CN110001344A - 一种主动抬升扭转梁悬架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种主动抬升扭转梁悬架结构，其包括一扭转梁、两个悬架纵臂、两个减震器安装支架、两个减震器和用于驱动两个减震器进行同步反向升降运动的升降驱动机构，升降驱动机构包括两个套筒、两个驱动电机、两个电机衬套和两个减震器衬套，两个套筒分别活动套设在两个减震器安装支架上，两个套筒一端分别固定于两个电机衬套一侧壁，两个驱动电机分别竖立安装在两个电机衬套内且输出轴上分别固定套设有两个第一外齿轮，两个减震器衬套下端分别转动连接在两个套筒外壁上，两个减震器衬套上端分别固定套设有两个第二外齿轮与两个第一外齿轮啮合，两个减震器下端分别可升降的设置在两个减震器衬套内，两个减震器下端分别与两个第二外齿轮螺纹连接。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种主动抬升扭转梁悬架结构。
背景技术
目前，交通安全问题已成为世界性的大问题。汽车悬架既是保证乘坐舒适性的重要部件，又是车桥（或车轮）与车架（或承载式车身）之间一切的传力连接装置总称，还是保证汽车行驶安全的重要部件，其作用在于传递作用于车轮和车架之间的力和扭矩，缓冲并吸收由于不平路面传给车架或车身的冲击及振动，来保证汽车平顺行驶。
如图1所示，现有汽车扭转梁悬架，通常包括扭转梁01、悬架纵臂02、弹簧座03、螺旋弹簧04、减震器安装支架05和减震器06，所述扭转梁01沿着车宽方向延伸，扭转梁01两端分别与沿着车辆前后方向延伸设置的两个悬架纵臂02连接，两个悬架纵臂02的外侧均设有用于连接车轮的连接部，两个弹簧座03分别焊接在两个悬架纵臂02的内侧，两个螺旋弹簧04分别设置在两个弹簧座03内，两个减震器安装支架05的一端分别固定安装在两个悬架纵臂02的内侧，两个减震器06分别竖立安装在两个减震器安装支架05上。
如图2所示，现有双向作用筒式减震器，作为汽车上常用的减震器06之一，其通常由充满减震器专用油的储油缸筒061、设于储油缸筒061内的工作缸筒062、设于工作缸筒062内的活塞及活塞杆063、设于工作缸筒062内的伸张阀及流通阀、设于工作缸筒062一端的压缩阀及补偿阀、设于工作缸筒062另一端的油封064及导向座065、活动套设在储油缸筒061外的防尘罩066、以及上吊环067和下吊环068组成，所述活塞杆063的上端、防尘罩066以及上吊环067焊为一体并与车架固定连接，储油缸筒061下端通过与底座069焊接在一起的下吊环068与车桥相连。
研究表明，汽车在发生侧面碰撞时，底盘越高乘员舱的侵入量越小，安全性也越高。为此，现有技术大都借鉴安全气囊的设计思想，采用类似安全气囊的方式进行抬升，该种方式成本相对较高，且每次需要更换，耗时耗力。因而，急需一种能够重复使用、抬升稳定、不易翻车的扭转梁悬架结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计合理，结构简单，抬升稳定，能够重复使用的主动抬升扭转梁悬架结构。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种主动抬升扭转梁悬架结构，其包括一扭转梁、两个悬架纵臂、两个减震器安装支架和两个减震器，所述扭转梁沿车宽方向延伸，扭转梁的两端分别与沿车辆前后方向延伸的两个悬架纵臂连接，两个悬架纵臂的外侧均设有用于连接车轮的连接部，两个悬架纵臂的内侧分别与两个减震器安装支架的一端固定连接，其还包括用于驱动两个减震器进行同步反向升降运动的升降驱动机构，所述升降驱动机构包括两个套筒、两个驱动电机、两个电机衬套和两个减震器衬套，所述两个套筒分别活动套设在横置的两个减震器安装支架上，两个套筒的一端分别与两个电机衬套的一侧壁固定连接，所述两个驱动电机分别竖立安装在两个电机衬套内，两个驱动电机的输出轴上分别固定套设有两个第一外齿轮，所述两个减震器衬套的下端分别通过连接件可转动的连接在两个套筒的外壁上，两个减震器衬套的上端分别固定套设有两个第二外齿轮，两个第二外齿轮分别与两个第一外齿轮啮合连接，两个第二外齿轮分别沿轴中心开设有螺纹通孔，所述两个减震器的下端分别可升降的设置在两个减震器衬套内，两个减震器的下端分别设有外螺纹与两个第二外齿轮的螺纹通孔螺纹连接，两个减震器的上吊环分别与车架固定连接。
作为优选，所述两个减震器的外螺纹螺纹方向相同，且两个第二外齿轮的螺纹通孔螺纹方向相同，通过控制所述两个驱动电机同步反向转动，分别驱动两个第一外齿轮带动两个第二外齿轮转动，以带动两个减震器进行同步反向升降运动。
作为优选，所述两个减震器的外螺纹螺纹方向相同，且两个第二外齿轮的螺纹通孔螺纹方向相反，通过控制所述两个驱动电机同步同向转动，分别驱动两个第一外齿轮带动两个第二外齿轮转动，以带动两个减震器进行同步反向升降运动。
作为优选，所述两个减震器均为双向作用筒式减震器，减震器的防尘罩和储油缸筒之间对应设有用于限制轴向旋转的若干组限位组件，减震器的防尘罩外套设有弹簧，弹簧的两端分别与减震器的防尘罩上端和减震器的底座固定连接，减震器的底座向远离防尘罩方向延伸形成用于设置外螺纹的杆状延伸部。本发明采用该技术方案，通过对现有的双向作用筒式减震器进行结构改善，取消了现有减震器的下吊环，利用设有外螺纹的杆状延伸部与第二外齿轮进行螺纹连接，使其在第一外齿轮带动第二外齿轮转动时能够带动减震器升降；由于现有减震器在取消其与悬架连接的下吊环后，储油缸筒及底座原先被限制的绕轴向旋转的自由度将不再被约束，因而第二外齿轮的旋转也将带动底座及储油缸筒一起旋转，将会导致减震器无法升降，本发明若干组限位组件的设置，能够避免与车架固定连接的减震器发生轴向旋转，有效限制储油缸筒的空转，使得减震器能够实现升降，同时还能够在弹簧的作用下，对车身震动起到减震和缓冲作用，尤其还能够对活塞杆起到复位作用，从而保证减震器的抬升能够带动汽车车架的抬升。
作为优选，所述若干组限位组件均包括凸起和凹槽，凸起和凹槽分别对应设置在减震器的防尘罩内壁和储油缸筒外壁上。
作为优选，所述减震器的防尘罩上端和减震器的底座上端分别设有用于固定弹簧的弹簧座。
作为优选，所述连接件为内置于减震器衬套下端的推力球轴承，推力球轴承的轴圈通过轴座与套筒的外壁固定连接，推力球轴承的座圈与减震器衬套固定连接。
作为优选，所述减震器衬套的下端内壁向内凸设有用于定位嵌置深度的定位圈，推力球轴承的轴圈和钢球保持架均嵌置在定位圈一侧，推力球轴承的座圈设置在定位圈另一侧，推力球轴承的座圈通过螺钉连接在轴座上端以限制推力球轴承轴向移动。
作为优选，所述推力球轴承的座圈下表面设有另一推力球轴承的钢球保持架。
作为优选，所述套筒包括第一筒体和第二筒体，所述第一筒体的外壁与轴座焊接成一体，所述第二筒体的一端与电机衬套的一侧壁焊接成一体，第二筒体的另一端与第一筒体的一端可拆卸连接成一体。
作为优选，所述第二外齿轮一体成型在减震器衬套的上端。
本发明采用以上技术方案，使用时，两个驱动电机分别接收驾驶员发送的操作信息，或者接收另外增设于车辆侧面的激光雷达或者碰撞传感器等设备采集并发送的碰撞危险信号，然后分别驱动两个第一外齿轮转动，两个第一外齿轮分别带动与其啮合的两个第二外齿轮转动，在控制两个驱动电机同步反向转动或者两个第二外齿轮的螺纹通孔螺纹方向相反的作用下，两个第二外齿轮转动带动两个减震器进行同步反向升降运动，即带动车辆被撞一侧车架抬升，同时带动车辆另一侧车架下降，从而将碰撞点转移到比乘员舱更坚固的侧梁、车架或者车身底部等结构上；本发明采用两个驱动电机驱动外齿轮旋转带动减震器升降的方式来抬升车架（车辆底盘），不仅能够做到在短时间内快速抬升一定高度，而且采取一边抬升另一边降低的方式，能够确保车辆重心不变，相对较稳定，与单独抬升一侧相比，可以避免车辆抬升后重心过高，更不容易侧翻，安全隐患小，这种抬升方式还能够减少单个电机抬升底盘所需的力矩，所需抬升力较小，电机尺寸小，结构更紧凑，便于安装，该种扭转梁悬架结构及其升降驱动机构能够重复使用，效率高，使用寿命长，成本低。
附图说明
现结合附图对本发明作进一步阐述：
图1为现有汽车扭转梁悬架的结构示意图；
图2为现有双向作用筒式减震器的结构示意图；
图3为本发明主动抬升扭转梁悬架结构的主视示意图；
图4为本发明主动抬升扭转梁悬架结构的俯视示意图；
图5为本发明主动抬升扭转梁悬架结构的侧视示意图；
图6为本发明减震器的结构示意图；
图7为本发明减震器衬套的结构示意图；
图8为本发明连接件的分解结构示意图；
图9为本发明电机衬套的结构示意图；
图10为本发明主动抬升扭转梁悬架结构在车辆碰撞状态时的效果示意图。
具体实施方式
如图1-10之一所示，本发明的主动抬升扭转梁悬架结构，其包括一扭转梁1、两个悬架纵臂2、两个减震器安装支架3和两个减震器4，所述扭转梁1沿车宽方向延伸，扭转梁1的两端分别与沿车辆前后方向延伸的两个悬架纵臂2连接，两个悬架纵臂2的外侧均设有用于连接车轮的连接部21，两个悬架纵臂2的内侧分别与两个减震器安装支架3的一端固定连接，其还包括用于驱动两个减震器4进行同步反向升降运动的升降驱动机构5，所述升降驱动机构5包括两个套筒51、两个驱动电机52、两个电机衬套53和两个减震器衬套54，所述两个套筒51分别活动套设在横置的两个减震器安装支架3上，两个套筒51的一端分别与两个电机衬套53的一侧壁固定连接，所述两个驱动电机52分别竖立安装在两个电机衬套53内，两个驱动电机52的输出轴上分别固定套设有两个第一外齿轮55，所述两个减震器衬套54的下端分别通过连接件56可转动的连接在两个套筒51的外壁上，两个减震器衬套54的上端分别固定套设有两个第二外齿轮57，两个第二外齿轮57分别与两个第一外齿轮55啮合连接，两个第二外齿轮57分别沿轴中心开设有螺纹通孔，所述两个减震器4的下端分别可升降的设置在两个减震器衬套54内，两个减震器4的下端分别设有外螺纹41与两个第二外齿轮57的螺纹通孔螺纹连接，两个减震器4的上吊环48分别与车架固定连接。
作为优选，所述两个减震器安装支架3具有用于活动穿置在套筒51内的杆部。
如图6所示，所述两个减震器4均为双向作用筒式减震器4，减震器4的防尘罩42和储油缸筒43之间对应设有用于限制轴向旋转的若干组限位组件44，减震器4的防尘罩42外套设有弹簧45，弹簧45的两端分别与减震器4的防尘罩42上端和减震器4的底座46固定连接，减震器4的底座46向远离防尘罩42方向延伸形成用于设置外螺纹41的杆状延伸部。本发明采用该技术方案，通过对现有的双向作用筒式减震器4进行结构改善，取消了现有减震器4的下吊环，利用设有外螺纹41的杆状延伸部与第二外齿轮57进行螺纹连接，使其在第一外齿轮55带动第二外齿轮57转动时能够带动减震器4升降；由于现有减震器4在取消其与悬架连接的下吊环后，储油缸筒43及底座46原先被限制的绕轴向旋转的自由度将不再被约束，因而第二外齿轮57的旋转也将带动底座46及储油缸筒43一起旋转，将会导致减震器4无法升降，本发明若干组限位组件44的设置，能够避免与车架固定连接的减震器4发生轴向旋转，有效限制储油缸筒43的空转，使得减震器4能够实现升降，同时还能够在弹簧45的作用下，对车身震动起到减震和缓冲作用，尤其还能够对活塞杆起到复位作用，从而保证减震器4的抬升能够带动汽车车架的抬升。
作为优选，所述若干组限位组件44均包括凸起441和凹槽442，凸起441和凹槽442分别对应设置在减震器4的防尘罩42内壁和储油缸筒43外壁上。
进一步，还可以在所述减震器4的防尘罩42上端和减震器4的底座46上端分别设置用于固定弹簧45的弹簧座47。
作为优选，所述弹簧座47凸设于减震器4的防尘罩42上端外侧壁或者减震器4的底座46上端外侧壁。
如图7-9之一所示，所述连接件56为内置于减震器衬套54下端的推力球轴承，推力球轴承的轴圈561通过轴座566与套筒51的外壁固定连接，推力球轴承的座圈562与减震器衬套54固定连接。
所述减震器衬套54的下端内壁向内凸设有用于定位嵌置深度的定位圈541。推力球轴承的轴圈561和钢球保持架563均嵌置在定位圈541一侧，推力球轴承的座圈562设置在定位圈541另一侧，推力球轴承的座圈562通过螺钉564连接在轴座566上端以限制推力球轴承轴向移动。
进一步，还可以在所述推力球轴承的座圈562下表面同轴设置另一推力球轴承的钢球保持架565。
作为优选，所述第二外齿轮57一体成型在减震器衬套54的上端。
作为优选，所述套筒51包括第一筒体511和第二筒体512，所述第一筒体511的外壁与轴座焊接成一体，所述第二筒体512的一端与电机衬套53的一侧壁焊接成一体，第二筒体512的另一端与第一筒体511的一端可拆卸连接成一体。
作为一种实施方式，所述两个减震器4的外螺纹41螺纹方向相同，且两个第二外齿轮57的螺纹通孔螺纹方向相同，通过控制所述两个驱动电机52同步反向转动，分别驱动两个第一外齿轮55带动两个第二外齿轮57转动，以带动两个减震器4进行同步反向升降运动。
作为另一种实施方式，所述两个减震器4的外螺纹41螺纹方向相同，且两个第二外齿轮57的螺纹通孔螺纹方向相反，通过控制所述两个驱动电机52同步同向转动，分别驱动两个第一外齿轮55带动两个第二外齿轮57转动，以带动两个减震器4进行同步反向升降运动。
本发明采用以上技术方案，使用时，两个驱动电机52分别接收驾驶员发送的操作信息，或者接收另外增设于车辆侧面的激光雷达或者碰撞传感器等设备采集并发送的碰撞危险信号，然后分别驱动两个第一外齿轮55转动，两个第一外齿轮55分别带动与其啮合的两个第二外齿轮57转动，在控制两个驱动电机52同步反向转动或者两个第二外齿轮57的螺纹通孔螺纹方向相反的作用下，两个第二外齿轮57转动带动两个减震器4进行同步反向升降运动，即如图10所示的带动车辆被撞一侧车架抬升，同时带动车辆另一侧车架下降，从而将碰撞点转移到比乘员舱更坚固的侧梁、车架或者车身底部等结构上；本发明采用两个驱动电机52驱动外齿轮旋转带动减震器4升降的方式来抬升车架（车辆底盘），不仅能够做到在短时间内快速抬升一定高度，而且采取一边抬升另一边降低的方式，能够确保车辆重心不变，相对较稳定，与单独抬升一侧相比，可以避免车辆抬升后重心过高，更不容易侧翻，安全隐患小，这种抬升方式还能够减少单个电机抬升底盘所需的力矩，所需抬升力较小，电机尺寸小，结构更紧凑，便于安装，该种扭转梁1悬架结构及其升降驱动机构5能够重复使用，效率高，使用寿命长，成本低。
以上描述不应对本发明的保护范围有任何限定。
Claims (10)
1.一种主动抬升扭转梁悬架结构，包括一扭转梁、两个悬架纵臂、两个减震器安装支架和两个减震器，所述扭转梁沿车宽方向延伸，扭转梁的两端分别与沿车辆前后方向延伸的两个悬架纵臂连接，两个悬架纵臂的外侧均设有用于连接车轮的连接部，两个悬架纵臂的内侧分别与两个减震器安装支架的一端固定连接，其特征在于：其还包括用于驱动两个减震器进行同步反向升降运动的升降驱动机构，所述升降驱动机构包括两个套筒、两个驱动电机、两个电机衬套和两个减震器衬套，所述两个套筒分别活动套设在横置的两个减震器安装支架上，两个套筒的一端分别与两个电机衬套的一侧壁固定连接，所述两个驱动电机分别竖立安装在两个电机衬套内，两个驱动电机的输出轴上分别固定套设有两个第一外齿轮，所述两个减震器衬套的下端分别通过连接件可转动的连接在两个套筒的外壁上，两个减震器衬套的上端分别固定套设有两个第二外齿轮，两个第二外齿轮分别与两个第一外齿轮啮合连接，两个第二外齿轮分别沿轴中心开设有螺纹通孔，所述两个减震器的下端分别可升降的设置在两个减震器衬套内，两个减震器的下端分别设有外螺纹与两个第二外齿轮的螺纹通孔螺纹连接，两个减震器的上吊环分别与车架固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述两个减震器的外螺纹螺纹方向相同，且两个第二外齿轮的螺纹通孔螺纹方向相同，通过控制所述两个驱动电机同步反向转动，分别驱动两个第一外齿轮带动两个第二外齿轮转动，以带动两个减震器进行同步反向升降运动。
3.根据权利要求1所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述两个减震器的外螺纹螺纹方向相同，且两个第二外齿轮的螺纹通孔螺纹方向相反，通过控制所述两个驱动电机同步同向转动，分别驱动两个第一外齿轮带动两个第二外齿轮转动，以带动两个减震器进行同步反向升降运动。
4.根据权利要求1所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述两个减震器均为双向作用筒式减震器，减震器的防尘罩和储油缸筒之间对应设有用于限制轴向旋转的若干组限位组件，减震器的防尘罩外套设有弹簧，弹簧的两端分别与减震器的防尘罩上端和减震器的底座固定连接，减震器的底座向远离防尘罩方向延伸形成用于设置外螺纹的杆状延伸部。
5.根据权利要求4所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述若干组限位组件均包括凸起和凹槽，凸起和凹槽分别对应设置在减震器的防尘罩内壁和储油缸筒外壁上。
6.根据权利要求4所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述减震器的防尘罩上端和减震器的底座上端分别设有用于固定弹簧的弹簧座。
7.根据权利要求1所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述连接件为内置于减震器衬套下端的推力球轴承，推力球轴承的轴圈通过轴座与套筒的外壁固定连接，推力球轴承的座圈与减震器衬套固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述减震器衬套的下端内壁向内凸设有用于定位嵌置深度的定位圈，推力球轴承的轴圈和钢球保持架均嵌置在定位圈一侧，推力球轴承的座圈设置在定位圈另一侧，推力球轴承的座圈通过螺钉连接在轴座上端以限制推力球轴承轴向移动。
9.根据权利要求7所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述套筒包括第一筒体和第二筒体，所述第一筒体的外壁与轴座焊接成一体，所述第二筒体的一端与电机衬套的一侧壁焊接成一体，第二筒体的另一端与第一筒体的一端可拆卸连接成一体。
10.根据权利要求1所述的一种主动抬升扭转梁悬架结构，其特征在于：所述第二外齿轮一体成型在减震器衬套的上端。
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