jīng)單向閥、電磁閥、單向溢流閥與被控左液壓缸、右液壓缸相連。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的底盤鉸接系統(tǒng)，其特征在于在所述芯軸上開 有兩組油槽，這兩組油槽分別與被控左液壓缸和右液壓缸相通；每組油槽至少 包括兩條油槽， 一條為進油槽， 一條為扇形出油槽，這兩條油槽彼此相通；在所述扇形油槽的一側(cè)、本體內(nèi)，開有若干條油槽，在每條油槽內(nèi)安裝有 一個噴油嘴，每條安裝有噴油嘴的油槽交匯形成一條總油槽，這條總油槽再經(jīng) 所述單向閥、電磁閥、單向溢流閥與被控的左液壓缸或右液壓缸相通。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于后置發(fā)動機大型鉸接客車的底盤鉸接系統(tǒng)。該底盤鉸接系統(tǒng)包括拆分式桁架結(jié)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)和電氣控制單元三部分。其中，拆分式桁架結(jié)構(gòu)主要實現(xiàn)大型鉸接客車前、后車廂的鉸接；液壓控制系統(tǒng)主要是為大型鉸接客車提供隨前、后車轉(zhuǎn)角的增大而相應(yīng)增大的阻尼力，以阻止大型鉸接客車轉(zhuǎn)彎時第二橋輪胎產(chǎn)生側(cè)滑，防止前、后車剪切；電氣控制單元主要是監(jiān)測大型鉸接客車的狀態(tài)、控制液壓控制系統(tǒng)內(nèi)電磁閥和節(jié)流閥的開啟或關(guān)斷以及發(fā)出報警信號。本實用新型的優(yōu)點是拆分式結(jié)構(gòu)，每個部件相互獨立，且相互關(guān)聯(lián)，對制造工藝要求較低，制造成本低；維修保養(yǎng)方便，費用低；運行穩(wěn)定性好；減震效果好；系統(tǒng)強度高，載重量大。
文檔編號B60D5/00GK201086609SQ20072017287
公開日2008年7月16日 申請日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者李緒占 申請人:無錫華創(chuàng)伊卡露斯車輛設(shè)備有限公司