CN106005007A - 车辆外倾角和前束角的调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆外倾角和前束角的调整装置。包括调整板、驱动机构、外倾角调整机构、前束角调整机构、转向节机构、悬架上摆臂和悬架下摆臂；驱动机构包括依次连接的电磁制动器、电机和减速器。使用时，车辆外倾角和前束角的调整装置通过调整板和法兰盘的固定连接安装在车轮的轮轴内端，悬架上摆臂和悬架下摆臂分别连接着车架；轮轴上安装有制动盘。本发明实现了车轮轴与转向节机构的相对位置可变的同时调整外倾角与前束值的装置；解决了在不同工况下对外倾角和前束角的不同需求；通过驱动机构的电磁制动器制动，制动时无需供电，可以牢固抵抗外力，避免了液压制动油液恶化的问题。本发明可以应用于包括双横臂悬架在内的各种悬架上，用途广泛。

Description

车辆外倾角和前束角的调整装置

技术领域

本发明涉及一种车轮定位参数调整装置，尤其是能够使外倾角和前束角按照其匹配的关系变化。

背景技术

车辆前轮外倾与前束值是前轮定位参数中的两个重要的参数，是影响轮胎磨损、行驶稳定性的重要参数。先有外倾角后有前束角，前束角是为了克服外倾角带来的不良影响而与外倾角合理匹配的设计参数，以保证车辆前轮纯滚动和正常行驶。独立悬架的设计和装车时，如何控制车轮的定位参数在合理的范围内，保证车辆操纵稳定性要求一直是一个重要的研究课题。

目前有技术人员正在试图通过负方向设定车轮外倾角以发挥轮胎的功能从而确保车辆的行驶性能。例如，如果外倾角设定为0，转弯时车体发生侧摆，车轮从地面浮起，从而不能发挥轮胎的抓地力。所以有些车辆通过预先在负方向设定外倾角防止车轮浮起，但是，以往的技术中，如果在负方向上设定外倾角，虽然可以确保行驶性能，却增加了车轮的滚动阻力，从而会浪费车辆行驶所需要的能源。这说明，根据车辆行驶状态的不同，为了达到最大的行驶稳定性和燃油经济性，对车辆的外倾角进行调整的重要性。

车辆在行驶的过程中，车轮的外倾角和前束角会由于车辆载荷以及行驶工况的变化而发生改变，会导致轮胎的异常磨损和行车安全问题。前束值和外倾角的匹配关系也不再适用，因此在车辆行驶过程中需要对外倾角与前束值动态调整。

一种外倾角调整装置，通过电机带动曲轴的方式调整车辆的外倾角，但无法对前束角进行调整。

外倾角可变机构-崛口宗久中，提及了一种能够通过促动器分别对各轮的外倾角和前束角进行控制，但是在通常使用的促动器机构中，为了维持规定的外倾角，始终需要动力，因此存在效率低，燃料消耗率恶化的缺陷。并且，若设置在规定位置停止促动器的动作的停止机构，则另外需要空间，而且还会增加重量。

现有技术存在以下问题：目前，主要通过手动调整外倾角和前束值，或者只能单独调整外倾角或前束角，导致外倾角和前束角的匹配关系被破坏，不能满足车辆行驶过程中的动态需求。此外，现有调整外倾角或是前束值的技术都是通过调整悬架导向机构或转向梯形拉杆，其缺陷是当外倾角不满足车辆操纵稳定需求时，不能通过转向节来调整外倾角和前束值，只能通过调整转向系统横拉杆调整前束值，或在转向节轴上加垫片被动调整外倾角，或是调整独立悬架导向臂长度，仅能调整外倾角，其缺陷是不能满足同时对车辆行驶过程中前束值与外倾角主动调整及自配需要，因而不能满足车辆直行稳定性和减小转向轮异常磨损的需求。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种车辆外倾角和前束角的调整装置。

具体的技术解决方案如下：

车辆外倾角和前束角的调整装置包括调整板6、驱动机构4、外倾角调整机构2、前束角调整机构3、转向节机构5、悬架上摆臂11和悬架下摆臂12；

所述驱动机构4包括依次连接的电磁制动器41、电机42和减速器43，驱动机构4通过转向节机构5设于调整板6的中部；

所述外倾角调整机构2包括外倾角导杆24、外倾角套管25、外倾角曲柄22和外倾角滑块23，外倾角导杆24的两端分别活动连接着调整板6；

所述前束角调整机构3包括前束角导杆34、前束角套管35、前束角曲柄32和前束角滑块33，前束角导杆34的两端分别活动连接着调整板6；

所述外倾角曲柄22的一端和前束角曲柄32的一端分别连接着主动轴21的一端，主动轴21的另一端连接着驱动机构4的减速器41的输出端；

使用时，所述车辆外倾角和前束角的调整装置通过调整板6固定安装在车轮的轮轴内端，所述悬架上摆臂11和悬架下摆臂12分别连接着车身。

进一步限定的技术方案如下：

所述转向节机构5包括U形板，U形板的中部外侧固定连接着柱状的关节轴承53，关节轴承53动配合连接着调整板6的中部；U形板的一侧壁外部连接着上部通环51，另一侧壁外部连接着下部通环52；上部通环51和悬架上摆臂11之间通过上球铰13链接，下部通环52和下摆臂12之间通过下球铰14链接，上球铰13的中心线和下球铰14的中心线在一条直线上，且与主销的轴线同轴，与主销的轴线同轴，所述主销的轴线在铅锤方向有一夹角，为主销内倾角。

所述悬架上摆臂11的中部铰接连接着上部通环51的外侧径向，悬架下摆臂12的中部铰接连接着下部通环52的外侧径向，悬架上摆臂11和悬架下摆臂12分别垂直于所述的直杆状机构。

所述关节轴承53为中部大两端小的腰鼓状。

所述悬架上摆臂11的中部通过球铰链连接着上部通环51的外侧径向，悬架下摆臂12的中部通过球铰链连接着下部通环52的外侧径向。

所述电磁制动器41和电机42之间设有底板44，底板44的一侧面固定连接着转向节机构5的中部，底板44的另一侧面上均布设有两根外倾角支杆45和两根前束角支杆46，两根外倾角支杆45的外端分别连接着外倾角套管25，两根前束角支杆46的外端分别连接着前束角套管35。

所述外倾角调整机构2的外倾角导杆24为半圆弧形杆，所述外倾角套管25套设在外倾角导杆24上；外倾角导杆24的中部设有向外部延伸的外倾角滑槽，外倾角导杆24和外倾角滑槽呈十字杆状；外倾角曲柄22的另一端连接着外倾角滑块23，外倾角滑块23位于外倾角滑槽内；

所述前束角调整机构3的前束角导杆34为半圆弧形杆，所述前束角套管35套设在前束角导杆34上；前束角导杆34的中部设有向外部延伸的前束角滑槽，前束角导杆34和前束角滑槽呈十字杆状；前束角曲柄32的另一端连接着前束角滑块33，前束角滑块33位于前束角滑槽内；所述主动轴21分别与滑槽内的外倾角曲柄22和前束角曲柄32的一端固定连接。

外倾角调整机构2和前束角调整机构3呈十字杆状布置，外倾角调整机构2位于纵向，前束角调整机构3位于横向；外倾角滑槽和前束角滑槽呈十字杆状对应。

所述外倾角导杆24的两端通过销状铰链活动连接着调整板6。

所述前束角导杆34的两端通过滑动球铰链活动连接着调整板6。

所述电磁制动器41为电磁离合式制动器。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.本发明带有角度调整机构的断开式转向节装置，也可称为断开式可调转向节，实现了车轮轴与转向节机构的相对位置可变的同时调整外倾角与前束值的装置；解决了在不同工况下对外倾角和前束角的不同需求。

2.本发明驱动机构的电磁制动器制动为电磁离合式制动器，其特点是当电源意外或有意切断时，都能保持负载，因此制动时无需供电，可以牢固抵抗外力。避免了液压制动油液恶化的问题。

3.本发明可以应用于包括双横臂悬架在内的各种悬架上，用途广泛。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的局部剖视图；

图3为将转向节与悬架取出后的机构图；

图4为驱动部与角度调整机构连接的结构示意图；

图5为外倾角套管和前束角套管装配状态结构示意图；

图6为转向节和双横臂悬架的结构示意图；

图7为单个球面四杆导杆机构原理图；

图8为两个相差90度放置的球面四杆导杆机构图；

图9为主动轴、外倾角曲柄和前束角曲柄的初始位置状态图，

图10为主动轴转动一定角度之后外倾角曲柄和前束角曲柄的位置状态图；

图11为使用状态图；

图12为图11的侧视剖视图。

上图中序号：悬架1、悬架上摆臂11、悬架下摆臂12、上臂铰链13、下臂铰链14；

外倾角调整机构2、主动轴21、外倾角曲柄22、外倾角滑块23、外倾角导杆24、外倾角套管25；

前束角调整机构3、前束角曲柄32、前束角滑块33、前束角导杆34、前束角套管35；

驱动机构4、电磁制动器41、电机42、减速器43、底板44、外倾角支杆45、前束角支杆46；

转向节机构5、上部通环51、下部通环52、关节轴承53；

调整板6、61铰接支座 62滑动铰支座；制动盘71、轮轴72、法兰盘73。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

参见图1，车辆外倾角和前束角的调整装置包括调整板6、驱动机构4、外倾角调整机构2、前束角调整机构3、转向节机构5、悬架上摆臂11和悬架下摆臂12，其中调整板6为十字板。

参见图2，驱动机构4包括依次连接的电磁制动器41、电机42和减速器43，驱动机构4通过转向节机构5安装于调整板6的中部。

参见图6，转向节机构5包括U形板，U形板的中部外侧固定连接着柱状的关节轴承53，关节轴承53为中部大两端小的腰鼓状，动配合连接着调整板6的中部；U形板的一侧壁外部连接着上部通环51，另一侧壁外部连接着下部通环52；上部通环51和悬架上摆臂11之间通过上球铰13链接，下部通环52和下摆臂12之间通过下球铰14链接，上球铰13的中心线和下球铰14的中心线在一条直线上，与主销的轴线同轴，所述主销的轴线在铅锤方向有一夹角，为主销内倾角。

参见图3、图4和图7，外倾角调整机构2包括外倾角导杆24、外倾角套管25、外倾角曲柄22和外倾角滑块23，外倾角导杆24的两端分别通过销状铰链连接着调整板6。外倾角导杆24为半圆弧形杆，外倾角套管25套装在外倾角导杆24上；外倾角导杆24的中部开设有向外部延伸的外倾角滑槽，外倾角导杆24和外倾角滑槽呈十字杆状；外倾角曲柄22的另一端连接着外倾角滑块23，外倾角滑块23位于外倾角滑槽内。

参见图3、图4和图8，前束角调整机构3包括前束角导杆34、前束角套管35、前束角曲柄32和前束角滑块33，前束角导杆34的两端分别通过滑动球铰链连接着调整板6。前束角导杆34为半圆弧形杆，前束角套管35套装在前束角导杆34上；前束角导杆34的中部开设有向外部延伸的前束角滑槽，前束角导杆34和前束角滑槽呈十字杆状；前束角曲柄32的另一端连接着前束角滑块33，前束角滑块33位于前束角滑槽内。

外倾角调整机构2和前束角调整机构3呈十字杆状布置，外倾角调整机构2位于纵向，前束角调整机构3位于横向；外倾角滑槽和前束角滑槽呈十字杆状对应。

参见图8和图9，主动轴21的一端分别与外倾角曲柄22的一端和前束角曲柄32的一端固定连接，主动轴21的另一端连接着驱动机构4的减速器41的输出端。

参见图4和图5，电磁制动器41和电机42之间设有底板44，底板44的一侧面固定连接着转向节机构5中部的U形板开口处，底板44的另一侧面上均布安装有两根外倾角支杆45和两根前束角支杆46，两根外倾角支杆45的外端分别连接着外倾角套管25，两根前束角支杆46的外端分别连接着前束角套管35。

参见图11和图12，使用时，车辆外倾角和前束角的调整装置通过调整板6和法兰盘73的固定连接安装在车轮的轮轴72内端，转向节机构5通过悬架上摆臂11、悬架下摆臂12和汽车的转向节臂固定连接；轮轴72上安装有制动盘71。

当汽车转向时，汽车的转向节臂拉动转向节机构5绕着双横臂悬架的上臂铰链13和下臂铰链14处的连线转动；参见图6，转向节机构5的转动会带动调整盘6的转动，继而带动车轮的转动，达到转向的效果。同时通过底板44安装在转向节5上的驱动机构4也会随转向节机构5转动同样的角度。参见图10，在车轮处于任意的转向角时，由电机42提供动力，带动主动轴21转动，通过曲柄滑块机构带动外倾角导杆24在前束角套管35中运动、前束角导杆34在前束角套管35中运动，达到调整外倾角和前束角的效果。而当调整结束时，驱动机构4的电磁制动器41断电，将主动轴21锁死。防止路面冲击扰动造成车轮定位角度的变化。

Claims (9)

1.车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：包括调整板（6）、驱动机构（4）、外倾角调整机构（2）、前束角调整机构（3）、转向节机构（5）、悬架上摆臂（11）和悬架下摆臂（12）；

所述驱动机构（4）包括依次连接的电磁制动器（41）、电机（42）和减速器（43），驱动机构（4）通过转向节机构（5）设于调整板（6）的中部；

所述外倾角调整机构（2）包括外倾角导杆（24）、外倾角套管（25）、外倾角曲柄（22）和外倾角滑块（23），外倾角导杆（24）的两端分别活动连接着调整板（6）；

所述前束角调整机构（3）包括前束角导杆（34）、前束角套管（35）、前束角曲柄（32）和前束角滑块（33），前束角导杆（34）的两端分别活动连接着调整板（6）；

所述外倾角曲柄（22）的一端和前束角曲柄（32）的一端分别连接着主动轴（21）的一端，主动轴（21）的另一端连接着驱动机构（4）的减速器（41）的输出端；

使用时，所述车辆外倾角和前束角的调整装置通过调整板（6）固定安装在车轮的轮轴内端，所述悬架上摆臂（11）和悬架下摆臂（12）分别连接着车身。

2.根据权利要求1所述的车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：

所述转向节机构（5）包括U形板，U形板的中部外侧固定连接着柱状的关节轴承（53），关节轴承（53）动配合连接着调整板（6）的中部；U形板的一侧壁外部连接着上部通环（51），另一侧壁外部连接着下部通环（52）；上部通环（51）和悬架上摆臂（11）之间通过上球铰（13）链接，下部通环（52）和下摆臂（12）之间通过下球铰（14）链接，上球铰（13）的中心线和下球铰（14）的中心线在一条直线上，且与主销的轴线同轴，所述主销的轴线在铅锤方向有一夹角，为主销内倾角；

所述悬架上摆臂（11）的中部铰接连接着上部通环（51）的外侧径向，悬架下摆臂（12）的中部铰接连接着下部通环（52）的外侧径向，悬架上摆臂（11）和悬架下摆臂（12）分别垂直于所述的直杆状机构。

3.根据权利要求2所述的车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：所述关节轴承（53）为中部大两端小的腰鼓状。

4.根据权利要求2所述的车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：所述悬架上摆臂（11）的中部通过球铰链连接着上部通环（51）的外侧径向，悬架下摆臂（12）的中部通过球铰链连接着下部通环（52）的外侧径向。

5.根据权利要求1所述的车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：所述电磁制动器（41）和电机（42）之间设有底板（44），底板（44）的一侧面固定连接着转向节机构（5）的中部，底板（44）的另一侧面上均布设有两根外倾角支杆（45）和两根前束角支杆（46），两根外倾角支杆（45）的外端分别连接着外倾角套管（25），两根前束角支杆（46）的外端分别连接着前束角套管（35）。

6.根据权利要求1所述的车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：所述外倾角调整机构（2）的外倾角导杆（24）为半圆弧形杆，所述外倾角套管（25）套设在外倾角导杆（24）上；外倾角导杆（24）的中部设有向外部延伸的外倾角滑槽，外倾角导杆（24）和外倾角滑槽呈十字杆状；外倾角曲柄（22）的另一端连接着外倾角滑块（23），外倾角滑块（23）位于外倾角滑槽内；

所述前束角调整机构（3）的前束角导杆（34）为半圆弧形杆，所述前束角套管（35）套设在前束角导杆（34）上；前束角导杆（34）的中部设有向外部延伸的前束角滑槽，前束角导杆（34）和前束角滑槽呈十字杆状；前束角曲柄（32）的另一端连接着前束角滑块（33），前束角滑块（33）位于前束角滑槽内；所述主动轴（21）分别与滑槽内的外倾角曲柄（22）和前束角曲柄（32）的一端固定连接；

外倾角调整机构（2）和前束角调整机构（3）呈十字杆状布置，外倾角调整机构（2）位于纵向，前束角调整机构（3）位于横向；外倾角滑槽和前束角滑槽呈十字杆状对应。

7.根据权利要求1所述的车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：所述外倾角导杆（24）的两端通过销状铰链活动连接着调整板（6）。

8.根据权利要求1所述的车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：所述前束角导杆（34）的两端通过滑动球铰链活动连接着调整板（6）。

9.根据权利要求1所述的车辆外倾角和前束角的调整装置，其特征在于：所述电磁制动器（41）为电磁离合式制动器。