CN104589943A - 导出式多承点独立悬架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导出式多承点独立悬架，是由上叉臂、下叉臂、弹性元件、减震器和叉臂定位轴组成；上叉臂和下叉臂是字型结构件，上叉臂和下叉臂的前端通过主销分别与车轮的上挂点和下挂点连接，上叉臂前端上部安装一个减震器，上叉臂和下叉臂的后端通过弹性元件与车架联接，本发明在双叉臂上下臂周边拓展相应可利用空间，构建车架合理支承轴点和传导部件，利用杠杆、扭杆和力矩原理，形成可使双叉臂轴挂点运动通过折返力与力臂或改变方向，吸纳承载弹力，由原来一点支撑弹性元件，变成多点支撑多个弹性元件，实现车轮受力的多点分解，使平均行驶速度提高。弹性元件数量的增加及合理布置，可以降低车辆高度，空间利用更加优化，提升汽车的稳定性、行驶平顺性。

Description

导出式多承点独立悬架
技术领域
本发明涉及一种汽车底盘应用部件，是乘用车、商用车技术领域，是一种创新汽车悬架系统。
背景技术
悬架系统是汽车的车架（车桥）与车轮之间的一切传导力连接装置的总称，其功能是传递作用在车轮和车架之间的力，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。
早期汽车主要是钢板弹簧作为弹性元件的非独立悬架，随着发展，弹性元件也由钢板弹簧发展成螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、橡胶弹簧和油气弹簧等。现有高端车辆多采用独立悬架，如横臂式、纵臂式、单斜臂式、烛式、麦弗逊式、多连杆式及主动悬挂等方式。
双叉臂独立悬架是应用广泛的悬架方式，双叉臂悬架因周边空间小，又与动力轴、转向杆、平衡杆及弹性元件交错同一空间，即单点竖向悬挂弹性元件及减震器。双叉臂式悬架应用多年来，因其结构件多，环境多变，承载变化频繁，连续工作，承力点空间受限等原因，一直没有变化创新。
发明内容
本发明的导出式多承点独立悬架是一种创新独立悬架系统。利用力矩原理计算选择合理对称轴挂点，在双叉臂上下臂周边拓展相应可利用空间，构建车架合理支承轴点和传导部件，利用杠杆、扭杆和力矩原理，形成可使双叉臂轴挂点运动通过折返力与力臂或改变方向，吸纳承载弹力，由原来一点支撑弹性元件，变成多点支撑多个弹性元件，实现车轮受力的多点分解，同时可采用不同弹性元件，以机械力学原理使悬架更加适应汽车技术要求，以改进行驶系统的技术指标。
本发明就是拓展汽车悬架有用空间，调整改变车架承载结构，将一点承载弹力方式变为多点承载分解方式，将弹性元件由一组变更为多组承载的新结构，以达到行驶的平顺性、安全性和乘坐的舒适性。
本发明是由上叉臂、下叉臂、弹性元件、减震器和叉臂定位轴组成；所述的上叉臂和下叉臂是字型结构件，上叉臂和下叉臂的前端通过主销分别与车轮的上挂点和下挂点连接，上叉臂前端上部安装一个减震器。在此基础上，有下面四个技术方案：
技术方案一：所述上叉臂和下叉臂的中端分别通过叉臂定位轴连接在车架上，上叉臂的后端底部与车架之间设置弹性元件。所述下叉臂的后端底部与车架之间刻可以设置弹性元件。
技术方案二：所述上叉臂和下叉臂的后端通过扭杆和扭杆座连接在车架上。
技术方案三：所述上叉臂和下叉臂后端分别通过叉臂定位轴连接在车架上，上叉臂前部底面延伸有两个叉臂挂轴，各叉臂挂轴下端通过连杆连接有导出杠杆，导出杠杆的中端通过导出杠杆旋轴与车架铰接，导出杠杆另一端底面与车架之间设置弹性元件。所述的下叉臂前部底面也可以延伸有两个叉臂挂轴，各叉臂挂轴下端通过连杆连接导出杠杆，导出杠杆的中端通过导出杠杆旋轴与车架铰接，导出杠杆另一端底面与车架之间设置弹性元件。
技术方案四：上叉臂和下叉臂后端分别通过叉臂定位轴连接在车架上，上叉臂的前部两侧铰接有连接臂，连接臂的另一端与直角导出臂的一端铰接，直角导出臂的另一端与弹性元件联接，弹性元件的另一端固定在车架上，直角导出臂具有直角导出臂旋轴，直角导出臂旋轴枢接在车架上。所述的下叉臂的前部两侧也可以铰接有连接臂，连接臂的另一端与直角导出臂的一端铰接，直角导出臂的另一端与弹性元件联接，弹性元件的另一端固定在车架上，直角导出臂具有直角导出臂旋轴，直角导出臂旋轴枢接在车架上。
本发明以平衡杠杆传导力与导出杆，改变以往一点传导竖向垂直向上冲击车身的冲力，变为以叉臂定位轴为节点，使另外两挂点为车内横向、竖向垂直移动，压迫弹性元件，改变力的方向以合理消减对整车的冲击。
叉臂挂轴、连杆等位置的选择导出杠杆的布局，是有效空间合理利用的综合体现，是寻找到新的多挂点承载点与稳定结构的目标，实现了“无桥”车架与悬架的铰接承载，必须使用新型无桥车架相配合。
本发明依据双叉臂、叉臂定位轴与导出杠杆运动轨迹条件，利用杠杆原理，科学计算选择合理的叉臂定位轴或叉臂挂轴位置，导出力的最终承载点方向和位置的选择，可根据车架空间及结构做出相应的布置方案。
本发明的使用条件是：与轮梁式无桥车架相配套使用，传统车架难以调改达到此效果。
本发明的有益效果：
1、有效整合利用现有空间，由一个受力点分散成多个受力点，可改变受力方向，同时不影响其他零件布局及功能，提升车辆整体行驶性能。
2、悬架一端直接连接车轮，冲击荷载多点分解、改变方向，使平均行驶速度提高。
3、弹性元件数量的增加及合理布置，可以降低车辆高度，空间利用更加优化，提升汽车的稳定性、行驶平顺性。
4、可调控车轮跳跃运动行程和弹性元件承载力分段布置。
5、便于设置不同路况的底盘高度。
6、与无桥车架等行驶系统相配套，可提高汽车加速实现电动化、轻量化、智能化的发展。
附图说明
图1为本发明实施方式一叉臂定位轴折返方式的断面剖视图。
图2为本发明实施方式一叉臂定位轴折返方式的俯视图。
图3为本发明实施方式一叉臂定位轴折返方式轴测图。
图4为本发明实施方式一叉臂定位轴折返方式示意图。
图5为本发明实施方式二叉臂定位轴扭杆方式的断面剖视图。
图6为本发明实施方式二叉臂定位轴扭杆方式的侧视图。
图7为本发明实施方式二叉臂定位轴扭杆方式的俯视图。
图8为本发明实施方式二叉臂定位轴扭杆方式的轴测图。
图9为本发明实施方式三杠杆导出方式的断面剖视图。
图10为本发明实施方式三杠杆导出方式的俯视图。
图11为本发明实施方式三杠杆导出方式轴测图。
图12为本发明实施方式三杠杆导出方式示意图。
图13为本发明实施方式四直角导出方式的断面剖视图。
图14为本发明实施方式四直角导出方式的俯视图。
图15为本发明实施方式四直角导出方式轴测图。
图16为本发明实施方式四直角导出方式示意图。
具体实施方式
名词解释：
叉臂定位轴点：本发明所述的叉臂定位轴点，是指上下叉臂连接车架的旋转轴点。
叉臂挂轴点：本发明所述的叉臂挂轴点，是指上下叉臂新构建的套接连杆的固定旋转点。
支撑柱轴点：本发明所述的支撑柱轴点，是支撑导出杠杆或直角导出臂的柱轴点，并且与导出杠杆或直角导出臂旋轴同位点。
导出杆前后端轴点：本发明所述的导出杆前后端轴点，前端点是套接连杆与导出杠杆或直角导出臂的旋转点，后端点指支承弹性元件或减震元件的连接轴点。
本发明可通过以下几种方式实施：
实施方式一：
盖实施方式为叉臂定位轴折返方式，请参阅图1、图2和图3所示，
本实施例是由上叉臂1、下叉臂2、弹性元件3、减震器4和叉臂定位轴5组成；所述的上叉臂1和下叉臂2是A字型结构件，上叉臂1和下叉臂2的前端通过主销B分别与车轮C的上挂点和下挂点连接，上叉臂1和下叉臂2中端分别通过叉臂定位轴5连接在车架上，上叉臂1的后端底部与车架之间设置弹性元件3，上叉臂1前端上部安装一个减震器4；
所述的下叉臂2的后端底部与车架之间也可以设置弹性元件3，如图4所示。
上叉臂1和下叉臂2在后端延伸形成杠杆，通过叉臂定位轴5的折返，使上叉臂1前端向上的运动行程变成向下的向反转运动，作用于后端两个对称布置的弹性元件3，起到减震的效果。上叉臂1和下叉臂2向后的延伸部分，根据空间位置需要，可直接延伸，也可向内、向外、向上或向下偏转角度，形成多种布置方式，满足各种车型或车架的需求。上叉臂1前端上部安装一个减震器4，工作时车轮带动上叉臂1前面向上跳动时，起到缓冲的效果。
所述的弹性元件3，根据布置位置和布置方式，上叉臂1的弹性元件3可以采用空气弹簧，下叉臂2因空间位置限制，其弹性元件3可采用尺寸较小的弹性橡胶块及相应尺寸的弹性元件。减震器4和弹性元件3在车轮上下跳动时，同时受力，共同作用。弹性元件3可以单独布置在上叉臂1上，且上叉臂1和下叉臂2可以同时布置，达到更好的减震效果。
实施方式二：
该实施方式为叉臂定位轴扭杆方式，请参阅图5、图6、图7和图8所示，
该实施例是由上叉臂1、下叉臂2、叉臂定位轴5、扭杆6、减震器4、和扭杆座7组成，所述的上叉臂1和下叉臂2是A字型结构件，上叉臂1和下叉臂2的前端通过主销B分别与车轮C的上挂点和下挂点连接，上叉臂1和下叉臂2的后端通过扭杆6和扭杆座7连接在车架上，上叉臂1前端上部与车架之间安装减震器4。
车轮C上下跳动带动上叉臂1前端向上的运动，沿后面固定点旋转，使两侧对称布置的两个扭杆6产生扭曲变形，起到减震的效果。上叉臂1前端上部安装一个减震器4。工作时车轮C带动前面一个车轮挂点向上跳动时，起到缓冲的效果。所述的减震器4安装在上叉臂1前端和车架中间，减震器4和扭杆6在车轮上下跳动时，多点同时受力，共同作用，且上叉臂1和下叉臂2可同时布置扭杆弹性元件，实现更多挂点分解车轮跳动产生的冲击力，达到更好的减震效果。
实施方式三：
该实施方式为杠杆导出方式，请参阅图9、图10和图11所示，
该实施例是由上叉臂1、下叉臂2、叉臂定位轴5、连杆8、导出杠杆旋轴9、导出杠杆10、弹性元件3和减震器4组成，所述的上叉臂1和下叉臂2是A字型结构件，上叉臂1和下叉臂2的前端通过主销B分别与车轮C的上挂点和下挂点连接，上叉臂1和下叉臂2后端分别通过叉臂定位轴5连接在车架上，上叉臂1前部底面延伸两个叉臂挂轴81，各叉臂挂轴81下端通过连杆8连接导出杠杆10，导出杠杆10的中端通过导出杠杆旋轴9与车架铰接，导出杠杆10另一端底面与车架之间设置弹性元件3，上叉臂1前端与车架之间设置减震器4。
所述的下叉臂2前部底面也可以延伸两个叉臂挂轴81，各叉臂挂轴81下端通过连杆8连接导出杠杆10，导出杠杆10的中端通过导出杠杆旋轴9与车架铰接，导出杠杆10另一端底面与车架之间设置弹性元件3，如图12所示。
导出杠杆10通过导出杠杆旋轴9的折返，使上叉臂1前端向上的运动行程变成向下的向反转运动，作用于后端两个对称布置的弹性元件3，起到减震的效果。根据空间位置需要，导出杠杆10可以采用与上叉臂侧面平行，也可向外偏转角度，形成多种布置方式，满足各种车型（车架）的需求。上叉臂1前端上部安装一个减震器4，共同起到减震缓冲的效果。所述的减震器4安装在上叉臂前端和车架中间，在车轮上下跳动时，弹性元件和减震器同时受力，共同作用，达到更好的减震效果。
实施方式四：
该实施方式为直角导出方式，请参阅图13、图14和图15所示，
该实施例是由上叉臂1、下叉臂2、弹性元件3、减震器4、叉臂定位轴5、直角导出臂旋轴11、直角导出臂12和连接臂13组成，
所述的上叉臂1和下叉臂2是A字型结构件，上叉臂1和下叉臂2的前端通过主销B分别与车轮C的上挂点和下挂点连接，上叉臂1和下叉臂2后端分别通过叉臂定位轴5连接在车架上，上叉臂1的前部两侧铰接有连接臂13，连接臂13的另一端与直角导出臂12的一端铰接，直角导出臂12的另一端与弹性元件3联接，弹性元件3的另一端固定在车架上，直角导出臂12具有直角导出臂旋轴11，直角导出臂旋轴11枢接在车架上；上叉臂1前端和车架之间设置减震器4。
所述的下叉臂2的前部两侧也可以铰接有连接臂13，连接臂13的另一端与直角导出臂12的一端铰接，直角导出臂12的另一端与弹性元件3联接，弹性元件3的另一端固定在车架上，直角导出臂12具有直角导出臂旋轴11，直角导出臂旋轴11枢接在车架上，如图16所示。
直角导出臂12通过直角导出臂旋轴11折返，使上叉臂1前端上下运动行程变成向侧面反转运动，挤压后端两个对称布置的弹性元件3，起到减震的效果。上叉臂1前端上部安装有减震器4，工作时车轮C带动前面一个车轮挂点向上跳动时，起到缓冲的效果。减震器4和弹性元件3在车轮C上下跳动时，同时受力，共同作用，且上叉臂1和下叉臂2可同时布置弹性元件，实现更多挂点分解车轮跳动产生的冲击力，达到更好的减震效果。

Claims (10)

1.一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：是由上叉臂（1）、下叉臂（2）、弹性元件（3）、减震器（4）和叉臂定位轴（5）组成；所述的上叉臂（1）和下叉臂（2）是A字型结构件，上叉臂（1）和下叉臂（2）的前端通过主销B分别与车轮C的上挂点和下挂点连接，上叉臂（1）前端上部安装一个减震器（4）。
2.根据权利要求1所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：所述上叉臂（1）和下叉臂（2）的中端分别通过叉臂定位轴（5）连接在车架上，上叉臂（1）的后端底部与车架之间设置弹性元件（3）。
3.根据权利要求2所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：所述下叉臂（2）的后端底部与车架之间设置弹性元件（3）。
4.根据权利要求1所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：所述上叉臂（1）和下叉臂（2）的后端通过扭杆（6）和扭杆座（7）连接在车架上。
5. 根据权利要求1所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：所述上叉臂（1）和下叉臂（2）后端分别通过叉臂定位轴（5）连接在车架上，上叉臂（1）前部底面延伸有两个叉臂挂轴（81），各叉臂挂轴（81）下端通过连杆（8）连接有导出杠杆（10），导出杠杆（10）的中端通过导出杠杆旋轴（9）与车架铰接，导出杠杆（10）另一端底面与车架之间设置弹性元件（3）。
6.根据权利要求5所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：所述的下叉臂（2）前部底面也延伸有两个叉臂挂轴（81），各叉臂挂轴（81）下端通过连杆（8）连接导出杠杆（10），导出杠杆（10）的中端通过导出杠杆旋轴（9）与车架铰接，导出杠杆（10）另一端底面与车架之间设置弹性元件（3）。
7.根据权利要求1所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：上叉臂（1）和下叉臂（2）后端分别通过叉臂定位轴（5）连接在车架上，上叉臂（1）的前部两侧铰接有连接臂（13），连接臂（13）的另一端与直角导出臂（12）的一端铰接，直角导出臂（12）的另一端与弹性元件（3）联接，弹性元件（3）的另一端固定在车架上，直角导出臂（12）具有直角导出臂旋轴（11），直角导出臂旋轴（11）枢接在车架上。
8.根据权利要求7所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：所述的下叉臂（2）的前部两侧也铰接有连接臂（13），连接臂（13）的另一端与直角导出臂（12）的一端铰接，直角导出臂（12）的另一端与弹性元件（3）联接，弹性元件（3）的另一端固定在车架上，直角导出臂（12）具有直角导出臂旋轴（11），直角导出臂旋轴（11）枢接在车架上。
9.根据权利要求1所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：平衡杠杆传导力与导出杆，改变以往一点传导竖向垂直向上冲击车身的冲力，变为以叉臂定位轴为节点，使另外两挂点为车内横向、竖向垂直移动，压迫弹性元件，改变力的方向以合理消减对整车的冲击。
10.根据权利要求1所述的一种导出式多承点独立悬架，其特征在于：叉臂挂轴、连杆等位置的选择导出杠杆的布局，是有效空间合理利用的综合体现，是寻找到新的多挂点承载点与稳定结构的目标，实现了“无桥”车架与悬架的铰接承载，必须使用新型无桥车架相配合。
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