CN107310341B - 悬架支撑结构、悬架及汽车 - Google Patents

Abstract

一种悬架支撑结构、悬架及汽车，所述悬架支撑结构包括：第一支撑架，所述第一支撑架为筒状结构；第二支撑架，所述第二支撑架与所述第一支撑架同轴设置，且套设于所述第一支撑架的外围；所述悬架支撑结构还包括：第一弹性构件，所述第一弹性构件由所述第一支撑架沿竖直方向延伸至抵接所述第二支撑架；和/或，所述第一弹性构件由所述第一支撑架沿水平方向延伸至抵接所述第二支撑架。本发明通过调整第一弹性构件的形状，可以十分方便的改变悬架支撑结构在轴向或径向上的刚度，或同时改变悬架支撑结构在轴向和径向上的刚度。

Description

悬架支撑结构、悬架及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种悬架支撑结构、悬架及汽车。

背景技术

汽车悬架，用于连接车轮和车身、车架，并传递作用在车轮和车身、车架之间的力和力扭。汽车悬架包括螺旋弹簧和减振器，可以缓冲由不平坦路面传给车架或车身的冲击力，并减少由此引起的振动，以保证汽车能够平顺地行驶。

汽车悬架包括悬架支撑结构，用于连接汽车悬架和车身，且传递载荷、衰减部分振动与噪声；因此，在设计中，要求悬架支撑结构满足一定的舒适性和操稳性要求，而弹性构件作为悬架支撑结构的重要组成部分，起到了衰减由车身、发动机传递给底盘系统的振动和噪声的作用。

现有技术中，悬架支撑结构中的弹性构件呈V字形布置，且弹性构件与车身之间的接触面积小，因而存在较多缺点：悬架支撑结构在其轴向和径向上的刚度可调性较差；悬架支撑结构的弹性构件承载的剪应力较大，容易引起弹性构件发生蠕变。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种悬架支撑结构、悬架及汽车，当悬架支撑结构的刚度需要改变时，可以方便的通过改变悬架支撑结构内的弹性构件的布置，从而调整悬架支撑结构在其轴向和径向上的刚度。

为解决上述问题，本发明提供一种悬架支撑结构，包括：第一支撑架，所述第一支撑架为筒状结构；第二支撑架，所述第二支撑架与所述第一支撑架同轴设置，且套设于所述第一支撑架的外围；所述悬架支撑结构还包括：第一弹性构件，所述第一弹性构件由所述第一支撑架沿竖直方向延伸至抵接所述第二支撑架；和/或，所述第一弹性构件由所述第一支撑架沿水平方向延伸至抵接所述第二支撑架。

可选的，所述悬架支撑结构还包括第二弹性构件，所述第二弹性构件设置在所述第一支撑架和第二支撑架之间。

可选的，所述悬架支撑结构还包括骨架，所述骨架至少部分埋设在所述第一弹性构件和/或第二弹性构件中，且所述骨架贴近所述第二支撑架的内壁。

可选的，所述骨架为与所述第一支撑架同轴设置的筒状结构。

可选的，所述骨架的外周面的直径沿竖直方向从上向下递增。

可选的，所述骨架下端部在外周面形成有凹槽。

可选的，所述凹槽为若干个，所述凹槽沿所述骨架的周向间隔分布。

可选的，所述凹槽为环绕所述骨架的中轴线的环形凹槽。

本发明还提供一种悬架，包括活塞杆，还包括上述任一项所述的悬架支撑结构，所述活塞杆穿过所述第一支撑架、第二支撑架、第一弹性构件，所述活塞杆固定连接所述悬架支撑结构。

本发明还提供一种汽车，包括上述所述的悬架。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

通过在第一支撑架和第二支撑架之间加入第一弹性构件，并使第一弹性构件由第一支撑架沿竖直方向延伸至抵接第二支撑架；和/或，使第一弹性构件由第一支撑架沿水平方向延伸至抵接第二支撑架；当需要改变悬架支撑结构的刚度时，可以通过调整第一弹性构件的形状，十分方便的改变悬架支撑结构在轴向或径向上的刚度，或同时改变悬架支撑结构在轴向和径向上的刚度。

进一步的，在第一支撑架和第二支撑架之间加入第二弹性构件，在悬架支撑结构中设置骨架，使骨架至少部分埋设在第一弹性构件和/或第二弹性构件中，且使骨架贴近第二支撑架的内壁，骨架起到支撑第二支撑架的作用，并且可以使其周围的弹性构件在第二支撑架承载的车身的压力下不至于发生巨大的变形。

附图说明

图1是本发明具体实施例中悬架支撑结构的结构示意图；

图2是本发明具体实施例中悬架支撑结构的剖面图；

图3是图2所示的第一支撑架的A区域的放大图；

图4是图2所示的骨架的B区域的放大图；

图5是本发明具体实施例中悬架支撑结构与活塞杆的装配示意图；

图6是本发明具体实施例中悬架支撑结构与活塞杆的装配剖面图。

具体实施方式

现有技术中，悬架支撑结构中的弹性构件的布置方式使得悬架支撑结构在其轴向和径向上的刚度可调性较差，不利于在整车设计时，对悬架支撑结构的刚度进行快速、有效的调整。本发明通过对悬架支撑结构中的弹性构件的布置方式进行重新设计，有效的提高了悬架支撑结构在其轴向和径向上的刚度可调性，提高研发效率，满足设计要求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明具体实施例中悬架支撑结构的结构示意图，图2本发明具体实施例中悬架支撑结构的剖面图。如图1、图2所示，悬架支撑结构1，包括第一支撑架11、第二支撑架12和第一弹性构件13(图1中未示出)。其中，第一支撑架11为倒置的碗状结构；第二支撑架12，与第一支撑架11同轴设置且套设在第一支撑架11的外围；第一弹性构件13，设置在第一支撑架11和第二支撑架12之间。

本实施例中，第一支撑架11为由金属材料等刚性材料形成，其底部设有贯通孔。

本实施例中，第二支撑架12为倒置的碗状结构，且由金属材料等刚性材料形成，因而能够更好的起到支撑汽车车身的作用，优选的，第二支撑架12的侧壁与其中心轴线的夹角在30°至60°之间。第二支撑架12的底部也设有贯通孔。

第二支撑架12可以是单独的起支撑作用的支撑构件，此时，第二支撑架12上覆盖车体板，车体板为汽车车身的一部分；第二支撑架12也可以直接形成于车体板，即第二支撑架12本身就是车体板的一部分。

本实施例中，第一弹性构件13包括沿竖直方向的竖直弹性构件131和沿水平方向的水平弹性构件132。其中，竖直弹性构件131主要用于调节悬架支撑结构1在沿其轴向上的刚度，水平弹性构件132主要用于调节悬架支撑结构1在沿其径向上的刚度。

竖直弹性构件131分别抵接第一支撑架11和第二支撑架12，水平弹性构件132也分别抵接第一支撑架11和第二支撑架12。其中，本实施例中的抵接指的是直接抵触连接或通过其它媒介抵触连接，例如图2所示的竖直弹性构件131，其两端分别与第一支撑架11和第二支撑架12相接触连接；而水平弹性构件132，其一端与第一支撑架11相接触连接，另一端通过骨架15与第二支撑架12相连接，而水平弹性构件132本身不与第二支撑架12相接触。

由于本实施例中的第一弹性构件13具有竖直弹性构件131和水平弹性构件132，因而能够缓解路面不平带来的竖直方向上的振动冲击和水平方向上的振动冲击，保证汽车车身的平稳行驶。

第一弹性构件13为硫化橡胶或其他可以起到减震缓冲作用的弹性材料。竖直弹性构件131和水平弹性构件132可以设计为相同的刚度，也可以根据实际情况，设计为不同的刚度。

在其他实施例中，若只希望能够有效的调整悬架支撑结构在沿其轴向上的刚度，则可仅设置竖直弹性构件，不设置水平弹性构件；若只希望能够有效的调整悬架支撑结构在沿其径向上的刚度，则可仅设置水平弹性构件，不设置竖直弹性构件。

本实施例中，悬架支撑结构1还包括第二弹性构件14，设置在第一支撑架11和第二支撑架12之间，其作用在于：加强第一支撑架11和第二支撑架12之间的连接力，防止第一弹性构件13受到过大的剪应力而发生蠕变，造成整个悬架在车辆中位置的上移。

优选的，第二弹性构件14包覆在第一弹性构件13的周围，可以防止第一弹性构件13因暴露在外导致氧化失效，以提高其耐久性能。

第二弹性构件14为硫化橡胶，或与第一弹性构件13相同的弹性材料，或其他可以起到减震缓冲作用的弹性材料。

在其他实施例中，当第一弹性构件已经能够保证其耐久性能，且能够满足悬架支撑结构的刚度设计要求，也可以不设置第二弹性构件。

图3是图2所示的第一支撑架的A区域的放大图，如图3所示，本实施例中，悬架支撑结构1还包括第一弹性构件层110，包覆在第一支撑架11的连接部位。其作用在于：避免第一支撑架11与其连接件之间的刚性接触，并对第一支撑架11和其连接件进行有效的密封。

第一弹性构件层110可以是单独的弹性构件，也可以是第二弹性构件14的一部分。第一弹性构件层110为硫化橡胶，或与第一弹性构件13相同的材料，或其他密封性能良好的弹性材料。

本实施例中，悬架支撑结构1还包括骨架15，骨架15为筒状结构，且由金属材料等刚性材料形成，其底部也设有贯通孔。骨架15设置在第一支撑架11与第二支撑架12之间，埋设在第二弹性构件14中，且贴近第二支撑架12的内壁，其作用在于：支撑第二支撑架12，并可以凝聚分布在骨架15周围的弹性构件，使其周围的弹性构件在第二支撑架12承载的车身的压力下不至于发生巨大的变形。

如图2所示，骨架15包括位于上侧的第一端部151和位于下侧的第二端部152，第一端部151为锥形，且更靠近第二支撑架12，并使得第一端部151的外表面平行于和其相对的第二支撑架12的内表面；其作用在于：使骨架15起到更好的支撑效果。若上述两者不平行，则会造成第一端部151和第二支撑架12在某部分区域上承受过大的力，容易导致第一端部151或第二支撑架12在该区域上发生变形。

由于骨架15和第二支撑架12都是由金属等刚性材料制成，两者相接触会产生碰撞异响；尤其当第二支撑架12为车体板的一部分时，直接影响车内人员的舒适性。因而，骨架15不能与第二支撑架12直接接触。

图4是图2所示的骨架15的B区域的放大图，如图4所示，在第一端部151与第二支撑架12之间设置有第二弹性构件层150，其作用在于：保证第一端部151和第二支撑架12之间不出现可察觉的异响。第二弹性构件层150可以是单独的弹性构件，也可以是第二弹性构件14的一部分。第二弹性构件层150为硫化橡胶，或与第一弹性构件13相同的材料，或其他能够阻隔刚性碰撞的弹性材料。

如图2所示，第二端部152包括竖直段和水平段，并形成凹槽153，第二端部152用于支撑第一端部151，使第一端部151不易发生形变。凹槽153用于支撑骨架15外周面上的弹性构件，防止其因发生巨大形变而破裂；否则会因为第一端部151和第二支撑架12之间的挤压，使骨架15外周面上的弹性构件发生逃遁变形，并在与骨架15端部的接触处发生破裂。

本实施例中，凹槽153为环绕骨架15的中轴线的环形凹槽，在其他实施例中，可以设置多个凹槽，凹槽沿骨架的周向间隔分布。

本实施例中，骨架15埋设在第二弹性构件14中，在其他实施例中，骨架15可以埋设在第一弹性构件13和第二弹性构件14中，或者仅埋设在第一弹性构件13中，或者仅部分的埋设在第一弹性构件13和/或第二弹性构件14中。

本实施例中，悬架支撑结构的刚度的调节原理如下：

第一弹性构件13对悬架支撑结构1在沿其轴向和径向上的刚度具有最为重要的影响。当需要调整悬架支撑结构1在沿其轴向上的刚度时，只需对竖直弹性构件131做出相应的改变。改变竖直弹性构件131的刚度的方法主要有2种：其一是改变竖直弹性构件131的材料，其二是改变竖直弹性构件131的形状。不同的弹性材料具有不同的刚度，因此改变竖直弹性构件131的材料，即可改变其刚度。

如图2所示，改变竖直弹性构件131的形状，具体可以通过改变竖直弹性构件131的长度L₁和厚度H₁。增大L₁或减小H₁，都可以减小竖直弹性构件131的刚度，从而减小悬架支撑结构1在沿其轴向上的刚度；减小L₁或增大H₁，都可以增大竖直弹性构件131的刚度，从而增大悬架支撑结构1在沿其轴向上的刚度。

当需要调整悬架支撑结构1在沿其径向上的刚度时，其一是改变水平弹性构件132的材料，其二是改变水平弹性构件132的形状，具体原理与调整竖直弹性构件131类似，不再赘述。

本实施例中，在实际调整竖直弹性构件131的长度L₁和厚度H₁或水平弹性构件131的长度L₂和厚度H₂时，一般采用如下方法：

如图2所示，假设第一支撑架11的上端面与第二支撑架12的上端面的距离为G，骨架15的竖直段的直径为J，第一支撑架11与第二支撑架12在竖直方向上的投影的厚度为K。

当需要增大竖直弹性构件131的刚度时，可以通过增大其厚度H₁或减小其长度L₁来实现。增大其厚度H₁，可以通过增大投影的厚度K以增大H₁可以达到的最大值；减小其长度L₁，可以通过减小两端面距离G直接减小长度L₁。当需要增大水平弹性构件132的刚度时，同样可以通过增大其厚度H₂或减小其长度L₂来实现。增大其厚度H₂，可以通过减小两端面距离G以增大H₂可以达到的最大值；减小其长度L₂，可以通过减小直径J直接减小长度L₂。

为了能够更加精确的预判和调整悬架支撑结构1在沿其轴向和径向上的刚度，优选的，与竖直弹性构件131的两端相接的平面为水平面，与水平弹性构件132的两端相接的平面为竖直面。

图5是本发明具体实施例中悬架支撑结构与活塞杆的装配示意图，图6是本发明具体实施例中悬架支撑结构与活塞杆的装配剖面图。如图5、图6所示，活塞杆2分别穿过第一支撑架11、第二支撑架12、骨架15的贯通孔，并穿过第一弹性构件13(图5未示出)和第二弹性构件14(图5未示出)，活塞杆2与悬架支撑结构1的第一支撑架11直接固定连接。

本实施例中，活塞杆2包括支撑部21和连接部22，连接部22位于支撑部21上方，且与支撑部21同轴；连接部22的外径小于支撑部21的外径，且其侧壁上设有阳螺纹。

在活塞杆2上固定设置平面轴承3，平面轴承3为筒状结构，其内径略大于连接部22的外径，但小于支撑部21的外径，因而，连接部22能够穿过平面轴承3，使平面轴承3设置在支撑部21的上端面，并通过第一固定螺母4将平面轴承3与活塞杆2固装。

在平面轴承3上设置悬架支撑结构1，且仅第一支撑架11与平面轴承3相接触。第一固定螺母4的侧壁设有环状凸起41，在固定平面轴承3的同时，通过环状凸起41与平面轴承3将第一支撑架11固定。

参考图3，在第一支撑架11的连接部位设置第一弹性构件层110，其原因在于：平面轴承3、第一固定螺母4、环状突起41都为刚性结构，需要保证上述结构与第一支撑架11之间不发生刚性接触，同时又能保证上述结构与第一支撑架11之间的密封性能。因此，平面轴承3、第一固定螺母4通过第一弹性构件层110与第一支撑架12固定连接。

第一固定螺母4与平面轴承3之间为刚性接触，其接触力大于环状突起41与第一支撑架11之间的接触力。

参考图6，第一固定螺母4的上端面设置垫片5，垫片5呈碗状，其底部设置贯通孔，贯通孔可使连接部22穿过。垫片5具有凸缘51，凸缘51设置在第二支撑架12的平坦部的垂直正上方，凸缘51的底部设置保护橡胶52。垫片5通过第一固定螺母4和第二固定螺母6固定连接在连接部22上。

垫片5的作用在于：当第二支撑架12与第一支撑架11在轴向产生相对运动时，防止第二支撑架12与第一支撑架11在轴向上产生过大的距离，保证悬架的可靠性。保护橡胶52的作用在于：防止凸缘51与第二支撑架12发生刚性接触，从而造成损坏。

本实施例中，支撑部21的下端连接悬架中的减振器(图中未示出)，平面轴承3的下端面连接托架(图中未示出)，托架连接悬架中的减震螺旋弹簧(图中未示出)。因而，当来自路面的冲击并不能完全被悬架中的螺旋弹簧和减振器吸收时，活塞杆2与平面轴承3会产生一定的振动，并将振动传递给第一支撑架11，此时，第一弹性构件13、第二弹性构件14便能起到缓解振动冲击的作用，保证第二支撑架12及其所支撑的汽车车身能够平稳的行使。

通常汽车包括悬架，用于连接车轮和车架、车身，并传递作用在车轮和车架、车身之间的力和力扭，缓冲由不平坦路面传给车架、车身的冲击力，并减少由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。悬架支撑结构，用于连接汽车悬架和车身，是汽车悬架中的重要组成部分，起到支撑汽车车身、缓解振动冲击的作用。本发明提供一种悬架，包括以上所述的悬架支撑结构。本发明还提供一种汽车，包括以上所述的悬架。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种悬架，其特征在于，包括悬架支撑结构、活塞杆、平面轴承、第一固定螺母、第二固定螺母和垫片；

所述悬架支撑结构包括：

第一支撑架，所述第一支撑架为筒状结构；

第二支撑架，所述第二支撑架与所述第一支撑架同轴设置，且套设于所述第一支撑架的外围；

第一弹性构件，所述第一弹性构件由所述第一支撑架沿竖直方向延伸至抵接所述第二支撑架；和/或，所述第一弹性构件由所述第一支撑架沿水平方向延伸至抵接所述第二支撑架；

第一弹性构件层，包覆在第一支撑架的连接部位；

第二弹性构件，设置在所述第一支撑架和第二支撑架之间；

所述活塞杆穿过所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第一弹性构件、所述平面轴承、所述垫片，并拧于所述第一固定螺母和所述第二固定螺母；所述第一固定螺母的侧壁设有环状凸起，所述第一支撑架的连接部位固定在所述环状凸起和所述平面轴承之间，所述垫片固定在所述第一固定螺母的上端面和所述第二固定螺母的下端面之间。

2.如权利要求1所述的悬架，其特征在于，所述悬架支撑结构还包括骨架，所述骨架至少部分埋设在所述第一弹性构件和/或第二弹性构件中，且所述骨架贴近所述第二支撑架的内壁。

3.如权利要求2所述的悬架，其特征在于，所述骨架为与所述第一支撑架同轴设置的筒状结构。

4.如权利要求3所述的悬架，其特征在于，所述骨架的外周面的直径沿竖直方向从上向下递增。

5.如权利要求4所述的悬架，其特征在于，所述骨架下端部在外周面形成有凹槽。

6.如权利要求5所述的悬架，其特征在于，所述凹槽为若干个，所述凹槽沿所述骨架的周向间隔分布。

7.如权利要求5所述的悬架，其特征在于，所述凹槽为环绕所述骨架的中轴线的环形凹槽。

8.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的悬架。

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