CN112078314A - 五连杆悬架系统及车辆 - Google Patents

Abstract

一种五连杆悬架系统，包括转向节、上前置臂、上后置臂、下斜置臂、下横臂、前束臂、副车架、弹簧和减振器，定义车身长度方向为纵向，定义车身宽度方向为横向，其中纵向垂直于横向，上前置臂、上后置臂、下斜置臂、下横臂和前束臂的一端铰接于转向节，上后置臂、下斜置臂、下横臂和前束臂的另一端铰接于副车架，下横臂沿着横向倾斜设置，弹簧与减振器相对设置，弹簧和减振器的一端连接于下横臂，减振器的另一端连接于车身侧梁。本发明的五连杆悬架系统的弹簧与减振器分离，直线布置在下横臂上方，有利于下横臂减重和空间释放，能获得更好的行李空间并改善道路噪音。本发明还涉及一种车辆。

Description

五连杆悬架系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车悬架技术领域，特别涉及一种五连杆悬架系统及车辆。

背景技术

目前越来越多的车型在后悬架上采用多连杆结构，从中级车福克斯、马自达3、速腾、明锐到稍高级别的迈腾、雅阁、马自达6、丰田锐志、蒙迪欧，甚至奔驰、宝马全系列等，后轮悬架结构清一色的是多连杆式。大众的PQ35、PQ46平台摒弃了以前PQ34和PQ45平台上后轮拖曳臂式带扭力梁的四连杆悬架结构，转而采用性能更优异的五连杆结构。

现有五连杆技术方案中，无法实现弹簧和减振器分离布置，五连杆不仅承受横向力，还受纵向力，控制臂承载能力有限，故弹簧和减振器需要布置在轴节上，且由于没有空间放弹簧，需要弹簧和减振器集成一体式布置在轴节上，弹簧和减振器一体式直径较大，运动有摆角，成本相对分离式较高，且占用很多高度空间，使得行李箱空间变小，用户体验感下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种五连杆悬架系统，弹簧与减振器分离，直线布置在下横臂上方，有利于下横臂减重和空间释放，能获得更好的行李空间并改善道路噪音。

一种五连杆悬架系统，包括转向节、上前置臂、上后置臂、下斜置臂、下横臂、前束臂、副车架、弹簧和减振器，定义车身长度方向为纵向，定义车身宽度方向为横向，其中纵向垂直于横向，上前置臂、上后置臂、下斜置臂、下横臂和前束臂的一端铰接于转向节，上后置臂、下斜置臂、下横臂和前束臂的另一端铰接于副车架，下横臂沿着横向倾斜设置，弹簧与减振器相对设置，弹簧和减振器的一端连接于下横臂，减振器的另一端连接于车身侧梁。

在本发明的实施例中，上述转向节的中轴线平行于横向，所述上前置臂和所述下斜置臂设置于所述转向节的中轴线的一侧，所述上后置臂、所述下横臂和所述前束臂设置于所述转向节的中轴线的另一侧。

在本发明的实施例中，上述下横臂的长度大于所述下斜置臂的长度，所述下横臂的长度大于所述上前置臂的长度。

在本发明的实施例中，上述下斜置臂与纵向之间具有40°～60°夹角；所述下横臂与横向的之间具有10°～20°夹角。

在本发明的实施例中，上述上前置臂、所述上后置臂和所述前束臂为实心锻造结构。

在本发明的实施例中，上述上前置臂、所述上后置臂和所述前束臂的材质为铝合金。

在本发明的实施例中，上述下横臂和所述下斜置臂采用钣金冲压成型。

在本发明的实施例中，上述下横臂和所述下斜置臂通过球面销铰接于所述转向节；所述上前置臂和所述上后置臂通过球铰连接于所述转向节；所述上前置臂、所述上后置臂、所述下斜置臂、所述下横臂和所述前束臂通过橡胶衬套铰接于所述副车架。

在本发明的实施例中，上述上前置臂上设有避让车身部件的第一弯曲部；所述上后置臂上设有避让车身部件的第二弯曲部；所述前束臂上设有避让所述弹簧和所述减振器的第三弯曲部。

本发明还提供一种车辆，包括上述的五连杆悬架系统。

本发明的五连杆悬架系统的弹簧与减振器分离，直线布置在下横臂上方，有利于下横臂减重和空间释放，能获得更好的行李空间并改善道路噪音。

附图说明

图1是本发明的五连杆悬架系统的结构示意图。

图2是本发明的下斜置臂、下横臂和前束臂的正视结构示意图。

图3是本发明的下斜置臂、下横臂和前束臂的俯视结构示意图。

图4是本发明的上前置臂和上后置臂的正视结构示意图。

图5是本发明的上前置臂和上后置臂的俯视结构示意图。

具体实施方式

图1是本发明的五连杆悬架系统的结构示意图，如图1所示，五连杆悬架系统10包括转向节11、上前置臂12、上后置臂13、下斜置臂14、下横臂15、前束臂16、副车架17、弹簧18和减振器19。

定义车身长度方向为纵向X，定义车身宽度方向为横向Y，其中纵向X垂直于横向Y，上前置臂12、上后置臂13、下斜置臂14、下横臂15和前束臂16的一端铰接于转向节11，上后置臂13、下斜置臂14、下横臂15和前束臂16的另一端铰接于副车架17，下横臂15沿着横向Y倾斜设置，弹簧18与减振器19相对设置，弹簧18和减振器19的一端连接于下横臂15，减振器19的另一端连接于车身侧梁。在本实施例中，减振器19连接到车身侧梁而不是轮罩，此位置非常低，以获得更好的行李空间并改善道路噪音，非常低的布局提供了更宽敞的行李间和更低的地板，使得左右轮之间后轮罩的横向Y跨度增加约140mm，稳定性更好，且吸收更多的纵向X冲击能量。而且，弹簧18与减振器19分离，直线布置在下横臂15上方，而不是下横臂15内侧，有利于下横臂15的设计减重和空间释放，通过直线间的距离可调节最佳的杠杆比，对受力有利。

进一步地，如图1所示，副车架17包括第一纵臂171、第二纵臂172、第一横梁173和第二横梁174，第一纵臂171和第二纵臂172沿着纵向X设置，且第一纵臂171与第二纵臂172沿着横向Y相对设置；第一横梁173和第二横梁174沿着横向Y设置，第一横梁173和第二横梁174的两端分别与第一纵臂171、第二纵臂172连接。在本实施例中，上前置臂12和上后置臂13分别铰接于第一纵臂171的两端，上前置臂12的铰接于位于第一纵臂171与第一横梁173的连接处；下斜置臂14和前束臂16分别铰接于第一纵臂171的两端，前束臂16的铰接于位于第一纵臂171与第二横梁174的连接处；下横臂15铰接于第二横梁174。

进一步地，转向节11的中轴线平行于横向Y，上前置臂12和下斜置臂14设置于转向节11的中轴线的一侧，上后置臂13、下横臂15和前束臂16设置于转向节11的中轴线的另一侧，且上前置臂12和上后置臂13位于下斜置臂14、下横臂15、前束臂16的上方。

进一步地，图2是本发明的下斜置臂、下横臂和前束臂的正视结构示意图，如图1和图2所示，下斜置臂14与转向节11铰接处略低于下横臂15的位置，通过将上、下控制臂之间的距离设计的尽可能长来提供更高的侧向刚度(约提高18％)。

进一步地，如图1和图2所示，下横臂15远离地面的表面设有第一连接部151，弹簧18的一端连接于第一连接部151；下横臂15靠近转向节11的一端两侧面设有第二连接部152，减振器19的一端连接于第二连接部152。

进一步地，下横臂15的长度大于下斜置臂14的长度，下横臂15的长度大于上前置臂12的长度，能提供初始负外倾特性和良好的前束变化。

进一步地，图3是本发明的下斜置臂、下横臂和前束臂的俯视结构示意图，如图1和图3所示，下斜置臂14与纵向X之间具有40°～60°夹角，优选地，下斜置臂14与纵向X之间的夹角α为45°、50°、55°；下横臂15与横向Y的之间具有10°～20°夹角，优选地，下横臂15与横向Y的之间的夹角β为12°、15°、18°。在本实施例中，下横臂15沿横向Y倾斜一角度，可减小侧向力，实现未来能拓展布置空气弹簧18的要求。本发明的下斜置臂14不同于四连杆中的纵臂前端连接车身，下斜置臂14连接于副车架17，提高转向效率，释放转向空间。

进一步地，上前置臂12、上后置臂13和前束臂16为实心锻造结构，优选地，上前置臂12、上后置臂13和前束臂16的材质为铝合金，可以降低控制臂重量，以提高车轮的回弹响应速度，从而大大提高车辆的操控能力，行驶舒适性也随之得到质的提升。

进一步地，下横臂15和下斜置臂14采用钣金冲压成型，且下横臂15为双层结构。下横臂15受力大，占用空间小，能在上方分离布置弹簧18和减振器19，满足离地间隙要求以及未来空气弹簧18的布置拓展。

进一步地，下横臂15和下斜置臂14通过球面销铰接于转向节11，球面销摆角可达+/-14度；上前置臂12和上后置臂13通过球铰连接于转向节11；前束臂16通过橡胶衬套铰接于转向节11，球头摆角可达+/-18度；球铰副连接方式能提供足够的摆角，满足平台拓展的后轮转向功能，转向响应更灵敏，操控更精准。上前置臂12、上后置臂13、下斜置臂14、下横臂15和前束臂16通过橡胶衬套铰接于副车架17。

进一步地，图4是本发明的上前置臂和上后置臂的正视结构示意图，图5是本发明的上前置臂和上后置臂的俯视结构示意图，如图4和图5所示，上前置臂12上设有避让车身部件的第一弯曲部121，第一弯曲部121向着靠近地面的方向弯曲；上后置臂13上设有避让车身部件的第二弯曲部131，第二弯曲部131向着靠近地面的方向弯曲；前束臂16上设有避让弹簧18和减振器19的第三弯曲部161，如图3所示。

进一步地，前束臂16为带有加强筋的锻造铝合金弯曲臂结构。

本发明的五连杆悬架系统10的五连杆控制臂组合效应，达到了零件耐用度要求，制造工艺现实可行，材料选用综合考虑减重降本，通过结构和布置追求优异的操控性和行驶舒适性的最佳匹配，且可实现未来后轮主动转向及布置空气弹簧18的功能拓展。而且，五连杆均可同时承受横向Y力和纵向X力，组合传递力和力矩，五连杆采用球铰副连接可提供主动转向所需要的后轮摆角，提高车辆行驶稳定性，实现优越的操控性和平顺性的综合。此外，五连杆的几何特性提供了较大的侧向刚度(提高18％)、较大的后倾拖距(提高60％)，提高了直线行驶的稳定性，不易跑偏；改变了颠簸路面前束变化趋势从非线性趋于线性，避免了前束突发消失的不可预测的偏摆振动；同时提供了初始设计的负外倾特性，使得转向轻便，有利于提高转弯稳定性。

本发明还涉及一种车辆，所述车辆包括上述的五连杆悬架系统10。

上述实施方式只是本发明的实施例，不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡依据本发明专利所申请的保护范围中所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种五连杆悬架系统，其特征在于，包括转向节、上前置臂、上后置臂、下斜置臂、下横臂、前束臂、副车架、弹簧和减振器，定义车身长度方向为纵向，定义车身宽度方向为横向，其中纵向垂直于横向，所述上前置臂、所述上后置臂、所述下斜置臂、所述下横臂和所述前束臂的一端铰接于所述转向节，所述上后置臂、所述下斜置臂、所述下横臂和所述前束臂的另一端铰接于所述副车架，所述下横臂沿着横向倾斜设置，所述弹簧与所述减振器相对设置，所述弹簧和所述减振器的一端连接于所述下横臂，所述减振器的另一端连接于车身侧梁。

2.如权利要求1所述的五连杆悬架系统，其特征在于，所述转向节的中轴线平行于横向，所述上前置臂和所述下斜置臂设置于所述转向节的中轴线的一侧，所述上后置臂、所述下横臂和所述前束臂设置于所述转向节的中轴线的另一侧。

3.如权利要求1所述的五连杆悬架系统，其特征在于，所述下横臂的长度大于所述下斜置臂的长度，所述下横臂的长度大于所述上前置臂的长度。

4.如权利要求1所述的五连杆悬架系统，其特征在于，所述下斜置臂与纵向之间具有40°～60°夹角；所述下横臂与横向的之间具有10°～20°夹角。

5.如权利要求1所述的五连杆悬架系统，其特征在于，所述上前置臂、所述上后置臂和所述前束臂为实心锻造结构。

6.如权利要求5所述的五连杆悬架系统，其特征在于，所述上前置臂、所述上后置臂和所述前束臂的材质为铝合金。

7.如权利要求5所述的五连杆悬架系统，其特征在于，所述下横臂和所述下斜置臂采用钣金冲压成型。

8.如权利要求1所述的五连杆悬架系统，其特征在于，所述下横臂和所述下斜置臂通过球面销铰接于所述转向节；所述上前置臂和所述上后置臂通过球铰连接于所述转向节；所述上前置臂、所述上后置臂、所述下斜置臂、所述下横臂和所述前束臂通过橡胶衬套铰接于所述副车架。

9.如权利要求1所述的五连杆悬架系统，其特征在于，所述上前置臂上设有避让车身部件的第一弯曲部；所述上后置臂上设有避让车身部件的第二弯曲部；所述前束臂上设有避让所述弹簧和所述减振器的第三弯曲部。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的五连杆悬架系统。

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