CN105899382A - 用于机动车辆的悬架组件，用于组件的连接球头节以及相应的安装方法 - Google Patents

用于机动车辆的悬架组件，用于组件的连接球头节以及相应的安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种组件，该组件在车桥横向件的每个末端处包括用于连接至车辆底盘的纵向臂、以及经由两个连接球头节(4，5)安装在该臂上的转向节(1)，这两个连接球头节，即顶部连接球头节和底部连接球头节，限定了转向枢转轴线。这两个球头节(5)之一，即顶部球头节和底部球头节之一，是不对称的、并可安装在两个不同的方向上，以便限定成角偏移的两个单独的转向枢转轴线。

Description

用于机动车辆的悬架组件，用于组件的连接球头节以及相应 的安装方法
本发明涉及用于机动车辆的悬架组件的技术领域。
机动车辆前悬架组件或后悬架组件对应于车辆的完整前悬架系统或后悬架系统。每个悬架组件由一个车桥组成，该车桥包括车身下方横向延伸的横向件以及两个纵向臂，每个纵向臂借助于转向节和主轴来承载车轮。转向节是通过主轴对机械轴承和车轮的旋转部件进行支撑的机械部件。转向节还是当转向起作用时通过横拉杆定向的部件。为了允许对后车轮锁定，通过限定转向枢转轴线的上球头节和下球头节来将各转向节安装在车桥上。转向枢轴通常被给定一个称为后倾角的角度。按照定义，后倾角是在竖直平面中在枢转轴线与垂直于地面的线之间的角度。这个角度对于车辆的转向行为具有重要作用。
后车桥配备有朝向车辆前方延伸的两个纵向臂。通过位于该臂前部的铰接点，将各车桥臂固定至车辆的底盘上。根据车辆的离地间隙，车桥在底盘上的铰接点或多或少地定位在相对于地面的高位上。让我们以配备有后悬架组件的小型轿车为例，转向节被安装在后悬架组件上，以便得到所需的后倾角。如果要以较高的离地间隙将该后悬架组件安装在多用途车辆上，车桥在底盘上的铰接点必须抬高。这将导致不希望的后倾角的改变。因此，不能在没有对车辆的昂贵的改进的情况下在具有不同离地间隙的车辆上使用相同的后悬架组件。
本发明旨在改善这种情况。
为此，本发明涉及一种用于机动车辆的车轮悬架组件，该车轮悬架组件在车桥横向件的每一端处包括用于连接至车辆底盘的纵向臂、以及通过两个连接球头节安装在该臂上的转向节，这两个连接球头节，即上连接球头节和下连接球头节，限定了转向枢转轴线，其特征在于，这两个球头节之一，即上球头节和下球头节之一，是不对称的、并能够被安装在两个不同的方向上，以便限定两个成角偏移的单独的转向枢转轴线。
本发明的悬架组件可以被安装在具有不同离地间隙的两种车辆上，一种离地间隙高、另一种离地间隙低，并且使用根据不对称的球头节的安装方向而产生彼此成角偏移的两个旋转枢转轴线的可能性而得到两个完全相同或相似的后倾角。在两个可能的旋转枢转轴线之间的角向偏移最终允许通过完全补偿或部分补偿离地间隙的改变而导致转向节围绕车轮轴线进行枢转。因此，相同的悬架组件可以用于两种不同类型的车辆，这对于机动车辆制造商的经济性而言是非常重要的。
在一个具体实施例中，该不对称的球头节包括由两个管状部分组成的内部套管，这两个管状部分是同轴的并具有不同的相应长度，并且这两个管状部分位于包含球头节的旋转中心的部分的两侧。
有利的是，该不对称的球头节是下球头节。
还有利的是，将该不对称的球头节安装在固定到该纵向臂上的U形支撑连接叉上。
在一个具体实施例中，分别在悬架组件(其不对称的球头节安装在这两个方向中的一个方向上)被安装在具有第一离地间隙的车辆上的情况下、以及在悬架组件(其不对称的球头节安装在另一个方向上)被安装在具有与第一离地间隙不同的第二离地间隙的另一个车辆上的情况下，对应于不对称的球头节的两个安装方向的两个枢转轴线之间的角向偏移能够产生两个所需的后倾角。
这两个后倾角可以是完全相同的或相似的。
根据本发明的悬架组件可以是后悬架组件。
本发明还涉及一种用于连接至机动车辆底盘的位于转向节与车桥的纵向臂之间的连接球头节，该连接球头节包括两部分，即内部和外部，围绕旋转中心相对于彼此旋转移动，所述球头节具有两个可能的安装方向，其特征在于，该球头节具有不对称性，这种不对称性能够根据该安装方向调整旋转中心的位置。
在一个具体实施例中，其包括由两个管状部分组成的内部套管，这两个管状部分是同轴的并具有不同的相应长度，并且这两个管状部分位于包含球头节的旋转中心的部分的两侧。
最后，本发明涉及一种用于将以上限定的悬架组件安装在具有给定的离地间隙的机动车辆上的方法，其特征在于，根据该车辆的离地间隙来选择不对称的球头节的两个可能的安装方向之一。
参考附图，通过以下根据本发明的用于机动车辆的悬架组件以及连接球头节的具体实施例的说明，将更清楚地理解本发明，在附图中：
-图1A和图1B示出了分别在下球头节的两个安装方向上的该悬架组件的车轮和转向节的来自侧面的视图；
-图2A和图2B示意性地示出了分别用于小型轿车和大型多用途车辆的图1的车轮的转向枢转轴线以及将车轮中心与底盘上的车桥铰接点进行连接的区段；
-图3示意性地示出了图1A和图1B的在两个安装方向上的下球头节；
-图4示出了图1A和图1B的转向节和下球头节的分解视图；
-图5示出了根据本发明的一个具体实施例的悬架组件的总体视图；
-图6示出了图5的悬架组件的转向节之一的来自侧面的视图。
在图5中示出了机动车辆的悬架组件100的总体视图。在此所述的具体实例中，该悬架组件是后悬架组件。本发明还可应用于前悬架组件。
在已知的方式中，后悬架组件100包括车桥横向件101、以及在横向件101的各侧向末端处的纵向臂102R(右手侧)、102L(左手侧)，这些纵向臂延伸至车辆前方、用于连接至车辆的底盘或车身。每个臂102R(右)、102L(左)还被设计用于通过转向节1和主轴2来承载车轮3。为了清楚起见，分别位于车辆的右手侧和左手侧的相应的元件带有相同的参考数字。
左后转向节1在图4中以分解视图被示出、并且在图6中被安装在臂102R上。在已知的方式中，转向节1(右或左)包括：
-用于接纳主轴2的中心开口13，
-用于接纳上球头节4的上臂10，
-用于接纳下球头节5的下臂11，以及
-用于固定横拉杆8的侧臂12。
通过力将主轴2插入中心开口13，转向节1和主轴2被固定并形成一个不能拆卸的组件。在这种情况下，转向节1和主轴2是两个单独的机械部件，例如分别由铸铁和钢制成。作为一种变体，转向节和主轴可以一体地锻造。主轴2被设计成承载机械轴承6和车轮3的中心部件7。
转向节1的上臂10形成了圆柱形贯通开口14，该贯通开口形成了用于接纳上球头节4的外壳。以相似的方式，下臂11形成了圆柱形贯通开口15，该贯通开口形成了用于接纳下球头节5的外壳。圆柱形开口14和15的对称轴线彼此平行并平行于车轮3的平面，并且总体上在图6中的车辆的纵向方向上延伸。在此所述的具体实施例中，两个球头节，即下球头节5和上球头节4，各自通过力被插入转向节1的相应的接纳外壳15、14中。
在已知的方式中，每个球头节4(5)包括相对于彼此旋转移动的内部和外部。更具体地，每个球头节4(5)包括由外部套管41(51)或圈所围绕的内部套管40(50)。内部套管40(50)是具有球形凸出部分(未示出)的圆柱形管。位于球形凸出部分的两侧的两个管部42、43(52、53)在其自由端从外圈41(51)伸出。该球形凸出部分被置于一个例如由金属或塑料制成的内部球形笼中、由外圈41(51)承载、并可在此笼中旋转移动。内部套管40(50)可沿着图4和图5中的三个轴线X、Y和Z、围绕与球形凸出部分的中心对应的旋转中心O(O')、相对于外圈41(51)进行旋转移动。每个球头节4(5)通过支撑销被安装在固定到车桥臂102R上的U形连接叉103(104)上。在这种情况下，通过力插入到转向节2中的球头节4(5)的外圈就位移而言被固定在转向节2上。球头节4(5)的内部套管就位移而言被固定到车桥臂102R上。
上球头节4是对称的，内部套管的两个管状部分42、43的长度相同并且距离球头节的旋转中心是等距离的。与此相反，下球头节5是不对称的：两个套管部分52、53具有各自不同的长度。因此，相对于连接内部套管50的两个自由端的轴向区段的中心，下球头节5的参考号为O’的旋转中心是偏移的。
这两个球头节，即上球头节4和下球头节5，限定了转向节1和由其承载的车轮3的枢转轴线，通常称为包含旋转中心0和0’的“转向枢转轴线”。该转向枢转轴线与垂直于车辆所在地面的线形成了非零的角度。这个角度，称为“后倾角”，在车辆的转向中起到了重要作用。
通过沿着其纵向轴线反转180°，球头节4和5可被安装在两个相反的方向上。
当下球头节5不对称时，其反转允许限定两个单独的转向枢转轴线，参考号为AX1和AX2，以角度θ而成角偏移。在图1A中，下球头节5被安装在第一方向上，并且与上球头节4一起限定枢转轴线AX1。在图1B中，下球头节5被安装在第二方向上，并且与上球头节4一起限定枢转轴线AX2。另外，在图1B中，示出了枢转轴线AX1的位置，用以示出两个轴线AX1和AX2之间的偏移角度θ。参照图1A、图1B和图3，当在第一方向(如图1A所示)上在U形支撑连接叉中安装下球头节5时，其旋转中心O’定位在连接连接叉的两个U形臂区段[CD]的点A处，并且由球头节5的纵向轴线承载。当将球头节5安装在相同的支撑连接叉上或安装在相似的支撑连接叉中时，在与第一方向相反的第二方向上(如图1B所示)，其旋转中心O’被定位在区段[CD]上的与点A不同的点B处。在图3所示的具体实施例中，沿着区段[CD]的点A和点B之间的纵向偏移，即根据球头节5的安装方向的中心O’的两个可能的位置之间的纵向偏移，等于17mm。自然地，这种偏移可具有不同值，例如在1mm与50mm之间。
配备有不对称的球头节5的悬架组件100可以安装在具有不同的离地间隙的两种类型的车辆上，一种称作“大型车”、另一种称作“小型车”，同时得到两个所需的后倾角，具体地是两个完全相同的或相似的后倾角。
让我们以后悬架组件100为例，能够安装在小型轿车上，对应于车辆V1，以及安装在大型多用途车辆上，对应于车辆V2。
当将后悬架组件100安装在车辆V1(小型轿车)上时，车桥臂102R和102L在前部被连接到车辆V1的底盘或车身上，分别位于车桥到车身的两个铰接点处，参考号为PA1，位于相对于地面的高度H1的高度。在图2A中示意性地示出了将车轮中心CR与车桥在车身上的铰接点PA1连接的区段。在这种情况下，在第一方向上安装下球头节5(在这种情况下，在图1A中示出)。在此构型中，两个连接球头节4和5形成了转向枢转轴线AX1，并且这样形成了相对于垂直于地面的线的后倾角α1。
当将这个相同的后悬架组件100安装在车辆V2(大型多用途车辆)上时，车桥臂102R和102L被连接至车辆V2的底盘或车身，分别位于车桥在车身上的两个铰接点处，参考号为PA2，位于相对于地面的高度H2的高度。高度H2显然大于H1。这样引起了转向节1的位置围绕车轮轮轴3、相对于车辆V1(小型轿车)上的转向节1的相应位置而“枢转”。在图2B中示意性地示出了将车轮中心CR与车桥在车身上的铰接点PA2连接的区段[CRPA2]。在这种情况下，在与第一方向相反的第二方向(如图1B所示)上安装下球头节5。在此构型中，球头节4和5形成了转向枢转轴线AX2，该转向枢转轴线形成了相对于垂直于地面的线的后倾角，该后倾角在这种情况下等于角度α1。枢转轴线AX2与枢转轴线AX1之间的角向偏移最终允许通过补偿两种车辆V1(小型轿车)和车辆V2(大型多用途车辆)的各自高度之间的差值而导致转向节2进行枢转。
在图2B中还示出了，假设在大型多用途车辆V2上安装悬架组件100、没有调整球头节5的安装方向(即如图1A所示，在第一方向上安装球头节5)的情况下，对应于转向枢轴的位置的轴线AX3。值得注意的是，后倾角在这种情况下将被调整、并在这个具体案例中是负向调整的。
因此，当在机动车辆上安装悬架组件100时，根据该车辆的离地间隙来选择不对称的球头节5的两个可能的安装方向之一。在此所述的具体实施例中，为小型轿车选择第一安装方向(图1A)，并且为大型多用途车辆选择第二安装方向(图1B)。
在以上所述的示例性实施例中，下球头节的不对称性能够允许在将后悬架组件安装在具有较低离地间隙的车辆上的情况下、以及在将相同的后悬架组件安装在具有较高离地间隙的车辆上的情况下都得到相同的后倾角。作为一种变体，该下球头节的不对称性能够在两个安装方向上得到不同的后倾角。
可以想到用不对称的上连接球头节来代替不对称的下球头节。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的车轮悬架组件，该车轮悬架组件在车桥横向件(101)的每一端处包括用于连接至车辆底盘的纵向臂(102R，102L)、以及通过两个连接球头节安装在该臂(102R，102L)上的转向节(1)，这两个连接球头节，即上连接球头节(4)和下连接球头节(5)，限定了转向枢转轴线(AX1)，其特征在于，这两个球头节之一，即上球头节(4)和下球头节(5)之一，是不对称的、并能够被安装在两个不同的方向上，以便限定两个成角偏移(θ)的单独的转向枢转轴线(AX1，AX2)。
2.如权利要求1所述的悬架组件，其特征在于，该不对称的球头节(5)包括由两个管状部分(52，53)组成的内部套管(51)，这两个管状部分是同轴的、并具有不同的相应长度，并且这两个管状部分位于包含该球头节(5)的旋转中心(O')的部分的两侧。
3.如权利要求1所述的悬架组件，其特征在于，该不对称的球头节是该下球头节(5)。
4.如以上权利要求之一所述的悬架组件，其特征在于，该不对称的球头节(5)被安装在固定到该纵向臂(102L)上的U形支撑连接叉(104)上。
5.如以上权利要求之一所述的悬架组件，其特征在于，分别在该悬架组件的不对称的球头节安装在这两个方向中的一个方向上该悬架组件被安装在具有第一离地间隙的车辆上的情况下、以及在该悬架组件的不对称的球头节安装在另一个方向上该悬架组件被安装在具有与第一离地间隙不同的第二离地间隙的另一个车辆上的情况下，对应于该不对称的球头节(5)的两个安装方向的两个枢转轴线(AX1，AX2)之间的角向偏移(θ)能够产生两个所需的后倾角。
6.如权利要求5所述的悬架组件，其特征在于，这两个所需的后倾角是完全相同的(α1)。
7.如以上权利要求1至6之一所述的悬架组件，其特征在于，该悬架组件能够被安装到机动车辆的后部。
8.一种用于连接至机动车辆底盘的位于转向节(1)与车桥(102L)的纵向臂之间的连接球头节，该连接球头节包括两个部分，即内部(50)和外部(51)，这两个部分围绕旋转中心(O')相对于彼此是旋转移动的，所述球头节具有两个可能的安装方向，其特征在于，所述球头节具有不对称性，这种不对称性能够根据该安装方向调整旋转中心(O')的位置。
9.如权利要求8所述的球头节，其特征在于，该球头节包括由两个管状部分(52，53)组成的内部套管(50)，这两个管状部分是同轴的、并具有不同的相应长度，并且这两个管状部分位于包含该球头节的旋转中心(O')的部分的两侧。
10.一种用于在具有给定离地间隙的机动车辆上安装如权利要求1至7之一所述的悬架组件的方法，其特征在于，根据该车辆的离地间隙来选择该不对称的球头节(5)的两个可能的安装方向之一。
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