專利名稱：帶有2-rrr伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車懸架系統(tǒng)，特別涉及一種用于空間多連桿獨立懸架系統(tǒng)上的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)弓I獨立懸架。
背景技術(shù)：
懸架是保證車輪或者車橋與汽車承載系統(tǒng)(車架或者承載式車身)之間具有彈性聯(lián)系并能夠傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調(diào)節(jié)汽車在行駛過程中車身位置等有關(guān)裝置的總稱。一般懸架主要由彈性元件、減震裝置和導(dǎo)向機構(gòu)三部分組成。在有些情況下，某一零部件兼起兩種或者三種作用，比如鋼板彈簧兼起彈性元件和導(dǎo)向機構(gòu)的作用。其中導(dǎo)向機構(gòu)的功能是確保車輪與車身或車架之間所有的力和力矩可靠傳遞，并決定車輪相對于車身或車架的位移特性。導(dǎo)向機構(gòu)決定了車輪跳動時的運動軌跡和車輪定位參數(shù)的變化情況，以及汽車前后側(cè)傾中心和縱傾中心的位置，在很大程度上影響了整車的操縱穩(wěn)定性和抗縱傾能力。根據(jù)導(dǎo)向機構(gòu)的特點，汽車懸架主要可以分為非獨立懸架和獨立懸架兩大類。非獨立懸架的典型特征在于左右車輪之間由一剛性梁或者非斷開式的車橋聯(lián)接，當(dāng)單邊車輪跳動時，直接影響到另一側(cè)車輪。獨立懸架左右車輪各自“獨立”地與車身或車架相連或構(gòu)成斷開式車橋。此外，還有一種特點介于非獨立懸架與獨立懸架之間的半獨立懸架。非獨立懸架缺點明顯，比如左右車輪跳動互相影響、非懸掛質(zhì)量較大等，已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)今汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性方面的要求，因此獨立懸架得到了很大的發(fā)展。獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)的車輪單獨地通過彈性懸架與車身或車架聯(lián)接，車橋做成斷開式。因此，獨立懸架有以下優(yōu)點①在懸架彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車輪可以獨立運動，而互不影響，這樣在不平道路上行駛時可以減少車架和車身的振動，而且有助于消除轉(zhuǎn)向輪不斷偏擺的不良現(xiàn)象，提升了汽車直線行駛能力，保證了良好的操縱穩(wěn)定性。②減少了汽車非簧載質(zhì)量。在非獨立懸架情況下，整個車橋和車輪都屬于非簧載質(zhì)量部分。在獨立懸架情況下，對驅(qū)動橋而言，由于主減速器，差速器及其外殼都固定在車架上，成了簧載質(zhì)量；對轉(zhuǎn)向橋而言，它僅具有轉(zhuǎn)向主銷和轉(zhuǎn)向節(jié)，而中部的整體梁不再存在。所以采用獨立懸架時，非簧載質(zhì)量包括車輪質(zhì)量和懸架系統(tǒng)中的一部分零件的全部或部分質(zhì)量，顯然比用非獨立懸架時非簧載質(zhì)量要小得多。在道路條件和車速相同時非簧載質(zhì)量愈小，則懸架所受到的沖擊載荷愈小，故采用獨立懸架可以提高汽車行駛平順性和輪胎的接地性能。③采用斷開式車橋時，發(fā)動機總成的位置便可以降低和前移使汽車重心下降，提高了汽車行駛穩(wěn)定性。同時給予車輪較大的上下運動空間，因而可以將懸架剛度設(shè)計得較小，使車身振動頻率降低，以改善行駛平順性。④易于實現(xiàn)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)向。以上優(yōu)點使獨立懸架被廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代汽車上，特別是轎車的轉(zhuǎn)向輪都普遍采用了獨立懸架，為了提高行駛安全性，越來越多的高級轎車的后懸也采用了獨立懸架。目前，在汽車上應(yīng)用最廣泛的獨立懸架主要有雙橫臂獨立懸架、麥弗遜獨立懸架和多連桿獨立懸架。雙橫臂獨立懸架的突出優(yōu)點是設(shè)計靈活，但是采用該懸架的汽車車輪、跳動時車輪定位參數(shù)和輪距變化較大，降低了汽車直線行駛能力，導(dǎo)致操縱穩(wěn)定性較差，同時輪胎磨損嚴(yán)重。麥弗遜懸架的的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省空間，且車輪跳動過程中其輪距、前束及車輪外傾等定位參數(shù)變化不大，減輕了輪胎磨損，也使得汽車具有較好的操縱穩(wěn)定性，但是其可設(shè)計性較差，而且減震器的活塞桿與導(dǎo)向套之間存在摩擦力，使得懸架的動剛度增加，彈性特性變差，尤其在小位移時這一影響更加顯著。多連桿獨立懸架的優(yōu)點主要是能夠保證車輪跳動時車輪定位參數(shù)變化很小，但是其設(shè)計靈活性差，對連桿結(jié)構(gòu)參數(shù)非常敏感，加工制造精度要求高，裝配調(diào)整困難，目前主要應(yīng)用在中高檔轎車。目前常規(guī)的獨立懸架雖然在功能上都能夠滿足懸架設(shè)計要求，但是當(dāng)車輪跳動時，車輪定位參數(shù)均會變化。在實際應(yīng)用中，車輪任何定位參數(shù)的變化都會對汽車操縱穩(wěn)定性或者其他方面性能產(chǎn)生不利影響，比如輪距的變化會導(dǎo)致汽車直線行駛能力下降，同時還造成滾動阻力增大和對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響；車輪外傾角的變化會導(dǎo)致輪胎的異常磨損。如何能夠保證車輪跳動時車輪的定位參數(shù)不會發(fā)生變化是獨立懸架創(chuàng)新設(shè)計中的一個重點和難點。清華大學(xué)趙景山等曾提出三種能夠用于汽車懸架的直線導(dǎo)引機構(gòu)，參見I.趙景山，褚福磊.豎向平移式空間多連桿獨立懸架[P].中國專利200610113114. 2，2007-2-28.2.趙景山，趙盛，馮之敬，褚福磊.一種能夠保持車輪定位參數(shù)不變的后獨立懸架[P].中國專利=200910001094. 3,2009-7-8.[3.趙景山，王建宜·空間多連桿叉車舉升導(dǎo)引機構(gòu)[P]·中國專利:200910085582. 7,2009-11-4.。上述專利I2中懸架支鏈均為RRR運動鏈，其沿垂直于RRR運動鏈所確定的平面的方向彎曲剛度較差；專利3中懸架支鏈為RPR運動鏈，具有較好的各向剛度，其中的移動副加工困難，加工成本高昂，且精度難以保證。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述存在的不足，提供一種可用于汽車獨立懸架系統(tǒng)上的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架。本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它包括車身，彈簧減震器系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向節(jié)；彈簧減震器系統(tǒng)分別與轉(zhuǎn)向節(jié)和車身聯(lián)接；轉(zhuǎn)向節(jié)通過輪轂單元與車輪聯(lián)接，還包括有四條懸架支鏈，分別是構(gòu)成上側(cè)懸架支鏈的上側(cè)第一條懸架支鏈、上側(cè)第二條懸架支鏈，構(gòu)成下側(cè)懸架支鏈的下側(cè)第一條懸架支鏈、下側(cè)第二條懸架支鏈；所述懸架支鏈均包括內(nèi)側(cè)長連桿、外側(cè)短連桿和具有伸縮補償功能的2-RRR機構(gòu)。作為優(yōu)選，所述的2-RRR機構(gòu)包括兩條RRR運動鏈、內(nèi)側(cè)固定座、外側(cè)固定座和導(dǎo)向桿；所述RRR運動鏈包括懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿和懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿，懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿與內(nèi)側(cè)固定座間通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿與懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿間通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿與外側(cè)固定座間通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接。作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向桿為一圓桿，與內(nèi)側(cè)固定座通過螺紋聯(lián)接，與外側(cè)固定座間隙配合。作為優(yōu)選，所述的2-RRR機構(gòu)作為整體形成一個2-RRR部件，通過螺栓連接或者焊接與內(nèi)側(cè)長連桿和外側(cè)短連桿聯(lián)接，所述內(nèi)側(cè)長連桿與外側(cè)短連桿均為空心圓桿。作為優(yōu)選，所述上側(cè)懸架支鏈中轉(zhuǎn)動副Ai (i = 1,2)和轉(zhuǎn)動副Bi (i = 1,2)的軸線均垂直于連線AiBiQ = 1,2)所在的鉛垂平面；所述下側(cè)懸架支鏈中轉(zhuǎn)動副Ci (i = 1,2)和轉(zhuǎn)動副Di (i = 1,2)的軸線均垂直于連線CiDiQ = 1,2)所在的鉛垂平面；所述上側(cè)第一條懸架支鏈、上側(cè)第二條懸架支鏈所確定的兩個鉛垂平面的交線與下側(cè)第一條懸架支鏈、下側(cè)第二條懸架支鏈所確定的兩個鉛垂平面的交線重合或者平行。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果相對于傳統(tǒng)獨立懸架，本實用新型提供的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架，可以實現(xiàn)車輪的外傾角、主銷內(nèi)傾角和后傾角、車輪前束(后束)、左右輪距以及前后軸距等定位參數(shù)在車輪上下跳動過程中能夠始終保持不變，從而有效降低了輪胎的磨損，并能夠有效地提高汽車的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性以及乘坐的舒適性；相對于已有的專利發(fā)明，本實用新型提供的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架的四條懸架支鏈加工制造容易，具有較好的各向剛度；同時，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的雙橫臂獨立懸架相似，具有結(jié)構(gòu)簡單，可設(shè)計性強，裝配調(diào)整方便等突出優(yōu)點。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖?！D2是本實用新型的懸架支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型的懸架支鏈2-RRR機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型的2-RRR機構(gòu)中RRR運動鏈機構(gòu)原理圖。圖6是本實用新型的懸架支鏈外側(cè)短連桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實用新型的懸架支鏈內(nèi)側(cè)長連桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本實用新型的懸架支鏈2-RRR機構(gòu)中內(nèi)側(cè)固定座結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本實用新型的懸架支鏈2-RRR機構(gòu)中連桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本實用新型的懸架支鏈2-RRR機構(gòu)中連桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本實用新型的懸架支鏈2-RRR機構(gòu)中外側(cè)固定座結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是本實用新型的懸架支鏈2-RRR機構(gòu)中導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是RRR運動鏈與RPR運動鏈機構(gòu)原理圖。圖14是本實用新型的懸架支鏈機構(gòu)原理示意圖。圖15是本實用新型的上下跳行程機構(gòu)原理示意圖。附圖中的標(biāo)號分別為1、車身；2、彈簧減震系統(tǒng)；3、轉(zhuǎn)向節(jié)；4a、上側(cè)第一條懸架支鏈；4b、上側(cè)第二條懸架支鏈；4c、下側(cè)第一條懸架支鏈；4d、下側(cè)第二條懸架支鏈；5、內(nèi)側(cè)長連桿；6、內(nèi)側(cè)固定座；7a、懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿；7b、懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿；8、導(dǎo)向桿；9、外側(cè)固定座；10、外側(cè)短連桿。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)、原理及具體實施方式
作進(jìn)一步的說明。圖I是本實用新型提供的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架結(jié)構(gòu)示意圖。該獨立懸架包括車身1，彈簧減震器系統(tǒng)2和轉(zhuǎn)向節(jié)3;所述彈簧減震器系統(tǒng)2分別與轉(zhuǎn)向節(jié)3和車身I聯(lián)接；所述轉(zhuǎn)向節(jié)3通過輪轂單元與車輪聯(lián)接。該獨立懸架還包括四條懸架支鏈，分別是上側(cè)第一條懸架支鏈4a，上側(cè)第二條懸架支鏈4b，下側(cè)第一條懸架支鏈4c，下側(cè)第二條懸架支鏈4d(如圖2所示)；所述懸架支鏈均包括內(nèi)側(cè)長連桿5(如圖7所示)、外側(cè)短連桿10 (如圖6所示)和具有伸縮補償功能的2-RRR機構(gòu)(如圖4所示)；所述2-RRR機構(gòu)包括兩條RRR運動鏈、內(nèi)側(cè)固定座6 (如圖8所示)、外側(cè)固定座9 (如圖11所示)和導(dǎo)向桿8 (如圖12所示)；所述RRR運動鏈包括懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿7a(如圖9所示)和懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿7b (如圖10所示)，懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿7a與內(nèi)側(cè)固定座6通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿7a與懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿7b通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿7b與外側(cè)固定座9通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接；所述導(dǎo)向桿8為ー圓桿，與內(nèi)側(cè)固定座6通過螺紋聯(lián)接，與外側(cè)固定座9間隙配合；所述的2-RRR機構(gòu)作為整體形成ー個2-RRR部件，通過螺栓聯(lián)接或者焊接與內(nèi)側(cè)長連桿5和外側(cè)短連桿10聯(lián)接；所述上側(cè)懸架支鏈中轉(zhuǎn)動副Ai (i = 1,2)和轉(zhuǎn)動副Bi (i = 1，2)的軸線均垂直于連線AiBiQ = 1,2)所在的鉛垂平面；所述下側(cè)懸架支鏈中轉(zhuǎn)動副Ci (i =1,2)和轉(zhuǎn)動副Di (i = 1,2)的軸線均垂直于連線CiSDiQ = 1,2)所在的鉛垂平面；所述上側(cè)兩條懸架支鏈所確定的兩個鉛垂平面的交線與下側(cè)兩條懸架支鏈所確定的兩個鉛垂平面的交線重合或者平行。為了合理改變懸架行程，本發(fā)明提供的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架的具體實施方案是所述的2-RRR運動鏈中，懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿7a和懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿7b長度可以根據(jù)懸架行程設(shè)計。為了減輕懸架支鏈重量，本發(fā)明提供的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架的具體實施方案是所述內(nèi)側(cè)長連桿5與外側(cè)短連桿10均為空心圓桿。圖4是本發(fā)明提供的空間多連桿直線導(dǎo)引懸架機構(gòu)中2-RRR機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，2-RRR機構(gòu)使得懸架支鏈只具有沿軸向伸縮移動自由度，該特征是保證本實用新型所提供的獨立懸架具有直線導(dǎo)引功能的關(guān)鍵要點之一。因此，我們首先分析該2-RRR機構(gòu)能夠保持這種特征的運動學(xué)原理。這里以上側(cè)第一條懸架支鏈4a為例，對2-RRR機構(gòu)的運動學(xué)原理進(jìn)行分析。首先建立坐標(biāo)系O1XiyiZ1,以軸線O1O2與轉(zhuǎn)動副Ep E2軸線所在的平面的交點為坐標(biāo)原點0l，Zl軸沿交軸線O1O2方向，X1軸垂直于轉(zhuǎn)動副E1的軸線，根據(jù)右手螺旋法則可以得到Ii軸，如圖4所示。該機構(gòu)中第一條RRR運動鏈的機構(gòu)原理圖如圖5所示,設(shè)轉(zhuǎn)動副E1到坐標(biāo)原定的距離為I1，連桿7a長為I2，連桿7b長為I3，連桿7a與Z1軸夾角為Θ。則第一條RRR運動鏈的三個轉(zhuǎn)動副中心在坐標(biāo)系O1XiyiZ1中的坐標(biāo)為E1Cl1 O O)；F1Gjl2SinQ O I2Cos Θ )；G1 ^Z1 O I2 cos 6* + - Z22 sin2 Θ j ；根據(jù)趙景山，馮之敬，褚福磊.機器人機構(gòu)自由度分析理論[M].北京科學(xué)出版社，2009.提出的機構(gòu)自由度的分析理論，可以寫出第一條RRR運動鏈E1F1G1的運動螺旋系為h も]⑴其中も=(OI O O O び
權(quán)利要求1.一種帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架，包括車身(1)，彈簧減震器系統(tǒng)⑵和轉(zhuǎn)向節(jié)⑶；彈簧減震器系統(tǒng)⑵分別與轉(zhuǎn)向節(jié)⑶和車身⑴聯(lián)接；轉(zhuǎn)向節(jié)(3)通過輪轂単元與車輪聯(lián)接，其特征在于還包括有四條懸架支鏈，分別是構(gòu)成上側(cè)懸架支鏈的上側(cè)第一條懸架支鏈(4a)、上側(cè)第二條懸架支鏈(4b)，構(gòu)成下側(cè)懸架支鏈的下側(cè)第一條懸架支鏈(4c)、下側(cè)第二條懸架支鏈(4d);所述懸架支鏈均包括內(nèi)側(cè)長連桿(5)、外側(cè)短連桿(10)和具有伸縮補償功能的2-RRR機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架，其特征在于所述的2-RRR機構(gòu)包括兩條RRR運動鏈、內(nèi)側(cè)固定座(6)、外側(cè)固定座(9)和導(dǎo)向桿(8);所述RRR運動鏈包括懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿(7a)和懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿(7b)，懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿(7a)與內(nèi)側(cè)固定座￠)間通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，懸架支鏈內(nèi)側(cè)連桿聯(lián)接連桿(7a)與懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿(7b)間通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，懸架支鏈外側(cè)連桿聯(lián)接連桿(7b)與外側(cè)固定座(9)間通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架，其特征在于所述導(dǎo)向桿(8)為ー圓桿,與內(nèi)側(cè)固定座(6)通過螺紋聯(lián)接,與外側(cè)固定座(9)間隙配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架，其特征在于所述的2-RRR機構(gòu)作為整體形成ー個2-RRR部件，通過螺栓連接或者焊接與內(nèi)側(cè)長連桿(5)和外側(cè)短連桿(10)聯(lián)接，所述內(nèi)側(cè)長連桿(5)與外側(cè)短連桿(10)均為空心圓桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架，其特征在于所述上側(cè)懸架支鏈中轉(zhuǎn)動副Ai和轉(zhuǎn)動副Bi的軸線均垂直于連線AiBi所在的鉛垂平面；所述下側(cè)懸架支鏈中轉(zhuǎn)動副Ci和轉(zhuǎn)動副Di的軸線均垂直于連線CiDi所在的鉛垂平面；所述上側(cè)第一條懸架支鏈(4a)、上側(cè)第二條懸架支鏈(4b)所確定的兩個鉛垂平面的交線與下側(cè)第一條懸架支鏈(4c)、下側(cè)第二條懸架支鏈(4d)所確定的兩個鉛垂平面的交線重合或者平行。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有2-RRR伸縮補償機構(gòu)的多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架，包括車身，彈簧減震器系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向節(jié)；彈簧減震器系統(tǒng)分別與轉(zhuǎn)向節(jié)和車身聯(lián)接；轉(zhuǎn)向節(jié)通過輪轂單元與車輪聯(lián)接，還包括有四條懸架支鏈，分別是構(gòu)成上側(cè)懸架支鏈的上側(cè)第一條懸架支鏈、上側(cè)第二條懸架支鏈，構(gòu)成下側(cè)懸架支鏈的下側(cè)第一條懸架支鏈、下側(cè)第二條懸架支鏈；所述懸架支鏈均包括內(nèi)側(cè)長連桿、外側(cè)短連桿和具有伸縮補償功能的2-RRR機構(gòu)。本實用新型的有益效果為實現(xiàn)車輪的外傾角、主銷內(nèi)傾角和后傾角、左右輪距、車輪前束(后束)以及前后軸距在車輪上下跳動過程中能夠始終保持不變，同時，具有結(jié)構(gòu)簡單，可設(shè)計性強，裝配調(diào)整方便等突出優(yōu)點。
文檔編號B62D7/18GK202413323SQ201120561310
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者馮之敬, 劉向, 張嚴(yán), 張 杰, 資小林, 趙景山 申請人:萬向集團公司, 浙江萬向系統(tǒng)有限公司