CN101378947B - 轮悬挂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车轮悬挂装置，在该轮悬挂装置中至少一个第一和至少一个第二拉杆(1、2)各自铰接地与一个支承汽车轮(3)的车轮支架(4)相连接。轮悬挂装置具有用于车轮定位校正的差动装置(5、6)，其中根据本发明每个拉杆(1、2)具有一个差动装置(5、6)或者与差动装置(5、6)相连接，并且车轮的差动装置(5、6)各自通过至少一个连接元件(7、8)被相互连接。

Description

轮悬挂装置
技术领域
本发明涉及一种轮悬挂装置。
背景技术
由于提高的安全性和舒适性要求，对轮悬挂装置产生影响的干扰因素必须在越来越小的时间单位内越来越好地被弥补。那么例如通过侧向力的影响和汽车车身的摇摆，汽车轮相对于道路表面的倾斜度也会变化。在汽车轮上出现的倾角导致轮胎支承面积的变化，以致汽车轮脱离与地面的宝贵的接触。
到目前为止已知的双横向导臂悬挂轴通过对车轮定位的、目的明确的影响补偿对倾角的倾斜，通过产生一个相反指向的负倾角的方法，该负倾角例如在曲线通道时可以通过横拉杆的不同的长度或者排列被实现。但是这导致了在汽车笔直行驶期间的缺点，那么即当单个的汽车轮单边地向内摆动时，例如在不平的地面上驶过时可能发生的。此外在这样的双横向导臂轮悬挂装置时产生不希望的轮胎磨损，并且导致失去轮胎的宝贵的侧向力的潜能。
EP 1070609B 1描述了一种轮悬挂装置，该轮悬挂装置构成双横向导臂悬挂轴。该解决办法的特点在于，作为差动装置使用了一个转向等臂杆，该转向等臂杆建立一个上拉杆和下拉杆在汽车车身一侧的端部的铰链连接，因此两个拉杆的端部被布置在一个共同的转向等臂杆上。处在对面的、该横向拉杆的车轮一侧的端部各自被固定在车轮支架上。
由US6，929，271B2已知另一种汽车的轮悬挂装置。在文件中描述的轮悬挂装置具有作为差动装置的稳定器，用于车轮定位例如车轮倾角的校正，其中不仅设有两个相互处于面对面的车轮、即汽车两侧的车轮的连接，而且设有前轮与后轮的连接。在该解决办法中使用了集成在汽车的稳定器中的双作用柱塞液压缸单元作为差动装置，该柱塞液压缸单元例如在曲线通道时起到对不受欢迎的车轮运动的补偿。由US6，929，271B2已知的轮悬挂装置具有一个横向拉杆，该横向拉杆铰接地与一个支承汽车轮的车轮支架相连接。
这些已知的解决办法是常见的，对汽车轮产生影响的力和由此引起的不受欢迎的汽车轮的偏移通过多个汽车轮的连接相互被补偿。其中为此使用适当的差动装置。
发明内容
本发明以该任务为依据，提供一种汽车的轮悬挂装置，该轮悬挂装置的运动性能使得在笔直行驶时汽车轮在车行道表面上的最佳的支承成为可能，并且避免在向内摆动或者向外摆动期间汽车轮的误调整。
该任务的提出通过根据本发明的轮悬挂装置获得解决。
在汽车的轮悬挂装置中，第一和第二拉杆各自铰接地与一个支承汽车轮的车轮支架相连接，并且具有用于车轮定位、例如倾角校正的差动装置，该轮悬挂装置根据本发明被如下地进一步改进，拉杆中的每一个具有一个差动装置或者与一个差动装置相连接，并且汽车轮的差动装置各自通过至少一个连接元件相互连接。
有别于从现有技术已知的结构，因此本发明特别地在每个相应装备的汽车轮上、并且在每一个附属于汽车轮的拉杆上尤其是具有这样的差动装置。汽车多个车轮的相互连接以便形成车轮定位的相互间补偿不是本发明的内容，然而可以是本发明的、一个附加的有意义的补充。
通过汽车轮相对于行车道倾角的变小或者避免，根据本发明在极端行驶的情况下风险被决定性地降低。配备有本发明的汽车的行驶状况可从“过度转弯”通过“中立状况”直到“转弯不足”任意地变化。此外可以避免例如在不平的道路上笔直行驶时通过倾角和轮距的变化产生的干扰影响。在汽车轮胎和路面之间的接触表面在这样的结构中被优化。这又导致减少轮胎的磨损、改善附着摩擦、并且因此全面提高汽车的行驶安全性。
根据本发明的轮悬挂装置不仅可以具有机械的、而且可以具有液压的、气动的或者电动机驱动的差动装置。然而优选的是机械的或者液压的结构，因为它们容易转变。因此本发明的第一种结构为达到这一意图，差动装置是液压作用的柱塞液压缸单元。
为了全部轮悬挂装置能尽可能紧凑地构成，此外这被证明是有利的，当柱塞液压缸单元是拉杆的集成部件时，那么与拉杆构成一个单元。此外这是没有意义的，是否该单元在拉杆制造时已经被制作，或者是否该单元在拉杆向汽车里安装时才通过相应的装配产生。此外拉杆较高的自重的缺点与每个汽车轮的车轮倾角的动力调节表现出的优点相比是微不足道的。
作为柱塞液压缸单元，根据拉杆的连接单作用活塞可以同双作用活塞一样使用。双作用活塞各自构成至少两个腔，并且高效的、以及有能力传递更高的力。合适的柱塞液压缸单元的选择根据对动力和期待的负载提出的要求作出。
只要在根据本发明的轮悬挂装置中使用双作用柱塞液压缸单元，各自柱塞液压缸单元的“交叉的”连接是合适的。此外第一拉杆的柱塞液压缸单元同第二拉杆的柱塞液压缸单元一样具有一个车轮支架侧的外腔和一个汽车车身侧的内腔，其中连接元件各自在第一拉杆的内腔和第二拉杆的与其相一致的外腔之间和/或者反过来建立连接。
在多导臂悬挂轴中或者在双横向导臂悬挂轴中使用轮悬挂装置时，由开头时已经提到的原因建议至少将第一拉杆的柱塞液压缸单元和至少第二拉杆的柱塞液压缸单元加减不同的尺寸。此外这证明是有利地，当第一拉杆的柱塞液压缸单元确定的尺寸小于第二拉杆的柱塞液压缸单元确定的尺寸，并且具有更小的横截面时。以该解决办法描述了一个方案，该方案类似于已知的双横向导臂悬挂轴的上横向拉杆的缩短的结构。
为了能将柱塞液压缸单元各自送回它的中立原始位置，每个柱塞液压缸单元至少可以具有一个弹簧，以便产生相应的复位力。
前面描述的带有液压作用的差动装置的结构对应于用于本发明转化的优选的可能性。在一个轮悬挂装置中，另一个非常有利的方案可以注意到，该轮悬挂装置具有机械的元件，以便纠正在行驶期间出现的车轮定位。因此作为差动装置可以使用旋转拉杆。此外作为旋转拉杆例如可以使用一个具有三连接点的三角形拉杆。
在这种情况下根据本发明提出的任务的解决办法具有意义，轮悬挂装置的每个拉杆在它背向汽车轮的一侧，即汽车车身一侧至少与一个这样的旋转拉杆相连接。此外每个第一拉杆和与其相一致的第二拉杆的旋转拉杆通过至少一个连接元件相互连接。
在本发明的范围中旋转拉杆做成不同的尺寸的原因在于，以便在侧向力的影响下实现一个希望的车轮定位的校正。
按照本发明思路的布置，连接各自构成铰链，因此每个旋转拉杆具有用于与拉杆、各自的连接元件和汽车车身连接的铰链。此外在现有技术中对铰链可以提供足够的选择。在这里仅仅是举例提及旋转铰链如球形套筒铰链、旋转滑动轴承、套管橡胶缓冲元件或者其它的合成橡胶支承。前面提到的铰链各自具有一个自由度或者两个自由度。
在这里一种优选的旋转拉杆的几何布置可以注意到，在第一上旋转拉杆的连接点之间的间距大于在第二下旋转拉杆的连接点之间的间距。
同样一个旋转拉杆的连接点的间距的比例与另一旋转拉杆的连接点的间距的比例可以不同。
摆动支承可用作连接元件。起横向拉杆作用的拉杆是根据本发明的轮悬挂装置的组成部分，该轮悬挂装置可以是多导臂悬挂轴或者中心导臂悬挂轴的部件，其中单独的轮悬挂装置跟其它的轮悬挂装置相比就本发明的可转换性来说具有显著的优点。
附图说明
下面借助于附图进一步说明本发明。所示的实施例不表示对于所描绘的方案的限制，而是仅仅用于根据本发明的轮悬挂装置的几个原则的说明。此外同样的或者同类的部件用同一附图标记表示。为了能够说明根据本发明的功能方式，在附图中仅表示了非常简化的原理图，在该原理图中对于本发明不重要的部件、如弹簧、减震器和其它的轮悬挂装置部件被放弃。然而这并不意味着，这样的部件在根据本发明的轮悬挂装置中不存在。其中：
图1表示了一个带有作为液压差动装置的、单作用柱塞液压缸单元的、未偏转的轮悬挂装置的简化的图示，
图2表示了根据图1所示的轮悬挂装置，然而在一个汽车轮偏转的位置中，
图3表示了一个带有作为液压差动装置的、双作用柱塞液压缸单元的、未偏转的轮悬挂装置的简化的图示，
图4表示了根据图3所示的轮悬挂装置，然而在一个汽车轮偏转的位置中，
图5表示了一个带有在汽车车身上固定的液压差动装置的轮悬挂装置，
图6表示了一个带有作为机械差动装置的、旋转拉杆的、未偏转的轮悬挂装置的简化的图示，
图7表示了根据图6所示的轮悬挂装置，然而在一个汽车轮偏转的位置中，并且
图8表示了一个带有作为机械差动装置的、多个旋转拉杆的、未偏转的轮悬挂装置的简化的、立体的图示。
具体实施方式
在图1中表示的、一个未偏转的轮悬挂装置的简化的图示具有一个汽车轮3，该汽车轮安装在一个车轮支架4上。车轮支架4铰接地与第一拉杆1相连接，并且同样铰接地与第二拉杆2相连接。第一和第二拉杆在例子中各自构成双横向导臂轮悬挂装置的上横拉杆和下横拉杆，该双横向导臂轮悬挂装置表示了一种独立轮悬挂装置的特殊的结构形式。
在图1中说明的轮悬挂装置的特点在于，拉杆1和2各自具有一个单作用的柱塞液压缸单元，该柱塞液压缸单元作为液压差动装置5或者6使用。柱塞液压缸单元5、6用于不受欢迎的车轮定位的、例如在曲线通道时待调节的车轮倾角的校正。在图示的方案中单独的柱塞液压缸单元5、6被集成在拉杆1、2的每一个上，即在这里拉杆1、2和各自所属的柱塞液压缸单元5、6构成每个组合部件。第一拉杆1的柱塞液压缸单元5通过连接元件7与第二拉杆2的柱塞液压缸单元6相连接。作为连接元件这里使用一个第一液压管路。柱塞液压缸单元5通过活塞9被分成两个腔11和12。为了使偏移的活塞9随时可以重新送回它的中立的原始位置，腔11具有一个弹簧13，该弹簧一侧支撑在腔壁上，并且另一侧支撑在活塞9上。柱塞液压缸单元6类似于柱塞液压缸单元5布置。柱塞液压缸单元6也具有一个活塞10，该活塞将柱塞液压缸单元6分成两个腔11′和12′，并且通过弹簧14保持在位置上。通过第一拉杆1的柱塞液压缸单元5的活塞9沿着在图1中所示的箭头A的方向的移动，液压油通过第一液压管路从第二拉杆2的柱塞液压缸单元6的腔11′中被输送到第一拉杆1的柱塞液压缸单元5的腔12中。
在反方向的活塞移动时，液压油也被相反地输送。因此在柱塞液压缸单元5和6之间发生差动。还要补充说明的是，柱塞液压缸单元5具有与柱塞液压缸单元6相比更小的容积，因此通过一个作用在汽车轮3上的侧向力Fs排出的、柱塞液压缸单元6的下活塞10的容积引起一个柱塞液压缸单元5的较小活塞9的较大的移动路程，并且借此获得两个拉杆1、2的不同的路程。因此在车轮3上出现一个期待的负倾角。所以拉杆的支点根据活塞直径和排出的容积改变它的位置。
在作用到车轮3上的侧向力Fs时，拉杆1和2的路程的差异在图2的图示中可以直观地看出。在这一点上由柱塞液压缸单元5的活塞9走过的路程通过箭头B-B′标明，并且柱塞液压缸单元6的活塞10的路程通过箭头C-C′标明。车轮3具有一个轻微的负的倾角，在车轮3上的虚线以及箭头D-D′表示了该倾角。在图2中表示的轮悬挂装置与在图1中表示的结构是相同的。
图3表示了一个带有双作用柱塞液压缸5、6作为液压差动装置的、未偏转的轮悬挂装置的简化的图示。活塞9把柱塞液压缸单元5分成两个腔11和12。在腔11、12的每一个腔中，弹簧13位于活塞的一侧，并且弹簧19位于活塞的另一测。活塞10把柱塞液压缸单元6分成两个腔11′和12′。在腔11′、12′的每一个腔中，弹簧14位于活塞的一侧，并且弹簧20位于活塞的另一侧。
弹簧13、19和14、20使活塞9或者10定位在它的中立的原始位置上。
柱塞液压缸单元5的腔12借助于一个第一液压管路与柱塞液压缸单元6的腔11′相连接。此外该轮悬挂装置还具有一个另外的连接元件8。构成第二液压管路的连接元件8使柱塞液压缸单元5的腔11与柱塞液压缸单元6的腔12′相连接。因此腔被“交叉地”相连接。
在图4中表示了根据图3所示的轮悬挂装置，然而是在汽车轮的一个偏转的位置中。如在与图2所示的相互关系中已经说明的，在图4中拉杆1和2的不同的路程也通过箭头B-B′和C-C′标明。期待的负倾角出现在车轮3上。箭头D-D′表示汽车轮3对于垂直面的倾斜度。
由图5所示，可以清楚地看到一个带有一个在汽车车身18上非常简单的固定的液压差动装置5、6的、根据本发明的轮悬挂装置的另一方案。
在此拉杆1和2在车轮支架一侧不再像在到目前为止所描述的结构时装在柱塞液压缸单元5、6的液压缸上，而是在车轮支架一侧安装在各自的活塞9或者10上。液压缸、即柱塞液压缸单元5、6的壳体被固定在汽车车身18上，其中该固定可以间接地或者直接地实现。轮悬挂装置的这一方案实施非常容易，并且因此具有很大的优点。
与图6和图7相关联，下面详细说明一个另外的、根据本发明的轮悬挂装置的、非常有利的结构形式。在图6中表示了一个简化的、机械的、未偏转的、带有作为机械差动装置的旋转拉杆的轮悬挂装置的图示，并且在图7中表示了根据图6所示的轮悬挂装置，然而在一种汽车轮3的偏转的位置中。
该轮悬挂装置的特点在于，拉杆1、2在汽车车身一侧通过单独的旋转拉杆5或者6与汽车车身相连接。在附图6和7中所示的上旋转拉杆5具有一个摆动支承形式的连接元件7，通过该摆动支承它与下旋转拉杆6相连接。旋转拉杆5、6的铰接的支座15、16、17和15′、16′、17′是合成橡胶支承，为了保证隔声以及减振。同时通过这类合成橡胶支承的旋转刚性产生一个复位力矩M。
在用侧向力Fs加载时，首先在旋转拉杆6上的下横拉杆的支座17′沿着汽车中心的方向移动。在图7中为了说明画入箭头E-E′。该移动通过摆动支承7传递到旋转拉杆5上。因此在旋转拉杆5上的上横拉杆的支座17同样沿着汽车中心的方向移动，这在图7中为了说明通过箭头F-F′表示。
如由图6和图7同样得知，上旋转拉杆5确定的尺寸比下旋转拉杆6大。通过旋转拉杆5和6的不同的几何尺寸，上支座17沿着汽车中心的方向比下支座17′移动的更厉害，这导致一个期待的附加的倾角。这是可能的，因为在下横拉杆中的力(与轴的几何尺寸有关)明显大于在上横拉杆中的力。前面提到的汽车轮的倾角斜度在图7中通过虚线和箭头G-G′说明。
此外图8表示了未偏转的轮悬挂装置的另一个简化的、立体字图，该轮悬挂装置带有多个作为机械差动装置的旋转拉杆5、6、25。其中旋转拉杆25与拉杆1、旋转拉杆6与拉杆2、并且在这种情况下大约在中间表示的旋转拉杆5与一个附加的拉杆24相连接。拉杆1和2在这里构成具有三角形几何形状的横拉杆。拉杆24在车轮一侧通过一个关节轴承安装在车轮支架4上。一个第一摆动支承作为连接元件7布置在中间表示的旋转拉杆5和旋转拉杆6之间。旋转拉杆25也具有一个第二摆动支承作为连接元件8，该连接元件在它处于面对面的端部上、在一个与第一摆动支承共同的轴线上固定在旋转拉杆6上。用这样的轮悬挂装置不仅可以纠正在车轮3上的倾角变化而且可以纠正轮距变化。由此尤其是可以影响汽车的固有转向性能(过度转弯或者转弯不足)。
附图标记表
1.             拉杆
2.             拉杆
3.             汽车轮
4.             车轮支架
5.             差动装置(柱塞液压缸单元，旋转拉杆)
6.             差动装置(柱塞液压缸单元，旋转拉杆)
7.             连接元件
8.             连接元件
9.             活塞
10.            活塞
11，11′       腔
12，12′       腔
13.            弹簧
14.            弹簧
15，15′       连接点(支座)
16，16′       连接点(支座)
17，17′       连接点(支座)
18.            汽车车身
19.            弹簧
20.            弹簧
24.            拉杆
25.            差动装置(旋转拉杆)

Claims (17)

1.汽车轮悬挂装置，在该轮悬挂装置中至少一个第一和至少一个第二拉杆(1，2，24)各自铰接地与一个支承汽车轮(3)的车轮支架(4)相连接，其中轮悬挂装置具有用于车轮定位校正的差动装置(5，6，25)，其中，至少第一和第二拉杆(1，2，24)具有差动装置(5，6，25)或者与差动装置(5，6，25)相连接，并且每个车轮的至少两个差动装置(5，6，25)通过至少一个连接元件(7，8)相互连接，其中，差动装置(5、6)是液压作用的柱塞液压缸单元，其特征在于，至少第一拉杆(1)的柱塞液压缸单元(5)和第二拉杆(2)的柱塞液压缸单元(6)被确定为不同的尺寸，其中，至少第一拉杆(1)的柱塞液压缸单元(5)被确定的尺寸小于第二拉杆(2)的柱塞液压缸单元(6)，并且因此具有比第二拉杆(2)的柱塞液压缸单元(6)更小的横截面。
2.根据权利要求1所述的轮悬挂装置，其特征在于，柱塞液压缸单元(5，6)是拉杆(1，2)的集成部件。
3.根据权利要求1所述的轮悬挂装置，其特征在于，柱塞液压缸单元(5、6)具有双作用活塞(9、10)，该活塞各自至少构成两个腔(11，12；11′，12′)。
4.根据权利要求1所述的轮悬挂装置，其特征在于，至少第一拉杆(1)的柱塞液压缸单元(5)和第二拉杆(2)的柱塞液压缸单元(6)各具有一个车轮支架一侧的、即外腔(11；11′)和一个汽车车身一侧的、即内腔(12；12′)，其中连接元件(7，8)各自具有一个在第一拉杆(1)的内腔(12；12′)和第二拉杆(2)的与其相一致的外腔(11；11′)之间的和/或者相反的连接。
5.根据权利要求1所述的轮悬挂装置，其特征在于，连接元件(7，8)是一个液压管路。
6.根据权利要求1所述的轮悬挂装置，其特征在于，柱塞液压缸单元(5、6)具有用于产生复位力的弹簧(13，14)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮悬挂装置，其特征在于，轮悬挂装置是多导臂悬挂轴或者中心导臂悬挂轴的部件。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的轮悬挂装置，其特征在于，轮悬挂装置是一个单独的轮悬挂装置。
9.汽车轮悬挂装置，在该轮悬挂装置中至少一个第一和至少一个第二拉杆(1，2，24)各自铰接地与一个支承汽车轮(3)的车轮支架(4)相连接，其中轮悬挂装置具有用于车轮定位校正的差动装置(5，6，25)，其中，至少第一和第二拉杆(1，2，24)具有差动装置(5，6，25)或者与差动装置(5，6，25)相连接，并且每个车轮的至少两个差动装置(5，6，25)通过至少一个连接元件(7，8)相互连接，其中，差动装置(5、6、25)是旋转拉杆，其特征在于，在旋转拉杆(5)的连接点(15和17)之间的间距大于在旋转拉杆(6)的连接点(15′和17′)之间的间距。
10.根据权利要求9所述的轮悬挂装置，其特征在于，旋转拉杆是各自至少具有三个连接点(15，16，17；15′，16′，17′)的三角形拉杆。
11.根据权利要求9所述的轮悬挂装置，其特征在于，每个旋转拉杆(5，6)具有用于与拉杆(1，2)、连接元件(7，8)和汽车车身(18)相连接的铰链(15，16，17；15′，16′，17′)。
12.根据权利要求11所述的轮悬挂装置，其特征在于，铰链是旋转铰链或者合成橡胶支承。
13.根据权利要求9所述的轮悬挂装置，其特征在于，旋转拉杆(5)的连接点(15和17)的间距与旋转拉杆(5)的连接点(15和16)的间距的比例大于旋转拉杆(6)的连接点(15′和17′)的间距与旋转拉杆(6)的连接点(15′和16′)的间距的比例。
14.根据权利要求9所述的轮悬挂装置，其特征在于，至少一个连接元件是一个摆动支承(7，8)。
15.根据权利要求9所述的轮悬挂装置，其特征在于，拉杆(1，2，24)是横向拉杆或者转向拉杆。
16.根据上述的权利要求9至15中任一项所述的轮悬挂装置，其特征在于，轮悬挂装置是多导臂悬挂轴或者中心导臂悬挂轴的部件。
17.根据上述的权利要求9至15中任一项所述的轮悬挂装置，其特征在于，轮悬挂装置是一个单独的轮悬挂装置。
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