CN106864194B - 用于从动后轮轴的具有瓦特连杆机构的扭转梁 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于车辆的悬架系统。该车辆包括传动轴和一对后轮。后驱动单元可操作地联接在传动轴和该对后轮之间，后驱动单元配置成将转矩从传动轴传递到该对后轮。提供了具有第一拖曳臂和第二拖曳臂的扭转梁结构。每个拖曳臂可操作地联接到该对后轮中的一者。扭转梁结构还包括在拖曳臂之间延伸的弯曲梁构件，弯曲梁构件具有从传动轴偏移设置的中心部分。瓦特连杆机构包括联接到第一拖曳臂的第一连杆和联接到第二拖曳臂的第二连杆。

Description

用于从动后轮轴的具有瓦特连杆机构的扭转梁

技术领域

本发明涉及一种具有扭转梁后轮轴的车辆，更具体地，涉及一种具有由扭转梁后轮轴支承的从动后轮的车辆。

背景技术

车辆，例如汽车和卡车，包括具有与后差速器组件连接的传动轴的传动系。后差速器组件(有时通俗地称为后驱动单元)将转矩从传动轴传递到后轮。后轮通过悬架组件连接到车体。一种类型的悬架被称为扭转梁悬架。

扭转梁后悬架是一种具有位于车辆的每一侧上的通过横梁连接的拖曳臂的悬架。拖曳臂的前部联接到车辆的车体或底盘，而拖曳臂的后部支撑车轮。扭转轮轴的横梁连接两个拖曳臂，并提供横向刚度和侧倾刚度。

由于空间限制，一些后轮驱动车辆使用称为独立悬架的不同类型的悬架。在独立悬架系统中，允许每个后轮独立于相对的车轮运动。在这种布置中，没有与其它部件(例如传动轴)干涉的横梁。通常，独立悬架系统比扭转梁悬架更昂贵且更复杂。然而，在一些应用中，这种悬架是期望的，因为它为其他车辆部件(例如传动系统)提供了额外的空间。

因此，尽管现有的车辆悬架系统适合于其预期目的，但仍需要改进，特别是以降低的成本和复杂性为具有改进的横向刚度和乘坐舒适性的后轮驱动车辆提供悬架系统。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种车辆。该车辆包括传动轴和一对后轮。后驱动单元可操作地联接在传动轴和一对后轮之间，后驱动单元配置成将转矩从传动轴传递到一对后轮。提供了具有第一拖曳臂和第二拖曳臂的扭转梁结构。每个拖曳臂可操作地联接到该对后轮中的一者。扭转梁结构还包括在拖曳臂之间延伸的弯曲梁构件，弯曲梁构件具有与传动轴偏移设置的中心部分。瓦特连杆机构定位成远离后驱动单元与弯曲梁构件相对，瓦特连杆机构具有联接到第一拖曳臂的第一连杆和联接到第二拖曳臂的第二连杆。

在本发明的另一示例性实施例中，提供了一种用于车辆上的非转向车轮的悬架，其中车辆包括车体和发动机。车辆还具有设置在发动机和后驱动单元之间的传动轴。悬架包括配置成安装到车体的第一拖曳臂，第一拖曳臂具有在用于第一非转向车轮的第一安装件的一侧上的第一部分和在第一非转向车轮的另一侧上的第二部分。第二拖曳臂配置成安装到车体，第二拖曳臂具有在用于第二非转向车轮的第二安装件的一侧上的第三部分和在第二非转向车轮的另一侧上的第四部分。梁构件联接在第一部分和第三部分之间，梁构件具有弯曲形状，其中心部分相对于梁构件的端部远离地平面设置，弯曲形状的尺寸设定成为传动轴从发动机延伸到后驱动单元提供空间。提供了瓦特连杆机构，其具有旋转地联接到第二部分的第一连杆和旋转地联接到第四部分的第二连杆。

在本发明的另一示例性实施例中，提供了一种车辆。该车辆包括车体和可操作地联接到车体的发动机。提供了一对后轮。传动轴联接成接收来自发动机的转矩。后驱动单元设置在传动轴和一对后轮之间，后驱动单元配置成将转矩从传动轴传递到一对后轮。扭转梁悬架可操作地联接到车体、该对后轮和后驱动单元。扭转梁悬架具有第一拖曳臂、第二拖曳臂和设置在其间的弯曲梁构件，弯曲梁构件成形为为传动轴联接到后驱动单元提供空间。扭转梁悬架还包括瓦特连杆机构，该瓦特连杆机构具有联接到第一拖曳臂的第一连杆和联接到第二拖曳臂的第二连杆。

从下面结合附图对本发明的详细描述中，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点将显而易见。

附图说明

在以下实施例的详细描述中，仅通过示例的方式，呈现其它特征、优点和细节，详细描述参考附图，附图中：

图1是根据本发明实施例的具有扭转梁悬架的车辆的示意性平面图；

图2是图1的车辆的一部分的透视图；

图3是图2的车辆的一部分的平面图；以及

图4是图2的车辆的一部分的后视图。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

根据本发明的实施例，图1示出了具有前驱动单元64和后驱动单元(RDM)22的车辆20。应当理解，车辆20可以是例如汽车或卡车。车辆20可以包括发动机24，例如汽油或柴油燃料的内燃机。发动机24还可以是例如将内燃机与电动机组合的混合式发动机。

发动机24和驱动单元22、64联接到诸如底盘或车体26的车辆结构。发动机24通过变速器28和传动轴30联接到RDM 22。RDM 22经由轮轴36和轮缘58将输出转矩从传动轴30传递到一对非转向从动车轮34。

在一个实施例中，RDM 22包括壳体42，例如支撑准双曲面齿轮组32的差速器壳体。壳体42通过横向于车辆20的纵向轴线延伸的横向构件40联接到车体26。

现在参考图2-4，并继续参考图1，示出了用于将后从动车轮34联接到车体26的示例性悬架系统38。悬架系统38包括具有第一拖曳臂46和第二拖曳臂48的扭转梁构件44。在示例性实施例中，扭转梁构件44的端部70、72焊接到相应的拖曳臂46、48以形成整体构件。拖曳臂46、48各自包括布置在适于与车轮34和轮轴36联接的安装部分78的任一侧上的第一部分74和第二部分76。在示例性实施例中，扭转梁构件44联接到每个拖曳臂46、48的第一部分74。在一个实施例中，弹簧支撑支架80例如通过焊接联接在扭转梁构件44和第一部分74之间。扭转梁构件44和拖曳臂46、48配合以将车轮34联接到车体26。例如通过本领域已知的弹簧和阻尼构件(未示出)。在一个实施例中，弹簧联接在支架80和车体26之间，而阻尼构件联接在第二部分76和车体26之间。

扭转梁构件44具有弓形或弯曲形状。扭转梁构件44的尺寸和曲率被设定尺寸或配置成产生空间以允许传动轴30或后驱动单元22的一部分安置于其下方。换句话说，端部70、72比中心部分82更接近地面。这允许中心部分82在远离地面的方向上从传动轴30偏移。如本文所使用的，地面或地平面是后轮34搁置或操作所在的表面。应当理解，使用弯曲的扭转梁构件44允许以比在具有独立悬架系统的后轮驱动车辆中另外实现的更低的成本和复杂性使用扭转梁悬架38。

与具有直扭转梁的悬架系统相比，传统的弯曲扭转梁悬架系统具有较低的操纵性能。原因是，在操作期间，悬架系统从车轮34接收通过扭转梁进行反作用的横向力。由于扭转梁的弯曲，横向力的反作用力由高的中心部分82改变到由箭头83指示的位置(图4)。此外，由于弯曲梁的高剪切中心，侧倾转向和侧倾中心也高于具有直扭转梁悬架的。这两个因素都降低了车辆的操纵性能。此外，由于使用更刚性的衬套来补偿减小的横向刚度，因此可能降低车辆乘客的乘坐舒适性。

为了改善横向刚度并降低扭转梁悬架38的侧倾转向和侧倾中心，提供了瓦特连杆50。瓦特连杆机构50包括通过枢轴86安装到横向构件40的摇臂84。摇臂84包括第一部分88和相对的第二部分90(图4)。摇臂84的第一部分88通过第一连杆94联接到第一拖曳臂46的第二部分76的端部92。类似地，摇臂84的第二部分90通过第二连杆98联接到第二拖曳臂48的第二部分76的端部96。应当理解，连杆94、98处的连接是允许连杆94、98，第二部分76和摇臂84之间的相对旋转的旋转连接。这些旋转连接可以包括衬套和本领域已知的其它部件。

在示例性实施例中，摇臂84在与后驱动单元22相对的拖曳臂46、48之间中心地安装到横向构件40。在一个实施例中，枢轴86的旋转轴线在与车辆的水平轴线相同的平面中对准。在一个实施例中，连杆94、98的端部89、91彼此竖直偏移(当从图4的位置观察时)，相对的端部93、95也彼此竖直偏移。如本文所使用的，短语“竖直偏移”是指与车辆停靠或操作的水平面(例如，地平面)处于不同的高度。在一个实施例中，由于这种竖直偏移，连杆94、98的角度(相对于水平面)基本上相等。这种布置允许通过连杆传递到拖曳臂46、48的运动和反作用力也基本上相等。

瓦特连杆机构50抵抗车辆20的后轮和车体之间的横向力。结果，主要横向阻力路径从弯曲的扭转梁构件44的中心(箭头83的位置)降低(相对于地平面)到连杆机构和如箭头100的枢轴86的中心线(图4)。横向刚度增加并且可以使用衬套调整来改善乘坐舒适性。与没有瓦特连杆机构的弯曲扭转梁相比，瓦特连杆机构50还降低了后侧倾转向和侧倾中心。此外，包括摇臂及第一连杆和第二连杆的瓦特连杆机构定位在拖曳臂上的车轮中心的后方，以为后驱动单元提供空间。瓦特连杆机构的向后位置由于来自后轮的横向力而增加了不足转向性能。因此，与典型的独立悬架相比，弯曲的扭转梁构件44和联接到拖曳臂46、48的瓦特连杆机构50的组合在提高后轮驱动车辆的性能同时降低成本、质量和复杂性方面提供了优点。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种改变，并且可以用等同物代替其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入本申请的范围内的所有实施例。

Claims (9)

1.一种车辆，其包括：

一对后轮；

传动轴；

后驱动单元，其可操作地设置在所述传动轴和所述一对后轮之间，所述后驱动单元配置成将转矩从所述传动轴传递到所述一对后轮；

扭转梁结构，其具有第一拖曳臂和第二拖曳臂，所述第一拖曳臂和所述第二拖曳臂中的每一者可操作地联接到所述一对后轮中的一者，所述扭转梁结构还包括在所述第一拖曳臂和所述第二拖曳臂之间延伸的弯曲梁构件，所述弯曲梁构件具有从所述传动轴偏移的中心部分；

车体；

横向构件，其联接在所述后驱动单元和所述车体之间；以及

瓦特连杆机构，其定位成远离所述后驱动单元与所述弯曲梁构件相对，所述瓦特连杆机构具有联接到所述第一拖曳臂的第一连杆和联接到所述第二拖曳臂的第二连杆，其中所述瓦特连杆机构的枢轴轴线与传动轴轴线对准，

其中所述枢轴轴线和所述后驱动单元在竖直方向上布置在弯曲梁构件的底面和车辆位于的表面之间。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述瓦特连杆机构还包括枢转地联接到所述后驱动单元的所述横向构件的摇臂，其中，所述第一连杆联接在所述第一拖曳臂和所述摇臂之间，并且所述第二连杆联接在所述第二拖曳臂和所述摇臂之间。

3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述后驱动单元至少部分地设置在所述横向构件和所述弯曲梁构件之间。

4.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述摇臂联接到与所述后驱动单元相对的所述横向构件。

5.根据权利要求4所述的车辆，其中，所述摇臂居中设置在所述横向构件上。

6.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述摇臂包括第一部分和相对的第二部分，所述第一连杆旋转地联接到所述第一部分，并且所述第二连杆旋转地连接到所述第二部分。

7.一种用于车辆上的非转向车轮的悬架，所述车辆具有车体和发动机，所述车辆还具有设置在所述发动机和后驱动单元之间的传动轴，所述悬架包括：

第一拖曳臂，其配置成安装到所述车体，所述第一拖曳臂具有在用于第一非转向车轮的第一安装件的一侧上的第一部分和在所述第一非转向车轮的与所述第一部分相对的一侧上的第二部分；

第二拖曳臂，其配置成安装到所述车体，所述第二拖曳臂具有在用于第二非转向车轮的第二安装件的一侧上的第三部分和在所述第二非转向车轮的与所述第三部分相对的一侧上的第四部分；

梁构件，其联接在所述第一部分和所述第三部分之间，所述梁构件具有弯曲形状，其中心部分相对于所述梁构件的端部远离地平面设置，所述弯曲形状的尺寸设定成为所述传动轴从所述发动机延伸到所述后驱动单元提供空间；

横向构件，其联接到所述车体并邻近梁构件垂直于第一拖曳臂和第二拖曳臂定位；以及

瓦特连杆机构，其通过枢轴枢转地联接到横向构件，所述枢轴具有与传动轴轴线对准的轴线，所述瓦特连杆机构在与后驱动单元相反的一侧上联接到横向构件，所述瓦特连杆机构具有旋转地联接到所述第二部分的第一连杆和旋转地联接到所述第四部分的第二连杆，

其中所述枢轴和所述后驱动单元在竖直方向上布置在梁构件的底面和车辆位于的表面之间。

8.根据权利要求7所述的悬架，其中，所述瓦特连杆机构包括可操作地联接到所述车体的摇臂，所述摇臂联接到所述第一连杆和所述第二连杆。

9.根据权利要求8所述的悬架，其中，所述瓦特连杆机构设置成从所述梁构件偏移。