并聯(lián)式汽車獨立懸架機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及汽車工程領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)式汽車獨立懸架機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]懸架系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車的重要總成之一，是影響汽車乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性的關(guān)鍵總成。車架(或車身)與車軸(或車輪)通過懸架彈性連接，其主要作用是傳遞車輪和車架(或車身)之間的力和力矩;緩和路面?zhèn)鹘o車架(或車身)的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，保證汽車的行駛平順性;保證車輪在路面不平或者載荷變化時有理想的運動特性;保證汽車在行駛過程中具有良好的操縱穩(wěn)定性。懸架系統(tǒng)主要由彈性元件、阻尼元件和導(dǎo)向機構(gòu)三大部分組成，其中導(dǎo)向機構(gòu)是由導(dǎo)向桿系組成的，用來決定車輪相對于車架(或車身)的運動特性，并傳遞彈性元件上的垂直力以外的各種力和力矩，在汽車行駛中起到控制車輪運動軌跡的作用。
[0003]汽車懸架根據(jù)導(dǎo)向機構(gòu)的不同大致可分為非獨立懸架和獨立懸架兩種類型。非獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是，懸架的兩側(cè)車輪安裝于一根整體式車橋上，車橋通過懸掛與車架相連。非獨立懸架的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維修方便，傳力可靠;其缺點是兩輪受沖擊震動時互相影響，且非懸架質(zhì)量較重，懸架的緩沖性能較差，行駛時汽車振動沖擊較大，占用空間大且其乘坐舒適性和高速時的操縱穩(wěn)定性較差。該懸掛一般多用于載重汽車、普通客車和一些其他車輛上，而較少在轎車中應(yīng)用。
[0004]獨立懸架特點是每個車輪通過單獨的懸架安裝于車身，車橋采用斷開式，中間一段固定于車架或者車身上。獨立懸架優(yōu)點是兩邊車輪受沖擊時互不影響，可減少車身的傾斜和振動，在實際工況下獲得良好的附著力;彈性元件只承受垂直力，所以可以采用剛度較小的彈簧，使車身振動頻率降低，從而改善汽車行駛的平順性；同時由于可以降低發(fā)動機的位置高度，使整車質(zhì)心高度下降，從而改善汽車行駛的穩(wěn)定性;緩沖與減震能力強；占用空間小。因此在現(xiàn)代汽車領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，成為汽車領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。但是，獨立懸架因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修困難，主要用于轎車和部分輕型貨車、客車及越野車上。
[0005]決定獨立懸架機構(gòu)性能優(yōu)劣的因素主要是其引導(dǎo)的車輪定位參數(shù)的變化特性。車輪定位參數(shù)是懸架系統(tǒng)諸多運動學(xué)參數(shù)中最為重要的一組參數(shù)，對非轉(zhuǎn)向懸架，主要包括車輪外傾角、前束角、輪距、軸距、側(cè)傾中心、縱傾中心等，對轉(zhuǎn)向懸架，還包括主銷后傾角及后傾拖距、主銷內(nèi)傾角和內(nèi)傾偏移距等，這些參數(shù)直接影響懸架的系統(tǒng)特性，與汽車的操縱穩(wěn)定性的多種評價指標密切相關(guān)。合理的定位參數(shù)變化特性是保證汽車直線行駛穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向輕便性、車體側(cè)傾和縱傾特性、輪胎與地面的附著力以及避免跑偏和輪胎過早磨損的關(guān)鍵。
[0006]目前，汽車中廣泛采用的獨立懸架的結(jié)構(gòu)形式主要有:單臂式懸架(包括單橫臂、單縱臂、單斜臂)、麥弗遜式懸架、雙臂式懸架(包括雙橫臂式、雙縱臂式)以及多連桿式懸架等。對于單臂式懸架、麥弗遜式懸架和雙臂式懸架，由于其控制臂組件為單自由度機構(gòu)，可選設(shè)計參數(shù)較少，不能很好的協(xié)調(diào)各定位參數(shù)變化特性，在保證某些特性參數(shù)優(yōu)良的情況下，其它特性參數(shù)則變得較差:如雙橫臂懸架，當保證其外傾變化特性以及主銷相關(guān)特性較小時，輪距變化顯著增大，導(dǎo)致輪胎早期磨損。而對多連桿懸架而言，雖然設(shè)計參數(shù)眾多，但其車輪定位參數(shù)對機構(gòu)參數(shù)比較敏感，設(shè)計計算難度大，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性導(dǎo)致空間布置上的困難，整體造價昂貴。
[0007]為解決以上問題，需要一種既能夠克服單臂式懸架、雙臂式懸架和麥弗遜式懸架存在的設(shè)計自由度少、定位參數(shù)協(xié)調(diào)性差的不足，又能比多連桿式懸架結(jié)構(gòu)更簡單、設(shè)計計算更簡便，并且可用于汽車轉(zhuǎn)向或非轉(zhuǎn)向輪的并聯(lián)式獨立懸架機構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種既能夠克服單臂式懸架、雙臂式懸架和麥弗遜式懸架存在的設(shè)計自由度少、定位參數(shù)協(xié)調(diào)性差的不足，又能比多連桿式懸架結(jié)構(gòu)更簡單、設(shè)計計算更簡便，并且可用于汽車轉(zhuǎn)向或非轉(zhuǎn)向輪的并聯(lián)式獨立懸架機構(gòu);本發(fā)明的并聯(lián)式汽車獨立懸架機構(gòu)，包括與車輪固定的輸出構(gòu)件、鉸接于所述輸出構(gòu)件與車架之間的前控制臂組件和后控制臂組件以及連接于所述輸出構(gòu)件與車架之間的減震器組件;所述前控制臂組件和后控制臂組件均為與地面相互垂直的平行四邊形連桿機構(gòu)；
[0009]進一步，所述前控制臂組件包括與車架鉸接的前控制臂上構(gòu)件、前控制臂下構(gòu)件以及鉸接于前控制臂上構(gòu)件和前控制臂下構(gòu)件之間的前控制臂上下連接件;所述后控制臂組件包括與車架鉸接的后控制臂上構(gòu)件、后控制臂下構(gòu)件以及鉸接于后控制臂上構(gòu)件和后控制臂下構(gòu)件之間的后控制臂上下連接件;所述前控制臂上下連接件和后控制臂上下連接件均通過鉸軸垂直于地面的鉸鏈連接于所述輸出構(gòu)件；
[0010]進一步，所述輸出構(gòu)件為轉(zhuǎn)向節(jié)，所述轉(zhuǎn)向節(jié)包括同時與前控制臂上下連接件和后控制臂上下連接件鉸接的轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)構(gòu)件以及與車輪固定的轉(zhuǎn)向節(jié)外構(gòu)件;所述轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)構(gòu)件和轉(zhuǎn)向節(jié)外構(gòu)件之間可轉(zhuǎn)動配合；
[0011]進一步，所述前控制臂組件與后控制臂組件關(guān)于通過車輪軸線的豎直平面對稱；
[0012]進一步，所述前控制臂組件所在的平面與后控制臂組件所在的平面相互平行；
[0013]進一步，所述前控制臂組件所在的平面與后控制臂所在的平面之間形成夾角；
[0014]進一步，所述減震器組件包括沿豎直方向設(shè)置的活塞筒和活塞桿，所述活塞筒和活塞桿均通過球型鉸鏈分別與車架和輸出構(gòu)件鉸接；
[0015]進一步，所述前控制臂上構(gòu)件與前控制臂下構(gòu)件均通過球型鉸鏈與車架連接；
[0016]進一步，所述前控制臂連接件和后控制臂連接件均為“T”型構(gòu)件。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的并聯(lián)式獨立懸架機構(gòu)可以利用具有較多設(shè)計參數(shù)的前、后控制臂組件，通過選取合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)實現(xiàn)車輪的零外傾變化以及任意期望的輪距、軸距及前束變化特性，保證車輪按期望的軌跡運動。此外，本前后控制臂組件均為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，前后控制臂又相互并聯(lián)連接，形成雙層并聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中與車體的連接為四連桿并聯(lián)，可以有效分散通過車輪傳遞過來的路面作用力，承載能力強;而轉(zhuǎn)向節(jié)為兩臂并聯(lián)，與傳統(tǒng)四連桿懸架比較，簡化了轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和結(jié)構(gòu)設(shè)計難度，有利于與車輪上制動器等零部件的布置。特別適用于大型越野車、及載重汽車等。此外，當該機構(gòu)使用于轉(zhuǎn)向獨立懸架時，主銷軸線的位姿固定不變，能夠?qū)崿F(xiàn)主銷后傾角、主銷后傾拖距、主銷內(nèi)傾角及主銷內(nèi)傾偏移距等參數(shù)在車輪跳動過程中保持不變的特性，從而提高車輛的操縱穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0019]圖1為本發(fā)明的軸測圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的機構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖3為本發(fā)明運用于非轉(zhuǎn)向懸掛系統(tǒng)的機構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明運用于轉(zhuǎn)向懸掛系統(tǒng)的機構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明的轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本實施例的車輪前束特性曲線
[0025]圖7為本實施例的車輪外傾角特性曲線；
[0026]圖8為本實施例的輪距變化特性曲線
[0027]圖9為本實施例的軸距變化特性曲線。
【具體實施方式】
[0028]圖1為本發(fā)明的軸測圖；圖2為本發(fā)明的機構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明運用于非轉(zhuǎn)向懸掛系統(tǒng)的機構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明運用于轉(zhuǎn)向懸掛系統(tǒng)的機構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、2所示，本實施例中的并聯(lián)式汽車獨立懸架機構(gòu)，包括與車輪9固定的輸出構(gòu)件7、鉸接于所述輸出構(gòu)件7與車架O之間的前控制臂組件和后控制臂組件以及連接于所述輸出構(gòu)件7與車架O之間的減震器組件8;所述前控制臂組件和后控制臂組件均為與地面垂直相互垂直的平行四邊形連桿機構(gòu);本發(fā)明的并聯(lián)式獨立懸架機構(gòu)可以利用具有較多設(shè)計參數(shù)的前、后控制臂組件，通過選取合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)實現(xiàn)車輪9的零外傾變化以及任意期望的輪距、軸距及前束變化特性，保證車輪9按期望的軌跡運動。此外，本前后控制臂組件均為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，前后控制臂又相互并聯(lián)連接，形成雙層并聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中與車體的連接為四連桿并聯(lián)，可以有效分散通過車輪9傳遞過來的路面作用力，承載能力強;而轉(zhuǎn)向節(jié)為兩臂并聯(lián)，與傳統(tǒng)四連桿懸架比較，簡化了轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和結(jié)構(gòu)設(shè)計難度，有利于與車輪9上制動器等零部件的布置。特別適用于大型越野車、及載重汽車等。此外，當該機構(gòu)使用于轉(zhuǎn)向獨立懸架時，主銷軸線的位姿固定不變，能夠?qū)崿F(xiàn)主銷后傾角、主銷后傾拖距、主銷內(nèi)傾角及主銷內(nèi)傾偏移距等參數(shù)在車輪9跳動過程中保持不變的特性，從而提高車輛的操縱穩(wěn)定性。
[0029]本實施例中，所述前控制臂組件包括與車架通過鉸鏈Al鉸接的前控