CN109305003B - 乘用车及独立悬架系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种独立悬架系统，钢板弹簧横置于左车轮托架和右车轮托架之间，由车架对钢板弹簧进行吊装，车架上同时铰接连接左控制臂和右控制臂，通过左车轮托架和右车轮托架带动左控制臂和右控制臂在钢板弹簧的变形方向上摆动，提高独立悬架系统的稳定性。同时，车辆前进时，车架通过左控制臂和右控制臂以及车架共同带动钢板弹簧动作，降低钢板弹簧沿车辆前进方向载荷，优化了横置钢板弹簧的结构，提高了钢板弹簧的使用寿命。本发明还提供了一种乘用车。

Description

乘用车及独立悬架系统
技术领域
本发明涉及乘用车技术领域，更具体地说，涉及一种乘用车及独立悬架系统。
背景技术
汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。目前乘用车为了提高舒适性和操稳性能，一般采用以螺旋弹簧为承载元件的独立悬架系统，例如双横臂悬架、麦弗逊悬架、多连杆悬架或扭力梁悬架，这些悬架结构一般比较复杂、成本较高。
钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长(厚度可以相等，也可以不相等)的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，横置钢板弹簧将原有独立悬架中的螺旋弹簧和摆臂合二为一，既具有独立悬架的乘坐舒适性，又兼备有结构简单、占用空间小。
图1为现有技术中第一种横置钢板弹簧悬架结构示意图，其包括后桥支架总成11`、平衡杆总成12`、第1后钢板弹簧下片总成13`、第2后钢板弹簧下片总成14`、左后羊角15`、右后羊角16`、左阻尼器17`和右阻尼器18`，该悬架结构采用两组钢板弹簧，具有重量高、成本高的缺点；且钢板弹簧与车架刚性连接，舒适性差且易出现噪音；钢板弹簧作为弹性承载元件，一般只承受Z向载荷，而该方案中钢板弹簧同时承受了X向的载荷，使钢板弹簧的使用寿命减低。
图2为现有技术中第二种横置钢板弹簧悬架结构示意图，其包括钢板弹簧总成21`、纵臂及多结构左安装支架总成22`、减振器总成23`、后横上摆臂总成24`、限位块25`，纵臂及多结构右安装支架总成26`。该种悬架结构钢板弹簧与车架刚性连接，舒适性差且易出现噪音；钢板弹簧总成上仍然使用了钢板弹簧盖板和U型螺栓，钢板弹簧作为弹性承载元件，一般只承受Z向载荷，而该方案中钢板弹簧同时承受了X向的载荷，使钢板弹簧的使用寿命减低。
因此，如何优化横置钢板弹簧的悬架结构，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种独立悬架系统，以优化横置钢板弹簧的悬架结构；本发明还提供了一种乘用车。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种独立悬架系统，包括左车轮托架、右车轮托架和架撑于二者之间的钢板弹簧；
所述钢板弹簧长度方向的第一端铰接连接于所述左车轮托架的下铰接端，所述钢板弹簧长度方向的第二端铰接连接于所述右车轮托架的下铰接端，所述钢板弹簧的中部吊装于车架上；
所述车架上还伸出有分别铰接连接于所述左车轮托架的上铰接端的左控制臂，和铰接连接于所述右车轮托架的上铰接端的右控制臂；
所述左控制臂和所述右控制臂铰接连接于所述车架上。
优选地，在上述独立悬架系统中，所述车架包括吊装所述钢板弹簧并沿其长度方向布置的吊装架，所述吊装架长度方向的两端分别向上伸出有架撑所述左控制臂的左支撑架，和架撑所述右控制臂的右支撑架。
优选地，在上述独立悬架系统中，所述钢板弹簧的中部设置有对其减振中心进行定位的夹紧螺栓，所述夹紧螺栓固装于所述吊装架的中部。
优选地，在上述独立悬架系统中，所述吊装架长度方向的两端分别向下伸出架撑所述钢板弹簧的安装支架，所述安装支架内固设有对所述钢板弹簧的振动进行隔振的减振结构。
优选地，在上述独立悬架系统中，所述安装支架为包括对所述钢板弹簧进行支撑的底部支撑板，和分别设置于所述底部支撑板宽度方向两侧的吊装板，所述减振结构为填充于所述安装支架内的硫化橡胶。
优选地，在上述独立悬架系统中，所述钢板弹簧包括架撑于所述左车轮托架至所述右车轮托架的弹簧主片，所述弹簧主片包括由下至上层叠布置的第一弹簧主片和第二弹簧主片，所述第一弹簧主片的两端分别设置抱装于所述左车轮托架和所右车轮托架上的回形折弯部。
优选地，在上述独立悬架系统中，所述第二弹簧主片的两端分别设置有搭接于所述回形折弯部的外壁面上的圆弧折弯部。
优选地，在上述独立悬架系统中，还包括分别架撑于所述左车轮托架中部的左阻尼器，和架撑于所述右车轮托架中部的右阻尼器。
优选地，在上述独立悬架系统中，所述钢板弹簧包括架撑于所述左车轮托架和所述右车轮托架之间的单组钢板弹簧。
一种乘用车，包括车体和架撑于所述车体底部的独立悬架系统，所述独立悬架系统为如上任意一项所述的独立悬架系统。
本发明提供的独立悬架系统，包括左车轮托架、右车轮托架和架撑于二者之间的钢板弹簧；钢板弹簧长度方向的第一端铰接连接于左车轮托架的下铰接端，钢板弹簧长度方向的第二端铰接连接于右车轮托架的下铰接端，钢板弹簧的中部吊装于车架上；车架上还伸出有分别铰接连接于左车轮托架的上铰接端的左控制臂，和铰接连接于右车轮托架的上铰接端的右控制臂；左控制臂和右控制臂铰接连接于车架上。钢板弹簧横置于左车轮托架和右车轮托架之间，由车架对钢板弹簧进行吊装，车架上同时铰接连接左控制臂和右控制臂，左控制臂铰接连接于左车轮托架的上铰接端，右控制臂铰接连接于右车轮托架的上铰接端，在钢板弹簧弹性变形时，通过左车轮托架和右车轮托架带动左控制臂和右控制臂在钢板弹簧的变形方向上摆动，提高独立悬架系统的稳定性。同时，车辆前进时，车架通过左控制臂和右控制臂以及车架共同带动钢板弹簧动作，降低钢板弹簧沿车辆前进方向载荷，优化了横置钢板弹簧的结构，提高了钢板弹簧的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中第一种横置钢板弹簧悬架结构示意图；
图2为现有技术中第一种横置钢板弹簧悬架结构示意图；
图3为本发明提供的独立悬架系统的结构示意图；
图4为图3中横置弹簧钢板的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种独立悬架系统，优化了横置钢板弹簧的悬架结构；本发明还提供了一种乘用车。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图3和图4所示，图3为本发明提供的独立悬架系统的结构示意图；图4为图3中横置弹簧钢板的结构示意图。
本发明提供了一种独立悬架系统，包括左车轮托架1、右车轮托架8和架撑于二者之间的钢板弹簧4；钢板弹簧4长度方向的第一端铰接连接于左车轮托架1的下铰接端，钢板弹簧4长度方向的第二端铰接连接于右车轮托架8的下铰接端，钢板弹簧4的中部吊装于车架3上；车架3上还伸出有分别铰接连接于左车轮托架1的上铰接端的左控制臂2，和铰接连接于右车轮托架8的上铰接端的右控制臂6；左控制臂2和右控制臂6铰接连接于车架3上。钢板弹簧4横置于左车轮托架1和右车轮托架8之间，由车架3对钢板弹簧4进行吊装，车架3上同时铰接连接左控制臂2和右控制臂6，左控制臂2铰接连接于左车轮托架1的上铰接端，右控制臂6铰接连接于右车轮托架8的上铰接端，在钢板弹簧3弹性变形时，通过左车轮托架1和右车轮托架8带动左控制臂2和右控制臂6在钢板弹簧4的变形方向上摆动，提高独立悬架系统的稳定性。同时，车辆前进时，车架3通过左控制臂2和右控制臂6以及车架3共同带动钢板弹簧4动作，降低钢板弹簧4沿车辆前进方向载荷，优化了横置钢板弹簧的结构，提高了钢板弹簧的使用寿命。
在本案一具体实施例中，车架3包括吊装钢板弹簧4并沿其长度方向布置的吊装架30，吊装架30长度方向的两端分别向上伸出有架撑左控制臂2的左支撑架31，和架撑右控制臂6的右支撑架32。钢板弹簧4在上下振动过程中，其长度方向的两端推动左车轮托架1和右车轮托架8相互远离，或牵引二者相互靠近。对应左控制臂2和右控制臂6分别牵引左车轮托架1和右车轮托架8的上铰接端发生摆动，因此，车架3需保证对钢板弹簧4的稳定吊装，以及对左控制臂2和右控制臂6的稳定支撑，为了降低车架自重，将车架3设置包括对钢板弹簧4吊装的吊装架30，以及由吊装架30上伸出的左支撑架31和右支撑架32，实现对左控制臂2和右控制臂6的独立支撑结构。通过车架3带动钢板弹簧4、左控制臂2和右控制臂6的同步摆动，三者与左车轮托架1和右车轮托架6构成由车架3带动的H形摆动结构，其中H形的横向部为车架，由车架3牵引的H形独立悬架结构，提高了钢板弹簧支撑结构稳定性。
在本案一具体实施例中，钢板弹簧的中部设置有对其减振中心进行定位的夹紧螺栓5，夹紧螺栓5固装于吊装架30的中部。
吊装架30长度方向的两端分别向下伸出架撑钢板弹簧的安装支架43，安装支架43内固设有对钢板弹簧4的振动进行隔振的减振结构。
钢板弹簧4由多片弹性板材叠置组成，夹紧螺栓5位于钢板弹簧4的减振中心，将多片弹性板材定位并吊起至吊装架30上，夹紧螺栓5至少包括贯穿钢板弹簧的中心安装螺栓45，对钢板弹簧4进行锁紧的钢板弹簧安装螺母46，以及将中心安装螺栓45锁紧到吊装架30上的车架连接锁紧螺母47。
同时，钢板弹簧4长度方向上还设置对其进行架撑的安装支架43，安装支架43将钢板弹簧4的多片弹性板材压紧，安装支架43内固设减振结构，钢板弹簧4位于安装支架43内并由减振结构进行支撑压紧，安装支架43与减振结构共同起到了钢板弹簧卡子的作用，同时起到了U型螺栓和钢板弹簧盖板的作用，钢板弹簧4动作时，其形变与安装支架43之间产生的冲击由减振结构进行缓冲吸振，提高了独立悬架结构的舒适性和行驶平顺性。
在本案一具体实施例中，安装支架43为包括对钢板弹簧4进行支撑的底部支撑板，和分别设置于底部支撑板宽度方向两侧的吊装板，减振结构为填充于安装支架内的硫化橡胶44。安装支架43由底部支撑板和吊装板围成U型结构，安装支架43固装于吊装架30上，在本实施例中，吊装板的吊装顶部设置翻折耳部，翻折耳部贴附于吊装架的底部，通过螺栓锁紧于吊装架上。钢板弹簧4的各片弹簧板材装配后由夹紧螺栓锁紧，然后通过安装支架43装配到车架4上，再通过橡胶硫化在一起，从而实现了对钢板弹簧4的稳定支撑，并将钢板弹簧4与安装支架43组成不可拆分的总成结构。由于安装支架43内通过硫化橡胶44与钢板弹簧4组成为一体，钢板弹簧4产生形变过程中，通过挤压硫化橡胶44，起到良好的缓冲吸振作用，保证乘坐舒适性。
在本案一具体实施例中，钢板弹簧4包括架撑于左车轮托架1至右车轮托架8的弹簧主片，弹簧主片包括由下至上层叠布置的第一弹簧主片41和第二弹簧主片42，第一弹簧主片41的两端分别设置抱装于左车轮托架1和右车轮托架8上的回形折弯部。
在本案一具体实施例中，第二弹簧主片42的两端分别设置有搭接于回形折弯部的外壁面上的圆弧折弯部。
钢板弹簧4由弹簧主片铰接连接于左车轮托架1和右车轮托架8之间，弹簧主片为由第一弹簧主片41和第二弹簧主片42组成的双主片结构，第一弹簧主片41位于底层，其端部设置回转折弯部，左车轮托架1和右车轮托架2的下铰接端对应设置支撑轴结构，用于与回转折弯部的套装。
第二弹簧主片42设置圆弧折弯部，其搭接于第一弹簧主片41的回转折弯部，即，钢板弹簧4由第一弹簧主片41的回转折弯部和第二弹簧主片42的圆弧折弯部，将钢板弹簧4架撑于左车轮托架1和右车轮托架8的轴状支撑结构上，提高钢板弹簧的支撑结构稳定性。
在本案一具体实施例中，还包括分别架撑于左车轮托架1中部的左阻尼器(未标示)，和架撑于右车轮托架8中部的右阻尼器7。钢板弹簧4架撑左车轮托架1和右车轮托架8，其起到对车体的承载元件和导向臂作用，左车轮托架1和右车轮托架8上由左阻尼器和右阻尼器7对车架进行减振，保证车辆行驶舒适性。
在本案一具体实施例中，钢板弹簧4包括架撑于左车轮托架1和右车轮托架8之间的单组钢板弹簧。钢板弹簧采用单组钢板弹簧，与左控制臂2和右控制臂6组成双横臂悬架结构，钢板弹簧4的承受Z向载荷，起到弹性元件的作用，X向载荷主要由左控制臂2和右控制臂6承受，使得钢板弹簧4受到X向载荷很小，进一步提高钢板弹簧的使用寿命。同时钢板弹簧采用双主片的钢板弹簧结构，降低了钢板弹簧的应力，进一步提高了钢板弹簧的使用寿命。
本实施例中提供的独立悬架系统，由钢板弹簧替代传统的螺旋弹簧及导向臂，使得本实施例中独立悬架系统具有结构简单、成本低特点，同时具有了双横臂悬架的运动及操控稳定特性。
基于上述实施例中提供的独立悬架系统，本发明还提供了一种乘用车，包括车体和架撑于车体底部的独立悬架系统，该乘用车上设有的独立悬架系统为上述实施例中提供的独立悬架系统。
由于该乘用车采用了上述实施例的独立悬架系统，所以该乘用车由独立悬架系统带来的有益效果请参考上述实施例。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种独立悬架系统，其特征在于，包括左车轮托架、右车轮托架和架撑于二者之间的钢板弹簧；
所述钢板弹簧长度方向的第一端铰接连接于所述左车轮托架的下铰接端，所述钢板弹簧长度方向的第二端铰接连接于所述右车轮托架的下铰接端，所述钢板弹簧的中部吊装于车架上；
所述车架上还伸出有分别铰接连接于所述左车轮托架的上铰接端的左控制臂，和铰接连接于所述右车轮托架的上铰接端的右控制臂；
所述左控制臂和所述右控制臂铰接连接于所述车架上；
所述车架包括吊装所述钢板弹簧并沿其长度方向布置的吊装架，所述吊装架长度方向的两端分别向上伸出有架撑所述左控制臂的左支撑架，和架撑所述右控制臂的右支撑架；
所述钢板弹簧的中部设置有对其减振中心进行定位的夹紧螺栓，所述夹紧螺栓固装于所述吊装架的中部；
所述吊装架长度方向的两端分别向下伸出架撑所述钢板弹簧的安装支架，所述安装支架内固设有对所述钢板弹簧的振动进行隔振的减振结构；
所述安装支架为包括对所述钢板弹簧进行支撑的底部支撑板，和分别设置于所述底部支撑板宽度方向两侧的吊装板，所述减振结构为填充于所述安装支架内的硫化橡胶；
所述钢板弹簧包括架撑于所述左车轮托架至所述右车轮托架的弹簧主片，所述弹簧主片包括由下至上层叠布置的第一弹簧主片和第二弹簧主片，所述第一弹簧主片的两端分别设置抱装于所述左车轮托架和所右车轮托架上的回形折弯部。
2.根据权利要求1所述的独立悬架系统，其特征在于，所述第二弹簧主片的两端分别设置有搭接于所述回形折弯部的外壁面上的圆弧折弯部。
3.根据权利要求1所述的独立悬架系统，其特征在于，还包括分别架撑于所述左车轮托架中部的左阻尼器，和架撑于所述右车轮托架中部的右阻尼器。
4.根据权利要求1所述的独立悬架系统，其特征在于，所述钢板弹簧包括架撑于所述左车轮托架和所述右车轮托架之间的单组钢板弹簧。
5.一种乘用车，包括车体和架撑于所述车体底部的独立悬架系统，其特征在于，所述独立悬架系统为如权利要求1-4中任意一项所述的独立悬架系统。
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