一种复合式履带车辆悬挂系统

摘要

本发明公开了一种复合式履带车辆悬挂系统，所述车辆包括车体、十二个负重车轮和十二个平衡肘，所述平衡肘的一端与车体铰接，另一端与负重车轮铰接；车体两侧结构对称，两侧平衡肘与车体之间从前向后均依次安装有第一单气室油气弹簧、第一双气室油气弹簧、第二单气室油气弹簧、第二双气室油气弹簧、第三双气室油气弹簧和第三单气室油气弹簧。本发明与单类型的油气悬挂系统相比，在车速为20m/s的前提下，这种复合式悬挂系统可以提高坦克在越野路面上的行驶平顺性达30％以上。

说明书

技术领域

本发明属于车辆工程设计技术领域，尤其涉及一种复合式履带车辆悬挂系统。

背景技术

保证履带车辆在越野路面上平稳快速行驶对于提高驾乘人员的乘坐舒适性、车辆的操纵性牵引性和车辆零部件的使用寿命以及战斗时的射击准确性具有重要的意义。为此，在履带车辆的负重车轮上普遍安装了悬挂系统及阻尼器件，以便减少地面不平度对车辆行驶平稳性的影响。履带车辆特别是主战坦克的车体重量较大，因此在每侧车体一般都要安装5-7个负重车轮以承载车体重量以及车辆快速行驶时产生的动载。此外，车辆在行驶过程中有时需要调整车体的姿态，如提高车体距离地面的高度以便通过具有一定深度的河流浅滩、调整车体前后俯仰或左右倾斜角度等来辅助射击等，这些都需要对悬挂系统进行精确的匹配设计，以提高履带式车辆的行驶及通过性能。

对现有的技术文献检索发现，目前关于提高履带车辆行驶平顺性的设计方面主要集中在提高负重车轮的行程，即提高扭杆或者油气悬挂系统的行程，在各负重车轮的悬挂参数的匹配方面考虑的较少。事实上，为了便于履带车辆的安装及维修，一辆履带车辆上所使用的悬挂系统往往都采用统一的型号，且目前主要以使用扭杆悬挂系统为主。扭杆悬挂系统存在一些弊端，如不能动态调整车体的姿态，是一种线弹性悬挂系统，减振效果不够理想等。

发明内容

针对现有履带车辆悬挂系统的不足，本发明提供一种复合式履带车辆悬挂系统。该设计方案不仅可以应用在履带车辆上，也可以在轮式车辆上进行应用。

本发明是通过以下的技术方案实现的：一种复合式履带车辆悬挂系统，所述车辆包括车体、十二个负重车轮和十二个平衡肘，所述平衡肘的一端与车体铰接，另一端与负重车轮铰接；车体两侧结构对称，两侧的平衡肘与车体之间从前向后均依次安装有第一单气室油气弹簧、第一双气室油气弹簧、第二单气室油气弹簧、第二双气室油气弹簧、第三双气室油气弹簧和第三单气室油气弹簧；所述第一单气室油气弹簧、第一双气室油气弹簧、第三双气室油气弹簧和第三单气室油气弹簧的一端均与车体铰接，另一端与各自的平衡肘铰接；所述第二单气室油气弹簧和第二双气室油气弹簧的一端均与车体固定连接，另一端均通过连杆机构与各自的平衡肘相连接。

进一步地，所述连杆机构包括连杆和与连杆铰接的曲柄，所述曲柄的另一端与平衡肘固定连接。

进一步地，所述曲柄的另一端固定连接在平衡肘与车体的铰接端。

进一步地，第一单气室油气弹簧、第一双气室油气弹簧、第三双气室油气弹簧和第三单气室油气弹簧安装在车体的外部；所述第二单气室油气弹簧和第二双气室油气弹簧安装在车体的内部。

进一步地，所述第一单气室油气弹簧、第二单气室油气弹簧和第三单气室油气弹簧结构相同，均包括第一液压缸、第一活塞缸、第一活动活塞和第一减震阀；所述第一液压缸套设在第一活塞缸上，所述第一活塞缸内设有第一活动活塞，所述第一液压缸的底部安装有第一减震阀，所述第一活动活塞与第一活塞缸之间填充有油，所述第一活动活塞与第一液压缸之间填充有氮气。

进一步地，所述第一双气室油气弹簧、第二双气室油气弹簧和第三双气室油气弹簧结构相同，均包括第二液压缸、第二活塞缸、第二活动活塞、第三活动活塞和第二减震阀；所述第二液压缸套设在第二活塞缸上，所述第二活塞缸内设有第二活动活塞和第三活动活塞，所述第二液压缸的底部设有第二减震阀，所述第二活动活塞与第二液压缸之间形成第一氮气室，所述第二活动活塞和第三活动活塞之间填充有油；所述第三活动活塞与第二活塞缸之间形成第二氮气室。

进一步地，所述第一氮气室和第二氮气室内压力不同。

进一步地，各负重车轮的大小相等，且相邻两个负重车轮间距相同。

进一步地，所述平衡肘具有相同的长度和初始安装角度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用多种类型的油气弹簧组合生成具有高性能要求的履带车辆悬挂系统。本发明中所规定的方案建立履带车辆悬挂系统后，通过数值仿真可知，在车辆以20m/s的速度下进行越野行驶，可获得最大加速度为1.79m/s²的最大加速度，相比由同一类型的油气弹簧组成的悬挂系统而言，行驶平顺性可提高30％以上。

附图说明

图1是本发明实施例的系统结构示意图；

图2是本发明实施例的单气室摆动式油气弹簧示意图；

图3是本发明实施例的双气室摆动式油气弹簧示意图；

图4是本发明实施例的第二单气室油气弹簧示意图；

图5是本发明实施例的双气室固定式油气弹簧示意图；

图6是本发明实施例的中20m/s车速时车体驾驶员位置加速度和位移图；

图中，车体1、负重车轮2、平衡肘3、第一单气室油气弹簧4、第一双气室油气弹簧5、第二单气室油气弹簧6、第二双气室油气弹簧7、第三双气室油气弹簧8、第三单气室油气弹簧9、第一液压缸10、第一活塞缸11、第一活动活塞12、第一减震阀13、第二液压缸14、第二活塞缸15、第二活动活塞16、第三活动活塞17、第二减震阀18、第一氮气室19和第二氮气室20、连杆21、曲柄22。

具体实施方式

以下结合本发明的内容和附图所述实例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种复合式履带车辆悬挂系统，所述车辆包括车体1、十二个负重车轮2和十二个平衡肘3，所述平衡肘3的一端与车体1铰接，另一端与负重车轮2铰接；其特征在于：车体1两侧结构对称，两侧平衡肘3与车体1之间从前向后均依次安装有第一单气室油气弹簧4、第一双气室油气弹簧5、第二单气室油气弹簧6、第二双气室油气弹簧7、第三双气室油气弹簧8和第三单气室油气弹簧9；所述第一单气室油气弹簧4、第一双气室油气弹簧5、第三双气室油气弹簧8和第三单气室油气弹簧9的一端均与车体1铰接，另一端与各自的平衡肘3铰接；所述第二单气室油气弹簧6和第二双气室油气弹簧7的一端均与车体1固定连接，另一端均通过连杆机构与各自的平衡肘3连接相连接。

如图4和图5所示，所述连杆机构包括连杆21和与连杆21铰接的曲柄22，所述曲柄22的另一端与平衡肘3固定连接。所述曲柄22的另一端固定连接在平衡肘3与车体1的铰接端，从而第一单气室油气弹簧4、第一双气室油气弹簧5、第三双气室油气弹簧8和第三单气室油气弹簧9可以安装在车体1的外部，所述第二单气室油气弹簧6和第二双气室油气弹簧7可以安装在车体1的内部。

如图2和图4所示，所述第一单气室油气弹簧4、第二单气室油气弹簧6和第三单气室油气弹簧9结构相同，均包括第一液压缸10、第一活塞缸11、第一活动活塞12和第一减震阀13；所述第一液压缸10套设在第一活塞缸11上，所述第一活塞缸10内设有第一活动活塞12，所述第一液压缸10的底部安装有第一减震阀13，所述第一活动活塞12与第一活塞缸11之间填充有油，所述第一活动活塞12与第一液压缸10之间填充有氮气。

如图3和图5所示，所述第一双气室油气弹簧5、第二双气室油气弹簧6和第三双气室油气弹簧7结构相同，均包括第二液压缸14、第二活塞缸15、第二活动活塞16、第三活动活塞17和第二减震阀18；所述第二液压缸14套设在第二活塞缸15上，所述第二活塞缸15内设有第二活动活塞16和第三活动活塞17，所述第二液压缸14的底部设有第二减震阀18，所述第二活动活塞16与第二液压缸14之间形成第一氮气室19，所述第二活动活塞16和第三活动活塞17之间填充有油；所述第三活动活塞17与第二活塞缸15之间形成第二氮气室20。所述第一氮气室19和第二氮气室20内压力不同，第二氮气室20和第一氮气室19内的压力之比是设计参数-比压系数，需要根据车辆的质量及行驶平顺性要求等情况确定。

所述平衡肘3具有相同的长度和初始安装角度，各负重车轮2的大小相等，且相邻两个负重车轮2间距相同，虽然仿真证明相同间距可以得到较好的行驶平顺性结果，如图6所示；但在实际应用中也可以根据需要对各负重车轮之间的间距进行调整，只不过此时需要对油气弹簧各自的设计数据进行调整，以便获得整体最优的平顺性设计方案。

通过对本发明进行三维建模和仿真分析可知，在不考虑履带对行驶平顺性的影响下，在车体驾驶员位置的最大加速度可降低达30％以上。

上述对实施方式的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域的技术人员显然可以将本发明所介绍的方法应用于他们的设计实践，并对本方案作出适当的修改，这个过程不需经过创造性劳动。本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。