CN105008155A - 具体用于机动车辆的悬挂组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆的悬挂组件(4)，所述悬挂组件包括：主弹簧(16)，其在所述组件(4)的第一与第二端部(20、24)之间延伸；主减震器(40)，其与所述主弹簧(16)并联，所述主弹簧(16)通过预加载装置而被预加载，所述预加载装置在按压使所述弹簧(16)压缩的同时在所述弹簧上施加静息长度(Lo)，即，在所述组件(4)的第一和/或第二端部(20、24)上除了由所述预加载装置产生的预负荷以外没有其他外部负荷时，所述弹簧(16)呈现的长度，其中，所述第一和第二端部(20、24)分别运动地连接至所述机动车辆的第一和第二质量(28、32)。至少一个动力学机构(44)放置在所述第一和第二端部(20、24)中的至少一个与相应的悬挂/非悬挂质量(28、32)之间，该动力学机构与所述主弹簧(16)串联，这允许在与该动力学机构所连接的端部(20、24)与相应的相邻的悬挂/非悬挂质量(28、32)之间具有补充行程(S)，所述补充行程(S)增大在由所述主弹簧(16)的延伸施加的所述悬挂/非悬挂质量(28、32)之间的距离，以在所述主弹簧(16)延伸到达其静息长度(Lo)之后，提供补充行程(S)。

Description

具体用于机动车辆的悬挂组件
技术领域
本发明涉及一种具体地用于机动车辆的悬挂组件。
背景技术
众所周知，在利用车轮的机动陆地车辆中，一个或多个车轮缺少与地面接触造成驾驶性能和牵引的严重问题。这个现象的原因在于，地形的构造以及车辆的动力。这种现象的已知实例如下：
-四轮车辆(例如，赛车)在高速曲线行驶时，由于车辆的起伏，在曲线的内侧的一个或两个车轮可能与地面失去接触；
-在非平坦地面之上行驶的越野车(例如，拉力赛车)，由于具有对于最大容许车轮行程过深的洞，车轮可能与地面失去接触；
-在斜坡或障碍物之上高速行驶的车辆(例如，赛车)，源自悬挂质量的升降运动可能造成一个或多个车轮与地面失去接触，引起方向性和牵引问题；
-在使用两轮车(例如，竞赛自行车)时，后轮在刹车时可能与地面失去接触，或者前轮在加速时可能与地面失去接触。
在这些情况的大部分中，由于达到悬架的最大延伸而造成与地面失去接触。在很多悬挂系统中，生成弹力的功能归因于单个子系统(具有线性偏移或旋转偏移)，该子系统在其两端连接至悬挂系统的剩余部分以及车辆的悬挂质量。
对于这些车辆，在所述子系统在最大延伸的情况下到达其限制止动位置时，通常发生悬架在最大延伸的状态，从而发生相应的车轮与地面分离的状况。在很多车辆中，所述弹性子系统施加推力(因此，该推力易于使其端部远离彼此移动)，直到该弹性子系统在最大延伸中到达其限制止动位置，但是在接近这个状况的某些解决方案中，由弹性子系统施加的力变成牵引力，从而需要从外面在子系统上施加牵引力，以完全延伸该子系统。在后一种情况下，在接近悬架的最大延伸的状况时，即，在接近车轮与地面分离的状况时，非悬挂质量的重量在子系统上施加这个牵引力，并且了能发生以下情况：在延伸时有效地到达限制止动状况之前，发生车轮与地面的分离，这仅仅是因为非悬挂质量的重量不足以完全延伸弹性子系统。为了所讨论的本发明的目的，最大延伸的状况等于弹簧的所谓的静息长度，即在仅经受预负荷而不经受来源于悬挂质量的重量的情况下，弹簧在自由延伸时所呈现的长度或延伸。换言之，在车轮趋于从地面中抬起时，弹簧不再受来自悬挂质量的重量压缩，而是仅仅受压缩预负荷以及非悬挂质量的重量地自由延伸。因此，弹簧在车辆的分离状况中呈现的长度是由其刚度以及施加在其上的预负荷造成的；这种长度可以定义为静息长度，即，在弹簧除了其可能的预负荷以外的卸载状况中。
发明内容
为了解决上述问题，截止今天，在现有技术中使用了一些解决方案。例如，在现有技术水平中，两种解决方案能够减少上述车轮与地面分离的现象，即，所谓的反向弹簧和所谓的“副簧”。
所谓的“反向弹簧”或“收缩式弹簧”(图1a-1b)，即，在弹性子系统完全延伸时，位于吸振器的主体内部的弹簧被完全压缩：结果，大幅减少了在弹性子系统的完全延伸位置附近的弹力，与主弹簧的力相对，该主弹簧通常即使在弹性子系统的最大延伸的位置中也是预加载的。为了这个目的，参照在图1b中的示意图，显示了弹性子系统的力量偏移图：反向弹簧的效应在于，修改力曲线，以便使其从区段ED进入区段FD(无反向弹簧)。在图1b中的示意图显示了以下状况：通过所安装的反向弹簧的作用，弹性子系统在其平衡位置(图的点0.0，在端部没有力)中时并非位于其最大延伸位置(与点F重合)。
这种解决方案(反向弹簧)大幅减少趋于在接近完全延伸的位置的非常短区段的偏移部分内完全延伸悬架的力，但是从在图1b中的示意图中可以看出，在这样区段内大幅增大了弹性子系统的刚度：在取消了力(从0.0到点F的部分)之后反向弹簧允许进一步延伸的情况下；在具有少量偏移的任何情况下，形成了高牵引力并且能够快速从地面中提起车轮。
“副簧”(或“辅助弹簧”或“柔性弹簧”，图2a-2b)是与弹性子系统的主弹簧串联安装的弹簧，具有远远更低的刚度，以生成双线性型的弹性子系统力偏移图，使得在从其最大延伸位置开始的行程的第一部分中，弹性子系统具有远远更小的刚度。为了这个目的，参照在图2b中的示意图，“副簧”起作用的区段是区段ED。在悬架完全延伸(通常由减振器的完全延伸确定)时，主弹簧安装为在其运动方向具有空隙时，即，容纳在比其自由长度更大的空间内：顾名思义，“副簧”的功能是将主弹簧保持在其座位内，而不让主弹簧猛然运动。
该第二解决方案反而在第一区段内保持非常低的刚度，但是不能与反向弹簧一起使用，并且需要使用具有偏移量大的吸振器，因此，这些吸振器更长并占据更多的空间，从而更重，并且并非总能安装。此外，对于从示意图的点A到点E的整个部分，不能突然降低悬架的力，与反向弹簧的情况一样。
因此，需要解决上面参照现有技术提及的缺点和限制。
由根据权利要求1所述的悬挂组件实现这种目的。
附图说明
从以下本发明优选的以及非限制性的实施方式的描述中，将更加清晰地理解本发明的进一步特征和优点，在附图中：
图1a-1b分别表示根据现有技术的解决方案的具有反向弹簧的悬架的装配图和相关的力偏移示意图；
图2a-2b分别表示根据现有技术的另一解决方案的具有副弹簧的悬架的装配图和相关的力偏移示意图；
图3a、3b到8a、8b示出了根据本发明的悬挂组件的变型，其中，在压缩配置(图“a”)中以及在完全延伸的配置(图“b”)中显示了每个悬挂组件；
图9a、9b到14a、14b示出了在图3a、3b到8a、8b中的悬挂组件的变型，其中，在压缩配置(图“a”)中以及在完全延伸的配置(图“b”)中显示了每个悬挂组件；
图15a-15c示出了与在图3a、3b到8a、8b中显示的构造解决方案相关的力偏移图；
图16a-16c示出了与在图9a、9b到14a、14b中显示的构造解决方案相关的力偏移图；
图17-20示出了根据本发明的悬挂组件的部件的变型。
下面将使用相同的参考数字，表示描述的实施方式共有的元件或元件的部件。
具体实施方式
参照上述示意图，参考数字4总体上表示根据本发明的用于机动车辆的悬挂组件的总体示意图。
为了本发明的目的，必须明确，必须在广泛的意义上理解术语“机动车辆(motorised vehicle)”，其包括具有至少两个车轮(即，前轮和后轮)的任何机动车(motorcycle，摩托车)。因此，这种定义包括具有三个车轮的机动车，例如，两个成对的转向轮位于前轴上，一个驱动轮位于后轴上，这种定义还包括在前轴上具有单个转向轮并且在后轴上具有两个驱动轮的机动车。最后，这种定义还包括所谓的四轮摩托车(quad bike)，其在前轴上具有两个车轮并且在后轴上具有两个车轮。
优选地，术语悬挂组件4要理解为优选地但并非排他地表示后悬架，该后悬架放置在具有一个或多个车轮的后轴或摇臂(swingarm)8与可操作地连接至所述悬架的框架12之间。
框架12可以是一体式或者具有几个部分：通常，框架12的与摇臂8接合的部分支撑供骑车人和/乘客使用的车座。摇臂8通过未显示的至少一个铰链销铰接至机动车的框架12的所述部分。要规定的是，在摇臂8与框架12之间可以通过直接铰接直接连接，或者还可以通过插入联接装置和/或中间子框架来进行连接。
后摇臂8和框架12都可以具有任何形状或尺寸，并且例如，可以是格子型、盒状、压铸型等。
在任何情况下，本发明还适用于前悬架，其中，将悬挂组件放在前车轮与框架的前部分之间；例如，在这种应用中，悬挂组件可以包含在前叉的主柱(stem)中或甚至包含在转向管处，以便相对于所述管或者相对于于机动车辆的前框架的相邻部分缓冲前轮组件。
用于机动车辆的悬挂组件4包括主弹簧16，该主弹簧在所述组件4的第一与第二端部20、24之间延伸，沿着工作轴线X-X弹性地影响所述第一与第二端部。
例如，主弹簧16可以是柱形的和/或锥形的弹簧，具有恒定或可变的节距；此外，该弹簧可以由金属和/或聚合材料制成。主弹簧16可以由适合于在其连接的部件之间施加弹力的任何其他弹性装置构成；因此，主弹簧还可以是气动弹簧和/或液压弹簧。
第一和第二端部20、24分别运动地连接至机动车辆的第一和第二质量28、32。
这种连接可以是直接的，或者根据用于现有技术中的各种解决方案提供用于插入的联接。例如，这种联接用于在延伸时并且在压缩时根据其有效长度修改弹簧的通常线性的运动行为。
例如，通过插入具有彼此平行并且与工作轴线X-X垂直的铰链轴线Y-Y的铰链36，实现这种运动连接。优选地，所述铰链36定向为横向于铰链轴线Y-Y，即，定向成垂直于机动车辆的运动方向。铰链的存在能够允许悬挂组件机械地运转，以在车辆的运动期间适配摇臂和/或前叉的旋转。换言之，摇臂组件用作连接杆，该连接杆悬挂并且缓冲在第一和第二质量28、32之间的相对运动。
第一质量28是由悬挂组件4悬挂的质量，并且第二质量32是非悬挂的质量。
悬挂质量28通常包括机动车辆的车座和框架的一部分，这部分实际上压在悬挂组件上。在骑车人和/或乘客坐在车辆上的情况下，这种额外的质量构成悬挂质量。悬挂质量的定义适用于前悬挂组件的情况以后悬挂组件的情况。
非悬挂质量32通常称为地面质量，这是因为该质量通过车胎将其重量放在地面上；通常，非悬挂质量32包括机动车辆的车轮或包括连接至车轮连接装置/支架的一部分。此外，非悬挂质量32包括摇臂或车轮的支撑前叉以及任何其他附件，例如，直接连接至所述车轮的制动装置。
根据一个实施方式，主弹簧16由预加载装置(未显示)预加载，所述预加载装置以压缩方式影响弹簧16并且同时在该弹簧上施加静息长度Lo，即，在组件的第一和/或第二端部20、24上除了由所述预加载装置造成的预负荷以外没有另外的外部负荷时，由弹簧16呈现的长度。
换言之，悬挂组件4的主弹簧16通过已知的方式由预加载装置以压缩的方式预加载，该预加载装置可以(例如)包括机械环形螺母。在没有另外的外部负荷(例如，源自悬挂和/或非悬挂质量的负荷)时，这种预加载装置在主弹簧16上施加由弹簧所呈现的静息长度Lo。例如，这种静息长度Lo是在仅仅经受预负荷而不经受来源于悬挂和/或非悬挂质量的重力时弹簧呈现的长度。
根据一个实施方式，悬挂组件进一步包括主减震器40，其与所述主弹簧16并联，以便对所述第一与第二端部20、24之间的由主弹簧16引起的和/或对抗产生的相对运动施加一阻尼作用。
因此，主减震器40机械地连接至所述第一和第二端部20、24。
进行并联，表示主弹簧16和主减震器40连接至相同的端部20、24，以便机械地作用在所述端部20、24之间的相同行程和运动速度上。
根据一个实施方式，主减震器40相对于主弹簧16同轴定位，因此，定向成平行于所述工作轴线X-X。
有利地，至少一个动力学机构44放在所述第一和第二端部20、24中的至少一个与相应的悬挂/非悬挂质量28、32之间并且与主弹簧16串联，允许在与该动力学机构所连接的端部20、24与相应的相邻的悬挂/非悬挂质量28、32之间的补充行程S，所述补充行程S增大在由所述主弹簧16的延伸施加的悬挂/非悬挂质量28、32之间的距离。
动力学机构44受到悬挂质量28的负荷的影响，以显示缩回，即，不提供任何补充行程S，直到主弹簧16的长度小于或等于静息长度Lo，并且以在非悬挂质量32的影响下延伸，在主弹簧16延伸到达其静息长度Lo之后，提供补充行程S。
在主弹簧16正好到达其静息长度Lo之前，还可以发生动力学机构44从缩回的状态中进入伸长或延伸的状态中，例如，这是因为存在反向弹簧68或者甚至是因为悬挂/非悬挂质量经受振荡的振动或惯性效应。
显然，在主弹簧16延伸到达其静息长度Lo时，即，在非悬挂质量32趋于与地面分离时，动力学机构44能够自由地并且因此完全地延伸；与动力学机构44的延伸状态允许的公差无关，因此，在主弹簧的长度比静息长度Lo的标称值小大约3％时也可能发生这种情况。
换言之，在悬挂质量和/或任何额外质量(例如，由骑车人和/或乘客造成)压在主弹簧16上时，该主弹簧压缩，呈现比静息长度Lo更小的有效长度。
在这种情况下，动力学机构44缩回至在其闭合的状态；因此，与在由主弹簧16施加的质量之间的作用以及距离相比，不提供任何补充行程。由于悬挂质量的重量的作用造成动力学机构44缩回，该作用完全闭合动力学机构。
在主弹簧16延伸，到达其静息长度Lo时，动力学机构自由地延伸以提供补充行程S。主弹簧16的延伸状态直到到达其静息长度Lo，这发生在地形粗糙造成的跳动或者由于负荷的动传输造成非悬挂质量趋于与地面失去接触时：在这种情况下，主弹簧16仅仅经受其预负荷，因此，可以延伸到达其静息长度Lo。在这种情况下，动力学机构不再被悬挂质量28压平，因此而是自由延伸，以提供能够允许车轮与地面保持接触的补充行程S。
显然，只要车轮的上升小于或等于由动力学机构44提供的补充行程S，就确保这种接触。
仅仅由于与动力学机构运动地连接的非悬挂质量32的推力作用，动力学机构44也延伸。如果动力学机构44施加于第二端24，那么该非悬挂质量32包括(例如)车轮及其支撑件；如果动力学机构44应用于第一端20，那么该非悬挂质量32也包括主弹簧16和主减震器40的质量。
优选地，主弹簧16保证主行程至少等于动力学机构44的补充行程S的2.5倍；具体地，所述主行程由主弹簧16的静息长度Lo与在压缩时在最大容许负荷的状态下产生的主弹簧16的最小长度之间的差值限定。
根据一个实施方式，动力学机构44包括至少一个辅助弹簧48，其在延伸时影响动力学机构44，以便从缩回的配置到达延伸的配置，在主弹簧延伸到达其静息长度Lo之后，所述辅助弹簧48延伸所述动力学机构44。
优选地，主弹簧16的刚度至少是辅助弹簧48的刚度的8倍。
主弹簧的刚度用于表示弹性系统的总体刚度，该系统包括主弹簧16以及可能的反向弹簧68，下面进一步描述。
根据一个实施方式，所述动力学机构44包括至少一个辅助减震器52，该辅助减震器适合于缓冲动力学机构的压缩和延伸运动。
例如，辅助减震器52可以是气动、液压或者甚至摩擦型。
优选地，辅助减震器52主要以压缩的方式影响动力学机构44，以便缓冲所述动力学机构的再闭合行程。换言之，考虑到在动力学机构的延伸时该减震器最小并且在所述动力学机构的压缩时该减震器最大，动力学机构的减震器的动作高度不对称。通过这种方式，一旦所述动力学机构延伸，在非悬挂质量32的提升步骤中，促进动力学机构的延伸，并且还促进支撑抵靠在地面上的车轮。
装有辅助弹簧48和/或辅助减震器52的动力学机构能够具有解决方案的多种实现方式，可将多种类型的机械弹簧用作辅助弹簧48，例如，螺旋牵引弹簧(图18b)、压缩(图17a、b以及c、图18a)或扭力(图18c)弹簧垫圈或气动弹簧(图17d)。所述辅助弹簧48的设置可以趋于使上述动力学机构在其最大延伸位置中或者在其闭合位置中保持一自由度或者在中间位置中保持平衡：
-如果趋于将动力学机构保持在闭合的位置中，通过这种方式选择刚度，在车辆提升使得车轮与地面分离时，使得所述动力学机构44完全或几乎在非悬挂质量32(或相关车轮以及在车轮与所述动力学机构之间连接的悬架的所有元件的质量)的作用下延伸。
-如果替代地趋于将动力学机构44保持在完全延伸或中间位置中，必须通过这种方式选择刚度，在将使该动力学机构进入闭合的位置所需要的力应用于动力学机构中时，使得悬架的主要弹性子系统由实际上可忽略的实体压缩。
可以通过在动力学机构44内沿允许减震器运动的方向的摩擦或者使用实现液压或气动减震器的常用装置实现辅助缓冲。即，使通过移动活塞(图19a、b以及c)分隔并且通过尺寸大幅减小的阀门或通道互连的两个流体室在其运动期间为这种方式，动力学机构促使活塞在上述腔室内部移动，促使流体从一个腔室中循环到另一个腔室。穿过上述阀门或通道的流体经受压力变化，使得这两个腔室的流体的压力差在一个方向施加由于移动活塞产生的推力，从而抵抗活塞运动。
通过这些装置，能够实现单向减震器，即，这些减震器在一个方向提供比在另一个方向远远更多的缓冲(图19c)。在这种情况下，优选地在从动力学机构44的最大延伸位置到闭合位置的方向，提供更大的阻尼，以减少突然重闭合动力学机构44的效果，在车辆重新开始在车轮上加载重量时，该动力学机构用冲击应力启动弹性子系统。
在特定的应用(图20a、b以及c)中，所使用的流体是大气空气，并且动力学机构由在弹性子系统的一端上生成的棱柱形力矩构成，该弹性子系统具有由活塞分成两个腔室的柱体的形式，主柱连接至该一端，另一端连接至悬挂系统的剩余部件。在动力学机构延伸时，装置通过止回阀在上部腔室内吸入空气，并且然后在动力学机构朝向闭合位置返回时，通过校准的排出孔排出空气。如果由于腔室或止回阀具有不完美的密封，所以系统渗漏空气，那么甚至可忽略该校准的排出孔。
可以提供在弹性材料内的限制器衬垫，以便在动力学机构44到达其闭合的位置或其最大的延伸时，在金属部件之间不触发任何猛烈冲击，该冲击可以对系统造成损害或者给车辆的驾驶造成不愉快的感觉。
根据一个实施方式，动力学机构44包括棱柱形引导件56，其允许沿着与主弹簧16的工作轴线X-X平行的动力学机构轴线(W-W)进行往复直线运动。
例如，所述棱柱形引导件56包括主柱，该主柱在衬套60内部滑动。
如果提供的话，辅助弹簧48和/或辅助减震器52容纳在所述衬套60内部。
根据进一步的实施方式，动力学机构44包括连接杆64，该连接杆连接相关的端部20、24和悬挂/非悬挂质量28、32。
动力学机构44包括辅助弹簧48，该辅助弹簧具有连接至杆64的一端并连接至相关的悬挂/非悬挂质量28、32的一端，以便在延伸时影响所述动力学机构44，即，打开时。
根据本发明的悬挂组件4还可以包括动力学机构44'、44"，它们串联地放置在每个所述第一和第二端部20、24与相应的悬挂/非悬挂质量(28、32)之间；通过这种方式，每个动力学机构允许在其施加至的端部20、24与相应的相邻的悬挂/非悬挂质量28、32之间具有补充行程S'、S"。具体地，每个动机构44'、44"受到所述悬挂质量28的负荷的影响，以显示缩回，即不提供任何补充行程S'、S"直到所述主弹簧16的长度到达其静息长度Lo，并且以在所述非悬挂质量32的推力下延伸，在所述主弹簧16延伸到达其静息长度Lo之后提供补充行程S'、S"。
根据一个可能的实施方式，预加载装置包括反向弹簧68，以在延伸时影响主弹簧16，即，对抗主弹簧16的弹性作用(图9a到14b)。
如上所述，预加载装置在压缩时影响弹簧16并且同时在该弹簧上施加特定的静息长度Lo。因此，在延伸且预加载时，反向弹簧68不改变主弹簧16的总预负荷，在任何情况下，该总预负荷是压缩的总预负荷。
根据一个可能的实施方式，反向弹簧68容纳在所述主减震器40内部。
现在，描述根据本发明的用于机动车的悬挂组件的功能以及调节。
具体地，在正常使用的情况下，即，在机动车辆具有与地面接触的非悬挂质量时，动力学机构处于闭合位置中。因此，动力学机构不提供超过由主弹簧施加给悬挂和非悬挂的质量的行程或距离的任何补充行程。
例如，在图3a-14a中显示了这种功能状态。如在这些图3a-14a中所示，在悬挂质量的负荷之下，动力学机构始终闭合，不提供任何补充行程S，然而与其静止状态相比主弹簧16至少部分压缩；换言之，主弹簧的长度L小于静息长度Lo。
在这种情况下，动力学机构不影响悬架的运动，从而不影响悬挂组件的刚度和总体阻尼。在这种情况下，因为通常比由预加载装置施加的预负荷更大的悬挂质量的负荷压在这种主弹簧上，主弹簧的长度小于静息长度Lo。
例如，负荷的突然传输(例如，在刹车时)造成后悬挂组件趋于卸载时，从来自悬挂组件的负荷释放的主弹簧趋于延伸，直到到达其静息长度Lo，即，仅所施加的预负荷的长度。在这种情况下，例如，如图3b-14b中所示，非悬挂质量(即，后轮)趋于与地面失去接触，使机动车辆的动态性能进入紧急情况中。
在这些图3b-14b中可以看出，动力学机构4打开，即，在非悬挂质量的负荷之下延伸，即，提供补充行程S，而主弹簧16尽可能远地延伸，以到达其静息状态；换言之，主弹簧的长度等于其静息长度Lo。
在这种情况下，一旦弹簧到达其静息长度Lo，即，一旦弹簧延伸，同时车轮与地面分离(与悬挂质量造成的负荷损失一致)，动力学机构就延伸，允许后轮与地面恢复接触，从而提高机动车辆的动态性能。显然，由于来自始终趋于延伸动力学机构的非悬挂质量的负荷的作用，并且由于可能的辅助弹簧的作用，所以动力学机构延伸。
通过这种方式，负荷的突然传输(例如，在刹车时)或不平的路面造成这种车轮趋于与地面分离时，大幅限制后轮的(例如)缠绕运动(windingmotion)或粘附丧失。因此只要后轮的提升小于或等于由所述动力学机构供应的补充行程，动力学机构就能够确保与地面接触。
在图15和图16中显示的力-偏移图中，还可以看到具有示意图形式的根据本发明的悬挂组件的功能。
例如，图15a-15c示出了根据本发明的悬挂组件的力偏移图，但是没有反向弹簧。
要明确的是，y轴显示了在所述端部20、24以及因此悬挂质量和非悬挂质量28、30之间施加的弹力(没有联接插在所述端部20、24与质量28、30之间，如在现有技术中所使用的)。
x轴显示了主弹簧16的与点0、0对应的与其静息长度Lo相比的偏移。因此，正偏移(相对于示意图)对应于主弹簧16相对于其静息长度Lo的压缩；通过相同的方式，作为示意图的负x轴的负偏移与动力学机构44的加长或延伸对应。
在图上的点A、B、C表示设计参数，即，根据机动车辆的类型预设的值；例如，点A表示车辆的重量造成的负荷状态，即，设计悬挂质量。
在图15b中的示意图显示了悬挂组件4的特性，其中，动力学机构44无任何辅助弹簧(示意图显示了静态条件，因此没有可能的辅助减震器的效应的点)。
可以看出，在主弹簧到达其静息长度Lo(与在x轴上的点0对应)时，没有任何辅助弹簧，使表征的力下降为0。在这种情况下，动力学机构44在非悬挂质量的推力下延伸。
辅助弹簧48的存在略微修改了示意图。例如，在图15a中的示意图显示了图15b的悬挂组件，该组件也包括以牵引的方式作用的辅助弹簧48，即，趋于对抗动力学机构44的延伸。这种条件确定区段G0，沿着该区段弹簧48施加趋于从地面中提升非悬挂质量的力，随着偏移S增大所述力逐渐增大。因此，相应的车轮在地面上接触的力逐渐降低为0。在任何情况下，这种条件比在现有技术的解决方案中突然取消负荷是更优选的，即，这些现有技术的解决方案不使用动力学机构44。相反，在图15c中的示意图显示图15b的悬挂组件，该组件也包括以压缩方式作用的辅助弹簧48，即，趋于促进动力学机构44的延伸。通过一旦到达点0,0，力就不反转方向这一事实可以看出：因此车轮被推动抵靠地面，因为动力学机构趋于抵抗车轮与地面的分离，这种情况确定对悬架的特性具有积极效果的区段E'F。与区段0F对应的行程等于由所述动力学机构提供的补充行程S。
在图16a-16c中的示意图与在图15a-15c中的示意图中相同的功能对应，除了悬挂组件装有反向弹簧68以外。
可以看出，在从原点0,0到点D的区段中可以看出这种反向弹簧68的效应。因为主弹簧趋于延伸到其静息长度Lo，这个区段防止力突然降低。通过这种方式，弹簧的特性具有更大的渐进性，并且抵抗任何负荷的突然传输。图16b的状态没有提供任何辅助弹簧48；图16a提供以牵引方式作用的辅助弹簧48(与在图15a中一样)，并且图16c提供以压缩方式作用的辅助弹簧48(与在图15c中一样)。
所描述的悬挂组件还适用于车辆的前轮。在这种情况下，车轮与地面分离的现象可以(例如)由不平的路面或者(例如)由突然的加速度造成的负荷的突然传输造成。在这两种情况下，只要提升行程不超过由所述动力学机构提供的补充行程，动力学机构就能够确保车轮与地面接触，能够实现车辆的方向性。
从说明书中可以看出，根据本发明的悬架能克服所提出的现有技术的缺点。
具体地，根据本发明的解决方案能够甚至在能量刹车造成的造成的更高负荷传输和/或不平路面造成的车轮跳动的情况下，确保车轮与地面接触。
只要保持在缩回或闭合的状态中，动力学机构就不影响或改变悬架的功能参数；通过这种方式，动力学机构没有侵入性，并且不影响悬架的设计参数。
同时，仅仅在关键情况下，即，例如，在刹车时由负荷侧传输和/或不平路面造成车轮开始跳动时，动力学机构自动地干预悬架的功能。因为车轮与路面恢复接触，使得始终保证车轮的牵引和/或方向性的裕度，动力学机构的干预大幅提高了机动车辆的稳定性。
在任何情况下，在车轮的跳动/分离现象停止时，动力学机构自动返回其闭合位置，以便不干扰悬挂组件的功能参数。
动力学机构具有这种尺寸和重量，这种尺寸和重量与弹簧以及主减震器的尺寸和重量相比实质上是微不足道的。
在车轮与地面可能分离的所有条件下，动力学机构大幅提高机动车辆的稳定性以及安全性。
在选择悬挂组件(即，弹簧和主减震器的)的主要参数时，动力学机构允许具有更大的设计自由度。
实际上，即使不考虑这种弹簧通常必须非常刚性的，在没有动力学机构时由非悬挂质量的负荷造成的主弹簧的延伸也是非常有限的。这个更高的刚度实际上防止了弹簧延长超过其静息长度Lo。
实际上，由于由所述动力学机构提供的补充行程，增加动力学机构实际上使得能够不修改主弹簧的刚度，同时允许恢复车轮的提升行程。
本领域的技术人员可以对上述悬挂组件进行大量修改和变化，以便满足特定的和具体的要求，但同时依然在由所附权利要求限定的本发明的保护范围内。

Claims (19)

1.一种用于机动车辆的悬挂组件(4)，所述悬挂组件包括：
-主弹簧(16)，所述主弹簧在所述悬挂组件(4)的第一与第二端部(20、24)之间延伸，沿着工作轴线(X-X)弹性地影响所述第一与第二端部，
-主减震器(40)，所述主减震器与所述主弹簧(16)并联，以便对所述第一与第二端部(20、24)之间的由所述主弹簧(16)引起的和/或对抗产生的相对运动施加一阻尼作用，
-所述主弹簧(16)被预加载装置预加载，所述预加载装置以压缩的方式影响所述主弹簧(16)并且同时在所述主弹簧上施加一静息长度(Lo)，该静息长度即，在所述悬挂组件(4)的第一和/或第二端部(20、24)上除了由所述预加载装置引起的预负荷以外没有另外的外部负荷时所述主弹簧(16)所呈现的长度，
-其中，所述第一和第二端部(20、24)分别运动地连接至所述机动车辆的第一和第二质量(28、32)，所述第一质量(28)是由所述悬挂组件(4)悬挂的悬挂质量，并且所述第二质量(32)是非悬挂质量，并且所述第二质量包括所述机动车辆的车轮或连接/支撑所述车轮的连接/支撑部分，
其特征在于，
-在所述第一和第二端部(20、24)中的至少一个与相应的悬挂/非悬挂质量(28、32)之间放置至少一个动力学机构(44)，所述动力学机构与所述主弹簧(16)串联，并且所述动力学机构允许在所述动力学机构所附接的端部(20、24)与相邻的相应悬挂/非悬挂质量(28、32)之间具有补充行程(S)，所述补充行程(S)增大在由所述主弹簧(16)的延伸施加的所述悬挂质量与所述非悬挂质量(28、32)之间的距离，
-其中，所述动力学机构(44)受到所述悬挂质量(28)的负荷的影响，以便呈现为缩回，即，不提供任何补充行程，直到所述主弹簧(16)的长度小于或等于所述静息长度(Lo)，并且以便在所述主弹簧(16)延伸到达其静息长度(Lo)之后，在所述非悬挂质量(32)的影响下延伸，从而提供补充行程(S)。
2.根据权利要求1所述的悬挂组件(4)，其中，所述动力学机构(44)包括至少一个辅助弹簧(48)，所述辅助弹簧以延伸的方式影响所述动力学机构(44)，以使所述动力学机构从缩回配置到达延伸配置，从而在所述主弹簧(16)延伸到达其静息长度(Lo)之后，所述辅助弹簧(48)延伸所述动力学机构(44)。
3.根据权利要求1所述的悬挂组件(4)，其中，所述动力学机构(44)包括至少一个辅助弹簧(48)，所述辅助弹簧以牵引的方式影响所述动力学机构(44)，以使所述动力学机构从延伸配置到达缩回配置。
4.根据权利要求1、2或3所述的悬挂组件(4)，其中，所述动力学机构(44)包括至少一个辅助减震器(52)，所述辅助减震器适合于缓冲所述动力学机构(44)的压缩运动和延伸运动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述动力学机构(44)包括棱柱形引导件(56)，所述棱柱形引导件允许沿着与所述主弹簧(16)的所述工作轴线(X-)平行的动力学机构轴线(W-W)进行往复直线运动。
6.根据从属于权利要求2、3或4时的权利要求5所述的悬挂组件(4)，其中，所述棱柱形引导件(56)包括在衬套(60)内滑动的主柱(58)，其中，所述辅助弹簧(48)和/或所述辅助减震器(52)容纳在所述衬套(60)内部。
7.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述动力学机构(44)包括连接杆(64)，所述连接杆连接至施加有所述悬挂/非悬挂质量(28、32)的相应的端部(20、24)。
8.根据权利要求7所述的悬挂组件(4)，其中，所述动力学机构(44)包括辅助弹簧(48)，所述辅助弹簧的一端连接至所述连接杆(64)并且另一端连接至相应的悬挂/非悬挂质量(28、32)，以便以延伸的方式影响所述动力学机构(44)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述预加载装置包括反向弹簧(68)，所述反向弹簧用于以延伸的方式影响所述主弹簧(16)，即，对抗所述主弹簧(16)的弹性作用。
10.根据权利要求9所述的悬挂组件(4)，其中，所述反向弹簧(68)容纳在所述主减震器(40)内部。
11.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述主减震器(40)机械地连接至所述第一和第二端部(20、24)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述主减震器(40)相对于所述主弹簧(16)同轴地定位。
13.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，在所述第一和第二端部(20、24)中的每个端部与相应的悬挂/非悬挂质量(28、32)之间都串联地放置动力学机构(44’、44”)，这些动力学机构允许在应用有这些动力学机构的端部(20、24)与相邻的相应悬挂/非悬挂质量(28、32)之间具有补充行程(S)，每个所述动力学机构(44’、44”)都受到所述悬挂质量(28)的负荷的影响，以便呈现为缩回，即，不提供任何补充行程，直到所述主弹簧(16)的长度小于或等于所述静息长度(Lo)，并且以便在所述主弹簧(16)延伸到达其静息长度(Lo)之后，在所述非悬挂质量(32)的影响下延伸，从而提供补充行程(S)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述第一和第二端部(20、24)分别通过铰链(36)运动地连接至所述机动车辆的所述第一和第二质量(28、32)，这些铰链具有彼此平行的铰链轴线(Y-Y)，并且这些铰链轴线垂直于所述工作轴线(X-X)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述动力学机构(44)包括至少一个辅助弹簧(48)，所述辅助弹簧以延伸的方式影响所述动力学机构(44)，并且其中，所述主弹簧(16)的刚度至少是所述辅助弹簧(48)的刚度的8倍，如果还应用有任何反向弹簧(68)，则应用有该任何反向弹簧时的所述主弹簧的刚度也至少是所述辅助弹簧的刚度的8倍。
16.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述主弹簧(16)确保至少等于所述动力学机构(44)引起的补充行程(S)的2.5倍的主行程，所述主行程由所述主弹簧(16)的所述静息长度(Lo)与所述主弹簧(16)被压缩时在最大容许负荷的情况下所实现的最小长度之间的差值限定。
17.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述动力学机构(44)包括至少一个辅助减震器(52)，所述辅助减震器以压缩的方式影响所述动力学机构(44)，以缓冲所述动力学机构(44)的再次闭合的行程。
18.根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)，其中，所述非悬挂质量(32)包括所述机动车辆的后轮以及支撑所述后轮的叉形件，并且其中，所述悬挂质量(28)包括所述机动车辆的车座的支撑框架，或者所述悬挂质量机械地连接至所述机动车辆的车座的支撑框架。
19.一种机动车辆，所述机动车辆包括根据前述权利要求中任一项所述的悬挂组件(4)。
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