CN103978863B - 基于无极调节的整车姿态调整机构及汽车底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无极调节的整车姿态调整机构，包括安装于汽车车架下方的扭杆弹簧，扭杆弹簧的前端连接有一与汽车车轮相连的摆臂机构，后端通过扭杆安装支架与汽车车架相连接；扭杆安装支架上设置有驱动扭杆弹簧进行初始扭转的驱动机构，扭杆弹簧将驱动机构产生的扭矩传递给摆臂机构，摆臂机构的自由端产生的向下作用力通过汽车车轮传递到地面，并接受地面产生的反作用力将其反向传递至汽车车架使汽车车架的高度可调。本发明的汽车底盘包括汽车车架、汽车车轮、悬架系统和上述的整车姿态调整机构，且整车姿态调整机构通过悬架系统与汽车车轮相连接。本发明的产品可有效提高整车调校合格率、降低独立悬架相关零部件制造精度，降低成本。

Description

基于无极调节的整车姿态调整机构及汽车底盘

技术领域

本发明涉及一种汽车整车姿态调整机构及底盘，尤其涉及一种基于无极调节的整车姿态调整机构及汽车底盘。

背景技术

汽车行驶车速随着高速公路网的发展不断提高，在较高的行驶车速下人们对车辆的行驶操纵稳定性及行驶安全性更加关注，这促使独立悬架在车辆上的使用成为发展趋势。

对于独立悬架的底盘总布置和整车设计而言，如何将整车姿态角控制在一定范围，并增强其适应性一直是个重要课题，整车姿态的调整也是底盘调教的一项重要内容。整车俯冲角对于批量生产的固定车型，必须控制在一个精确的范围，超出这一固定范围即判定悬架系统调教不合格。

目前独立悬架车辆主要是双横臂独立悬架，其中双横臂独立悬架广泛应用于高档皮卡、轿车以及其它中小型客车上。双横臂扭杆弹簧独立悬架左右两个车轮根据上下摆臂组合约束的空间以及运动轨迹进行运动，一般车辆使用的双横臂扭杆独立悬架其安装方式与高度在整车定型后均不可调整，即整车姿态不可调整，如宇通威斯达车型、江淮宝斯通系列车型、江铃全顺车型。这唯有通过提高零部件加工精度来保障整车符合设计与检验要求，以及具有一致性，此种方法并不能从根本上解决问题，而且严格提高零部件加工精度会造成生产成本的大幅度提高，不利于降低成本提高整车的竞争力，也不利于后期的售后维护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可有效提高整车调校合格率、降低独立悬架相关零部件制造精度、降低成本且提升产品竞争力的基于无极调节的整车姿态调整机构，并相应提供包括该整车姿态调整机构的汽车底盘。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种基于无极调节的整车姿态调整机构，包括安装于汽车车架下方的扭杆弹簧，其特征在于：所述扭杆弹簧的前端连接有一与汽车车轮相连的摆臂机构，后端通过扭杆安装支架与汽车车架相连接；所述扭杆安装支架上设置有驱动扭杆弹簧进行初始扭转的驱动机构，所述扭杆弹簧通过将驱动机构作用产生的扭矩传递给摆臂机构，所述摆臂机构受扭杆弹簧作用在其自由端产生的向下作用力通过汽车车轮传递到地面，并进而接受地面产生的反作用力将其反向传递至汽车车架使汽车车架的高度可调。

上述的整车姿态调整机构中，优选的，所述驱动机构包括扭杆调力臂和调节螺杆，所述扭杆调力臂的一端通过花键副与所述扭杆弹簧相连，所述调节螺杆通过其旋进或旋出触发扭杆调力臂的另一端摆动，进而将扭矩传导到扭杆弹簧。

上述的整车姿态调整机构中，优选的，所述扭杆调力臂通过圆柱副安装在扭杆安装支架上，且为过渡配合安装；所述调节螺杆通过螺纹副安装到扭杆安装支架上。

上述的整车姿态调整机构中，优选的，所述紧固螺栓主要由螺帽、中部腰圆段和端部螺纹段组成，所述紧固螺栓的中部腰圆段开设有供所述调节螺杆穿设的安装孔，所述扭杆安装支架上开设有与所述腰圆段配合的腰形孔，所述紧固螺栓穿过所述腰形孔，所述调节螺杆穿过所述安装孔并与扭杆调力臂的另一端对齐。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种汽车底盘，所述汽车底盘包括汽车车架、汽车车轮、悬架系统和上述本发明的整车姿态调整机构，所述整车姿态调整机构安装于汽车车架下方，且所述整车姿态调整机构通过悬架系统与汽车车轮相连接。

上述的汽车底盘中，优选的，所述悬架系统为双横臂扭杆独立悬架系统，所述双横臂扭杆独立悬架系统包括位于所述扭杆弹簧左右两侧的摆臂机构，所述摆臂机构包括上摆臂和下摆臂，上摆臂通过花键副与扭杆弹簧的前端相连，下摆臂通过螺杆与汽车副车架铰接。进一步的，所述摆臂机构的自由端设有与汽车车轮相连接的转向节，所述上摆臂和下摆臂均通过球头副与转向节连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用一种简单可靠的调整机构即实现了整车姿态角在一定范围内的无极调节，使整车姿态角在车辆下线检测时能得到准确的调校以符合设计要求，这大幅度降低了悬架相关零部件的制造精度与安装要求，这对提高整车调校合格率、降低独立悬架相关零部件制造精度、进一步降低成本以及提升产品竞争力都有着显著的现实意义。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中汽车底盘行驶系的结构连接示意简图(与本发明整车姿态调整机构无关的汽车底盘其他机构未在图中示出，且这些无关的其他机构均属于本领域技术人员已知的现有技术的内容)。

图2为本发明较佳实施例中扭杆弹簧与上摆臂花键副的连接示意图(俯视)。

图3为本发明较佳实施例中扭杆弹簧与上摆臂花键副的连接示意图(侧视)。

图4为本发明较佳实施例中扭杆弹簧与扭杆安装支架花键副连接示意图(侧视)。

图5为本发明较佳实施例中特制紧固螺栓的结构示意图。

图6为图5中特制紧固螺栓A-A处的剖视图。

图例说明：

1、汽车车轮；2、转向节；3、下摆臂；4、上摆臂；5、汽车车架；6、扭杆弹簧；7、扭杆安装支架；8、扭杆调力臂；9、紧固螺栓；10、调节螺杆；11、副车架；12、螺帽；13、腰圆段；14、螺纹段；15、安装孔；16、腰形孔。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、铰接于或连接于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、铰接或连接在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、铰接或连接在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例：

一种如图1所示本发明的汽车底盘，包括汽车车架5(图1中主要示出了汽车车架的纵梁)、汽车车轮1、悬架系统和本发明的基于无极调节的整车姿态调整机构，整车姿态调整机构安装于汽车车架5下方，且整车姿态调整机构通过悬架系统与汽车车轮1相连接。

本实施例的汽车底盘中，悬架系统采用的是双横臂扭杆独立悬架系统，即在双横臂扭杆弹簧独立悬架前桥总成的基础上装设本发明的整车姿态调整机构。双横臂扭杆独立悬架系统包括位于汽车车架5纵梁左右两侧的摆臂机构。

如图1～图4所示，本发明的基于无极调节的整车姿态调整机构，包括安装于汽车车架5下方的扭杆弹簧6，扭杆弹簧6的前端连接有与汽车车轮1相连的摆臂机构，后端通过扭杆安装支架7与汽车车架5相连接；扭杆安装支架7上设置有驱动扭杆弹簧6进行初始扭转的驱动机构，扭杆弹簧6通过将驱动机构作用产生的扭矩传递给摆臂机构，摆臂机构受扭杆弹簧6作用在其自由端产生的向下作用力通过汽车车轮1传递到地面，并进而接受地面产生的反作用力将其反向传递至汽车车架5使汽车车架5的高度可调。如图4所示，驱动机构包括扭杆调力臂8和调节螺杆10，扭杆调力臂8的一端通过花键副与扭杆弹簧6相连，调节螺杆10通过其旋进或旋出触发扭杆调力臂8的另一端摆动，进而将扭矩传导到扭杆弹簧6。调节螺杆10通过紧固螺栓9的螺纹副安装到扭杆安装支架7上。如图5和图6所示，紧固螺栓9主要由螺帽12、中部腰圆段13和端部螺纹段14组成，紧固螺栓9的中部腰圆段13开设有供调节螺杆10穿设的安装孔15，扭杆安装支架7上开设有与腰圆段13配合的腰形孔16，紧固螺栓9穿过腰形孔16，调节螺杆10穿过安装孔15并与扭杆调力臂8的另一端对齐。扭杆调力臂8通过圆柱副安装在扭杆安装支架7上，且为过渡配合安装。

本实施例中的摆臂机构包括上摆臂4和下摆臂3，如图1、图2和图3所示，上摆臂4通过花键副与扭杆弹簧6的前端相连，下摆臂3通过螺杆与汽车副车架11铰接。摆臂机构的自由端设有与汽车车轮1相连接的转向节2，上摆臂4和下摆臂3均通过球头副与转向节2连接。

上述本实施例的基于无极调节的整车姿态调整机构的工作原理如下：

如图4所示，先按照图4中箭头所示方向逆时针拧动调节螺杆10，通过紧固螺栓9的螺纹副的作用，调节螺杆10在转动的同时会产生一个如图4所示向左的直线运动，调节螺杆10的螺栓头逐步和扭杆调力臂8的下端接触并产生左向的推力，使扭杆调力臂8产生绕圆柱副顺时针转动的趋势，进而带动扭杆弹簧6相对于某一初始位置顺时针转动所需调整的角度。从图3可以看到，当扭杆弹簧6绕顺时针方向转动时，通过花键副的作用，可将扭矩传递给摆臂机构的上摆臂4，进而带动上摆臂4绕花键副的转动中心转动，即上摆臂4的自由端表现出图3中箭头所示的向下运动，而与上摆臂4相连的转向节2也受压向下并将力传递给汽车车轮1，使汽车车轮1也产生向下运动的趋势，由于与车轮接触的地面为刚性且不会收缩，进而产生一反向作用力，并通过汽车车轮1、转向节2和摆臂机构传导到汽车车架5，进而使汽车车架5向上抬升，实现对汽车整车姿态的调整。

由以上工作原理及过程可见，本发明的基于无极调节的整车姿态调整机构是通过扭杆调力臂8的过渡，将调节螺杆10的连续旋转运动逐步传导到上摆臂4的上下摆动，进而改变汽车车轮1与汽车车架5上平面的相对高度差，从而调整汽车车架5上平面的离地高度，改变整车姿态角。由于调节螺杆10与紧固螺栓9的螺纹副作用是根据通过旋转角度渐进式调整，调节螺杆10的每一个旋转角度都对应着其直线行程的距离，理论上说在调节螺杆10的螺纹行程里均可以连续不间断地调整上摆臂4相对于汽车车架XY平面的角度，即实现本发明整车姿态调整的无极调节。本发明整车姿态无极调节的实现依赖于扭杆弹簧6的初始扭转角度，在整车轴荷一定的前提下，初始扭转角度就直接决定了上摆臂4与整车XY平面的角度，进而决定了汽车车轮1轮心与汽车车架5上平面的相对距离，即确定了汽车车架5的离地高度。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于无极调节的整车姿态调整机构，包括安装于汽车车架下方的扭杆弹簧，其特征在于：所述扭杆弹簧的前端连接有一与汽车车轮相连的摆臂机构，后端通过扭杆安装支架与汽车车架相连接；所述扭杆安装支架上设置有驱动扭杆弹簧进行初始扭转的驱动机构，所述扭杆弹簧通过将驱动机构作用产生的扭矩传递给摆臂机构，所述摆臂机构受扭杆弹簧作用在其自由端产生的向下作用力通过汽车车轮传递到地面，并进而接受地面产生的反作用力将其反向传递至汽车车架使汽车车架的高度可调；

所述驱动机构包括扭杆调力臂和调节螺杆，所述扭杆调力臂的一端通过花键副与所述扭杆弹簧相连，所述调节螺杆通过其旋进或旋出触发扭杆调力臂的另一端摆动，进而将扭矩传导到扭杆弹簧；

所述扭杆调力臂通过圆柱副安装在扭杆安装支架上，且为过渡配合安装；所述调节螺杆通过一紧固螺栓安装到扭杆安装支架上；

所述紧固螺栓主要由螺帽、中部腰圆段和端部螺纹段组成，所述紧固螺栓的中部腰圆段开设有供所述调节螺杆穿设的安装孔，所述扭杆安装支架上开设有与所述腰圆段配合的腰形孔，所述紧固螺栓穿过所述腰形孔，所述调节螺杆穿过所述安装孔并与扭杆调力臂的另一端对齐。

2.一种汽车底盘，其特征在于，所述汽车底盘包括汽车车架、汽车车轮、悬架系统和权利要求1所述的整车姿态调整机构，所述整车姿态调整机构安装于汽车车架下方，且所述整车姿态调整机构通过悬架系统与汽车车轮相连接。

3.根据权利要求2所述的汽车底盘，其特征在于：所述悬架系统为双横臂扭杆独立悬架系统，所述双横臂扭杆独立悬架系统包括位于所述扭杆弹簧左右两侧的摆臂机构，所述摆臂机构包括上摆臂和下摆臂，上摆臂通过花键副与扭杆弹簧的前端相连，下摆臂与汽车副车架铰接。

4.根据权利要求3所述的汽车底盘，其特征在于：所述摆臂机构的自由端设有与汽车车轮相连接的转向节，所述上摆臂和下摆臂均通过球头副与转向节连接。