CN103182914B - 用于车辆的车轮悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的车轮悬架，该车轮悬架具有至少一个枢接在轮架（4）上的下悬架臂（3）和上端靠在车辆上部结构（5）上且下端与所述下悬架臂（3）连接的弹簧‑减震器元件（7），其中，所述下悬架臂（3）具有滑块导向件（12，16），所述弹簧‑减震器元件（7）的下端在所述滑块导向件（12，16）内被可移动地引导，所述弹簧‑减震器元件（7）包括自由端能在车辆上部结构（5）上可移动地被支承的控制臂（13）。

Description

用于车辆的车轮悬架

技术领域

本发明涉及一种用于车辆，特别是用于机动车的车轮悬架。

背景技术

由于车轮悬架预先确定的运动学限制，通常弹簧和/或减震转化比随车轮经过的行程而变化。该弹簧或减震转化比是车轮的行程和弹簧端部彼此相对运动之间、或者车轮的行程和减震器上部（例如活塞杆）与减震器下部（例如气缸）的相对运动之间的比例。因此，在悬架压缩和延伸引起车轮运动时，例如在车辆加速、刹车或转弯和类似的行为时，以及由于车辆的装卸工作，车轮悬架部件的运动会不理想地影响车辆的驱动行为。

考虑在所有正常驱动条件下最佳的车辆驱动行为，意欲获得单独的车轮悬架部件对悬架压缩和延伸的改进的运动行为的车轮悬架在各种具体变化中已经是众所周知的。因此例如US5,620,199描述了一种要提高车轮动作幅度（即悬架压缩和延伸的幅度）的外倾角和循迹行为的车辆的悬架系统。为此，提供与上、下悬架臂可枢转地连接的控制杆，其中，该悬架臂一端可枢转地连接至轮架，并且另一端可枢转地连接至车辆上部结构。该控制杆是成角度的并具有两个臂件，其中弹簧-减震器元件的下端与控制杆的一个臂件可枢转地连接。

此外，US5,048,858描述了一种用于机动车前轮的车轮悬架，其包括在轮架上枢接的上、下悬架臂以及与该上悬架臂或下悬架臂连接并靠在车辆上部结构上的弹簧-减震器元件。该弹簧-减震器元件支承在可枢转地保持悬架臂中的一个上的轴承中的轴承杆上的上悬架臂和下悬架臂之间，并在弹簧运动时通过安装在上部结构上的控制杆而被引导。弹簧-减震器元件的下支承点的可变安排允许具有良好的阻尼系数的紧凑安排。

US3,858,902描述了一种用于轻量级车辆的车轮悬架，其依车辆实际负载改变弹簧-减震器元件的倾斜，因此不管车辆的负载如何，车辆上部结构到路面的距离可以基本上保持恒定。为了改变弹簧-减震器元件的倾斜，提供发动机，其一端连接至车辆上部结构并且另一端连接弹簧-减震器元件。

US2005/0248116A1也公开了一种可主动调节的车辆车轮悬架。在下悬架臂上，具有轮架在其上枢接的外部端和在车辆上部结构上可旋转地枢接的内部端，在内部端和外部端之间，也提供了任选地可移动的中间枢轴点，弹簧-减震器元件的下端与该点连接。该中间枢轴点通过驱动器（特别是电动线性驱动器）移动，其一端连接中间枢轴点，另一端连接悬架臂。

GB 1 372 051提出一种在轮架臂上支承弹簧-减震器元件下端的车轮悬架。通过相应臂的设计，可在车轮的移动和弹簧-减震器元件的移动之间设置期望的转化比率。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种用于车辆，特别是机动车的车轮悬架，其允许以最小化的结构复杂性根据车辆车轮经过的行程调整支承车辆上部结构的弹簧的弹簧刚度并调整减震器的阻尼系数。换言之，该弹簧和阻尼转化比可根据连接车轮悬架的车轮的行程来调整。此外，该调整可在没有外部能源供应的情况下执行，例如用于驱动主动驱动器。

通过以下技术方案实现此目的。

一种用于车辆的车轮悬架，具有至少一个枢接在轮架上的下悬架臂和上端靠在车辆上部结构上且下端与下悬架臂连接的弹簧-减震器元件，

下悬架臂具有滑块导向件，弹簧-减震器元件的下端在滑块导向件内被可移动地引导，弹簧-减震器元件包括自由端能在车辆上部结构上可移动地被支承的控制臂。

上述滑块导向件相对于车辆纵轴在横向方向上延伸。

上述滑块导向件在横向方向上具有坡度，其最低点最接近于车辆上部结构。

上述滑块导向件的坡度是单一的。

车辆上部结构具有接触面，接触面在车辆垂直轴线方向上延伸，且在车辆上部结构上的弹簧-减震器元件的至少一部分悬架压缩/延伸运动期间控制臂的自由端靠在接触面上。

接触面具有相对于车辆垂直轴线的斜角，如此车辆上部结构的直径沿接触面自下而上地增大。

车辆上部结构的直径沿接触面自下而上地线性增大。

至少一个上悬架臂枢接在轮架上。

应当指出的是，以下说明书中分别列举的特征能以任意方式或技术上可认识到的方式相互结合，进而组成本发明进一步的实施方案。说明书，特别进一步地结合附图表征和阐述本发明。

根据本发明的用于车辆，特别是机动车的车轮悬架，具有至少一个枢接在轮架上的下悬架臂和弹簧-减震器元件，该弹簧-减震器元件的上端靠在车辆上部结构上且其下端与下悬架臂连接。该下悬架臂进一步具有可移动地引导弹簧-减震器元件的下端的滑块导向件。该弹簧-减震器元件还包括具有自由端的控制臂，其中悬架臂的自由端能可移动地支承在车辆上部结构上。滑块导向件与能可移动地支承在车辆上部结构上的控制臂的结合使得能够根据连接到车轮悬架的车轮的行程对弹簧-减震器元件的弹簧和/或减震器转化比在结构上进行特别简单的调整。为此，支承臂对车辆上部结构施加的支承力根据车轮悬架引导的车轮的实际行程移动弹簧-减震器元件的下端，其在滑块导向中被可移动地引导。因此，使用根据本发明的车轮悬架，不需要外部供应的能量驱动的驱动器执行调整。

附图说明

以下参照图中显示的两个不同的实施例更详细地说明本发明进一步优点和效果。其中:

图1为根据本发明车轮悬架的第一个实施例的示意图，以及

图2为根据本发明车轮悬架的第二个实施例的示意图。

在不同的图中，同一部件始终使用同样的附图标记，因此这些部件通常只描述一次。

附图标记列表

1 车轮悬架

2 上悬架臂

3 下悬架臂

4 轮架

5 车辆上部结构

6 车轮

7 弹簧-减震器元件

8 螺旋弹簧

9 减震器

10 上弹簧座

11 下弹簧座

12 滑块导向件

13 控制臂

14 接触面

15 车轮悬架

16 滑块导向件

17 接触面

具体实施方式

图1显示了根据本发明用于车辆，特别是机动车的车轮悬架1的第一个实施例。图1中显示的车轮悬架1具有上悬架臂2和下悬架臂3，轮架4枢接在上悬架臂2和下悬架臂3的外部且上悬架臂2和下悬架臂3的内部枢接在车辆上部结构5上。轮架4以传统的方法承载车轮6。图1中显示的车轮悬架1处于平衡状态，即相对于车辆的车轮悬架1的簧下质量或其余部件，车辆的车辆上部结构5或簧上质量处于静止状态。

车轮悬架1进一步具有弹簧-减震器元件7，该弹簧-减震器元件7的上端靠在车辆上部结构5上以及其下端与下悬架臂3连接。该弹簧-减震器元件7实质上包括螺旋弹簧8和至少部分设置在该螺旋弹簧8内的减震器9。该螺旋弹簧8常规地夹紧在上弹簧座10和下弹簧座11之间。

如图1中清楚地显示，下悬架臂3具有在其内可移动地引导弹簧-减震器元件7下端的滑块导向件12。特别地，在显示了车轮悬架1的实施例中，相对于垂直于图1的绘图平面的车辆纵轴，在横向方向上形成滑块导向件12。因此，在横向方向上在滑块导向件12内可移动地引导弹簧-减震器元件7的下端。该滑块导向件12进一步地在横向方向上具有坡度，其最低点相对于车辆垂直轴线最接近于车辆上部结构5。在所显示的车轮悬架1中的滑块导向件12的坡度也为单一的，即线性的。

如以上所述的，弹簧-减震器元件7的下端制成使其能在滑块导向件12中滑动。由于图1中显示的滑块导向件12的坡度和螺旋弹簧8的弹力，弹簧-减震器元件7的下端始终在滑块导向件12的最低点的方向上，即在所显示的车轮悬架1的实施例中，在车辆上部结构5的方向上被挤压。因此，由于滑块导向件12的坡度，弹簧-减震器元件7的下端始终被移动进入朝内部最远处的最低位置。结果是车轮悬架1的弹簧-减震器元件7的弹簧和减震器转化比尽可能的小。

如果车轮6由于悬架的压缩运动而上移，此时与弹簧-减震器元件7连接且从弹簧-减震器元件7伸出的控制臂13的自由端接触车辆上部结构5。特别是控制臂13与车辆上部结构5的接触面14接触。可以在车辆上部结构5或接触面14上可移动地支承控制臂13，即当控制臂13靠在车辆上部结构5上时，其能同时沿接触面14移动。

在用于车轮悬架1的车轮6悬架压缩运动时，接触面14构成运动学限制，这样在悬架压缩运动时，由于控制臂13传输的支承力，向外挤压滑块导向件12中的弹簧-减震器元件7的下端。因此相应地增大了弹簧-减震器元件7的弹簧和减震器转化比。通过接触面14的形式和滑块导向件12的形式能确定车轮6的行程和弹簧-减震器元件7的弹簧和减震器转化比之间的传输函数。

在图1显示的车轮悬架1的实施例中，接触面14具有相对于车辆垂直轴线的斜角，如此车辆上部结构5的直径沿接触面14自下而上地增加。特别是，在所示实施例中，车辆上部结构5的直径自下而上地线性增加。

根据本发明的车轮悬架15的第二个实施例显示在图2中。该车轮悬架15是基于车轮悬架1的，并且其不同实质上仅在于下悬架臂3的滑块导向件12和车辆上部结构5的接触面14的设计。图2中显示的车轮悬架15也处于平衡状态，即相对于车辆的车轮悬架15的簧下质量或其余部件，图2中显示的车辆的车辆上部结构5或簧上质量处于静止状态。

图2中显示的车轮悬架15中的车辆上部结构5的接触面17被设计成使得弹簧-减震器元件7的控制臂13总是（不仅当车轮6悬架压缩运动时）与车辆上部结构5相接触并可移动地靠在其上。在车轮6悬架延伸运动时，滑块导向件16中的弹簧-减震器元件7的下端向内和向下移动。这导致弹簧-减震器元件7的弹簧和减震器转化比减小。当车轮6由于悬架压缩向上移动时，滑块导向件16中的弹簧-减震器元件7的下端被向外和向上挤压，借此弹簧-减震器元件7的弹簧和减震器转化比增大。接触面17的形式和滑块导向件16的形式确定车轮6的行程和弹簧-减震器元件7的弹簧和减震器转化比之间的传输函数。

以上描述的根据本发明的车轮悬架不限于此处描述的实施例，而且还进一步包括类似实施例。因此，特别是下悬架臂的滑块导向的形式以及车辆上部结构的接触面的形式不限于此处所示的实施例。他们能基于要获得的车轮的行程和弹簧-减震器元件的弹簧和减震器转化比之间的传输函数被确定。

在优选实施例中，根据本发明的车轮悬架被用于车辆中，特别是机动车中。

Claims (16)

1.一种用于车辆的车轮悬架，具有至少一个枢接在轮架(4)上的下悬架臂(3)和上端靠在车辆上部结构(5)上且下端与所述下悬架臂(3)连接的弹簧-减震器元件(7)，其特征在于，

所述下悬架臂(3)具有滑块导向件(12，16)，所述弹簧-减震器元件(7)的下端在所述滑块导向件(12，16)内被可移动地引导，所述弹簧-减震器元件(7)包括自由端能在车辆上部结构(5)上可移动地被支承的控制臂(13)。

2.根据权利要求1所述的车轮悬架，其特征在于，所述滑块导向件(12，16)相对于车辆纵轴在横向方向上延伸。

3.根据权利要求1所述的车轮悬架，其特征在于，所述滑块导向件(12，16)在横向方向上具有坡度，其最低点最接近于车辆上部结构(5)。

4.根据权利要求2所述的车轮悬架，其特征在于，所述滑块导向件(12，16)在横向方向上具有坡度，其最低点最接近于车辆上部结构(5)。

5.根据前述权利要求3或4所述的车轮悬架，其特征在于，滑块导向件(12，16)的坡度是单一的。

6.根据前述权利要求1-4中的任一权利要求所述的车轮悬架，其特征在于，所述车辆上部结构(5)具有接触面(14，17)，所述接触面(14，17)在车辆垂直轴线方向上延伸，且在所述车辆上部结构(5)上的所述弹簧-减震器元件(7)的至少一部分悬架压缩/延伸运动期间控制臂(13)的自由端靠在所述接触面(14，17)上。

7.根据权利要求5所述的车轮悬架，其特征在于，所述车辆上部结构(5)具有接触面(14，17)，所述接触面(14，17)在车辆垂直轴线方向上延伸，且在所述车辆上部结构(5)上的所述弹簧-减震器元件(7)的至少一部分悬架压缩/延伸运动期间控制臂(13)的自由端靠在所述接触面(14，17)上。

8.根据前述权利要求1-4中的任一权利要求所述的车轮悬架，其特征在于，所述车辆上部结构(5)具有接触面(14，17)，所述接触面(14，17)具有相对于车辆垂直轴线的斜角，如此车辆上部结构(5)的直径沿接触面(14，17)自下而上地增大。

9.根据权利要求5所述的车轮悬架，其特征在于，所述车辆上部结构(5)具有接触面(14，17)，所述接触面(14，17)具有相对于车辆垂直轴线的斜角，如此车辆上部结构(5)的直径沿接触面(14，17)自下而上地增大。

10.根据前述权利要求8所述的车轮悬架，其特征在于，车辆上部结构(5)的直径沿接触面(14，17)自下而上地线性增大。

11.根据权利要求9所述的车轮悬架，其特征在于，车辆上部结构(5)的直径沿接触面(14，17)自下而上地线性增大。

12.根据前述权利要求1-4中的任一权利要求所述的车轮悬架，其特征在于，至少一个上悬架臂(2)枢接在所述轮架(4)上。

13.根据权利要求5所述的车轮悬架，其特征在于，至少一个上悬架臂(2)枢接在所述轮架(4)上。

14.根据权利要求6所述的车轮悬架，其特征在于，至少一个上悬架臂(2)枢接在所述轮架(4)上。

15.根据权利要求8所述的车轮悬架，其特征在于，至少一个上悬架臂(2)枢接在所述轮架(4)上。

16.根据权利要求10所述的车轮悬架，其特征在于，至少一个上悬架臂(2)枢接在所述轮架(4)上。