CN104309688B - 一种独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，包括有下摆臂和上摆臂；所述下摆臂与副车架连接的一端设置有前套筒和后套筒，在所述前套筒和所述后套筒内对应设置有前衬套和后衬套；所述前衬套和所述后衬套与所述副车架连接；在所述前衬套与所述副车架的连接处设置有第一倾角调节结构；在所述后衬套与所述副车架的连接处设置有第二倾角调节结构；所述第一倾角调节结构包括有前凸轮轴和第二刻度盘；所述第二倾角调节结构包括有后凸轮轴和第四刻度盘。

Description

一种独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构

技术领域

本发明属于独立悬架领域，具体是涉及一种用于独立悬架车轮调整外倾角和后倾角的结构。

背景技术

车辆行驶过程中，如果车轮定位参数不正确，就会产生车轮异常磨损、行驶跑偏等现象。

独立悬架中零部件比较多，尺寸链也比较复杂，如果精度要求过高，成本也很高，每个件都有制造公差，独立悬架在装配完成后，由于各零部件之间的累积公差，很难保证每个车辆在装配后车轮外倾角、后倾角等车轮定位参数都满足车辆的使用要求，同时，车辆在使用一段时间后，车轮定位参数也发生变化，所以在很多独立悬架装有车辆定位参数调节机构，来弥补和修正车轮定位参数。

车轮定位参数的调节机构种类很多，其中利用凸轮轴调节机构使用最广泛也最方便。

凸轮轴作为摆臂和副车架(或车身)的连接机构，当摆臂只有一个衬套，凸轮轴也只有一个，旋转凸轮轴可以左右移动摆臂，可增大或减小车轮外倾角，后倾角基本上不受影响。

当摆臂有前后两个凸轮轴时，同向移动前后两个凸轮轴，可增大或减小车轮外倾角，后倾角基本上不受影响，但异向移动前后两个凸轮轴，不仅车轮外倾角，后倾角也发生变。如果没有很好的调校方法，不仅很难准确地调校外倾角和后倾角，而且还耽误时间。

现有技术如图1所示，带前衬套102、后衬套103的摆臂101的车轮外倾角和后倾角调节比较复杂。一般先同向相同刻度移动前后凸轮轴，将外倾角调整到标准值，然后根据现有的后倾角与标准值的差值大小，确定先调节前凸轮轴104还是后凸轮轴105，后倾角调节完成后，外倾角很可能又发生变化，必须重新确认和再调节外倾角，如此往复调校。

现有技术的前后凸轮轴的调节方法不仅复杂，而且要求调节人员具有较高的技术，同时，调校时间长，准确度差。

发明内容

本发明的目的是提供一种独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，通过本技术方案，根据前凸轮轴和后凸轮轴左右运动的刻度与外倾角和内倾角的变化的几何关系，做出前后凸轮刻度与外倾角和内倾角关系图，根据该关系图，旋转前凸轮轴和后凸轮轴，快速准确地调校前轮定位参数。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，包括有下摆臂和上摆臂；所述下摆臂的一端与副车架连接，所述下摆臂的另一端通过球销与轮毂转向节总成上的转向节连接；

所述上摆臂的一端与所述副车架连接，另一端通过球销与所述轮毂转向节总成上的转向节连接；

所述下摆臂与副车架连接的一端设置有前套筒和后套筒，在所述前套筒内设置有前衬套，所述后套筒内设置有后衬套；所述前衬套和所述后衬套均与所述副车架连接；

在所述前衬套与所述副车架的连接处设置有第一倾角调节结构；

在所述后衬套与所述副车架的连接处设置有第二倾角调节结构；

所述第一倾角调节结构包括有前凸轮轴和第二刻度盘；

所述第二倾角调节结构包括有后凸轮轴和第四刻度盘；

所述前凸轮轴包括有第一刻度盘及前螺栓；所述前螺栓依次穿过第一刻度盘、前衬套、副车架、第二刻度盘，并由螺母固定；

所述后凸轮轴包括有第三刻度盘及后螺栓；所述后螺栓依次穿过第三刻度盘、后衬套、副车架、第四刻度盘，并由螺母固定。

所述前螺栓和所述后螺栓分别穿过所述副车架处均为腰形孔结构。

所述第一刻度盘和所述前螺栓的一端过盈配合。

所述第三刻度盘和所述后螺栓的一端过盈配合。

所述前螺栓从所述第一刻度盘的非中心位置穿过所述第一刻度盘。

所述后螺栓从所述第三刻度盘的非中心位置穿过所述第三刻度盘。

本发明的有益效果是：

通过本技术方案的独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，根据前凸轮轴和后凸轮轴左右运动的刻度与外倾角和内倾角的变化的几何关系，做出前后凸轮刻度与外倾角和内倾角关系图，根据该关系图，旋转前凸轮轴和后凸轮轴，快速准确地调校前轮定位参数。

附图说明

图1为现有技术前悬架示意图；

图2为本发明前悬架右侧前面示意图；

图3为图1的A-A视图；

图4为图2的B-B视图；

图5为图2的I处放大图；

图6为图3的Ⅱ处放大图；

图7为图4的简化图；

图8为前、后凸轮刻度与外倾角和内倾角关系图；

图9为凸轮轴调节示意图；

图10为图8使用方法示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本实施例中的前和后，是针对于车辆的前进方向；所述上和下是相对概念；所述左和右是以现常规对车辆方向的区分来确定，并与前和后相配合确定。

本发明适用于所有下摆臂带前后两个套筒的独立悬架，在本发明中，独立悬架的结构和材料同传统的材料相同，独立悬架左右对称，下面以双横臂独立悬架右侧为例进行说明本发明，左侧与右侧的结构及调节方式均相同。

如图2至图7所示，本发明提供一种独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，包括有下摆臂5和上摆臂1；所述下摆臂5的一端与副车架3连接，所述下摆臂5的另一端通过球销与轮毂转向节总成上的转向节2连接；

所述上摆臂1的一端与所述副车架3连接，另一端通过球销与所述轮毂转向节总成上的转向节2连接；

所述下摆臂5与副车架3连接的一端设置有前套筒51和后套筒(未示出)，在所述前套筒51和所述后套筒内对应设置有前衬套9和后衬套8；所述前衬套9和所述后衬套8与所述副车架3连接；

在所述前衬套9与所述副车架3的连接处设置有第一倾角调节结构；

在所述后衬套8与所述副车架3的连接处设置有第二倾角调节结构；

所述第一倾角调节结构包括有前凸轮轴4和第二刻度盘10；

所述第二倾角调节结构包括有后凸轮轴7和第四刻度盘(未示出)；

所述前凸轮轴4包括有第一刻度盘42、前螺栓41和螺母43；所述前螺栓41依次穿过第一刻度盘42、前衬套9、副车架3、第二刻度盘10，并由螺母43固定；

所述后凸轮轴7包括有第三刻度盘(未示出)、后螺栓(未示出)和螺母(未示出)；所述后螺栓依次穿过第三刻度盘、后衬套、副车架、第四刻度盘，并由螺母固定。

具体的结构是，前凸轮轴4是将第一刻度盘42压入前螺栓41头部，第一刻度盘42和前螺栓41之间为过盈配合，形成一个偏心为10mm凸轮结构，同样，后凸轮轴7是一个固定结构，将第三刻度盘压入后螺栓头部，第三刻度盘和后螺栓之间为过盈配合，形成一个偏心为10mm凸轮结构，前凸轮轴4和后凸轮轴7的区别是前螺栓和后螺栓的长度不同，如图3、图5、图6所示。

前衬套9和后衬套8分别压入下摆臂内侧前套筒和后套筒中，前凸轮轴的前螺栓穿过前衬套9和副车架3的前后腰形孔，将第二刻度盘10套在前螺栓上，再用螺母拧紧。同样，后凸轮轴的后螺栓穿过后衬套和副车架3的前后腰形孔，将第四刻度盘套在后螺栓上，再用螺母拧紧。下摆臂外侧通过球销与轮毂转向节总成上转向节2连在一起，球销的中心点为N点，如图2、图4所示。

上摆臂1内侧通过旋转轴安装在副车架3上，上摆臂外侧与轮毂转向节总成上转向节2连在一起，球销的中心点为M点，如图2、图4所示。

右车轮和轮毂转向节总成是固定在一起的，下摆臂5的球销中心N和M点的连线就形成前悬架右侧的主销内倾角、后倾角和外倾角，连线MN与车辆中心面的夹角β是主销内倾角，如图1所示，连线MN与前轴垂直面的夹角γ是后倾角，如图3所示。

车辆的前轮定位的调整都是在车辆空载静止状态下进行的，垂直方向没有运动，所以上摆臂1的球销中心M点的坐标位置是不变的，N点的坐标中z值也是不变的，设M点的坐标为(a,b,c),N点的坐标为(x,y,d),a、b、c、d为定值，那么β和γ分别为：

$\mathrm{\β}={\tan }^{-1}\frac{y-b}{d-c}$

$\mathrm{\γ}={\tan }^{-1}\frac{x-a}{d-c}$

右车轮6中心面与车辆中心面的夹角α是外倾角，因为右车轮6和轮毂转向节总成是固定在一起的，设外倾角为零时，主销内倾角β的值为q，q是一个定值，所以当β值算出后，α值也就知道了，如图2所示，即

α＝β-q

副车架3上有个两个半圆中心相距18mm的腰形孔，用扳手旋转螺栓，刻度盘也随之旋转，刻度盘顺时针旋转一个刻度，螺栓中心就沿着腰形孔向内侧移动1mm，反之，刻度盘逆时针旋转一个刻度，螺栓中心就沿着腰形孔向外侧移动1mm，如图5所示。

设前凸轮轴4、后凸轮轴7的旋转使下摆臂向车身外侧移动的旋转方向为﹢，反之为﹣，因为球销座是固定在下摆臂5上的，所以后衬套的中心点C、前衬套的中心点D和N点不会相对运动，并且这三点形成边长不变的三角形，设三角形的三边长度分别为l₁、l₂和l₃，如图4、图7所示。

设后凸轮轴7中心的移动距离为k，前凸轮轴4中心的移动距离为d，如图7所示，如外倾角在某个值不变时，通过算出N点的y值，即y₀，如图7所示，根据几何关系，列出前凸轮轴4的运动距离和后凸轮轴7的运动距离的方程式：

$\sqrt{{l_1}^2-{(k+y_0)}^2}+\sqrt{{l_3}^2-{(d+y_0)}^2}={l_2}^2$

如外倾角为0°30′时，根据和α＝β-q算出y₀，根据绘出曲线，即图8上从下往上数第4条黑实线，同样可以绘出图8中其他黑实线。

同样，如后倾角在某个值不变时，通过算出N点的x值，即x₀，如图8所示，根据几何关系，列出前凸轮轴4的运动距离和后凸轮轴7的运动距离的方程式：

$k-d=\sqrt{{l_1}^2-{(l_2-x_0)}^2}+\sqrt{{l_3}^2-{x_0}^2}$

为斜率为1的直线,当x₀不同时,可画出不同的斜线,如图8中虚线,这样就绘出前凸轮轴刻度111和后凸轮轴刻度112与外倾角和内倾角关系图，如图8所示，其中虚线表示的是后倾角，实线表示的是外倾角，上下方向箭头表示前凸轮轴，左右方向表示后凸轮轴。

假设某车型要求的外倾角和后倾角的标准值(调整目标值)为A，实测值为B，C＝A-B,如下表所示。

	外倾角	后倾角
			A	0′	3°
B	20′	3°20′
			C	-20′	-20′

在图10上，找到A和B两点，A点为标准值，B点为实测值，松开前凸轮轴4上的螺母，将前凸轮轴4向(+)移动1.2个刻度，再锁紧螺母，同样，后凸轮轴7向(+)移动4个刻度，这样，很快就将右车轮6的外倾角和后倾角调整到标准值，如图9和图10所示。

在图10中，其中虚线表示的是后倾角，实线表示的是外倾角，上下方向箭头表示前凸轮轴，左右方向表示后凸轮轴。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (6)

1.一种独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，包括有下摆臂和上摆臂；所述下摆臂的一端与副车架连接，所述下摆臂的另一端通过球销与轮毂转向节总成上的转向节连接；

所述上摆臂的一端与所述副车架连接，另一端通过球销与所述轮毂转向节总成上的转向节连接；其特征在于：

所述下摆臂与副车架连接的一端设置有前套筒和后套筒，在所述前套筒内设置有前衬套，所述后套筒内设置有后衬套；所述前衬套和所述后衬套均与所述副车架连接；

在所述前衬套与所述副车架的连接处设置有第一倾角调节结构；

在所述后衬套与所述副车架的连接处设置有第二倾角调节结构；

所述第一倾角调节结构包括有前凸轮轴和第二刻度盘；

所述第二倾角调节结构包括有后凸轮轴和第四刻度盘；

所述前凸轮轴包括有第一刻度盘及前螺栓；所述前螺栓依次穿过第一刻度盘、前衬套、副车架、第二刻度盘，并由螺母固定；

所述后凸轮轴包括有第三刻度盘及后螺栓；所述后螺栓依次穿过第三刻度盘、后衬套、副车架、第四刻度盘，并由螺母固定。

2.根据权利要求1所述的独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，其特征在于：所述前螺栓和所述后螺栓穿过所述副车架上的腰形孔结构。

3.根据权利要求1所述的独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，其特征在于：所述第一刻度盘和所述前螺栓的一端过盈配合。

4.根据权利要求1所述的独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，其特征在于：所述第三刻度盘和所述后螺栓的一端过盈配合。

5.根据权利要求1所述的独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，其特征在于：所述前螺栓从所述第一刻度盘的非中心位置穿过所述第一刻度盘。

6.根据权利要求1所述的独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，其特征在于：所述后螺栓从所述第三刻度盘的非中心位置穿过所述第三刻度盘。