CN104890444A - 凸底铸造结构的汽车前轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车前轴。一种凸底铸造结构的汽车前轴，包括横杆和两个悬臂，所述横杆的两端各设有一个车架支撑部，所述横杆的两个各连接有一个悬臂，所述悬臂设有主销孔，所述横杆的上表面设有贯通横杆前后表面的避让槽，所述避让槽位于所述两个车架支撑部之间，所述横杆的小表面设有凸条，所述凸条同所述避让槽对齐，所述横杆和悬臂为一体结构，所述横杆和悬臂为锻压结构，所述悬臂的前后表面各设有一个转向防护块。本发明提供了一种悬臂横杆一体结构、抗转向撞击能力好的凸底铸造结构的汽车前轴，解决了现有的前桥制作时的良品率低和通过提高悬臂的横截面来提高抗冲击能力而导致的油耗高的问题。

Description

凸底铸造结构的汽车前轴

技术领域

    本发明涉及汽车前轴，尤其涉及一种凸底铸造结构的汽车前轴。

背景技术

    汽车前轴又称前桥，用于安装前轮、支撑汽车前部重量，用前悬挂架与车架连接。在中国专利申请号2011201792654、授权公告日为2011年12月28日、名称为“汽车前桥总成”的专利文件中即公开了一种现有结构的汽车前轴。汽车前轴包括横杆和两个悬臂，横杆的两端各设有一个车架支撑部，横杆的两个各连接有一个悬臂，悬臂设有主销孔。使用时，将转向节通过主销穿设在主销孔中而同前轴连接在一起，前轮安装于转向节。

现有的汽车前桥存在以下不足：横杆和悬臂为分体结构，通过焊接的方式连接在一起的，故悬臂和横杆之间的位置容易产生偏差而不符合要求，导致良品率低；转向部件容易碰撞到悬臂，为了防止悬臂受到碰撞时变形，为了通过抗冲击能力需要将悬臂制作得较粗、从而导致车辆重量增加而增大油耗。

发明内容

本发明提供了一种悬臂横杆一体结构、抗转向撞击能力好的凸底铸造结构的汽车前轴，解决了现有的前桥制作时的良品率低和通过提高悬臂的横截面来提高抗冲击能力而导致的油耗高的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种凸底铸造结构的汽车前轴，包括横杆和两个悬臂，所述横杆的两端各设有一个车架支撑部，所述横杆的两个各连接有一个悬臂，所述悬臂设有主销孔，所述横杆的上表面设有贯通横杆前后表面的避让槽，所述避让槽位于所述两个车架支撑部之间，所述横杆的小表面设有凸条，所述凸条同所述避让槽对齐，所述横杆和悬臂为一体结构，所述横杆和悬臂为锻压结构，所述悬臂的前后表面各设有一个转向防护块。

作为优选，所述汽车前轴的主销孔中心距减去位于横杆同一侧的所述转向防护块之间距离的差为5-50毫米。

作为优选，所述车架支撑部沿前后方向的外观尺寸大于所述横杆沿前后方向的外观尺寸。能够以最优的质量分布满足前轴的支撑强度要求，从而实现省材和降低自重，自重降低能够降低油耗。

作为优选，所述主销孔的轴线既朝内横杆的中间倾斜又朝内横杆的后方倾斜，所述主销孔轴线的内倾角为3°～7.5°，所述主销孔轴线的后倾角为1°～7.5°。能够有效降低车轮的偏磨。

作为优选，所述横杆为管状结构，所述横杆内可转动地穿设有圆形内杆，所述内杆的外周面设有第一摩擦层，所述横杆的内表面设有第二摩擦层，所述内杆和横杆通过所述第一摩擦层和第二摩擦层抵接在一起。当横杆产生扭曲时，横杆会相对于内杆产生转动，转动时外摩擦层和第二摩擦层产生摩擦吸能而消除扭矩力，从而起到提高横杆的抗扭曲能力的作用。

作为优选，所述内杆包括左杆和右杆，所述左杆的左端通过左吸能弹簧同所述横杆连接在一起，所述左杆的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿，所述右杆的右端通过右吸能弹簧同所述横杆连接在一起，所述右杆的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿，所述第一换向齿和第二换向齿啮合在一起。当横杆扭曲而带动内杆也产生扭曲时，在第一换向齿和第二换向齿的作用下会驱动右杆和左杆沿周向分开，分开时会导致吸能弹簧变形而吸能。进一步通过了横杆抗扭曲能力。

作为优选，所述横杆和内杆之间填充有摩擦剂。使用过程中第一摩擦层和第二摩擦层产生磨损而导致摩擦吸能效果下降时摩擦剂能够填充到第一摩擦层和第二摩擦层之间而使得第一摩擦层和第二摩擦层仍旧保持良好的摩擦吸能效果，从而解决了摩擦力下降而不能够方便地调整第一摩擦层和第二摩擦层之间的抵接力而调整摩擦力的问题。

作为优选，所述主销孔内设有两个支撑主销的轴承，所述两个轴承之间设有啮合在一起的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和所述轴承同轴，所述第二齿轮同所述摆臂转动连接在一起；所述第一齿轮内设有加油机构，所述加油机构包括出油口、补气口、密封头、驱动密封头密封住出油口的第一弹簧、缸体和滑动密封连接于缸体的活塞，所述活塞将所述缸体分割为气腔和油腔，所述活塞设有朝向气腔开启的单向阀，所述活塞通过连杆同所述密封头连接在一起，所述出油口通过油道同所述油腔相连通，所述补气口通过气道同所述气腔相连通，所述出油口设置于所述第一齿轮的齿顶，所述密封头伸出所述第一齿轮的齿顶的距离大于所述第一齿轮与第二齿轮之间的齿顶隙。使用时，主销同时穿设并同轴承和第一齿轮连接在一起。主销转动时带动第一齿轮转动，当第一齿轮转动到设有出油口的齿同第二齿轮啮合在一起时，第一齿轮的齿槽驱动密封头缩进齿轮内，密封条内缩时使第一弹簧储能的同时还通过连杆驱动活塞朝向油腔移动而驱动油腔内润滑油经油道流向出油口而流到加油腔从而实现对轴承的润滑；当密封头同齿槽错开时，在第一弹簧的作用下密封头重新密封住出油口，密封头移动的过程驱动活塞朝向气腔移动，此时由于油腔中的油已经部分流出、故油腔内的压力小于气腔的压力，单向阀开启而使得空气补充到油腔中和将加油腔中多余的有回收进油腔中，使得下一次活塞挤压油腔时润滑油能够可靠地流出。设计轴承，使得主销转动更为通畅，实现了主销转动时对轴承的自动润滑。

作为优选，所述横杆位于所述车架支撑部和摆臂之间的部位设有安装腔，所述安装腔的上下壁设有减震结构，所述减震结构包括沿上下方向依次抵接在一起的调节螺母、芯套、小端朝向芯套的蝶形弹簧和安装板，所述安装板固接有穿过所述弹性弹簧和芯套后同所述调节螺母螺纹连接在一起的调节螺杆，所述芯套外连接有橡胶圈，所述橡胶圈外连接有质量圈，所述橡胶圈设有压住蝶形弹簧的锥台形沉孔。在前轴内设置减震结构，减震结构的质量圈为减震结构提供质量M，橡胶圈为减震结构提供刚度和阻尼，通过减震结构的橡胶圈将振动能量转换为摩擦热能消耗掉，从而降低整车在的振动和噪声，提高驾乘的舒适性；通过调整质量块圈的重量和橡胶圈的硬度可以调整减震结构的刚度和阻尼，使减震结构的模态频率与前轴共振时的频率一致；通过旋转调节螺母调节弹性垫板的预压力，可以扩大调整减震结构刚度和阻尼的范围。减小前轴振动引起的振动噪声的效果较好。

作为优选，所述芯套内设有橡胶衬套。可以避免芯套的内周面与调节螺杆擦碰产生振动噪声。

作为优选，所述的芯套的外周面设有若干个伸入橡胶圈中的芯套部连接环，所述质量圈的内周面设有若干个伸入所述橡胶圈中的质量圈部连接环。连接更稳固。

本发明具有下述优点：通过将悬臂和横杆设计为一体结构且为锻压成型，不会产生悬臂和横杆对接精度不符合要求而导致的不良；设计转向防护块，转向时使转向部件只撞击到转向防护块，故不容易导致悬臂变形，从而无需通过悬臂的横截面积。

附图说明

图1为本发明实施例一的正视示意图。

图2为本发明实施例一的俯视示意图。

图3为本发明实施例一的右视示意图。

图4为本发明实施例二中的悬臂的局部示意图。

图5为第一齿轮和第二齿轮的剖视示意图。

图6为图5的A处的局部放大示意图。

图7为图5的B处的局部放大示意图。

图8为本发明实施例三的正视示意图。

图9为减震结构的结构示意图。

图10为本发明实施例四中的横杆的剖视示意图。

图中：车架支撑部1、悬臂2、转向防护块21、主销孔22、轴承23、第一齿轮24、第一齿的齿顶241、第二齿轮25、短轴251、减震结构3、安装板31、蝶形弹簧32、芯套33、芯套部连接环331、调节螺母34、锁紧螺母35、调节螺杆36、橡胶衬套37、橡胶圈38、锥台形沉孔381、质量圈39、质量圈部连接环391、横杆5、内杆51、左杆511、右杆512、外摩擦层513、第一换向齿514、第二换向齿515、内摩擦层52、左吸能弹簧53、右吸能弹簧54、安装腔55、凸条56、避让槽59、加油机构8、出油口81、补气口82、密封头83、第一弹簧84、缸体85、气腔851、油腔852、活塞86、单向阀861、连杆862、油道87、气道88、密封头伸出第一齿轮的齿顶的距离L1、第一齿轮与第二齿轮之间的齿顶隙L2、主销孔的轴线L3、汽车前轴的主销孔中心距L4、位于横杆同一侧的转向防护块之间的距离L5、主销孔轴线的内倾角A1、主销孔轴线的后倾角A2。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一，参见图1，一种凸底铸造结构的汽车前轴，包括横杆5。横杆5的两端各设有一个车架支撑部1。车架支撑部1为直接成型于横杆。横杆5的两端各连接有一个悬臂2。横杆5和悬臂2为一体结构。横杆5和悬臂2为锻压结构，也即横杆5和悬臂2以及车架支撑部1都为一体锻压出来的。横杆5的上表面设有贯通横杆前后表面的避让槽59。避让槽59位于两个车架支撑部1之间。横杆5的下表面设有凸条56。凸条56同避让槽59对齐。悬臂2的前后表面各设有一个转向防护块21。悬臂2设有主销孔22。主销孔的轴线L3朝横杆5的中间倾斜。主销孔轴线的内倾角A1为3°～7.5°。

参见图2，汽车前轴的主销孔中心距L4减去位于横杆同一侧的转向防护块之间的距离L5的差为5-50毫米。车架支撑部1沿前后方向的外观尺寸大于横杆5沿前后方向的外观尺寸。

参见图3，销孔的轴线L3朝横杆的后方倾斜。主销孔轴线的后倾角A2为1°～7.5°。

实施例二，同实施例一的不同之处为：

参见图4，主销孔22内设有两个轴承23。两个轴承23之间设有啮合在一起的第一齿轮24和第二齿轮25。第一齿轮24和轴承23同轴。第二齿轮25通过短轴251同悬臂2转动连接在一起。

参见图5，第一齿轮24内设有加油机构8。加油机构8的个数同第一齿轮24的齿数相等。

参见图6，，加油机构8包括出油口81、补气口82、密封头83、第一弹簧84、缸体85和活塞86。同一个加油机构的出油口81和补气口82设置于第一齿轮24的同一个齿的齿顶241上、同一个齿的齿顶只设置一个加油机构的出油口和补气口，即本实施例中加油机构和第一齿轮24的齿是一一对应地设置的。密封头83和第一弹簧84设置在出油口81内，在第一弹簧84的作用下密封头83伸出齿顶241且密封住出油口。密封头伸出第一齿轮的齿顶的距离L1大于第一齿轮与第二齿轮之间的齿顶隙L2（参见图7）。缸体85以一体结构的方式形成于第一齿轮24内，即为第一齿轮24内的腔。活塞86滑动密封连接于缸体85。活塞86将缸体85分割为气腔851和油腔852。活塞86设有朝向气腔851开启的单向阀861。活塞86通过连杆862同密封头83连接在一起。连杆862同第一齿轮24之间滑动密封连接在一起，使得出油口81同气腔851断开。出油口81通过油道87同油腔852相连通。补气口82通过气道88同气腔851相连通。油道87和气道88都是以一体结构的方式形成于第一齿轮24内，即为第一齿轮24内的孔。

参见图4，使用时，主销同时穿设在轴承23和第一齿轮224内。

参见图7，主销转动的过程中带动第一齿轮24转动，第一齿轮24转动的过程中，第二齿轮25的齿槽的底面挤压密封头83向第一齿轮24内收缩，密封头83收缩而使得出油口81开启并使得第一弹簧84储能。

参见图6，密封头83收缩时还通过连杆862驱动活塞86朝向油腔852移动，油腔852内的压力上升使得单向阀861关闭且油腔852内的润滑油经油道87流向出油口81而从出油口81中流出而实现对轴承55的润滑。

当第二齿轮失去对密封头83的挤压作用时，在第一弹簧84的作用下密封头83外移而将出油口81密封住，密封头83伸出时通过连杆862驱动活塞86朝向气腔851移动，油腔852内的压力下降而气腔851内的压力上升，使得单向阀861开启，空气和加油腔56内多余的油经补气口82、气道88和单向阀861而流向油腔852，使得油腔852内的压力能够维持在同齿轮外部内的气压相等，以便活塞86下一次朝向油腔852移动时能够将润滑油挤压出。

实施例三，同实施例二的不同之处为：

参见图8，横杆5的两端各设有一个安装腔55（图中只将位于左端的安装腔显示出）。安装腔55位于车架支撑部1和摆臂2之间。安装腔55的上下壁都设有减震结构3。

参见图9，减震结构包括沿上下方向依次抵接在一起的锁紧螺母35、调节螺母34、芯套33、小端朝向芯套的蝶形弹簧32和安装板31。安装板31固接有调节螺杆36。调节螺杆36穿过蝶形弹簧32和芯套33后同调节螺母34和锁紧螺母35螺纹连接在一起。芯套33内设有橡胶衬套37。芯套33外连接有橡胶圈38。芯套33的外周面设有若干个伸入橡胶圈38中的芯套部连接环331。橡胶圈38设有压住蝶形弹簧32的锥台形沉孔381。橡胶圈38外连接有质量圈39。质量圈39为钢制作而成。质量圈39的内周面设有若干个伸入橡胶圈38中的质量圈部连接环391。减震结构是通过将安装板31焊接在横杆内而同横杆连接在一起的。

实施例三，同实施例二的不同之处为：

参见图10，横杆5为方管结构。横杆5内穿设有圆形的内杆51。内杆51为管状结构。横杆5的内表面设有内摩擦层52。内杆51包括左杆511和右杆512。左杆511和右杆512的外周面都设有外摩擦层513。外摩擦层513沿内杆51的周向布满内杆51。左杆511的左端通过左吸能弹簧53同横杆5连接在一起。左杆511的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿514。右杆512的右端通过右吸能弹簧54同横杆5连接在一起。右杆512的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿515。第一换向齿514和第二换向齿515啮合在一起。左杆511和右杆512还都通过外摩擦层513同内摩擦层52抵接在一起而同横杆5可转动连接在一起。横杆5内填充有液态的摩擦剂。

当横杆5产生扭曲时，横杆5会相对于内杆51产生相对转动，运动过程中外摩擦层513和内摩擦层52摩擦而消耗掉能量而起到阻止扭动的作用。如果横杆5的扭矩而导致了内杆51也一起产生扭动时，此时左杆511和右杆512会在第一换向齿514和第二换向齿515的导向作用下而沿轴向分开，分开过程不但能够使得外摩擦层513同内摩擦层52产生摩擦而吸能、还能够促使左吸能弹簧53及右吸能弹簧54变形而吸能，起到吸能而防止扭转产生的作用，从而实现提高横杆的抗扭曲能力。且右吸能弹簧54和左吸能弹簧53还能够起到修复横杆5的作用。

Claims (10)

1.一种凸底铸造结构的汽车前轴，包括横杆和两个悬臂，所述横杆的两端各设有一个车架支撑部，所述横杆的两个各连接有一个悬臂，所述悬臂设有主销孔，所述横杆的上表面设有贯通横杆前后表面的避让槽，所述避让槽位于所述两个车架支撑部之间，所述横杆的小表面设有凸条，所述凸条同所述避让槽对齐，其特征在于，所述横杆和悬臂为一体结构，所述横杆和悬臂为锻压结构，所述悬臂的前后表面各设有一个转向防护块。

2.根据权利要求1所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述车架支撑部沿前后方向的外观尺寸大于所述横杆沿前后方向的外观尺寸。

3.根据权利要求1所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述主销孔的轴线既朝横杆的中间倾斜又朝横杆的后方倾斜，所述主销孔轴线的内倾角为3°～7.5°，所述主销孔轴线的后倾角为1°～7.5°。

4.根据权利要求1或2或3所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述横杆为管状结构，所述横杆内可转动地穿设有圆形内杆，所述内杆的外周面设有第一摩擦层，所述横杆的内表面设有第二摩擦层，所述内杆和横杆通过所述第一摩擦层和第二摩擦层抵接在一起。

5.根据权利要求4所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述内杆包括左杆和右杆，所述左杆的左端通过左吸能弹簧同所述横杆连接在一起，所述左杆的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿，所述右杆的右端通过右吸能弹簧同所述横杆连接在一起，所述右杆的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿，所述第一换向齿和第二换向齿啮合在一起。

6.根据权利要求4所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述横杆和内杆之间填充有摩擦剂。

7.根据权利要求1或2或3所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述主销孔内设有两个支撑主销的轴承，所述两个轴承之间设有啮合在一起的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和所述轴承同轴，所述第二齿轮同所述摆臂转动连接在一起；所述第一齿轮内设有加油机构，所述加油机构包括出油口、补气口、密封头、驱动密封头密封住出油口的第一弹簧、缸体和滑动密封连接于缸体的活塞，所述活塞将所述缸体分割为气腔和油腔，所述活塞设有朝向气腔开启的单向阀，所述活塞通过连杆同所述密封头连接在一起，所述出油口通过油道同所述油腔相连通，所述补气口通过气道同所述气腔相连通，所述出油口设置于所述第一齿轮的齿顶，所述密封头伸出所述第一齿轮的齿顶的距离大于所述第一齿轮与第二齿轮之间的齿顶隙。

8.根据权利要求1或2或3所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述横杆位于所述车架支撑部和摆臂之间的部位设有安装腔，所述安装腔的上下壁设有减震结构，所述减震结构包括沿上下方向依次抵接在一起的调节螺母、芯套、小端朝向芯套的蝶形弹簧和安装板，所述安装板固接有穿过所述蝶形弹簧和芯套后同所述调节螺母螺纹连接在一起的调节螺杆，所述芯套外连接有橡胶圈，所述橡胶圈外连接有质量圈，所述橡胶圈设有压住蝶形弹簧的锥台形沉孔。

9.根据权利要求8所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述芯套内设有橡胶衬套。

10.根据权利要求8所述的凸底铸造结构的汽车前轴，其特征在于，所述的芯套的外周面设有若干个伸入橡胶圈中的芯套部连接环，所述质量圈的内周面设有若干个伸入所述橡胶圈中的质量圈部连接环。