CN106114105A - 一种汽车独立悬架摆臂总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车独立悬架摆臂总成，包括摆臂本体、球销及两个衬套；球销与摆臂本体通过螺栓固定连接；两个衬套与摆臂本体压接配合；摆臂本体上设置有球销安装开档；摆臂本体与球销安装开档相对处设置有前摆臂和后摆臂；前摆臂的横截面为工字形；前摆臂内有S形加强筋；后摆臂的横截面为槽形，大幅增大了后摆臂的强度。本发明在球销的前后两侧分别增加上台肩和下台肩，作用在螺栓上的垂直力及其力矩转移到球销和摆臂上，螺栓的光杆的末端深入摆臂前部开档内，减小在螺栓光杆与螺纹过渡处的应力。在一个摆臂本体上集合了安装螺旋弹簧、球销、前衬套、后衬套、稳定杆连杆的功能，大幅简化结构，减轻摆臂总成的重量。

Description

一种汽车独立悬架摆臂总成

技术领域

本发明属于汽车悬架技术领域，特别是指一种汽车独立悬架摆臂总成。

背景技术

汽车摆臂总成，位于汽车车身与车轮之间，是悬架主要导向杆件，承受启动、制动、转弯时的纵向力及横向力，还能够起到推力杆作用，是决定整车性能的主要部件之一。麦弗逊独立悬架和双横臂独立悬架等独立悬架都有摆臂。

悬架的摆臂本体一般外侧通过球销与轮边的转向节连接，内侧通过衬套与车身或副车架连接，一般摆臂总成都是球销、摆臂本体和衬套组成。

现代摆臂本体结构多采用冲压件，冲压件强度较差，容易产生裂纹和断裂等失效，同时冲压件需要大量冲压模具、检具、冲压和焊接设备，大批量生产时成本较高；现在很多零部件厂家逐步采用铸件、锻件。

锻件的强度非常高，但成本也高，为降低成本，很多厂家在能保证悬架的可靠性时一般不采用锻件。

现在铸件摆臂本体多采用球墨铸铁材料，受到冲击时容易产生脆断，对安全性影响很大，为了保证铸件摆臂本体的可靠性，摆臂本体做得比较粗大，由于铸件质量大，与现在车辆轻量化设计的发展趋势和要求格格不入。

因此，现有技术采用铸钢材料，并对结构进行优化，可使摆臂本体的强度与锻件相当，重量比冲压件还低，这样不仅节约成本、提高强度，而且达到轻量化的目的。

现行摆臂本体总成多由多个冲压件或金加工件焊接而成，如图1所示，摆臂本体总成由底板02(冲压件)、上盖板03(冲压件)、前套筒04(金加工件)、大套筒05(金加工件)焊接而成，然后再用螺栓螺母06固定球销01，形成摆臂本体焊接总成结构。

冲压件摆臂本体强度较差，容易产生裂纹和断裂等失效，需要大量冲压模具、检具、冲压和焊接设备，大批量生产时成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车独立悬架摆臂总成，以解决摆臂本体强度较差，生产成本较高的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种汽车独立悬架摆臂总成，包括摆臂本体、球销及两个衬套；所述球销与所述摆臂本体通过螺栓固定连接；两个所述衬套与所述摆臂本体压接配合；

在所述球销的前侧面的上端和下端以及所述球销的后侧面的上端和下端均各设置有一个凸台；所述球销的前侧面及前侧面的两个凸台组成一个前凹槽结构；所述球销的后侧面及后侧面的两个凸台组成一个后凹槽结构；

所述摆臂本体上设置有球销安装开档；在所述球销开档的前侧边上设置有螺纹孔；在所述球销开档的后侧边上设置有螺栓过孔；

所述螺纹孔近所述球销开档一侧无螺纹，所述螺纹孔的螺纹长度大于与所述螺纹孔配合的螺栓的直径；

所述球销与所述摆臂本体连接时；所述球销开档的前侧边卡入所述前凹槽结构内；所述球销开档的后侧边卡入所述后凹槽结构内；

所述摆臂本体与所述球销安装开档相对处设置有两个延伸部，分别为前摆臂和后摆臂；

在所述前摆臂的端部设置有前衬套安装螺栓过孔；所述前衬套安装螺栓穿过前衬套安装螺栓过孔和前衬套的中心孔将所述前摆臂的端部固定在副车架上；

在所述后摆臂的端部设置有后套筒；所述后套筒的内侧为圆柱面；两个所述衬套从所述后套筒的两端压装于所述后套筒内；

所述前摆臂的横截面为工字形；所述后摆臂的横截面为槽形。

在所述球销开档的前侧边的底部及所述球销开档的后侧边的底部均设置有凹陷部。

在所述摆臂本体上设置有稳定杆连杆安装孔；稳定杆连杆通过所述稳定杆连接安装孔与所述摆臂本体固定连接。

在所述摆臂本体上设置有圆台及围绕圆台的螺旋弹簧安装面；所述圆台及螺旋弹簧安装面组成螺旋弹簧安装座；所述圆台上小下大，不仅不影响螺旋弹簧的上下运动，而且防止螺旋弹簧下端向前后、左右移动；所述螺旋弹簧安装面是一个与螺旋弹簧弹簧下端贴合的270°螺旋升程。

在所述前衬套安装螺栓穿孔外侧面上设置有前套筒工艺台；在所述后套筒上设置有后套筒工艺台。

所述后套筒两端的壁厚大于后套筒中部的壁厚。

在所述前摆臂内设置有二个S形凹槽形成S形加强筋。

在所述后摆臂内设置有三个加强筋；三个所述加强筋均横向设置于所述后摆臂内；侧边和加强筋围成三个从外侧到内侧逐个减小的凹坑。

三个所述加强筋靠近侧边处高，中部低；三个所述加强筋中，中间的加强筋为弧形加强筋。

所述前衬套安装螺栓过孔中心线与所述后套筒的圆柱面中心线相交于圆柱面中心线的中心点。

本发明的有益效果是：

本发明在球销的前后两侧分别增加上台肩和下台肩，台肩分别与与摆臂的球销开档贴合，作用在螺栓上的垂直力及其力矩转移到球销和摆臂上，大幅减小螺栓的受力，充分保证螺栓不会失效，保证螺纹连接的可靠性。

在摆臂的球销开档上设置凹陷部，增加摆臂的螺栓连接的柔性，当螺栓拧紧后，摆臂开档变形，使摆臂的圆台面紧紧地压在球销的安装面上，并产生很大摩擦力，减小或消除球销和摆臂之间产生相对运动，防止异响。

螺栓的光杆的末端深入摆臂前部开档内，并与前部开档处的圆台面保持一定距离b，减小在螺栓光杆与螺纹过渡处的应力。

螺栓的螺纹与摆臂的螺纹配合长度a大于螺栓的公称直径c，保证螺纹连接的可靠性。

在上述技术方案中，本发明提供的下摆臂，所述前衬套安装螺栓过孔中心线与所述后套筒的内侧为圆柱面的中心线相交于后者的中心点,当下摆臂因为车轮上下运动而发生转动时，下摆臂以后衬套为基点与车身发生相对转动，而前衬套由于位于转动轴线上，其需要位移以配合转动的位移量就较小，且其本身与车身柔性连接，具有一定的自由位移量，因此本发明提供的下摆臂就大幅降低了前衬套和后衬套在转动过程中的干涉幅度，从而比较顺畅的通过转动来降低车轮上下运动对自身的影响。

在一个摆臂本体上集合了安装螺旋弹簧、球销、前衬套、后衬套、稳定杆连杆的功能，大幅简化结构，减轻摆臂总成的重量。

下摆臂上的圆台上小下大，不仅不影响螺旋弹簧的上下运动，而且防止螺旋弹簧下端向前后、左右移动；所述螺旋弹簧安装面是一个与螺旋弹簧弹簧下端贴合的270°螺旋升程，在保证螺旋弹簧运动的同时，充分保证螺旋弹簧下端的安装稳定性。

前摆臂内有S形加强筋；后摆臂的横截面为槽形，侧边和加强筋围成三个从外侧到内侧逐个减小的凹坑，大幅增大了后摆臂的强度。

附图说明

图1为现有技术摆臂本体总成示意图；

图2为本发明摆臂总成结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图3的仰视图；

图5为图2的C-C剖视图；

图6为图2的D-D剖视图；

图7为图2的H-H剖视图；

图8为图2的F-F剖视图；

图9为图2的G-G剖视图；

图10为图3的J-J剖视图；

图11为本发明摆臂本体结构示意图；

图12为摆臂本体、球销及衬套安装示意图；

图13为前衬套安装螺栓装配于摆臂本体示意图；

图14为本发明摆臂总成结构安装到整车上从地面往上看的示意图。

附图标记说明

01球销，02底板，03上盖板，04前套筒，05大套筒，06螺栓螺母，1摆臂本体，11球销开档，12稳定杆连杆安装孔，13圆台，14螺旋弹簧安装面，15S形凹槽，16前衬套安装螺栓过孔，17前套筒工艺台，18后套筒，19后套筒工艺台，20工字形截面承载体，21槽形截面承载体，22弧形加强筋，23螺栓过孔，24螺纹孔，2球销，3衬套，4螺旋弹簧，5稳定杆连杆，6前衬套安装螺栓，7前衬套。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本发明提供一种汽车独立悬架摆臂总成，如图2至图14所示，包括摆臂本体1、球销2及多个衬套3；球销2与摆臂本体1通过螺栓固定连接；多个衬套与摆臂本体压接配合。

在本申请中，前侧边是指摆臂总成在装配到车辆后，车辆的车头方向为前端，与车头方向相同的一侧为前侧，相对的一侧为后侧；上端即远离地面的一端，下端为接近地面的一端；在此，上端和下端、前侧和后侧均为相对概念。

在球销2的前侧面的上端和下端以及于的后侧面的上端和下端均各设置有一个凸台；球销的前侧面及前侧面的两个凸台组成一个前凹槽结构；球销的后侧面及后侧面的两个凸台组成一个后凹槽结构。

摆臂本体1上设置有球销开档11；在球销开档11的前侧边上设置有螺纹孔24；在球销开档11的后侧边上设置有螺栓过孔23。

螺纹孔24近球销开档一侧无螺纹；即本申请中的螺纹孔为一段有螺纹，一段无螺纹，且螺纹孔内有螺纹段的长度大于螺栓的直径，保证螺纹连接的可靠性，无螺纹段与螺栓光杆配合，减小螺栓剪切力。

球销2与摆臂本体1连接时；球销开档11的前侧边卡入前凹槽结构内；球销开档的后侧边卡入后凹槽结构内；球销开档、螺栓过孔及螺纹孔及凹槽结构均保证球销安装及装配的可靠性。

摆臂本体1与球销安装开档11相对处设置有两个延伸部，分别为前摆臂和后摆臂。

在所述前摆臂的端部设置有前衬套安装螺栓过孔16；前衬套安装螺栓6穿过前衬套安装螺栓过孔16和前衬套7的中心孔将所述前摆臂的端部固定在副车架上，在制动或启动时承受纵向力的作用，相对一般悬架的推力杆；在前衬套安装螺栓过孔16外侧面上设置有前套筒工艺台17，便于摆臂本体加工时固定和定位。

在后摆臂的端部设置有后套筒18；后套筒18的内侧为圆柱面；两个衬套3分别从后套筒18两端压装于后套筒18内；后套筒两端的壁厚大于后套筒中部的壁厚，防止衬套压入时端部开裂，并增强后套筒的强度，同时减轻重量。在后套筒18上设置有后套筒工艺台19，便于摆臂本体加工时固定和定位。

前摆臂的横截面为工字形，工字形截面承载体20内设置有二个S形凹槽15；工字形截面承载体及两个S形凹槽不仅保证摆臂总成的承载能力和在制动或启动时纵向承载能力，而且具有一定受力变形的柔性和轻量化，这是本申请的关键技术所在。

后摆臂的横截面为槽形；在后摆臂内设置有三个加强筋；三个加强筋均横向设置于后摆臂内。三个加强筋中，中间的加强筋为弧形加强筋22。槽形截面承载体21和弧形加强筋22不仅保证摆臂总成的承载能力，而且具有一定受力变形的柔性，这也是本申请的关键技术方案。

在球销开档的前侧边的底部及球销开档的后侧边的底部均设置有凹陷部。

在摆臂本体1上设置有稳定杆连杆安装孔12；稳定杆连杆5的一端通过稳定杆连接安装孔12与摆臂本体固定连接，稳定杆连杆的另一端与悬架的稳定杆连接在一起，保证车辆的操纵平稳。

在摆臂本体1上设置有圆台13及围绕圆台的螺旋弹簧安装面14；圆台及螺旋弹簧安装面组成螺旋弹簧安装座。螺旋弹簧安装面有螺旋升程与螺旋弹簧端部升程，圆台在螺旋弹簧中，保证螺旋弹簧4安装稳定性。

用两个螺栓将球销装到的摆臂本体上，再将两个衬套从后套筒两端分别压入后套筒内，完成摆臂总成的安装。

用螺栓通过前套筒将摆臂总成固定在车身上，用螺栓通过两个衬套将摆臂总成内侧固定到车身上，用螺母将球销固定到轮边总成上，装上螺旋弹簧和稳定杆连杆，完成本发明的安装。

在球销安装开档和后套筒之间的后摆臂为槽字形截面承载体，在圆台和前套筒之间的前摆臂为工字形截面承载体，采用铸钢材料铸造摆臂本体，增加摆臂总成的强度，提高悬架的承载能力。

使摆臂本体不仅具有安装衬套、球销、螺旋弹簧、稳定杆连杆的功能，而且具有纵向推力杆的功能，使摆臂本体功能齐全，减轻摆臂本体的重量，降低簧下质量，提高悬架的性能。

以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：包括摆臂本体、球销及两个衬套；所述球销与所述摆臂本体通过螺栓固定连接；两个所述衬套与所述摆臂本体压接配合；

在所述球销的前侧面的上端和下端以及所述球销的后侧面的上端和下端均各设置有一个凸台；所述球销的前侧面及前侧面的两个凸台组成一个前凹槽结构；所述球销的后侧面及后侧面的两个凸台组成一个后凹槽结构；

所述摆臂本体上设置有球销安装开档；在所述球销开档的前侧边上设置有螺纹孔；在所述球销开档的后侧边上设置有螺栓过孔；

所述螺纹孔近所述球销开档一侧无螺纹，所述螺纹孔的螺纹长度大于与所述螺纹孔配合的螺栓的直径；

所述球销与所述摆臂本体连接时；所述球销开档的前侧边卡入所述前凹槽结构内；所述球销开档的后侧边卡入所述后凹槽结构内；

所述摆臂本体与所述球销安装开档相对处设置有两个延伸部，分别为前摆臂和后摆臂；

在所述前摆臂的端部设置有前衬套安装螺栓过孔；前衬套安装螺栓穿过前衬套安装螺栓过孔和前衬套的中心孔将所述前摆臂的端部固定在副车架上；

在所述后摆臂的端部设置有后套筒；所述后套筒的内侧为圆柱面；两个所述衬套从所述后套筒的两端压装于所述后套筒内；

所述前摆臂的横截面为工字形；所述后摆臂的横截面为槽形。

2.根据权利要求1所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：在所述球销开档的前侧边的底部及所述球销开档的后侧边的底部均设置有凹陷部。

3.根据权利要求1所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：在所述摆臂本体上设置有稳定杆连杆安装孔；稳定杆连杆通过所述稳定杆连接安装孔与所述摆臂本体固定连接。

4.根据权利要求1所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：在所述摆臂本体上设置有圆台及围绕圆台的螺旋弹簧安装面；所述圆台及螺旋弹簧安装面组成螺旋弹簧安装座；所述圆台上小下大，不仅不影响螺旋弹簧的上下运动，而且防止螺旋弹簧下端向前后、左右移动；所述螺旋弹簧安装面是一个与螺旋弹簧弹簧下端贴合的270°螺旋升程。

5.根据权利要求1所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：在所述前衬套安装螺栓穿孔的外侧面上设置有前套筒工艺台；在所述后套筒上设置有后套筒工艺台。

6.根据权利要求1所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：所述后套筒两端的壁厚大于后套筒中部的壁厚。

7.根据权利要求1所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：在所述前摆臂内设置有二个S形凹槽形成S形加强筋。

8.根据权利要求1所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：在所述后摆臂内设置有三个加强筋；三个所述加强筋均横向设置于所述后摆臂内；侧边和加强筋围成三个从外侧到内侧逐个减小的凹坑。

9.根据权利要求8所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：三个所述加强筋靠近侧边处高，中部低；三个所述加强筋中，中间的加强筋为弧形加强筋。

10.根据权利要求1所述的汽车独立悬架摆臂总成，其特征在于：所述前衬套安装螺栓过孔中心线与所述后套筒的圆柱面中心线相交于圆柱面中心线的中心点。