本實(shí)用新型涉及一種懸架系統(tǒng)及使用該懸架系統(tǒng)的車輛。

背景技術(shù)：

車輛懸架上設(shè)置有彈性阻尼系統(tǒng)，在彈性阻尼系統(tǒng)的作用下，車輛能夠迅速衰減來(lái)自路面的沖擊和振動(dòng)，進(jìn)而提高車輛的行駛平順性和乘客的乘坐舒適性。

彈性阻尼系統(tǒng)影響的車輛懸架的剛度，為了保證乘坐舒適性和行駛平順性，根據(jù)不同的行駛路況彈性阻尼系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)調(diào)整懸架的剛度，當(dāng)車輛遇到凹坑時(shí)，車輛的車橋下移，需要減小懸架的剛度，當(dāng)車輛遇到凸起時(shí)，車輛的車橋上跳，此時(shí)需要懸架的剛度增大。為了達(dá)到這一目的，例如公布日為2012.06.12、公布號(hào)為CN 102678808A 的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種剛度和阻尼聯(lián)合調(diào)節(jié)的減振系統(tǒng)，該減振系統(tǒng)包括彈性元件和阻尼元件，阻尼元件即阻尼器，彈性元件為空氣彈簧，阻尼器為磁流變減振器，空氣彈簧和減振器并聯(lián)設(shè)置在懸架上連接板和懸架底板之間，懸架安裝在車輛上時(shí)，懸架底板與車橋固定連接，懸架上連接板與車身下側(cè)固定以承載車身重量，空氣彈簧的上支架與懸架上連接板固定連接，空氣彈簧下支架與懸架底板連接，減振器上支架與懸架上連接板鉸接，減振器下支架與懸架底板鉸接。空氣彈簧上分別連接有附加氣室和供氣系統(tǒng)，空氣彈簧與附加氣室之間設(shè)有定位控制閥，空氣彈簧與供氣系統(tǒng)之間設(shè)有高度控制閥，高度控制閥由控制桿控制，控制桿一端與高度控制閥連接，另一端與懸架底板鉸接，不同的承載工況下，空氣彈簧的初始工作位置由高度控制閥控制調(diào)整，當(dāng)空氣彈簧處于壓縮或者拉伸狀態(tài)時(shí)，蓋度控制閥在控制桿作用下開啟其內(nèi)的充氣閥或排氣閥，供氣系統(tǒng)向空氣彈簧內(nèi)充氣或者排氣，當(dāng)空氣彈簧恢復(fù)到其平衡位置，閥門關(guān)閉，這樣可確保空氣彈簧的工作行程在其平衡位置附近。

上述減振系統(tǒng)雖然能夠改變懸架的剛度，但是，由于該減振系統(tǒng)通過(guò)供氣系統(tǒng)向空氣彈簧充氣或排氣來(lái)控制懸架的剛度，充氣或者排氣均有閥門控制，因此，充氣或者排氣會(huì)出現(xiàn)一定時(shí)間的延遲，上述減振系統(tǒng)不能夠及時(shí)改變車輛懸架的剛度，車輛在行駛過(guò)程中仍然存在車輛行駛平順性差、乘坐舒適性差的技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)，上述減振系統(tǒng)在安裝時(shí)，不僅需要安裝空氣彈簧，在空氣彈簧上連接供氣系統(tǒng)和附加氣室，而且需要對(duì)供氣系統(tǒng)和附加氣室進(jìn)行安裝固定，還要在空氣彈簧與供氣系統(tǒng)之間設(shè)置高度控制閥，在空氣彈簧與附加氣室之間設(shè)置定位控制閥，高度控制閥由控制桿控制，還要在懸架上連接控制桿，因此，如果在車輛懸架上設(shè)置上述減振系統(tǒng)，不僅安裝過(guò)程十分復(fù)雜繁瑣，而且空氣彈簧的附加結(jié)構(gòu)會(huì)占用很大的空間，為車輛底盤增加負(fù)擔(dān)。另外，由于上述減振系統(tǒng)的附加結(jié)構(gòu)較多，使得減振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不便于維修和保養(yǎng)，進(jìn)而可能增加維修保養(yǎng)的費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種懸架系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中懸架系統(tǒng)不能夠根據(jù)路況實(shí)時(shí)改變懸架剛度造成車輛行駛平順性差、乘坐舒適性差的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型 的技術(shù)方案是：

一種懸架系統(tǒng)，包括車橋，還包括一端用于與車架鉸接、另一端與車橋鉸接的彈性元件，彈性元件與車橋的鉸接軸線沿左右方向延伸，所述彈性元件成對(duì)設(shè)置且各彈性元件的中心軸線均垂直于所述車橋，每對(duì)彈性元件中的一個(gè)中心軸線自下而上向前傾斜另一個(gè)中心軸線自下而上向后傾斜且傾斜角度相同，每對(duì)彈性元件的中心軸線之間形成一個(gè)平面夾角或者異面夾角a，所述平面夾角或者異面夾角a的大小為0~90°。

每對(duì)彈性元件的中心軸線處于同一平面內(nèi)且與車橋鉸接于同一位置處，每對(duì)彈性元件的中心軸線之間形成一個(gè)平面夾角。

還包括阻尼器，所述阻尼器包括用于與車架連接的缸體，所述缸體內(nèi)上下導(dǎo)向裝配有活塞，缸體與活塞圍成密封的上空腔和下空腔，活塞連接有徑向延伸的撥桿，撥桿與車橋固連并且能夠伴隨著車橋的上下移動(dòng)而撥動(dòng)活塞上下導(dǎo)向移動(dòng)。

所述阻尼器為空氣阻尼器或油阻尼器。

所述彈性元件為螺旋彈簧。

一種車輛，包括車架和懸架系統(tǒng)，所述懸架系統(tǒng)包括軸線沿左右方向延伸的車橋，還包括一端與車架鉸接一端與車橋鉸接的彈性元件，彈性元件與車橋的鉸接軸線沿左右方向延伸，所述彈性元件成對(duì)設(shè)置且各彈性元件的中心軸線均垂直于所述車橋，每對(duì)彈性元件中的一個(gè)中心軸線自下而上向前傾斜另一個(gè)中心軸線自下而上向后傾斜且傾斜角度相同，每對(duì)彈性元件的中心軸線之間形成一個(gè)平面夾角或者異面夾角a，所述平面夾角或者異面夾角a的大小為0~90°。

每對(duì)彈性元件的中心軸線處于同一平面內(nèi)且與車橋鉸接于同一位置處，每對(duì)彈性元件的中心軸線之間形成一個(gè)平面夾角。

還包括阻尼器，所述阻尼器包括與車架連接的缸體，所述缸體內(nèi)上下導(dǎo)向裝配有活塞，缸體與活塞圍成密封的上空腔和下空腔，活塞連接有徑向延伸的撥桿，撥桿與車橋固連并且能夠伴隨著車橋的上下移動(dòng)而撥動(dòng)活塞上下導(dǎo)向移動(dòng)。

所述阻尼器為空氣阻尼器或油阻尼器。

所述彈性元件為螺旋彈簧。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型在車架與車橋之間鉸接彈性元件，彈性元件與車架和車橋的鉸接軸線均沿左右方向延伸，與車橋的軸線延伸方向一致，并且彈性元件的中心軸線均垂直于車橋，彈性元件作用在車橋上的力始終垂直于車橋。彈性元件成對(duì)設(shè)置，每對(duì)彈性元件中的一個(gè)中心軸線自下而上向前傾斜，另一個(gè)自下而上向后傾斜，并且兩者傾斜的角度相等，保證在懸架系統(tǒng)裝車以后每對(duì)彈性元件作用在車橋上的作用力大小相等，并且每對(duì)彈性元件作用在車橋上的合力方向始終豎直朝下，這樣當(dāng)車輛通過(guò)凹凸路面時(shí)，保證車橋相對(duì)于車架上下移動(dòng)，而不會(huì)發(fā)生前后偏移。并且當(dāng)車橋上下跳動(dòng)時(shí)，彈性元件能夠?qū)崟r(shí)隨車橋的移動(dòng)而收縮，進(jìn)而使得懸架系統(tǒng)的剛度系數(shù)能夠及時(shí)調(diào)整。如當(dāng)車輛路過(guò)下凹路面時(shí)，車橋相對(duì)于車架向下移動(dòng)，彈性元件相對(duì)伸長(zhǎng)，每對(duì)彈性元件所成的平面夾角或者異面夾角減少，車輛的懸架剛度增大，這樣可以減少車輛過(guò)凹路面時(shí)的下跳量，提高行駛平順性和乘坐舒適性。當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)凸路面時(shí)，車橋會(huì)相對(duì)于車架向上移動(dòng)，彈性元件受壓縮短，每對(duì)彈性元件所成夾角增大，造成車輛的懸架剛度減小，車橋能夠快速上跳，以保證車架的平穩(wěn)性。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，阻尼器的缸體內(nèi)的活塞與缸體圍成密封的上空腔和下空腔，撥桿的一端與車橋固連，另一端與活塞連接，當(dāng)車橋上下移動(dòng)時(shí)，撥桿隨車橋一起上下移動(dòng)進(jìn)而推動(dòng)活塞上下移動(dòng)，路面的激勵(lì)信息通過(guò)機(jī)械的方式實(shí)時(shí)傳遞給阻尼器，在沒有ECU的情況下實(shí)現(xiàn)路面工況的識(shí)別，保證剛度和阻尼同時(shí)隨路面激勵(lì)實(shí)時(shí)調(diào)整到最佳狀態(tài)。本實(shí)用新型中，彈性元件與阻尼器聯(lián)合作用，當(dāng)車橋上下跳動(dòng)時(shí)，彈性元件改變懸架的剛度，阻尼器能夠?qū)崟r(shí)衰減因路面激勵(lì)引起的車橋振動(dòng)，進(jìn)而提高車輛的行駛平順性和乘坐舒適性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1中車輛的簡(jiǎn)化示意圖；

圖2為圖1中阻尼器的簡(jiǎn)化示意圖；

圖中：1、車架，2、第一螺旋彈簧，3、第二螺旋彈簧，4、車橋，5、缸體，6、撥桿，7、活塞，8、密封圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)用新型一種車輛的具體實(shí)施例1，如圖1、圖2所示，該車輛包括車架1和懸架系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)安裝在車架1上，車架1用于承載車身重量。懸架系統(tǒng)包括軸線沿左右方向延伸的車橋4，圖中垂直于紙面的方向?yàn)樽笥曳较颍粦壹芟到y(tǒng)還包括彈性元件和阻尼元件，彈性元件為鉸接在車架1與車橋4之間的螺旋彈簧，螺旋彈簧成對(duì)設(shè)置；本實(shí)施例中，車橋4的左右兩端各設(shè)置一對(duì)螺旋彈簧，每對(duì)螺旋彈簧均包括第一螺旋彈簧2、第二螺旋彈簧3，第一螺旋彈簧2、第二螺旋彈簧3的參數(shù)相同。第一螺旋彈簧、第二螺旋彈簧均傾斜設(shè)置且中心軸線均垂直于車橋4，第一螺旋彈簧2的中心軸線自下而上向前傾斜，第二螺旋彈簧3的中心軸線自下而上向后傾斜。第一螺旋彈簧2、第二螺旋彈簧3的上端與車架1鉸接，兩鉸接點(diǎn)關(guān)于車橋4前后對(duì)稱，鉸接軸線沿左右方向延伸。第一螺旋彈簧2和第二螺旋彈簧3的下端通過(guò)鉸接支架與車橋4實(shí)現(xiàn)鉸接，即車橋4上固設(shè)支架，第一螺旋彈簧2和第二螺旋彈簧3鉸接于支架上的同一位置處，鉸接軸線與車橋軸線平行。兩螺旋彈簧的中心軸線位于同一平面內(nèi)，這樣第一、第二螺旋彈簧與車架1的鉸接點(diǎn)，第一、第二螺旋彈簧與車橋4的鉸接點(diǎn)呈等腰三角形分布，設(shè)第一、第二螺旋彈簧的中心軸線之間形成平面夾角a。在其他實(shí)施例中，第一、第二螺旋彈簧與車橋4的鉸接點(diǎn)可沿車橋的軸向錯(cuò)開，第一、第二螺旋彈簧鉸接于車橋上的不同位置處，這樣第一、第二螺旋彈簧的中心軸線異面，第一、第二螺旋彈簧的中心軸線之間形成異面夾角。

當(dāng)車橋4相對(duì)于車架1向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一、第二螺旋彈簧受壓收縮，第一、第二螺旋彈簧分別繞與車橋4的鉸接點(diǎn)向下擺動(dòng)相同的角度，第一、第二螺旋彈簧之間形成的平面夾角a度數(shù)會(huì)增大；當(dāng)車橋4相對(duì)于車架1向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一、第二螺旋彈簧伸長(zhǎng)，第一、第二螺旋彈簧分別繞與車橋4的鉸接點(diǎn)向上擺動(dòng)相同角度，第一、第二螺旋彈簧之間形成的平面夾角a度數(shù)會(huì)減小。車橋上下跳動(dòng)時(shí)平面夾角a的角度會(huì)改變，平面夾角a的大小為0°~90°。設(shè)車輛在正常行駛狀態(tài)下，車輛的車橋4會(huì)受到地面向上的作用力F_N、兩螺旋彈簧2斜向下的彈力F_S，車橋處于平衡狀態(tài)，通過(guò)受力分析可知：兩個(gè)螺旋彈簧的沿豎直方向的分力之和與作用力F_N大小相等，也就是說(shuō)2·F_S·cos（a/2）=F_N ，設(shè)螺旋彈簧的原始長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，裝車后的瞬時(shí)長(zhǎng)度為L(zhǎng)0，彈性系數(shù)為K，由此可以得出：

FN=2K·cos（a/2）·（L1-L0）

其中，（L1-L0）為螺旋彈簧的形變量，2K·cos（a/2）為螺旋彈簧形變量的常數(shù)項(xiàng)，該常數(shù)項(xiàng)即為車輛的懸架剛度C，即C=2K·cos（a/2）。

該懸架系統(tǒng)的阻尼元件為空氣阻尼器，每一對(duì)彈性元件對(duì)應(yīng)一個(gè)阻尼器，阻尼器包括缸體5，缸體5固定安裝在車架1上，缸體5內(nèi)上下導(dǎo)向裝配有活塞7，活塞7包括上活塞板和下活塞板，上活塞板與缸體5圍成密閉的上空腔，下活塞板與缸體圍成密閉的下空腔，上活塞板和下活塞板上均設(shè)有密封圈8，保證了阻尼器的密閉性；密封圈8帶有潤(rùn)滑油，減少活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力。上活塞板和下活塞板通過(guò)連接桿固定連接在一起，上活塞板、下活塞板與缸體圍成中空腔，中空腔的側(cè)壁上設(shè)有側(cè)開口，車橋4上固設(shè)有撥桿6，撥桿6由側(cè)開口穿入中空腔中并沿活塞7的徑向與活塞7連接；當(dāng)車橋上下移動(dòng)時(shí)，撥桿隨車橋一起上下移動(dòng)并推動(dòng)活塞7上下移動(dòng)，當(dāng)活塞7向上移動(dòng)時(shí)，上空腔中的空氣受壓，下空腔中的空氣被受拉，上活塞板和下活塞板分別受到向下的作用力；反之，上空腔中的空氣受拉，下空腔中的空氣受壓，上活塞板和下活塞板分別受到向上的作用力。在撥桿6隨著車橋4上下移動(dòng)的過(guò)程中，為避免撥桿6受到沿其軸向的拉力或者壓力，撥桿6水平導(dǎo)向穿裝在上活塞板和下活塞板之間的連接桿上，使撥桿6與活塞7實(shí)現(xiàn)活動(dòng)連接。本實(shí)施例中，缸體5的上空腔與下空腔內(nèi)填充氮?dú)?，密封?邊界帶有測(cè)量氮?dú)饬鲃?dòng)的氣體測(cè)量裝置，氣體測(cè)量裝置連接有報(bào)警器，如果上空腔和下空腔內(nèi)的氣體發(fā)生泄漏，氣體測(cè)量裝置便可檢測(cè)出，并通過(guò)報(bào)警器向駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使駕駛?cè)藛T能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)阻尼器的氣密性是否良好，保證車輛行駛的安全性。本實(shí)施例中，缸體5為整體式結(jié)構(gòu)，在其他實(shí)施例中，缸體還可以包括分體設(shè)置的上氣缸和下氣缸，上氣缸中導(dǎo)向設(shè)有上活塞，下氣缸中導(dǎo)向設(shè)有下活塞，上活塞、下活塞分別與上氣缸、下氣缸圍成密閉的上空腔和下空腔，上活塞與下活塞之間通過(guò)連接桿固連。

阻尼器的阻尼力F=（P1-P0）·S

式中：P1為缸體上空腔和下空腔的壓強(qiáng)之和，P0為外界大氣壓強(qiáng)，S為活塞板的面積；其中P1、P0的變化快慢取決于阻尼器容積的變化速率，當(dāng)車橋向上或向下跳動(dòng)較快時(shí)，阻尼器內(nèi)空氣體積的變化速率急劇增大，阻尼力F就會(huì)急劇增大，可以實(shí)現(xiàn)快速衰減振動(dòng)量，保證車輛的行駛平穩(wěn)，乘坐舒適。

當(dāng)車輛通過(guò)下凹路面時(shí)，車橋4會(huì)相對(duì)車架1向下跳動(dòng)，第一、第二螺旋彈簧之間的平面夾角a會(huì)減小，cos（a/2）值增大，進(jìn)而導(dǎo)致車輛的懸架剛度C增大；隨著車橋4下跳量的不斷增大，車輛的懸架剛度C也不斷增大，這樣可減小車輛過(guò)凹路面時(shí)的下跳量，保證車身的穩(wěn)定性。同時(shí)，隨著車橋不斷下跳，阻尼器產(chǎn)生的阻尼力隨著下跳速度的增大而急劇增大，在車輛遇到大的下凹路面時(shí)，阻尼器可產(chǎn)生較大的阻尼力迅速衰減因路面激勵(lì)引起的車輛振動(dòng)，提高車輛行駛平順性和乘坐舒適性。

當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)凸起路面時(shí)，車橋4會(huì)相對(duì)于車架1向上跳動(dòng)，第一、第二螺旋彈簧之間的平面夾角a增大，cos（a/2）值減小，導(dǎo)致車輛懸架剛度C減小，車橋4相對(duì)車架快速上跳，而保證車架1的穩(wěn)定性。在車橋快速上跳同時(shí)引起阻尼器產(chǎn)生的阻尼力也急劇增大，車橋不會(huì)產(chǎn)生大幅振動(dòng)，減弱車輛在通過(guò)凸起路面時(shí)的振動(dòng)情況，提高車輛的行駛平順性和乘坐舒適性。

綜合以上兩種情況，該懸架系統(tǒng)在車輛通過(guò)凹凸路面時(shí)，彈性元件實(shí)現(xiàn)懸架剛度隨著路況實(shí)時(shí)調(diào)整，阻尼元件可快速衰減車輛因路面激勵(lì)引起的車橋振動(dòng)，該懸架系統(tǒng)提高了車輛的行駛平順性和乘坐舒適性，具有極大的使用價(jià)值。

其他實(shí)施例中，可以沿車橋的軸向間隔布置多對(duì)螺旋彈簧，每一對(duì)螺旋彈簧對(duì)應(yīng)一個(gè)阻尼器。也可以多對(duì)螺旋彈簧為一組，車橋的左右兩端各設(shè)置一組螺旋彈簧，每組螺旋彈簧鉸接于車橋的同一位置處并且對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)阻尼器，每組螺旋彈簧繞車橋的周向錯(cuò)開，并且保證每一對(duì)螺旋彈簧中的一個(gè)中心軸線自下而上向前傾斜另一個(gè)中心軸線自下而上向后傾斜且傾斜角度相同。每對(duì)螺旋彈簧可與車橋鉸接于同一位置處，保證每對(duì)螺旋彈簧的中心軸線處于同一平面內(nèi)，每對(duì)螺旋彈簧也可以沿車橋的軸向錯(cuò)開設(shè)置。螺旋彈簧還可以替換為氣彈簧。該懸架系統(tǒng)在安裝時(shí)，彈簧元件的上端可直接與車架鉸接，也可以借助鉸接支架或者連接板、連接橋與車架實(shí)現(xiàn)鉸接，如彈性元件上端與連接板或者連接橋鉸接，然后將連接板或者連接橋固定在車架底部；阻尼器可直接固定安裝在車架底部，也可以借助連接橋與車架固連?？諝庾枘崞鬟€可以替換為油阻尼器。

本實(shí)用新型懸架系統(tǒng)的實(shí)施例，該懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與上述車輛實(shí)施例中的懸架結(jié)構(gòu)相同，為避免重復(fù)，在此不做贅述。