CN109094314B - 一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架 - Google Patents

一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架 Download PDF

Info

Publication number
CN109094314B
CN109094314B CN201810693542.XA CN201810693542A CN109094314B CN 109094314 B CN109094314 B CN 109094314B CN 201810693542 A CN201810693542 A CN 201810693542A CN 109094314 B CN109094314 B CN 109094314B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reversing mechanism
push rod
elastic element
shaft
tie point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810693542.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109094314A (zh
Inventor
倪俊
胡纪滨
潘博
赵越
李云霄
田汉青
张雨甜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING ZIVT TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN201810693542.XA priority Critical patent/CN109094314B/zh
Publication of CN109094314A publication Critical patent/CN109094314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109094314B publication Critical patent/CN109094314B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G3/00—Resilient suspensions for a single wheel
    • B60G3/18—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram
    • B60G3/20—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram all arms being rigid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/14—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having helical, spiral or coil springs only
    • B60G11/16—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having helical, spiral or coil springs only characterised by means specially adapted for attaching the spring to axle or sprung part of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2200/00—Indexing codes relating to suspension types
    • B60G2200/40—Indexing codes relating to the wheels in the suspensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/30—In-wheel mountings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/16—Running
    • B60G2800/162—Reducing road induced vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90—System Controller type
    • B60G2800/91—Suspension Control
    • B60G2800/914—Height Control System

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

本发明提供一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架，通过换向机构改变用于提供悬架刚度的弹性元件的安装方位，可将弹性元件置于车体内部或底部，有效节约轮边空间，能够有效解决独立悬架占用轮边空间过大的问题，为车体设计与造型提供便利。本发明所提出的独立悬架包括与轮胎同轴固连的轮边系统、一端与轮边系统铰接的导向机构、与车架相连的弹性元件、推杆以及换向机构；导向机构包括两组横臂，两组横臂的一端均与轮边系统铰接；推杆的一端与其中一组横臂固接，另一端与换向机构固接；另一组横臂的另一端通过转轴与换向机构相连，换向机构能够在推杆的推动下绕转轴转动；弹性元件的一端与换向机构销接，另一端与车架固接。

Description

一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架
技术领域
本发明涉及一种悬架，具体涉及一种带有换向机构的独立悬架，属于车辆设计技术领域。
背景技术
悬架系统是轮式车辆的关键子系统之一，其影响到决定着车辆行驶性能、平顺性能、操纵性能及承载性能。独立悬架一种重要的悬架系统形式，它具有如下优点：两侧车轮可以单独运动互不影响；减小了非簧载质量，有利于汽车的平顺性；采用断开式车桥，可以降低底盘内零部件位置，降低整车质心；车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性。
采用独立悬架虽然会为车辆带来上述优点，但却会增加车辆轮边系统结构的复杂性。同时，传统的独立悬架结构往往将弹性元件固连在导向机构与车架之间，不具备悬架刚度可调节、离地高度可调节的能力，无法使车辆具备多变工况的适应能力，已不能满足目前高性能车辆悬架系统的设计需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架，通过换向机构改变用于提供悬架刚度的弹性元件的安装方位，从而实现悬架刚度调节，并能够节省大量轮边空间。
所述的带有弹性元件及换向机构的独立悬架，包括与轮胎同轴固连的轮边系统、一端与轮边系统铰接的导向机构、与车架相连的弹性元件；还包括：推杆和换向机构；
所述导向机构包括两组横臂，两组横臂的一端均与轮边系统铰接；
所述推杆的一端与其中一组横臂固接，另一端与所述换向机构固接；另一组横臂的另一端通过转轴与所述换向机构相连，所述换向机构能够在所述推杆的推动下绕所述转轴转动；所述弹性元件的一端与所述换向机构销接，另一端与车架固接，当所述换向机构绕所述转轴转动时，所述弹性元件沿其轴向压缩或拉伸。
所述换向机构上设置有一个以上与所述转轴垂直距离不同的、用于和所述推杆相连的连接孔，通过改变所述推杆与所述换向机构的连接位置，改变悬架刚度。
所述推杆为长度可调杆件。
所述换向机构包括：转轴以及旋转换向块，所述旋转换向块上设置有三个呈三角形分布的连接点，分别令为连接点A、连接点B和连接点C；其中所述连接点A和连接点B分别用于连接推杆和弹性元件，所述转轴安装在所述连接点C处的连接孔内。
有益效果：
(1)本发明通过换向机构改变用于提供悬架刚度的弹性元件的安装方位，通过推杆将弹性元件置于车体内部或底部，有效节约轮边空间，能够有效解决独立悬架占用轮边空间过大的问题，为车体设计与造型提供便利。
(2)本发明基于换向机构结构优势，通过改变推杆与换向机构连接点的位置可实现悬架刚度可调节，从而提供车辆驾驶平顺性提升及载重能力，可进行大范围负重，利于车辆在多种环境多种载重下的平稳舒适驾驶。
(3)本发明换向机构采用旋转换向块，减小了换向机构的体积并提升了力传递能力，其将地面不平度输入所导致的振动力传至弹性元件实现减振缓冲作用，避免力传递过程中的冲击，保证良好的驾驶舒适性；
(4)本发明通过推杆长度调节，能够控制空间导向机构几何变化，进而改变车辆离地间隙，提高车辆通过性，进一步扩大了车辆的道路适用范围。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为旋转换向块结构示意图；
图3为本发明机构间运动关系图；
图4为本发明刚度关系计算关系图。
其中：1-轮边系统，2-导向机构，3-换向机构，4-弹性元件，5-推杆，6-转轴，7-推力轴承，8-滚针轴承，9-旋转换向块。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供一种带有弹性元件和换向机构的独立悬架，能够解决传统车辆轮边结构过于复杂，不易于车身、车架造型，且车辆通过性、平顺性不可调节，载重能力范围小等问题。
如图1所示，该独立悬架包括：弹性元件4、推杆5、换向机构3、导向机构2和轮边系统1；其中弹性元件4作为避震器；导向机构2为两组横臂。
换向机构3如图2所示，包括：转轴6、滚针轴承8、推力轴承7以及旋转换向块9，其中旋转换向块9为三角形结构，其三个顶点处各设置一个连接点(分别令为连接点A、连接点B和连接点C)；其中连接点A和连接点B分别用于连接推杆5和弹性元件4，连接点C处的连接孔内通过滚针轴承8和推力轴承7安装有用于和导向机构2相连的转轴6，旋转换向块9能够绕着转轴6的轴线转动,与转轴6同轴连接的滚针轴承8以及设置在连接点C两端面的推力轴承7用于进行旋转运动润滑。
其整体连接关系为：轮边系统1与轮胎同轴固连，导向机构2的两组横臂的一端均与轮边系统1铰接，其中一组横臂的另一端与旋转换向块9上连接点C处的转轴6相连；另一组横臂上焊接有用于和推杆5相连的推杆耳片，推杆5的一端通过推杆耳片与横臂固接，另一端与旋转换向块9上的连接点B通过螺栓固接，弹性元件4的一端与旋转换向块9上的连接点A销接，另一端与车架固接。通过旋转换向块9使得弹性元件4的轴线与轮胎轴线垂直，弹性元件4可水平设置，由此可将弹性元件置于车体内部或底部，有效节约轮边空间，能够有效解决独立悬架占用轮边空间过大的问题，
如图3所示，当车辆行驶时，轮胎发生竖直方向往复运动，与轮边系统1铰接的导向机构2将绕轮胎中心轴进行旋转，实现上下往复跳动；推杆5随导向机构2的往复跳动将沿其轴向进行往复直线运动，进而推动旋转换向块3绕转轴6进行旋转(转轴6上的滚针轴承8以及两端面的推力轴承9进行旋转运动润滑)，旋转换向块3发生旋转运动时，带动弹性元件4进行轴向运动实现压缩与拉伸，实现车辆减震缓冲的效果。
进一步的，旋转换向块3在与推杆5连接端即连接点A处，沿其与连接点C的连线方向并列设置有多个连接孔，每个连接孔对应着不同的悬架刚度，即通过改变推杆5与旋转换向块3的连接位置，能够改变悬架刚度。其具体对应关系计算如下所述：
结合附图4，对于旋转换向块9，在其所在平面内，弹性元件4与旋转换向块9的连接点(即连接点B)距离转轴6的垂直距离为d1，推杆5与旋转换向块9连接点(即连接点A)距离转轴6的垂直距离为d2，根据以转轴6为圆心的圆周旋转运动，其几何关系具有θ1＝θ2，θ1为与弹性元件4的连接端所旋转过的角度，θ2为与推杆5的连接端所旋转过的角度。因此，当θ1和θ2较小时，其转过圆周弧度近似为线段，分别为r1＝d1·θ1,r2＝d2·θ2。根据换向块原理可知，F1·r1＝F2·r2，即可推导出轮胎和悬架受力与弹性元件受力之间关系为：
根据其所在平面几何关系，可得出推杆5受力Ftire与轮胎反弹力F2之间的关系为Ftirecosα＝F2，α为推杆5与轮胎端面之间的夹角；旋转换向块9转过角度较小时，弹性元件所在端近似看为沿其轴线压缩，产生弹力为F1＝k·r1。其中，k为弹性元件刚度值。
对于导向机构2，令其受到轮胎弹力所发生位移为x1，导向机构横向长度为l2，推杆5与导向机构2连接点与导向机构端部之间的距离为l1，由几何关系与相似三角形关系，可知则推杆5垂直方向发生位移为综上，可以得出悬架刚度ksuspension为：
结合上述公式，可以得出弹性元件刚度k与悬架刚度ksuspension之间关系为：
由此可知，通过改变推杆5与旋转换向块3的连接位置即改变推杆5与旋转换向块9连接点(即连接点A)距离转轴6的垂直距离d2，由此便可改变悬架刚度。
进一步的，推杆5采用长度可调杆件，能够控制空间导向机构几何变化，进而改变车辆离地间隙，提高车辆通过性，进一步扩大了车辆使用范围。结合附图3和图4，根据空间几何关系，当缩短推杆5长度，则车体将随其向上发生位移，可将车体离地高度改变；进而车辆对于路面的通过性得到了提高，可适用于多种不同的道路环境。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架，包括与轮胎同轴固连的轮边系统(1)、一端与轮边系统(1)铰接的导向机构(2)、与车架相连的弹性元件(4)；其特征在于，还包括：推杆(5)和换向机构(3)；
所述导向机构(2)包括两组横臂，两组横臂的一端均与轮边系统(1)铰接；
所述推杆(5)的一端与其中一组横臂固接，另一端与所述换向机构(3)固接；另一组横臂的另一端通过转轴(6)与所述换向机构(3)相连，所述换向机构(3)能够在所述推杆(5)的推动下绕所述转轴(6)转动；所述弹性元件(4)的一端与所述换向机构(3)销接，另一端与车架固接，当所述换向机构(3)绕所述转轴(6)转动时，所述弹性元件(4)沿其轴向压缩或拉伸；
所述换向机构(3)上设置有一个以上与所述转轴(6)垂直距离不同的、用于和所述推杆(5)相连的连接孔，通过改变所述推杆(5)与所述换向机构(3)的连接位置，改变悬架刚度；
所述推杆(5)为长度可调杆件；
所述换向机构(3)包括：转轴(6)以及旋转换向块(9)，所述旋转换向块(9)上设置有三个呈三角形分布的连接点，分别令为连接点A、连接点B和连接点C；其中所述连接点A和连接点B分别用于连接推杆(5)和弹性元件(4)，所述转轴(6)安装在所述连接点C处的连接孔内。
2.如权利要求1所述的带有弹性元件及换向机构的独立悬架，其特征在于，所述换向机构(3)还包括：滚针轴承(8)和推力轴承(7)，所述转轴(6)通过滚针轴承(8)安装在所述连接点C处的连接孔内，且在该连接孔两端面分别设置有推力轴承(7)。
CN201810693542.XA 2018-06-29 2018-06-29 一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架 Active CN109094314B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810693542.XA CN109094314B (zh) 2018-06-29 2018-06-29 一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810693542.XA CN109094314B (zh) 2018-06-29 2018-06-29 一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109094314A CN109094314A (zh) 2018-12-28
CN109094314B true CN109094314B (zh) 2019-07-05

Family

ID=64845425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810693542.XA Active CN109094314B (zh) 2018-06-29 2018-06-29 一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109094314B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012110359A1 (de) * 2011-12-12 2013-06-13 Hyundai Motor Co. Aktives Wankstabilisierungssystem
CN103978863A (zh) * 2014-04-22 2014-08-13 湖南易通汽车配件科技发展有限公司 基于无极调节的整车姿态调整机构及汽车底盘
CN107839424A (zh) * 2016-09-20 2018-03-27 同济大学 线控四轮转向和驱动一体化悬架系统
CN207241334U (zh) * 2017-09-14 2018-04-17 智造未来（北京）机器人系统技术有限公司 横向布置的悬挂结构和包含其的机械行走装置底盘

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012110359A1 (de) * 2011-12-12 2013-06-13 Hyundai Motor Co. Aktives Wankstabilisierungssystem
CN103978863A (zh) * 2014-04-22 2014-08-13 湖南易通汽车配件科技发展有限公司 基于无极调节的整车姿态调整机构及汽车底盘
CN107839424A (zh) * 2016-09-20 2018-03-27 同济大学 线控四轮转向和驱动一体化悬架系统
CN207241334U (zh) * 2017-09-14 2018-04-17 智造未来（北京）机器人系统技术有限公司 横向布置的悬挂结构和包含其的机械行走装置底盘

Also Published As

Publication number Publication date
CN109094314A (zh) 2018-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9302559B2 (en) Independent suspension system with self-compensated floating swing arm
CN1655982B (zh) 车辆悬挂系统
CN102627061B (zh) 一种采用滚珠花键副的多连杆直线平移式悬架
CN103121387B (zh) 麦弗逊空气悬架及其装配方法
CN113183706B (zh) 面向全矢量线控汽车的双纵臂式主动悬架系统
KR19980032520A (ko) 전방 서스펜션
CN104149566A (zh) 双横臂独立悬架总成及工程车辆
CN103660829A (zh) 一种麦弗逊式汽车前悬架结构
CN204172982U (zh) 牵引车独立悬挂式转向系统
CN102910045A (zh) 一种整体式滚珠花键副直线平移式悬架
CN101585490B (zh) 起重机摆动式悬架系统
CN204750418U (zh) 一种反向三轮车上的前置两轮机构
CN104191925A (zh) 一种非驱动独立悬架车轴及全地面起重机
CN202703154U (zh) 采用滚珠花键副的多连杆直线平移式悬架
CN102358121A (zh) 一种带有3-rrr伸缩补偿机构的多连杆直线导引独立悬架
CN102358122A (zh) 一种弹性多连杆直线导引独立悬架
CN202169852U (zh) 带有3-rrr伸缩补偿机构的多连杆直线导引独立悬架
CN111216490B (zh) 一种宽度与刚度可调节的车轮结构及车辆
CN109094314B (zh) 一种带有弹性元件及换向机构的独立悬架
CN104924869A (zh) 一种麦弗逊独立悬架总成
CN101905638B (zh) 两车轴联动的悬架系统
CN204701409U (zh) 一种麦弗逊独立悬架总成
CN204109718U (zh) 双横臂独立悬架总成及工程车辆
CN210760117U (zh) 五连杆后悬架及具有该后悬架的车辆结构
CN201214382Y (zh) 一种减震座椅

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200923

Address after: A1-06-190, maker Plaza, 338 Huilongguan East Street, Huilongguan town, Changping District, Beijing 100085

Patentee after: BEIJING ZIVT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 100081 No. 5, Zhongguancun South Street, Haidian District, Beijing

Patentee before: BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY