CN104395117B - 双轮辙车辆的驱动车轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双轮辙车辆的驱动车轴，其中，对车轮导向的导杆(2l，2r)通过车体结构侧的导杆支承体(4)在微小范围内弹性地、空间地支撑在车体结构上或者与车体结构连接的轴架(3)上，并且，右侧的车轮的导杆(2r)与左侧的车轮的导杆(2l)附加地通过联杆(8)相连接。在此，联杆优选接近于车体结构侧的相应导杆支承体仅仅支撑在所述左侧的和右侧的导杆上，导杆支承体是相对于配属的轮架(1l，1r)沿车辆纵向错开地设置的；并且，在联杆中和/或在该联杆与通过该联杆相互支撑的导杆之一之间的连接中设置有一机械低通滤波器(9)，优选形式上为弹性体元件。借此有效地阻止了车辆动力装置的旋转不均匀性导入车体结构中。

Description

双轮辙车辆的驱动车轴
技术领域
本发明涉及一种双轮辙车辆的驱动车轴，特别是前桥，其中，对车轮导向的导杆通过车体结构侧的导杆支承体在微小范围内弹性地、空间地支撑在车体结构上或者与车体结构连接的轴架上，并且，右侧的车轮的导杆与左侧的车轮的导杆附加地通过联杆相连接。
背景技术
关于现有技术，为了举例说明而参阅DE 23 55 588C2，在该文献中示出了一种具有上部三角导向拉杆和下部三角导向拉杆的机动车前轮悬挂系统，在该前轮悬挂系统中左侧的和右侧的车辆前轮的下部的、后面的导杆臂弹性地支撑在一根共同的所谓的车架横梁上，该车架横梁在它那方面与车体结构的侧面纵梁弹性连接。利用这种已知的结构可以尽可能地抑制所谓的“颤抖”，也就是说导致车辆冲击振动的倾向，所述振动由路面不平引起并且大多由车辆动力装置的固有振动放大。在现有技术中示出一种这样的用于非驱动的前轮的车轴机构，在该车轴结构中，换言之，左侧前轮的对车轮导向的导杆与右侧前轮的相应的导向导杆通过车架横梁连接，目前为所述车架横梁使用概念“联杆”。
在机动车的强调舒适度发展的进一步过程中，为了避免颤抖等一方面对车体结构上的或者轴架上的对车轮导向的导杆的支撑(＝支承体)内的弹性和在轴架的情况下还对车体结构上的轴架的支承体内的弹性进行了适当适配调整，以及为了避免这样的车辆振动通过车辆动力装置的固有振动的放大对其支承(所谓的马达基架)进行了适当的进一步改进。
然而已经得到证实：特别是在使用缸数少的活塞式内燃发动机作为车辆动力装置的情况下会在驱动的车轴上产生车轮上的动态纵向振动，迄今为止，只能通过使用附加的减振块和对重要的弹性悬挂装置的成本高的协调来减轻或者使用非常昂贵的马达基架可以基本上防止这些纵向振动。
发明内容
在此，本发明的目的是提供一种改进方案。
为此，本发明提供一种双轮辙车辆的驱动车轴，其中，对车轮导向的导杆通过车体结构侧的导杆支承体在微小范围内弹性地、空间地支撑在车体结构上或者与车体结构连接的轴架上，并且，右侧车轮的导杆与左侧车轮的导杆附加地通过联杆相连接，其特征在于：所述联杆接近于车体结构侧的相应导杆支承体仅仅支撑在所述左侧的和右侧的导杆上，所述导杆支承体是相对于配属的轮架沿车辆纵向错开地设置的，在所述联杆中和/或在所述联杆与通过该联杆相互支撑的所述导杆之一之间的连接中设置有机械低通滤波器，所述机械低通滤波器至少大致消除所述联杆在低频率范围内的刚性，侧面导向力在该低频率范围内作用在车轮上，从而在这些较低频率范围内几乎没有力通过联杆传递；与此相反，在较高频率范围内所述低通滤波器截止，由车辆动力装置的旋转不均匀性产生的干扰力在该较高频率范围内出现，从而所述联杆便使这些干扰力在左侧的导杆和右侧的导杆之间传递；车辆动力装置的曲轴的旋转振动分别通过一个通向左侧或者右侧轮架的从动轴被传递到支承在轮架上的左侧车轮和右侧车轮上，由此产生各个轮架及车轮的纵向振动，这些纵向振动通过相应导杆继续传递，在导杆内继续传递的左侧轮架和右侧轮架的纵向振动通过所述联杆以横向振动的形式彼此消去。
本发明提出：联杆优选接近于车体结构侧的相应导杆支承体仅仅支撑在所述左侧的和右侧的导杆上，所述导杆支承体是相对于配属的轮架或者由该导杆按比例导向的车轮的中心点沿车辆纵向错开设置的；以及，在联杆中和/或在联杆与通过该联杆相互支撑的导杆之一之间的连接中设置有一机械低通滤波器，该低通滤波器优选由弹性体元件构成。
本发明提出下述有益的构造和发展设计：
所述机械低通滤波器由弹性体元件构成；
为所述联杆与相应导杆之间的连接设置有至少几乎无间隙的球节；
左侧的和右侧的车轮的所述导杆为下部三角横拉杆，在其后部的导杆支承体附近设置与所述联杆的连接。
已知的是，车辆动力装置的旋转不均匀性或者动力装置输出的扭矩的由这些旋转不均匀性产生的特别是周期性的波动通过车轮驱动轴导致从车轮传递到路面上的牵引力中的相应波动。作为结果，通过车轮悬挂装置增长的力(所谓的干扰力)以一种由几乎周期性的波动确定的频率导入车体结构中，这些干扰力还使车辆轿厢内的音响效果下降。现在认识到：如果使左侧的和右侧的车轮悬挂装置的一对彼此相对应的导杆通过至少在这些干扰力在其内或伴随其出现的重要/关键频率范围内基本上刚性的构件而相互连接或者已经连接，则这种由左侧的和右侧的驱动车轮的悬挂装置导入车体结构内的、彼此逆对取向的、基本上相同量值的干扰力便能够相互抵消，就是说，能够至少几乎相互消去。这种基本上刚性的构件现称之为联杆，但并不是说由此就局限于纯“杆状的”构件。优选该联杆在车体结构侧的导杆支承体附近与相应导杆连接，所述导杆支承体沿车辆纵向观察相对于配属的轮架或者相对于由该导杆按比例导向的车轮的中心点错开。因此，驱动车轮或者轮架的由动力装置的旋转不均匀性所产生的纵向振动转换成支承体附近的导杆区域的横向振动，这些横向振动现在通过本发明的联杆以左侧的导杆和以右侧的导杆为起点相互作用并因此相互抵消。
动力装置的旋转不均匀性经由车轮或者轮架的纵向振动到车体结构侧的导杆部段或者导杆区域的横向振动的这种至此阐述的传输或者改变方向，在本领域技术人员已知的三角横拉杆的情况下，是特别有效的，所述三角横拉杆通常具有唯一一个与轮架的连接点并且在车体结构上或者在连接在其间的轴架上具有两个支承点。
本发明的联杆(通常也可以在一根车轴上设置多个)与文首述及的现有技术中的所谓的车架横梁具有根本性不同。后者也就是以其两个端部通过弹性支承体直接与车体结构连接，就是说直接支承在车体结构上并且各个左侧的或者右侧的(导向)导杆同样通过一个弹性支承体支撑在该车架横梁上，其中，每个导杆既可以沿车辆纵向也可以沿车辆横向还可以沿车辆的竖轴方向将力导入车架横梁中，该车架横梁然后从它那方面将这些力沿所有三维空间继续导入车体结构中。换言之，在现有技术中，支撑在车架横梁上的每一导杆在提供对于尤其是通过该导杆导向的车轮的减振器压缩运动和减振器伸张运动所需的旋转自由度的情况下空间地、亦即沿所有三维空间地支撑在车架横梁上，并且该车架横梁从它那方面又空间地、亦即沿所有三维空间地支撑在车体结构上。
与此相反，在本发明中，两个通过本发明的联杆或者至少一个本发明的联杆相互连接的导杆中的每一个首先在微小范围内弹性地、而且是在相应导杆支承体中空间地(也就是说沿着车辆纵向和沿着车辆横向以及沿着车辆竖轴的方向具有减振器压缩运动和减振器伸张运动所需的、亦即尤其是通过该导杆导向的车轮的车轮升降所需的旋转自由度)直接支撑在车体结构上。本身未支撑在其他位置上的本发明的联杆或者至少一个本发明的联杆优选在这个如通常那样微弱弹性的导杆支承体附近铰接在相应导杆上。该联杆将左侧车轮的相应导杆与右侧车轮的对应的导杆相连接并因此至少几乎沿着车辆横向延伸。因此，自然同样只能沿着车辆横向、确切地说是沿着联杆的方向实施通过联杆从左侧导杆到右侧导杆的力的传递以及反过来，特别是当为联杆与相应导杆之间的连接而设置一个球节时。优选后者应该是至少几乎无间隙的，以便实现两个所述导杆彼此通过本发明的联杆的无论如何在重要/关键频率范围内基本上刚性的支撑。换言之，联杆与相应导杆之间的本发明的连接构造如下，使它实际上只能够将沿着联杆的纵向定向的力从相应导杆传递到联杆中，其中，相应导杆在车体结构上空间的亦即三维空间的支撑方式与文首述及的现有技术不同，明确地不是通过联杆引导。
就现在所使用的至少在重要/关键频率范围内基本上刚性的构件(例如形式上为所谓的联杆)的概念而言，当该刚性应该基本上仅仅针对比较高频的干扰力有效的话，那么它具有特别的优点，就是说，针对远在前面阐述的动力装置的旋转不均匀性或者由这些旋转不均匀性产生的、在从驱动车轮传递到路面上的牵引力中的波动，这些牵引力自然比在车轮与路面之间传递的横向力(就是说侧面导向力)中的波动具有更高的频率。在通过车轮导入车轮悬挂装置或者车轴内的侧面导向力内的波动方面，优选地，本发明的联杆不应该或者至少仅仅略微地并因此明显很少地起作用，以便保持此外所期望的独立悬挂或者避免左侧车轮的车轮悬挂装置对右侧车轮的车轮悬挂装置直接施加影响(以及反过来)。根据本发明，通过如下方式示出后者，即在联杆中和/或在联杆与通过该联杆相互支撑的导杆之一之间的连接中设置有“机械”低通滤波器。这种机械低通滤波器基本上消除联杆(等)在低频率范围内的刚性，侧面导向力在该频率范围内或者伴随该频率范围作用在车轮上，从而在这些较低频率范围内几乎没有力通过联杆传递。因此本发明的低通滤波器能够让低频的力轻易通过，而这些力不通过本发明的联杆传递。与此相反，在较高频率范围内(远在前面阐述的和由车辆动力装置的旋转不均匀性产生的干扰力在该频率范围内或者伴随该频率范围出现)，本发明的低通滤波器便截止，作为其结果即本发明的联杆然后使干扰力如所期望的那样在左侧和右侧的导杆之间传递。
优选地，所述低通滤波器可以由一种在所要求的刚才详细说明的特性方面合适构造的弹性体元件构成，但是作为可选方案也可以由一种合适构造的弹簧减震器单元构成或者可以构成这样的部件。因此，为了避免或者至少降低配备有至少一个上述联杆的车轴的右侧的和左侧的车轮的弹性运动学的相互影响，提出将带有起到机械低通滤波器作用的附加构件插入联杆的拉/压-承重横梁(Zug-/Druck-Lastpfad)中。除了带有弹性体元件的套筒之外，该弹性体元件具有以材料特性为基础的、取决于频率的滞后，还可以为此设置一种合适的弹簧减震器单元。
在至此所描述的车轴上，由车辆动力装置导入车轴内的、频率比较高的、在迄今为止通常的(无联杆或者无“车架横梁”的独立悬挂的)现有技术中导入车体结构中(也就是说车身中)的力振动利用本发明的复合结构通过联杆在左侧的和右侧的对车轮导向的导杆的这种复合结构内得以相互抵消。例如这个所谓的频率在三缸-内燃发动机作为车辆动力装置中相应于1.5-ten发动机系列(Motorordnung)。尽管存在该复合结构，这些对车轮导向的导杆依然能够类似于通常的(无联杆或者无“车架横梁”的独立悬挂的)现有技术那样为了通常地阻断其他的振动部分通过弹性支承体直接地或者通过轴架间接地连接到车体结构上，也就是说连接到车身上。整合于联杆中的低通滤波器在频率较高的情况下具备较大的刚性并且传递来自内燃发动机的干扰性的较高频率的振动明显强于频率较低的力，因此导致它们的直接抵消。特别是来自由行走机构导入的并且有益地作用于相应车辆侧的弹性运动学上的侧面导向力的较慢的力改变远离其他车辆侧，因为起到低通滤波器作用的弹性体元件或者同样已经描述的弹簧减震器单元允许联杆的两个部分的比较缓慢的相对运动，在该联杆内整合有这种机械低通滤波器或者在这些联杆部件之间安装有这种机械低通滤波器。
附图说明
图1为本发明的一种带有乘用车的驱动前轮的独立悬挂的原理图。在下文中阐述的附加原理图示出了本发明的一种带有乘用车的驱动前轮的独立悬挂的实施例，其中，仅仅示出下部导杆平面，该导杆平面作为通过一个本发明的连杆相互连接的左侧的和右侧的车轮的导杆具有否则通常的三角横拉杆。
具体实施方式
在路面的顶视图中示出的车轴的左侧轮架标注有附图标记1l以及右侧轮架标注有附图标记1r。形式上为三角横拉杆的下部左侧车轮导向导杆标注有附图标记2l以及相应的右侧导杆标注有附图标记2r。未示出这些导杆2l或者2r的如通常构造成形式上为微弱弹性的橡胶支承体的连接点，这些连接点位于配属的轮架1l或者1r上以及轴架3上其沿着车辆的行驶方向F看的前部区域内；然而后者位于用字母“v”标记的箭头所指的点的附近并因此接近于将两个轮架1l、1r的旋转中心点连接的且沿着车辆横向延伸的直线。
(然而)象征性地分别示出一个导杆支承体4，通过该导杆支承体各个三角横拉杆或者的后侧端部区域空间地、也就是说在三维空间中(车辆纵向、车辆横向和车辆的竖轴)在微小范围内弹性地(即通过一个通常的橡胶支承体)支撑在前轴架3上，使得导杆2l或者2r可以实施在车轮或者轮架1l或1r的升降运动的范围内实现的回转运动。在此，这个在车体结构侧的后部的导向支承体4沿行驶方向F观察相对于各个轮架1l或者1r错开，也就是说，它在通过箭头“v”标记的前部导杆支承体之后位于轴架3上。在沿着车辆横向观看的情况下，其中，各个轮架1l或者1r和导杆支承体4沿着水平方向观察的话相互如此程度地间隔开，即还将在以后阐述的、位于导杆2l或者2r上的铰接点10也与轮架1l或者1r更确切地说是与轮架1l或者1r上的在图中看不到的导杆2l或者2r的支点间隔开。
此外未进一步示出的和例如构造成三缸活塞式内燃发动机的车辆动力装置的曲轴标注有附图标记5。与该曲轴5在功能上连接有一个具有差速器的变速箱6，由该变速箱，从动轴7l或者7r通向左侧的或者右侧的轮架1l或者1r或者更确切地说通向一个设置在该轮架内的、用于各个未示出的车轮的驱动轮毂。
目前该车轴的以及本发明的一个重要元件就是沿车辆横向延伸的联杆8，该联杆目前配备有一个形式上为仅仅象征性示出的整合的机械低通滤波器9，其具有一个弹性体元件的套筒，所述弹性体元件也可以称为弹簧减震器单元或者起到这样的作用。为此，联杆8设计成多体分开式的，具有一个左侧的和配属给左侧导杆2l的联杆半部8l和一个右侧的和配属给右侧导杆2r的联杆半部8r，在它们之间连接有所述机械低通滤波器9(参照附图说明前对此的说明)。左侧的联杆半部8l在一个至少几乎无间隙的铰接点10中与左侧的导杆2l连接以及右侧的联杆半部8r在一个至少几乎无间隙的铰接点10中与右侧的导杆2r连接。这些铰接点10优选构造成球节的形式并且设置得接近后部的车体结构侧导杆支承体4。这一点实现了由箭头示出的和将在下文中简短叙述的振动抵消。
利用双箭头S5示出了曲轴5的旋转振动，这些旋转振动通过从动轴7l、7r按照箭头S7传递到支承在轮架1l、1r上的车轮上。由此产生各个轮架1l、1r的按照双箭头S1的纵向振动，这些纵向振动通过相应导杆2l、2r继续传递。然而根据本发明这些纵向振动没有到达导杆支承体4内，而是在导杆2l、2r内继续传递的左侧轮架1l和右侧轮架1r的纵向振动S1通过联杆8以从导杆2l、2r通过铰接点10导入联杆8内的、按照双箭头S10的横向振动的形式至少几乎彼此消去。

Claims (7)

1.双轮辙车辆的驱动车轴，其中，对车轮导向的导杆(2l，2r)通过车体结构侧的导杆支承体(4)在微小范围内弹性地、空间地支撑在车体结构上或者与车体结构连接的轴架(3)上，并且，右侧车轮的导杆(2r)与左侧车轮的导杆(2l)附加地通过联杆(8)相连接，
其特征在于：所述联杆(8)接近于车体结构侧的相应导杆支承体(4)仅仅支撑在所述左侧的和右侧的导杆(2l，2r)上，所述导杆支承体是相对于配属的轮架(1l，1r)沿车辆纵向错开地设置的，
在所述联杆(8)中和/或在所述联杆(8)与通过该联杆相互支撑的所述导杆(2l，2r)之一之间的连接中设置有机械低通滤波器(9)，所述机械低通滤波器至少大致消除所述联杆(8)在低频率范围内的刚性，侧面导向力在该低频率范围内作用在车轮上，从而在这些较低频率范围内几乎没有力通过联杆传递；与此相反，在较高频率范围内所述低通滤波器(9)截止，由车辆动力装置的旋转不均匀性产生的干扰力在该较高频率范围内出现，从而所述联杆(8)便使这些干扰力在左侧的导杆(2l)和右侧的导杆(2r)之间传递，
车辆动力装置的曲轴(5)的旋转振动分别通过一个通向左侧或者右侧轮架的从动轴(7l、7r)被传递到支承在轮架(1l、1r)上的左侧车轮和右侧车轮上，由此产生各个轮架(1l、1r)及车轮的纵向振动，这些纵向振动通过相应导杆(2l、2r)继续传递，在导杆(2l、2r)内继续传递的左侧轮架(1l)和右侧轮架(1r)的纵向振动通过所述联杆(8)以横向振动的形式彼此消去。
2.如权利要求1所述的车轴，其特征在于：所述机械低通滤波器(9)由弹性体元件构成。
3.如权利要求1所述的车轴，其特征在于：为所述联杆(8)与相应导杆(2l，2r)之间的连接设置有至少几乎无间隙的球节。
4.如权利要求2所述的车轴，其特征在于：为所述联杆(8)与相应导杆(2l，2r)之间的连接设置有至少几乎无间隙的球节。
5.如权利要求1至4之任一项所述的车轴，其特征在于：左侧的和右侧的车轮的所述导杆(2l，2r)为下部三角横拉杆，在其后部的导杆支承体(4)附近设置与所述联杆(8)的连接。
6.如权利要求1至4之任一项所述的车轴，其特征在于：所述联杆(8)设计成多体分开式的，具有一个左侧的且配属给左侧导杆(2l)的联杆半部(8l)和一个右侧的且配属给右侧导杆(2r)的联杆半部(8r)，在左侧的联杆半部与右侧的联杆半部之间连接有所述机械低通滤波器(9)。
7.如权利要求1至4之任一项所述的车轴，其特征在于：所述联杆(8)与相应导杆(2l，2r)之间的连接构造为，使该连接实际上只能够将沿着联杆的纵向定向的力从相应导杆传递到联杆中。
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