CN2808629Y - 补偿摆臂式汽车独立悬架 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种补偿摆臂式汽车独立悬架，包括车架、悬架上基座、上摆臂、上从摆臂、悬架下基座、下摆臂、下从摆臂和转向节，悬架上基座、悬架下基座的一端固定在车架上，上、下摆臂的一端与转向节相铰链连接，另一端分别与悬架上基座、悬架下基座铰链连接，上、下从摆臂分别位于上摆臂与悬架上基座、下摆臂与悬架下基座之间，上、下从摆臂的近车架端分别通过主从摆臂转轴与上摆臂、下摆臂铰链连接，上、下从摆臂的远车架端分别通过从摆臂转轴与悬架上基座、悬架下基座铰链连接。本实用新型解决了传统摆臂式独立悬架引起车轮外倾角、主销的内倾角及后倾角、轮距及轴距等参数变化较大的缺点，大大提高了汽车的行驶平顺性、操控稳定性及通过能力，能减少轮胎磨损。

Description

补偿摆臂式汽车独立悬架

技术领域

本实用新型涉及一种汽车独立悬架。

背景技术

随着汽车工业的发展独立悬架的应用也越来越广泛，现在通用的独立悬架有多种不同的结构形式，目前绝大多数独立悬架都是由最早的单横摆臂式独立悬架衍生而来的，基本原理是一样的。汽车独立悬架按车轮运动形式主要分为三类：1)车轮在汽车横向平面内摆动的横臂式独立悬架；2)车轮在汽车的纵向平面内摆动的纵臂式独立悬架；3)车轮沿主销移动的麦弗逊式独立悬架和烛式独立悬架等；4)车轮还可以在汽车的斜向平面内摆动。但是由于其自身固有原理上的缺陷，使得现有的这些传统独立悬架的性能并不十分完美。传统摆臂式独立悬架都有车轮外倾角、主销的内倾角及后倾角、轮距及轴距等参数值变化大的缺点，这样就导致悬架对车轮的非线性控制，出现车轮在跳动过程中摆动和平移现象，不利于汽车的操控同时轮胎磨损较严重。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有的汽车独立悬架存在的上述问题，提供一种能提高汽车行驶的操控性和稳定性、减少轮胎磨损的补偿摆臂式汽车独立悬架。

本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型包括车架、上摆臂、下摆臂、转向节，上摆臂、下摆臂的一端与转向节通过转向节转轴铰链连接，还设有悬架上基座、上从摆臂、悬架下基座和下从摆臂，所述悬架上基座、悬架下基座的一端与车架固定连接，上摆臂、下摆臂的另一端通过各自的主摆臂转轴分别与悬架上基座、悬架下基座铰链连接，且悬架上基座、悬架下基座上的轴孔为主摆臂转轴可在其内平动的导槽，上从摆臂、下从摆臂分别位于上摆臂与悬架上基座之间、下摆臂与悬架下基座之间，上从摆臂的近车架端通过主从摆臂转轴与上摆臂铰链连接，上从摆臂的远车架端通过从摆臂转轴与悬架上基座铰链连接，下从摆臂的近车架端通过主从摆臂转轴与下摆臂铰链连接，下从摆臂的远车架端通过从摆臂转轴与悬架下基座铰链连接。

本实用新型中上、下从摆臂所起的作用为控制上、下摆臂的摆动形式，补偿上、下摆臂因摆动引起的水平面方向的投影距离变化，使得其投影距离变化近似为零。本实用新型的原理如图1所示，详细阐述如下：

图1中BC＝L₁、DC＝L₃、AC＝L₂，ACB为主控件即上摆臂或下摆臂，CD为从控件即上从摆臂或下从摆臂，A点为上摆臂或下摆臂与转向节的铰接点，B点为上摆臂或下摆臂与悬架上基座或悬架下基座的铰接点，C点为上从摆臂或下从摆臂与上摆臂或下摆臂的铰接点，D点为上从摆臂或下从摆臂与悬架上基座或悬架下基座的铰接点，主控件在B点既作沿X轴向滑动又作绕B点转动同时还绕从控件的C点转动，从控件在D点作转动，D点固定不动。当从控件CD绕着D点从θ₂＝0开始旋转时，从控件DC在X轴向的投影值逐渐变小，致使主控件ACB的B点沿着X轴的正方向移动的同时主控件ACB又绕着B点旋转；由于主控件ACB绕着B点旋转因此其在X轴向投影值也相应的逐渐变小，但是因从控件DC在X轴向投影值的变小导致ACB的B点沿着X轴的正方向移动，可以补偿由于主控件ACB绕着B点旋转导致其在X轴向投影值的变小，当DC在X轴向投影值的变化与ACB在X轴向投影值相应的变化相等时，就使得A点在X轴向的坐标值极为接近恒定不变。因此由本实用新型的结构形式的A点来控制汽车的车轮完全解决了传统汽车独立悬架的原理缺陷。其具体原理论述如下：

当θ₂＝0时，则A点的X轴向坐标值为： $x{|}_{{\mathrm{\θ}}_2=0}=L_2-L_3\mathrm{\Λ\Λ}\left(1\right),$ 其中L₁、L₂、L₃是常数；

当θ₂≠0时，如图1所示可得出sinθ₂/L₁＝sinθ₁/L₃

$\⇒{\mathrm{\θ}}_1=\arcsin \frac{L_3\sin {\mathrm{\θ}}_2}{L_1}\mathrm{\Λ\Λ}\left(2\right)$

则A点的X轴向坐标值为：

$x{|}_{{\mathrm{\θ}}_2\≠0}=L_2\cos {\mathrm{\θ}}_1-L_3\cos {\mathrm{\θ}}_2$

$=L_2\cos \arcsin \frac{L_3\sin {\mathrm{\θ}}_2}{L_1}-L_3\cos {\mathrm{\θ}}_2\mathrm{\Λ\Λ}\left(3\right)$

则A点的X轴向坐标值的增量为：

$\mathrm{\Δx}=x{|}_{{\mathrm{\θ}}_2\≠0}-x{|}_{{\mathrm{\θ}}_2=0}$

$=L_2\cos \arcsin \frac{L_3\sin {\mathrm{\θ}}_2}{L_1}-L_3\cos {\mathrm{\θ}}_2-L_2+L_3\mathrm{\Λ\Λ}\left(4\right)$

列举一个悬架具体参数来验证上面的论述：当θ₂∈(-34°，34°)范围L₁＝80mm、L₂＝150mm、L₃＝45mm由方程(4)可知A点X轴向坐标值的最大增量的绝对值为(其中L_x|_{x＝1，2，3}的值都可以再根据汽车整体参数要求调整，选择具体悬架参数数据)：

       |Δx|_MAX＝0.09mmΛΛ(5)A点Y轴向坐标值的增量为(即车轮垂直路面上下跳动的最大行程)：

       |Δy|_MAX＝|y|_Δα＝34°-y|_Δα＝-34°|＝144.7mmΛΛ(6)

由|Δx|_MAX可以看出在θ₂∈(-34°，34°)范围内A点的运动轨迹几乎是一条垂直于X轴的直线，其轨迹方程可近似为一个常数x|θ₂＝L₂-L₃即与θ₂的具体数值无关，|Δy|_MAX就是在这种悬架参数情况下的汽车车轮所能允许的路面最大通过行程。在不考虑汽车独立悬架导向杆系的变形情况下汽车的车轮不会因为悬架的本身结构原因而改变其运动参数的数值。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型克服了所有传统独立悬架结构原理上的缺陷，解决了传统摆臂式独立悬架会引起车轮外倾角、主销的内倾角及后倾角、轮距及轴距等参数变化较大的缺点，大大提高了汽车的行驶平顺性、操控稳定性及通过能力，能减少轮胎磨损。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

图2是实施例一的立体图。

图3是图4的B-B剖视图。

图4是实施例一的主视结构图。

图5是实施例一的左视结构图。

图6是图4的A-A剖视图。

图7是实施例二中悬架上摆臂组件的俯视图。

图8是实施例二中悬架上摆臂组件的主视图。

图9是图8的A-A半剖视图。

具体实施方式

如图2至图6所示，实施例一包括车架8、转向节3、减振器5、悬架上摆臂组件和悬架下摆臂组件，悬架上摆臂组件包括悬架上基座7、上摆臂4和上从摆臂1，悬架下摆臂组件包括悬架下基座10、下摆臂9和下从摆臂13，悬架上基座7、悬架下基座10的一端与车架8用螺钉固定连接，下摆臂9为由两长臂和两短臂构成的“X”形，其两长臂分别位于悬架下基座10的两侧，且两长臂的外端各自通过一根的主摆臂转轴15与悬架下基座10的一端铰链连接，两根主摆臂转轴15同轴线，主摆臂转轴15的位置相当于图1中的B点，悬架下基座10在该铰接处设的轴孔为导槽，主摆臂转轴15可在导槽内平动，两根主摆臂转轴15在其与悬架下基座10连接的内端上套接有同一个下滑块16，下滑块16的设置是为了避免主摆臂转轴15平动时受到磨损，下摆臂9另一端的两个短臂通过一根转向节转轴11与转向节3的下端铰链连接，转向节转轴11的位置相当于图1中的A点，下从摆臂13设有两个，它们分别位于下摆臂9的两长臂与悬架下基座10之间，两个下从摆臂13的近车架端分别通过一根主从摆臂转轴14与下摆臂9铰链连接，两根主从摆臂转轴14同轴线，两个下从摆臂13的远车架端通过同一根从摆臂转轴12与悬架下基座10铰链连接，主从摆臂转轴14的位置相当于图1中的C点，从摆臂转轴12的位置相当于图1中的D点。由于悬架上摆臂组件的结构与悬架下摆臂组件的结构相同，上基座7、上摆臂4、上从摆臂1分别与悬架下基座10、下摆臂9、下从摆臂13一一对应，所以在此不再对悬架上摆臂组件的结构进行赘述。

如图2至图5所示，上摆臂9的一端的两个短臂通过一根转向节转轴与转向节3的上端铰链连接，在上摆臂9的外侧还通过转轴与减振器5的下端铰链连接，减振器5的上端通过转轴与车架8铰链连接，在减振器5上套有弹簧6。

实施例二与实施例一的不同之处在于它们的上摆臂、悬架上基座、下摆臂、悬架下基座的形状及位置有所不同，参见图7至图9，以实施例二的上悬架的结构为例说明如下：

实施例二中的悬架上基座18为近“U”形，其一端固定在车架17上，上摆臂24为由一根长臂和两根短臂构成的“Y”形，上摆臂24的长臂位于悬架上基座18的“U”形内，上摆臂24的长臂一端通过一根主摆臂转轴20与悬架上基座18铰链连接，上摆臂24的短臂一端通过转向节转轴25与转向节26铰链连接，两个上从摆臂23位于上摆臂24的长臂两侧与悬架上基座18之间，两个上从摆臂23的近车架端通过同一根主从摆臂转轴21与上摆臂24铰链连接，两个上从摆臂23的远车架端各自通过一根从摆臂转轴22与悬架上基座18铰链连接，两根从摆臂转轴22同轴线。

实施例二的结构与图1的原理保持一致。可见本实用新型中上摆臂、悬架上基座、下摆臂、悬架下基座的形状可作各种变化。

汽车在安装了本实用新型的悬架后，可保证在不平道路上行驶时，所有车轮和路面有良好的接触，从而增大牵引力，大大提高越野汽车的通过能力，有效提高车辆的平顺性、操稳定性、通过能力及承载能力。

Claims (2)

1.一种补偿摆臂式汽车独立悬架，包括车架、上摆臂、下摆臂、转向节，上摆臂、下摆臂的一端与转向节通过转向节转轴铰链连接，其特征在于：还设有悬架上基座、上从摆臂、悬架下基座和下从摆臂，所述悬架上基座、悬架下基座的一端与车架固定连接，上摆臂、下摆臂的另一端通过各自的主摆臂转轴分别与悬架上基座、悬架下基座铰链连接，且悬架上基座、悬架下基座上的轴孔为主摆臂转轴可在其内平动的导槽，上从摆臂、下从摆臂分别位于上摆臂与悬架上基座之间、下摆臂与悬架下基座之间，上从摆臂的近车架端通过主从摆臂转轴与上摆臂铰链连接，上从摆臂的远车架端通过从摆臂转轴与悬架上基座铰链连接，下从摆臂的近车架端通过主从摆臂转轴与下摆臂铰链连接，下从摆臂的远车架端通过从摆臂转轴与悬架下基座铰链连接。

2.根据权利要求1所述的补偿摆臂式汽车独立悬架，其特征在于：所述主摆臂转轴在其与悬架上基座或悬架下基座连接的一端上套接有滑块。

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