汽車前麥弗遜懸架及包括其的汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車前麥弗遜懸架及包括其的汽車。根據(jù)本發(fā)明的汽車前麥弗遜懸架的控制臂包括：控制臂本體；位于所述控制臂本體上并且用于連接轉(zhuǎn)向節(jié)的球頭銷；位于所述控制臂本體上并且用于連接車架的前車架襯套和后車架襯套，其中所述前車架襯套和所述后車架襯套中的至少一個(gè)采用橡膠材料且沿徑向的剛度大于沿軸向的剛度。另外，本發(fā)明還提供了控制臂的關(guān)鍵硬點(diǎn)的布置關(guān)系。如上設(shè)置的麥弗遜懸架及相應(yīng)的汽車通過完善設(shè)計(jì)控制臂上前后兩個(gè)車加強(qiáng)襯套的剛度特性、有利地設(shè)計(jì)了控制臂關(guān)鍵硬點(diǎn)間的關(guān)系，削弱了車輛高速行駛時(shí)輪胎總成的動(dòng)不平衡及車架傳遞給駕駛員的振動(dòng)、改善了駕駛的操控和舒適性。
【專利說明】汽車前麥弗遜懸架及包括其的汽車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車底盤懸架系統(tǒng)；更具體地說，本發(fā)明涉及一種汽車前麥弗遜懸架。進(jìn)一步地，本發(fā)明還涉及一種包括這種前麥弗遜懸架的汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，汽車的行駛操控性和舒適性與底盤結(jié)構(gòu)中的懸架系統(tǒng)息息相關(guān)，同時(shí)，懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡單與復(fù)雜也直接決定著汽車制造成本的高低。
[0003]目前絕大多數(shù)的轎車前懸架都采用了麥弗遜式獨(dú)立懸架，如圖1中所示，這種懸架系統(tǒng)主要由控制臂1、彈簧減振器總成2、轉(zhuǎn)向節(jié)3以及橫向穩(wěn)定桿(未圖示)等組成。圖1中虛線示出的部分表示相應(yīng)于該懸架的前車輪。麥弗遜懸架具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、占用空間小以及性能優(yōu)良等突出優(yōu)點(diǎn)。
[0004]目前在采用前麥弗遜式懸架結(jié)構(gòu)的汽車中，通常將懸架通過控制臂的轉(zhuǎn)向節(jié)連接端與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向節(jié)相連、通過控制臂的前后車架連接端與車架相連。麥弗遜式前懸架系統(tǒng)的這種設(shè)置使得在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于輪胎的動(dòng)不平衡會(huì)產(chǎn)生前后方向的周期性振動(dòng)，該振動(dòng)會(huì)通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向橫拉桿傳遞到方向盤、并前進(jìn)一步將振動(dòng)傳遞給駕駛員；特別是在高速公路上行駛時(shí)，即使路面光滑也會(huì)在特定的車速下出現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)，影響駕駛員的駕駛舒適程度。
[0005]另外，車架的振動(dòng)也會(huì)通過控制臂的前后車架襯套、進(jìn)而通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向橫拉桿傳遞到方向盤，影響駕駛舒適性能。
[0006]隨著汽車用戶的要求越來越高、汽車制造廠家的競爭越來越激烈，為了在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)取得技術(shù)上的優(yōu)勢亟需解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種汽車前麥弗遜懸架，其能夠削弱從輪胎和車架傳遞給駕駛員的振動(dòng)、改善這些振動(dòng)帶來的駕駛操控性和舒適性方面的問題。
[0008]另外，本發(fā)明要解決的問題還在于提供一種具有前述麥弗遜懸架的汽車。
[0009]本發(fā)明通過如下的技術(shù)方案解決了上述問題:
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了 一種汽車前麥弗遜懸架，所述懸架的控制臂包括:
控制臂本體；
位于所述控制臂本體上并且用于連接轉(zhuǎn)向節(jié)的球頭銷；
位于所述控制臂本體上并且用于連接車架的前車架襯套和后車架襯套，其中所述前車架襯套和所述后車架襯套中的至少一個(gè)采用橡膠材料且沿徑向的剛度大于沿軸向的剛度。
[0010]可選地，在如前所述的懸架中，所述前車架襯套和所述后車架襯套中的至少一個(gè)的剛度是兩級(jí)可調(diào)的。
[0011]可選地，在如前所述的懸架中，所述后車架襯套為液壓襯套。[0012]可選地，在如前所述的懸架中，所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)在汽車的縱向上位于所述球頭銷的中心點(diǎn)之后，所述后車架襯套的彈性中心點(diǎn)與所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)的連線與汽車縱向軸線成第一夾角，所述后車架襯套在汽車橫向上位于所述前車架襯套之外，并且所述汽車的轉(zhuǎn)向橫拉桿的外點(diǎn)與內(nèi)點(diǎn)的連線與汽車橫向軸線成第二夾角，所述內(nèi)點(diǎn)在汽車縱向上位于所述外點(diǎn)之后。
[0013]可選地，在如前所述的懸架中，所述球頭銷的中心點(diǎn)與所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)連線與車身的橫向軸線平行或成一定角度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供了一種安裝如前面中任一項(xiàng)所述的汽車前麥弗遜懸架的方法，其中，
將所述懸架的前車架襯套的彈性中心點(diǎn)設(shè)置成在汽車的縱向上位于所述球頭銷的中心點(diǎn)之后；
將所述懸架的后車架襯套的彈性中心點(diǎn)與所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)的連線設(shè)置成與汽車縱向軸線成第一夾角；
將所述后車架襯套設(shè)置成在汽車橫向上位于所述前車架襯套之外，并且將汽車的轉(zhuǎn)向橫拉桿的外點(diǎn)與內(nèi)點(diǎn)的連線設(shè)置成與汽車橫向軸線成第二夾角，并且將所述內(nèi)點(diǎn)設(shè)置成在汽車縱向上位于所述外點(diǎn)之后。
[0015]可選地，在如前所述的方法中，將所述球頭銷的中心點(diǎn)與所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)連線設(shè)置成與車身的橫向軸線平行或成一定角度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供了一種汽車，所述汽車的前懸架為如前面中任一項(xiàng)所述的前麥弗遜懸架，或者，所述汽車的前懸架是通過如前面中任一項(xiàng)所述的方法安裝的麥弗遜懸架。
[0017]如上設(shè)置的麥弗遜懸架及相應(yīng)的汽車通過完善設(shè)計(jì)控制臂上前、后兩個(gè)車加強(qiáng)襯套的剛度特性，能夠衰減傳遞到轉(zhuǎn)向橫拉桿上的振動(dòng)、從而減少方向盤的振動(dòng)；另外，由于有利地設(shè)計(jì)了控制臂關(guān)鍵硬點(diǎn)(彈性中心點(diǎn))間的關(guān)系，使得控制臂與轉(zhuǎn)向橫拉桿運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，進(jìn)一步削弱了車輛高速行駛時(shí)輪胎總成的動(dòng)不平衡及車架傳遞給駕駛員的振動(dòng)、改善了駕駛的操控和舒適性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將更加顯然。應(yīng)當(dāng)了解，這些附圖僅僅用于示例的目的，而并非意在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖中:
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中麥弗遜懸架的示意性立體圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的麥弗遜懸架控制臂的示意圖；以及 圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的麥弗遜懸架的控制臂的彈性中心的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。應(yīng)當(dāng)了解的是，如下的描述僅是說明性、示例性的。
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的麥弗遜懸架控制臂的示意圖。如圖中所示，這種汽車前麥弗遜懸架的控制臂I包括控制臂本體10、球頭銷11、前車架襯套12以及后車架襯套13。球頭銷11位于控制臂本體10上并且用于連接轉(zhuǎn)向節(jié)。前車架襯套12與后車架襯套13也位于控制臂本體10上并且用于連接車架(未圖示)?？紤]到所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員對麥弗遜懸架的常規(guī)設(shè)置已經(jīng)非常了解，所以在此不再對麥弗遜懸架相對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及車架的連接關(guān)系、麥弗遜懸架的基本工作原理進(jìn)行贅述。
[0021]在圖示的【具體實(shí)施方式】中，為了減少通過襯套從車架傳遞給控制臂、進(jìn)而傳遞給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的振動(dòng)(從而改善車輛例如在高速光滑路面上行駛時(shí)方向盤的振動(dòng))，前車架襯套12和后車架襯套13中的至少一個(gè)設(shè)置成采用橡膠材料，并且沿徑向的剛度大于沿軸向的剛度。
[0022]對于前車架襯套來說，采用橡膠材料可以有效地隔離路面的沖擊和振動(dòng)；由于該襯套主要用來承受轉(zhuǎn)彎時(shí)來自車輪的側(cè)向力，所以，其徑向剛度大時(shí)側(cè)向力就會(huì)變形小，從而提高了操縱性能。另外，車輛在不平路面行駛時(shí)，車輪會(huì)受到前后方向的力或者輪胎動(dòng)不平衡會(huì)產(chǎn)生前后方向的離心力，此時(shí)較小的軸向剛度更有利于緩解該前后方向力向車架的傳遞，提高舒適性。
[0023]對于后車架襯套來說，其可以采用橡膠材料，也可以采用液壓襯套。當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輪側(cè)向力作用在該襯套上的分力為襯套的徑向，因此該襯套的徑向剛度設(shè)計(jì)的較大。當(dāng)車輛在不平路面行駛時(shí)，或者輪胎動(dòng)不平衡產(chǎn)生前后方向的離心力，車輪受到前后方向的力在該襯套上的分力為軸向，為了較少該前后方向力向車架的傳遞，通過不均勻分布襯套內(nèi)的金屬材料及橡膠材料將軸向剛度設(shè)計(jì)成兩級(jí)可調(diào)，小位移時(shí)剛度低，可有效減少力的傳遞，大位移時(shí)剛度高，起到限位的作用。
[0024]從前述可以了解，在本發(fā)明中，控制臂前、后兩車架襯套剛度的這種合理設(shè)計(jì)可以衰減傳遞到轉(zhuǎn)向橫拉桿上的振動(dòng)，從而減少方向盤上的振動(dòng)、提高駕駛員高速行駛時(shí)的舒適性能。在可選的實(shí)施方式中，控制臂前后襯套剛度特性可以分別為一個(gè)具體的數(shù)值，但是不同汽車需要根據(jù)自身的需要對兩個(gè)襯套的剛度進(jìn)行調(diào)試和修正。同時(shí)，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了更好地衰減振動(dòng)，前車架襯套12和后車架襯套13中的至少一個(gè)的剛度也可以設(shè)置成是兩級(jí)可調(diào)的(小位移時(shí)剛度低，可有效減少力的傳遞；大位移時(shí)剛度高，起到限位的作用)，或者，后車架襯套13可以設(shè)置成液壓襯套。
[0025]另外，本申請還注意到，合理的控制臂關(guān)鍵硬點(diǎn)設(shè)計(jì)能夠讓控制臂與轉(zhuǎn)向橫拉桿在懸架跳動(dòng)時(shí)相互間的運(yùn)動(dòng)更協(xié)調(diào)，從而改善車輛高速行駛時(shí)車輪輪胎總成的動(dòng)不平衡產(chǎn)生的前后方向的周期性振動(dòng)。下面根據(jù)圖3中的示例性實(shí)施方式的設(shè)置來具體介紹。
[0026]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的麥弗遜懸架的控制臂的彈性中心的關(guān)系圖。為了實(shí)現(xiàn)前述的良好的效果，圖中提供了以下設(shè)計(jì)，即，前車架襯套的彈性中心點(diǎn)O12在汽車的縱向上位于球頭銷的中心點(diǎn)O11之后，后車架襯套的彈性中心點(diǎn)O13與前車架襯套的彈性中心點(diǎn)O12的連線與汽車縱向軸線X成第一夾角，后車架襯套在汽車橫向Y上位于前車架襯套12之外，并且汽車的轉(zhuǎn)向橫拉桿的外點(diǎn)A與內(nèi)點(diǎn)B的連線與汽車橫向軸線成第二夾角，內(nèi)點(diǎn)B在汽車縱向X上位于外點(diǎn)A之后。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，球頭銷的中心點(diǎn)O11與前車架襯套12的彈性中心點(diǎn)O12連線與車身的橫向軸線Y平行或成一定角度。該角度可與轉(zhuǎn)向橫拉桿角度接近，這樣球頭銷中心點(diǎn)與前車架襯套彈性中心點(diǎn)的連線和轉(zhuǎn)向橫拉桿內(nèi)外點(diǎn)的連線接近平行。當(dāng)車輪受到不平路面沖擊產(chǎn)生前后方向小幅運(yùn)動(dòng)時(shí)，或者由于輪胎動(dòng)不平衡產(chǎn)生前后方向的離心力時(shí)，車輪平面不會(huì)左右擺動(dòng)，可以有效較少傳遞到方向盤上的振動(dòng)。
[0027]綜上，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以了解，既采用結(jié)合圖2所述的控制臂的前后車架襯套設(shè)計(jì)、又采用了結(jié)合圖3所述的控制臂的彈性中心的布置關(guān)系的麥弗遜懸架及相應(yīng)的汽車將同時(shí)具備前述的優(yōu)點(diǎn)，即，不但使得控制臂I與轉(zhuǎn)向橫拉桿AB (見圖3)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，而且還完善地設(shè)計(jì)了控制臂與車架連接的前后兩個(gè)襯套的剛度特性，能夠更完美地保證該前懸架結(jié)構(gòu)能夠克服車輛高速行駛時(shí)方向盤的振動(dòng)、進(jìn)而提高車輛操控和舒適性。
[0028]結(jié)合前述的控制臂及襯套、以及關(guān)鍵硬點(diǎn)的布置關(guān)系可以了解，本發(fā)明還提供了一種安裝汽車前麥弗遜懸架的方法。這種方法包括如下方面:
1.將懸架的前車架襯套的彈性中心點(diǎn)設(shè)置成在汽車的縱向上位于球頭銷的中心點(diǎn)之
后;
2.將懸架的后車架襯套的彈性中心點(diǎn)與前車架襯套的彈性中心點(diǎn)的連線設(shè)置成與汽車縱向軸線成第一夾角；
3.將后車架襯套設(shè)置成在汽車橫向上位于前車架襯套之外；以及
4.將汽車的轉(zhuǎn)向橫拉桿的外點(diǎn)與內(nèi)點(diǎn)的連線設(shè)置成與汽車橫向軸線成第二夾角，并且將內(nèi)點(diǎn)設(shè)置成在汽車縱向上位于外點(diǎn)之后。
[0029]另外，在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，還可以:將球頭銷的中心點(diǎn)與前車架襯套的彈性中心點(diǎn)連線設(shè)置成與車身的橫向軸線平行或成一定角度。在本發(fā)明的這一方面所描述的安裝汽車前麥弗遜懸架的方法中，這種麥弗遜懸架也可以優(yōu)選為前面結(jié)合附圖所描述的本發(fā)明的麥弗遜懸架。
[0030]如上根據(jù)附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了詳細(xì)的描述。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述說明可以對實(shí)施方式中具體的特征進(jìn)行等同的改型或變型；毫無疑問，這些改變的實(shí)施方式也將落入權(quán)利要求書所覆蓋的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車前麥弗遜懸架，所述懸架的控制臂包括: 控制臂本體； 位于所述控制臂本體上并且用于連接轉(zhuǎn)向節(jié)的球頭銷； 位于所述控制臂本體上并且用于連接車架的前車架襯套和后車架襯套， 其特征在于， 所述前車架襯套和所述后車架襯套中的至少一個(gè)采用橡膠材料且沿徑向的剛度大于沿軸向的剛度。
2.如權(quán)利要求1所述的懸架，其特征在于，所述前車架襯套和所述后車架襯套中的至少一個(gè)的剛度是兩級(jí)可調(diào)的。
3.如權(quán)利要求1所述的懸架，其特征在于，所述后車架襯套為液壓襯套。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的懸架，其特征在于，所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)在汽車的縱向上位于所述球頭銷的中心點(diǎn)之后，所述后車架襯套的彈性中心點(diǎn)與所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)的連線與汽車縱向軸線成第一夾角，所述后車架襯套在汽車橫向上位于所述前車架襯套之外，并且 所述汽車的轉(zhuǎn)向橫拉桿的外點(diǎn)與內(nèi)點(diǎn)的連線與汽車橫向軸線成第二夾角，所述內(nèi)點(diǎn)在汽車縱向上位于所述外點(diǎn)之后。
5.如權(quán)利要求4所述的懸架，其特征在于，所述球頭銷的中心點(diǎn)與所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)連線與車身的橫向軸線平行或成一定角度。
6.一種安裝如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的汽車前麥弗遜懸架的方法，其特征在于， 將所述懸架的前車架襯套的彈性中心點(diǎn)設(shè)置成在汽車的縱向上位于所述球頭銷的中心點(diǎn)之后； 將所述懸架的后車架襯套的彈性中心點(diǎn)與所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)的連線設(shè)置成與汽車縱向軸線成第一夾角； 將所述后車架襯套設(shè)置成在汽車橫向上位于所述前車架襯套之外，并且 將汽車的轉(zhuǎn)向橫拉桿的外點(diǎn)與內(nèi)點(diǎn)的連線設(shè)置成與汽車橫向軸線成第二夾角，并且將所述內(nèi)點(diǎn)設(shè)置成在汽車縱向上位于所述外點(diǎn)之后。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述球頭銷的中心點(diǎn)與所述前車架襯套的彈性中心點(diǎn)連線設(shè)置成與車身的橫向軸線成一定角度。
8.一種汽車，其特征在于，所述汽車的前懸架為如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的前麥弗遜懸架，或者，所述汽車的前懸架是通過如權(quán)利要求6至7中任一項(xiàng)所述的方法安裝的麥弗遜懸架。
【文檔編號(hào)】B62D7/18GK103465745SQ201210187820
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】蔡章林 申請人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司