CN101817292A - 一种汽车前轮的车轮悬架装置 - Google Patents

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雷雨成
但世群
邵杰
张松峰
张振宇
李国华
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Abstract

一种汽车前轮的车轮悬架装置,包括减震器(6)、转向拉杆(7)、车轮支架(8)和四个横拉杆(1,2,3,4),所述转向拉杆(7)和四个横拉杆(1,2,3,4)分别与车轮支架(8)连接,其中横拉杆(1,2)设置在上平面内,横拉杆(3,4)设置在与之间隔一定距离的下平面内;所述横拉杆(1,2)的另一端分别与减震器支座(5)连接;所述横拉杆(1,2)比横拉杆(3,4)短。本发明的一种汽车前轮的车轮悬架装置,结构紧凑,对汽车的直线行驶性能有较好的体现,兼顾良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。

Description

一种汽车前轮的车轮悬架装置
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种用于汽车前轮的车轮悬架装置。
背景技术
[0002] 汽车前轮的车轮悬架装置已知有很多实施方式,一般由一根下控制臂和一根支柱 式减震器组成,下控制臂的外侧通过球铰和车轮支架相连接,下控制臂的内侧通过两个前 后衬套与副车架相连接,支柱式减震器上端和车身轮包螺栓连接,下端通过螺栓与车轮支 架相连接。
[0003] 这种已知的车轮悬架装置,支柱减震器需充当转向主销,除要承受车辆本身的重 量外,还要应对来自于路面的抖动和冲击;如果车辆在运动中,一侧的悬架受到惯性压缩, 那么车轮的外倾角变化将增大,悬架压缩加剧,这种形变难以得到控制。
发明内容
[0004] 因此,本发明的任务是改进传统的汽车前轮的车轮悬架装置,本发明的多连杆悬 架装置同时兼顾良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。
[0005] 为了解决此问题,本发明提出一种汽车前轮的车轮悬架装置,其包括减震器、转向 拉杆、车轮支架和四个横拉杆(1,2,3,4),转向拉杆和四个横拉杆(1,2,3,4)分别与车轮支 架连接,其中横拉杆(1,2)设置在上平面内,横拉杆(3,4)设置在与之间隔一定距离的下平 面内;横拉杆(1,2,)的另一端分别与减震器支座连接;横拉杆(1,2)比横拉杆(3,4)短。
[0006] 根据本发明,用于汽车前轮的车轮悬架装置,其横拉杆(1,2,3,4)与车轮支架分 别采用球铰连接,横拉杆(1,2,)分别采用橡胶衬套连接减震器支座,横拉杆(3,4)与副车 架摆臂支架分别采用橡胶衬套连接,转向拉杆与车轮支架采用球铰连接,减震器与横拉杆 (3)采用橡胶衬套连接;横拉杆(1,2,4)设计成弯杆,横拉杆(3)设计成直杆。横拉杆(1) 与横拉杆(2)在上平面的交点与横拉杆(3)与横拉杆(4)在下平面内交点的连线形成车轮 转动轴线即主销轴线。
[0007] 这种将横拉杆(1,2,4)设计成弯杆,横拉杆(3)设计成直杆,并且选择合适的上下 平面距离、及长短横拉杆的方案获得了以下结果:1)因为减震器下端通过橡胶衬套与横拉 杆(3)连接,将横拉杆(3)设计成直杆的方案,经过分析得出,在车轮收到纵向力或侧向力 时,有利于提高减震器运动的稳定性,进而提高整车操纵稳定性;2)利用多连杆控制车轮 的空间运动轨迹,能更好地控制车轮定位参数变化规律,从而得到更为满意的汽车顺从转 向特性;3)受到侧向力时主销后倾角具有自动回正能力;4)受到纵向力时,主销侧倾角具 有自动回复能力;5)在车轮上跳和回弹过程中,车轮轮距变化较小,有利于减小车轮磨损。
[0008] 根据本发明建议,横拉杆(1,2)长度使得其在车身侧的铰点沿汽车纵向位于汽车 车身轮包之外,横拉杆(1,2)内侧铰点通过衬套安装在减震器支座上,便于动力、动力悬 置、进排气、电器等系统的布置,保证车身设计空间。附图说明
[0009] 下面借助附图详细说明
[0010] 图1是本发明一种汽车前轮的车轮悬架装置的透视图;
[0011] 图2是图1所示悬架装置的横拉杆(1,2)的安装结构示意图;
[0012] 图3是本发明车轮悬架装置的压缩和弹起时的外倾角变化图;
[0013] 图4是本发明车轮悬架装置的压缩和弹起时的束角变化图;
[0014] 图5是本发明车轮悬架装置压缩和弹起时的轮距变化图;
[0015] 图6是本发明车轮悬架装置的车轮跳动与主销后倾角关系图;
[0016] 图7是本发明车轮悬架装置的车轮跳动与主销内倾角关系图。
具体实施方式
[0017] 图1中示出的本发明车轮悬架装置的一种具体实施形式,其包括减震器6、转向拉 杆7、车轮支架8和四个横拉杆1、2、3、4,转向拉杆7和四个横拉杆1、2、3、4分别与车轮支 架8连接,其中横拉杆1、2设置在上平面内,横拉杆3、4设置在与之间隔一定距离的下平面 内;横拉杆1、2的另一端分别与减震器支座5连接;横拉杆1、2比横拉杆3、4短。横拉杆1、 2、3、4与车轮支架8分别采用球铰连接,横拉杆1,2分别采用橡胶衬套连接减震器支座5, 横拉杆3,4与副车架摆臂支架分别采用橡胶衬套连接,转向拉杆7与车轮支架8采用球铰 连接,减震器6与横拉杆3采用橡胶衬套连接;横拉杆1、2、4设计成弯杆,下横拉杆3设计 成直杆。横拉杆1与横拉杆2在上平面的交点与横拉杆3与横拉杆4在下平面内交点的连 线即形成车轮转动轴线即主销轴线。
[0018] 图2描绘了减震器6、其中的弹簧9,以及其与横拉杆1、2的连接关系,横拉杆1、2 通过橡胶衬套与弹簧减震系统连接,其优点在于结构紧凑。
[0019] 外倾角的变化量与变化趋势对保持轮胎的侧向附着力、提高操纵稳定性具有重要 意义,这是因为对于独立悬架而言,当汽车转弯行驶时,车身侧倾后会造成车轮随车身一起 倾斜,导致外侧车轮(亦即轮荷大的一侧)相对地面的外倾角向正方向变化,引起同样侧偏 角下传递的侧向力能力降低,为补偿这种不利的影响,将车轮外倾角设计成当车轮悬架装 置上跳时降低,回跳时增加。为此设计了合适的横拉杆1、2、3、4和转向拉杆的长度及空间 布局,如图3所示,本发明的车轮悬架装置的外倾角曲线变化趋势合理。
[0020] 对于汽车前轮悬架装置,车轮上跳时的前束值多设计成零至弱负前束变化。设计 值取在零附近是为了控制直线行驶时,由路面的凸凹引起的前束变化,确保良好的直行稳 定性。另外,取弱负前束变化是为了使车辆获得弱的不足转向特性。为此设计了合适的横 拉杆1、2、3、4和转向拉杆的长度及空间布局,如图4所示,本发明的车轮悬架装置的束角曲 线变化趋势有利于不足转向特性。
[0021] 为了获得良好的行驶性能,希望车轮上跳、回跳时车轮轮距的变化尽量小。为此设 计了合适的横拉杆1、2、3、4长度及空间布局,其中横拉杆1、2短于横拉杆3、4,如图5所示, 本发明的车轮悬架装置的轮距变化非常小。
[0022] 主销后倾角应保证车轮具有合适的回正力矩,使车轮复位提高车辆直线行驶的稳 定性,后倾角在车轮上跳、回跳过程中不应出现大的变化,以免在载荷变化时出现回正力矩 过大或过小的现象,使操纵稳定形变差,另外要求后倾角具有随车轮上跳而增加的趋势,这样可以抵消制动点头时后倾角减小的趋势。为此设计了合适的横拉杆1、2、3、4的长度及空间布局,如图6所示,本发明的悬架装置主销后倾角曲线变化趋势合理。
[0023] 主销内倾角的主要作用在于是前轮自动回正和使前轮转向轻便,内倾角不宜过 大,否则在转向时,车轮绕主销转动过程中,轮胎与路面间将产生较大的滑动,增加了轮胎 与路面的摩擦阻力,这不仅仅使转向发沉,而且加速了轮胎磨损,为此设计了合适的横拉杆 1、2、3、4的长度及空间布局,如图7所示,本发明的悬架装置主销内倾角曲线变化趋势合 理。
[0024] 综上,本发明的一种汽车前轮的车轮悬架装置,结构紧凑,对汽车的直线行驶性能 有较好的体现。
[0025] 在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出 各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的 而非限制性的。

Claims (10)

  1. 一种汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述悬架装置包括减震器(6)、转向拉杆(7)、车轮支架(8)和四个横拉杆(1,2,3,4),所述转向拉杆(7)和四个横拉杆(1,2,3,4)分别与车轮支架(8)连接,其中横拉杆(1,2)设置在上平面内,横拉杆(3,4)设置在与之间隔一定距离的下平面内;所述横拉杆(1,2)的另一端分别与减震器支座(5)连接;所述横拉杆(1,2)比横拉杆(3,4)短。
  2. 2.根据权利要求1所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述横拉杆(1,2,3, 4)与车轮支架采用球铰连接。
  3. 3.根据权利要求1所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述横拉杆(1,2)与 减震器(5)支座采用橡胶衬套连接。
  4. 4.根据权利要求1所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述横拉杆(3,4)的 另一端分别与副车架摆臂支架采用橡胶衬套连接。
  5. 5.根据权利要求1所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述转向拉杆(7)与 车轮支架的下部采用球铰连接。
  6. 6.根据权利要求1、2或3所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述横拉杆(1)设计成弯杆。
  7. 7.根据权利要求1、2或3所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述横拉杆(2)设计成弯杆。
  8. 8.根据权利要求1、2或4所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述横拉杆(3)设计成直杆。
  9. 9.根据权利要求1、2或4所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述横拉杆(4)上设计成弯杆。
  10. 10.根据权利要求1、2或4所述的汽车前轮的车轮悬架装置,其特征在于,所述横拉杆 (3)与减震器(6)采用橡胶衬套连接。
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