CN106275078A - 车轮外倾角调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车轮外倾角调节机构，包括后轴节、后上摆臂、偏心螺栓、偏心垫片及螺母，后轴节上设置有连接支耳，连接支耳包括间隔的第一纵壁及第二纵壁，第一纵壁及第二纵壁上分别形成有第一长孔及第二长孔，第一纵壁远离第二纵壁的一侧形成有平行间隔的第一垂直限位边及第二垂直限位边，偏心螺栓包括偏心螺杆及圆盘，圆盘的外边缘与第一垂直限位边及第二垂直限位边接触，第一长孔及第二长孔的长度大于偏心螺杆的中轴线与圆盘的中轴线的距离，所述第一长孔及第二长孔的宽度大于所述偏心螺杆的直径。本发明的车轮外倾角调节机构，无需额外增加导向或限位的部件，降低了实施难度和制造成本。

Description

车轮外倾角调节机构

技术领域

本发明属于汽车多连杆后悬架技术领域，特别是涉及一种车轮外倾角调节机构。

背景技术

多连杆独立悬架具有结构紧凑、占用空间小及非簧载质量低等特点，是目前市场主流的中高级轿车广泛采用的后悬架形式。多连杆悬架的运动特性与车轮定位参数密切相关，通过四轮定位的合理设置和运动变化特性的有效控制，不仅能够获得较好的操纵稳定性和舒适性，而且可以有效提高悬架零部件的耐久性能和轮胎的使用寿命。但由于该类悬架零部件较多且尺寸链复杂，容易造成悬架装配完成后累积公差超过设计要求，难以保证车轮定位参数都满足车辆的使用要求。同时，车辆在行驶一定里程后车轮定位参数也会发生变化，因此，需要在该类悬架中设置四轮定位参数的调节机构以进行车轮外倾角调整和修正。

中国专利申请CN201530416U公开了一种车轮外倾角调节装置，采用增加导向块的方法，通过单侧偏心螺栓实现外倾可调，该结构简单紧凑，但需要额外增加导向块，且可调外倾角范围较小，且无法根据调整范围需求精确设计；并且单侧导向方式，容易导致偏心螺栓力矩衰减。

中国专利申请CN103448500A公开了一种车轮外倾角调节装置，减振器和转向节通过安装支架连接，其转向节上设有穿过安装壁的螺纹孔，通过螺纹孔内沿孔向移动的调节元件调节，所述调节元件可与第一安装壁抵触使减振器倾斜，从而改变减振器的装配角度。该结构简单紧凑，但减振器支架与转向节之间的间隙配合容易导致结构的失效，并导致相关异响等问题产生。不适用于量产阶段的实施。

中国专利申请CN104309688A公开了一种独立悬架车轮调整外倾角和后倾角结构，通过下摆臂与副车架连接的前套筒、后套筒上设置的凸轮轴调节结构，实现外倾角和后倾角可调。但该结构实现机构复杂，且外倾角和后倾角不能独立调节。

CN201530416U公开的车轮外倾角调节装置采用偏心螺栓调节外倾角，其多用于前悬架，对于多连杆后悬架的应用相对较少。同时，需要额外增加零部件以实现导向和限位功能，增加了实施的复杂性和制造成本。另外，现有的偏心螺栓式调节机构，无法可靠保证偏心螺栓的平行导向，容易导致偏心螺栓的失效和力矩衰减。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的车轮外倾角调节机构需要额外增加零部件以实现导向和限位功能，导致实施困难及成本增加的缺陷，提供一种车轮外倾角调节机构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种车轮外倾角调节机构，包括后轴节、后上摆臂、偏心螺栓、偏心垫片及螺母，所述后轴节上设置有连接支耳，所述连接支耳包括间隔的第一纵壁及第二纵壁，所述第一纵壁及第二纵壁上分别形成有第一长孔及第二长孔，所述第一纵壁远离所述第二纵壁的一侧形成有平行间隔的第一垂直限位边及第二垂直限位边，所述偏心螺栓包括偏心螺杆及连接在所述偏心螺杆一端的圆盘，所述偏心螺杆依次穿过所述第一长孔、后上摆臂的一端、第二长孔及偏心垫片并与所述螺母螺纹连接，进而将所述后上摆臂固定在所述后轴节上，所述圆盘的外边缘与所述第一垂直限位边及第二垂直限位边接触，所述第一长孔及第二长孔的长度大于所述偏心螺杆的中轴线与所述圆盘的中轴线的距离，所述第一长孔及第二长孔的宽度大于所述偏心螺杆沿的直径。

进一步地，所述偏心螺栓还包括连接在所述圆盘外侧且与所述偏心螺杆共轴心的螺母头部。旋转螺母头部即可旋转整个偏心螺栓。

进一步地，所述第一长孔及第二长孔的长度方向及宽度方向分别垂直和平行所述第一垂直限位边。

进一步地，所述第一长孔及第二长孔的长度相同，所述第一长孔及第二长孔的两端到所述第一垂直限位边及第二垂直限位边的距离相同。即，第一长孔及第二长孔分别位于所述第一纵壁及第二纵壁宽度方向上的中间位置。

进一步地，所述第一长孔及第二长孔的长度与所述偏心螺杆的直径的差值大于或等于所述偏心螺杆的中轴线与所述圆盘的中轴线的距离的两倍。这样，所述第一长孔及第二长孔的长度能够满足偏心螺杆在第一长孔及第二长孔长度方向的两端之间滑移，即偏心螺杆能够旋转360度。

进一步地，所述第一长孔及第二长孔均为中间长方形且两端呈半圆形的长圆孔。这样，在所述第一长孔及第二长孔的长度与所述偏心螺杆的直径的差值等于或稍大于所述偏心螺杆的中轴线与所述圆盘的中轴线的距离的两倍时，偏心螺杆在滑移至第一长孔及第二长孔的任意一端时，偏心螺杆的外周能与第一长孔及第二长孔的半圆部分表面具有较大的接触面积，使得在该位置，偏心螺杆较为稳固。

进一步地，所述偏心螺杆与所述偏心垫片对应的一端开有限位平缺，所述偏心垫片上设置有与所述偏心螺杆上开设有限位平缺的部分形状相匹配的开孔。这样，偏心垫片与偏心螺杆之间的相对旋转被限制，偏心垫片只能是与偏心螺杆同步旋转，这样，能够保证偏心螺杆沿第一长孔及第二长孔的宽度方向直线滑移。

进一步地，所述偏心垫片呈圆形，且所述偏心垫片的外圆直径与所述圆盘的外圆直径相同。

进一步地，所述圆盘上设置有第一刻度，所述偏心垫片上设置有与所述第一刻度方向一致且规格相同的第二刻度，所述第一刻度具有第一基准刻度线及对称分布在所述第一基准刻度线两侧的多个第一小刻度线，所述第二刻度具有第二基准刻度线及对称分布在所述第二基准刻度线两侧的多个第二小刻度线。这样，便于从两侧都能对偏心角度进行可视化读取和标识。通过偏心螺栓和偏心垫片上的刻度显示，将偏心螺栓旋转的偏心角度可视化控制，实现外倾角的精确调整。并且，通过标定偏心螺栓或偏心垫片上的刻度，能够直观而有效地总装后悬架总成，提高生产和维修效率，工艺可行性高且有利于减低生产成本。

进一步地，所述圆盘的中轴线及所述偏心螺杆的中轴线分别在所述圆盘外侧表面的两个投影点之间的连线与所述第一基准刻度线在同一直线上；所述圆盘的中轴线及所述偏心螺杆的中轴线分别在所述偏心垫片外侧表面的两个投影点之间的连线与所述第二基准刻度线在同一直线上。这样，在所述偏心螺杆与第一垂直限位边或第二垂直限位边距离最近时，第一基准刻度线、第二基准刻度线均垂直指向第一垂直限位边或第二垂直限位边。

根据本发明的车轮外倾角调节机构，通过后轴节新设的连接支耳上的第一长孔及第二长孔的导向作用，以及连接支耳的第一纵臂上设置的第一垂直限位边及第二垂直限位边的限位作用，合理设计偏心螺栓规格尺寸，能够实现后上摆臂与后轴节装配点车辆宽度方向坐标的调整，从而实现车轮外倾角调节，并且可以根据车轮外倾角调整范围需求进行参数化设计，精确控制外倾角可调范围。该车轮外倾角调节机构无需额外增加导向或限位的部件，降低了实施难度和制造成本。并且，采用该车轮外倾角调节机构，在整车生产线和售后维修中，无需对轮胎和悬架系统进行拆卸，即可实现车轮外倾角的调节，能够有效提高后轮定位效率，符合批量生产的需求。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的车轮外倾角调节机构的分解图；

图2是本发明一实施例提供的车轮外倾角调节机构其偏心螺栓的正视图；

图3是本发明一实施例提供的车轮外倾角调节机构其偏心螺栓的侧视图；

图4是本发明一实施例提供的车轮外倾角调节机构应用在多连杆后悬架中的示意图；

图5是图4的侧视图；

图6是图5中偏心螺栓位置的局部视图；

图7是本发明一实施例提供的车轮外倾角调节机构其偏心垫片的正视图；

图8是本发明一实施例提供的车轮外倾角调节机构的调节原理图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、后轴节；11、连接支耳；111、第一纵壁；112、第二纵壁；121、第一长孔；122、第二长孔；131、第一垂直限位边；132、第二垂直限位边；2、后上摆臂；3、偏心螺栓；31、偏心螺杆；32、圆盘；33、限位平缺；34、螺母头部；35、第一刻度；351、第一基准刻度线；352、第一小刻度线；4、偏心垫片；41、第二刻度；411、第二基准刻度线；412、第二小刻度线；42、开孔；5、螺母；6、后下摆臂；7、减振器；8、后前束臂；9、后纵臂。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，本发明一实施例提供的一种车轮外倾角调节机构，包括后轴节1、后上摆臂2、偏心螺栓3、偏心垫片4及螺母5，所述后轴节1上设置有连接支耳11，所述连接支耳11包括间隔的第一纵壁111及第二纵壁112，所述第一纵壁111及第二纵壁112上分别形成有第一长孔121及第二长孔122，所述第一纵壁111远离所述第二纵壁112的一侧形成有平行间隔的第一垂直限位边131及第二垂直限位边132，所述偏心螺栓3包括偏心螺杆31及连接在所述偏心螺杆一端的圆盘32，所述偏心螺杆31依次穿过所述第一长孔121、后上摆臂2的一端、第二长孔122及偏心垫片4并与所述螺母5螺纹连接，进而将所述后上摆臂2固定在所述后轴节1上，所述圆盘32的外边缘与所述第一垂直限位边131及第二垂直限位边132接触，所述第一长孔121及第二长孔122的长度大于所述偏心螺杆31的中轴线与所述圆盘32的中轴线的距离，所述偏心螺杆31的中轴线与所述圆盘32的中轴线的距离即为偏心螺栓3的偏心距，所述第一长孔121及第二长孔122的宽度大于所述偏心螺杆31的直径，以使得所述偏心螺杆31能够沿所述第一长孔121及第二长孔122的长度方向滑移，即所述第一长孔121及第二长孔122的宽度略大于所述偏心螺杆31的宽度。

本实施例中，如图1所示，所述螺母5为六角法兰面螺母，所述六角法兰面螺母的法兰面压紧在所述偏心垫片4的外侧表面。

本实施例中，如图1所示，所述偏心螺栓3还包括连接在所述圆盘32外侧且与所述偏心螺杆31共轴心的螺母头部34。旋转螺母头部34即可旋转整个偏心螺栓。

本实施例中，如图1所示，所述第一长孔121及第二长孔122的长度方向及宽度方向分别垂直和平行所述第一垂直限位边131。优选地，所述第一长孔121及第二长孔122的长度相同，所述第一长孔121及第二长孔122的两端到所述第一垂直限位边131及第二垂直限位边132的距离相同。即，第一长孔121及第二长孔122分别位于所述第一纵壁111及第二纵壁112宽度方向上的中间位置。

本实施例中，优选地，所述第一长孔121及第二长孔122的长度与所述偏心螺杆31的直径的差值大于或等于所述偏心螺杆31的中轴线与所述圆盘32的中轴线的距离的两倍，即表示偏心螺杆31的可滑移的长度为偏心螺栓3的偏心距的两倍以上。这样，所述第一长孔121及第二长孔122的长度能够满足偏心螺杆31在第一长孔121及第二长孔22长度方向的两端之间滑移，即偏心螺杆能够旋转360度。

本实施例中，如图1及图6所示，所述第一长孔121及第二长孔122均为中间长方形且两端呈半圆形的长圆孔。这样，在所述第一长孔121及第二长孔122的长度与所述偏心螺杆31的直径的差值等于或稍大于所述偏心螺杆31的中轴线与所述圆盘32的中轴线的距离的两倍时，偏心螺杆31在滑移至第一长孔121及第二长孔122的任意一端时，偏心螺杆31的外周能与第一长孔121及第二长孔122的半圆部分表面具有较大的接触面积，使得在该位置，偏心螺杆较为稳固。

本实施例中，如图3所示，所述偏心螺杆31与所述偏心垫片4对应的一端开有限位平缺33，所述偏心垫片4上设置有与所述偏心螺杆31上开设有限位平缺33的部分形状相匹配的开孔42。这样，偏心垫片4与偏心螺杆31之间的相对旋转被限制，偏心垫片4只能是与偏心螺杆31同步旋转，这样，能够保证偏心螺杆32沿第一长孔121及第二长孔122的宽度方向直线滑移(平行移动)。

本实施例中，如图1所示，所述偏心垫片4呈圆形，且所述偏心垫片4的外圆直径与所述圆盘32的外圆直径相同。

本实施例中，如图1、图2、图6及图7所示，所述圆盘32上设置有镂空的第一刻度35，所述偏心垫片4上设置有与所述第一刻度35方向一致且规格相同的镂空的第二刻度41，所述第一刻度35具有第一基准刻度线351及对称分布在所述第一基准刻度线351两侧的多个第一小刻度线352，所述第二刻度41具有第二基准刻度线411及对称分布在所述第二基准刻度线411两侧的多个第二小刻度线412。这样，便于从两侧都能对偏心角度进行可视化读取和标识。通过偏心螺栓3和偏心垫片4上的刻度显示，将偏心螺栓3旋转的偏心角度可视化控制，实现外倾角的精确调整。并且，通过标定偏心螺栓3或偏心垫片4上的刻度，能够直观而有效地总装后悬架总成，提高生产和维修效率，工艺可行性高且有利于减低生产成本。

本实施例中，所述第一小刻度线352与所述第一基准刻度线351之间以及相邻两个所述第一小刻度线之间的间隔角度均为10度；所述第二小刻度线412与所述第二基准刻度线411之间以及相邻两个所述第二小刻度线之间的间隔角度均为10度。

本实施例中，如图2及图6所示，所述圆盘32的中轴线及所述偏心螺杆31的中轴线分别在所述圆盘32外侧表面的两个投影点O、M之间的连线与所述第一基准刻度线351在同一直线上；所述圆盘32的中轴线及所述偏心螺杆31的中轴线分别在所述偏心垫片4外侧表面的两个投影点之间的连线与所述第二基准刻度线411在同一直线上。这样，在所述偏心螺杆31与第一垂直限位边131或第二垂直限位边132距离最近时，第一基准刻度线351、第二基准刻度线411均垂直指向第一垂直限位边131或第二垂直限位边141。这样，在调节时，很容易将偏心螺杆31调节至与第一垂直限位边131或第二垂直限位边132距离最近，然后以此为基准，借助第一小刻度线352及第二小刻度线412，能够可视化地调节偏心螺栓3的偏转角度，实现车轮外倾角的可视化调节。

如图4及图5所示，应用此车轮外倾角调节机构的多连杆后悬架包括后轴节1、后上摆臂2、后下摆臂6、减振器7、后前束臂8及后纵臂9。

车轮外倾角是指车轮在安装后，其端面向外倾斜，即车轮所处平面和纵向垂直平面间的夹角。由于车轮是固定安装在后轴节上的，因而，车轮外倾角也是后轴节1与竖直方向的夹角，即图5中的b角。

在图5中，后上摆臂2及后下摆臂6的右端均与车辆的副车架铰接。后上摆臂2及后下摆臂6均通过衬套与后轴节1可拆卸式地固定连接。其中，后上摆臂2一端的衬套内管被连接支耳11夹紧，以此实现后上摆臂2与后轴节1可拆卸式地固定连接。后轴节1下部的衬套内管被下摆臂6一端的连接支耳夹紧，以此实现后下摆臂6与后轴节1可拆卸式地固定连接。

下面，结合图5、图6及图8，说明车轮外倾角b的调节原理。

设偏心螺栓3的偏心距为k(k为图8中线段OM的长度，也即圆盘32的中轴线与偏心螺杆31的中轴线之间的距离)，圆盘的外圆半径为R。

则有，第一垂直限位边131与第一垂直限位边的距离为D＝2R，这样，即保证了偏心螺栓的圆盘32的外边缘与第一垂直限位边131及第二垂直限位边132接触时，圆盘的外圆圆心落在以偏心螺杆中心M(即为偏心螺杆31的中轴线在所述圆盘32外侧表面的投影点)为圆心，偏心距k为半径的圆上，实现了限位功能。

当偏心螺栓3旋转至偏心角度为α时，如图8所示，偏心角度为α为螺栓旋转中心M点到第一垂直限位边131的距离Y可以通过以下公式获得：

Y＝R+kcosα

Y∈(R-k,R+k)；

在调节时，松开后下摆臂6，使得后轴节1能够相对后下摆臂6转动，在此状态下，旋转偏心螺栓3，能够使得后轴节1相对后下摆臂6转动，后上摆臂2绕副车架旋转，偏心螺栓3能够在第一长孔121及第二长孔122中滑动，以此调节偏心螺杆的旋转中心M点到第一垂直限位边131的距离Y，这样，即调节了后轴节1的倾斜角度，实现了车轮外倾角b的调节。

在一具体实施案例中，偏心距k＝5mm，圆盘32的外圆半径R＝17.5mm，当偏心角度α在(-180°，180°)之间变化时，Y向距离的数值在(12.5mm-22.5mm)之间变动，即Y向距离的可调数值为17.5±5mm。与之对应的，第一长孔121及第二长孔122与第一垂直限位边131及第二垂直限位边132的Y向距离为17.5±5mm，实现导向功能。

根据本发明上述实施例的车轮外倾角调节机构，通过后轴节新设的连接支耳上的第一长孔及第二长孔的导向作用，以及连接支耳的第一纵臂上设置的第一垂直限位边及第二垂直限位边的限位作用，合理设计偏心螺栓规格尺寸，能够实现后上摆臂与后轴节装配点车辆宽度方向坐标的调整，从而实现车轮外倾角调节，并且可以根据车轮外倾角调整范围需求进行参数化设计，精确控制外倾角可调范围。该车轮外倾角调节机构无需额外增加导向或限位的部件，降低了实施难度和制造成本。并且，采用该车轮外倾角调节机构，在整车生产线和售后维修中，无需对轮胎和悬架系统进行拆卸，即可实现车轮外倾角的调节，能够有效提高后轮定位效率，符合批量生产的需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车轮外倾角调节机构，其特征在于，包括后轴节、后上摆臂、偏心螺栓、偏心垫片及螺母，所述后轴节上设置有连接支耳，所述连接支耳包括间隔的第一纵壁及第二纵壁，所述第一纵壁及第二纵壁上分别形成有第一长孔及第二长孔，所述第一纵壁远离所述第二纵壁的一侧形成有平行间隔的第一垂直限位边及第二垂直限位边，所述偏心螺栓包括偏心螺杆及连接在所述偏心螺杆一端的圆盘，所述偏心螺杆依次穿过所述第一长孔、后上摆臂的一端、第二长孔及偏心垫片并与所述螺母螺纹连接，进而将所述后上摆臂固定在所述后轴节上，所述圆盘的外边缘与所述第一垂直限位边及第二垂直限位边接触，所述第一长孔及第二长孔的长度大于所述偏心螺杆的中轴线与所述圆盘的中轴线的距离，所述第一长孔及第二长孔的宽度大于所述偏心螺杆的直径。

2.根据权利要求1所述的轮外倾角调节机构，其特征在于，所述偏心螺栓还包括连接在所述圆盘外侧且与所述偏心螺杆共轴心的螺母头部。

3.根据权利要求1所述的车轮外倾角调节机构，其特征在于，所述第一长孔及第二长孔的长度方向及宽度方向分别垂直和平行所述第一垂直限位边。

4.根据权利要求3所述的车轮外倾角调节机构，其特征在于，所述第一长孔及第二长孔的长度相同，所述第一长孔及第二长孔的两端到所述第一垂直限位边及第二垂直限位边的距离相同。

5.根据权利要求4所述的车轮外倾角调节机构，其特征在于，所述第一长孔及第二长孔的长度与所述偏心螺杆的直径的差值大于或等于所述偏心螺杆的中轴线与所述圆盘的中轴线的距离的两倍。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的车轮外倾角调节机构，其特征在于，所述第一长孔及第二长孔均为中间长方形且两端呈半圆形的长圆孔。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的车轮外倾角调节机构，其特征在于，所述偏心螺杆与所述偏心垫片对应的一端开有限位平缺，所述偏心垫片上设置有与所述偏心螺杆上开设有限位平缺的部分形状相匹配的开孔。

8.根据权利要求7所述的车轮外倾角调节机构，其特征在于，所述偏心垫片呈圆形，且所述偏心垫片的外圆直径与所述圆盘的外圆直径相同。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的车轮外倾角调节机构，其特征在于，所述圆盘上设置有第一刻度，所述偏心垫片上设置有与所述第一刻度方向一致且规格相同的第二刻度，所述第一刻度具有第一基准刻度线及对称分布在所述第一基准刻度线两侧的多个第一小刻度线，所述第二刻度具有第二基准刻度线及对称分布在所述第二基准刻度线两侧的多个第二小刻度线。

10.根据权利要求9所述的车轮外倾角调节机构，其特征在于，所述圆盘的中轴线及所述偏心螺杆的中轴线分别在所述圆盘外侧表面的两个投影点之间的连线与所述第一基准刻度线在同一直线上；所述圆盘的中轴线及所述偏心螺杆的中轴线分别在所述偏心垫片外侧表面的两个投影点之间的连线与所述第二基准刻度线在同一直线上。