CN112659831A - 车辆前悬架 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆前悬架。该悬架包括：悬架转向机、转向拉杆、转向节、第一控制臂和第二控制臂；悬架转向机通过转向拉杆连接转向节；第一控制臂、第二控制臂靠近车轮的一端分别与转向节连接，远离车轮的一端分别与副车架连接；悬架转向机、第一控制臂和第二控制臂均位于车轮的轮心的前方。该车辆前悬架第一控制臂和第二控制臂均通过副车架连接到车辆车身，实现二级隔振，降低了传递到车身的振动，以及路面传递到车辆内的结构噪声；将悬架转向机、第一控制臂和第二控制臂布置于轮心的前方位置，给车辆能源带来更好的空间布置。

Description

车辆前悬架

技术领域

本申请涉及车辆转向技术领域，特别是涉及一种车辆前悬架。

背景技术

车辆的前悬架系统是实现车辆的转向运动、垂向运动、侧倾运动以及传递纵向力(驱动力和制动力)、侧向力、垂向力到车身的重要系统。在车辆运行过程中，从空间运动的角度，要满足车辆转向运动的要求，满足左右车轮速度差的要求，满足车轮垂向跳动的要求，满足左右车轮反向运动产生的侧倾的要求。从传递力的角度，在纵向(车身长度方向)需要转向主销和车轮中心的距离足够近，以抵抗来自车轮中心的纵向驱动力以及来自地面的纵向制动力带来的绕主销产生的转向扰动力矩，满足车辆直线行驶稳定性的需求；在侧向(车身宽度方向)，需要承受转向时因侧向加速度带来的侧向力，满足车辆操控稳定性的要求；在垂向(车身高度方向)需要吸收来自地面的震动，满足用户乘坐舒适性的要求。

目前，广泛使用的麦弗逊悬架，车轮包络设计受内部发动机的限制，转向角较小，转弯直径较大，转向主销距离车轮中心的位置较远，下控制臂和转向机一般位于轮心后方，占用更多的空间，不利于车辆电池能源的布置。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种车辆前悬架，结构紧凑，在车辆纵向和整车坐标系XY平面占用较小的空间，有利于电池能源的布置。

本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请提供一种车辆前悬架，包括：悬架转向机、转向拉杆、转向节、第一控制臂和第二控制臂；所述悬架转向机通过所述转向拉杆与所述转向节连接；所述第一控制臂、第二控制臂靠近车轮的一端分别与所述转向节连接，远离所述车轮的一端分别与副车架连接；所述悬架转向机、所述第一控制臂和所述第二控制臂均位于所述车轮的轮心的前方。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一控制臂、第二控制臂均位于所述车轮的轮心的前方以及所述车轮的轮心的下方。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一控制臂和所述副车架连接形成第一连接点，所述第一控制臂和所述转向节连接形成第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第一角度。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第二控制臂和所述副车架连接形成第三连接点，所述第二控制臂和所述转向节连接形成第四连接点，所述第三连接点与所述第四连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第二角度。

可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：第三控制臂，所述第三控制臂具有第一连接部、第二连接部和第三连接部，所述第一连接部、第二连接部和第三连接部成三角形布置。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第二连接部位于所述车轮的轮心的前方，所述第三连接部位于所述车轮的轮心的后方，所述第一连接部与所述转向节连接，所述第二连接部、第三连接部分别与所述副车架连接。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一连接部和所述转向节连接形成第五连接点，所述第二连接部和所述副车架连接形成第六连接点，所述第五连接点与所述第六连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第三角度。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一连接部与所述转向节连接形成第五连接点，所述第三连接部和所述副车架形成第七连接点，所述第五连接点与所述第七连接点之间的连线与所述整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第四角度。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一控制臂和所述转向节连接形成第二连接点，所述第二控制臂和所述转向节连接形成第四连接点，所述第一连接部和所述转向节连接形成第五连接点，所述第二连接点与第四连接点之间连线的中点与所述第五连接点之间的连线在整车坐标系XZ平面形成第一投影，所述第一投影与Z轴的夹角小于或等于预设的第五角度；且所述第二连接点与第四连接点之间连线的中点与所述第五连接点之间的连线在整车坐标系YZ平面形成第二投影，所述第二投影与Z轴的夹角小于或等于预设的第六角度。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述转向拉杆位于所述车轮的轮心的前方以及所述车轮的轮心的下方。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述转向拉杆与所述转向节连接形成地板连接点，所述转向拉杆与所述悬架转向机连接形成第九连接点，所述第八连接点与第九连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第七角度。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第三控制臂、第一控制臂、第二控制臂的长度具有预先设定的比例关系。

本申请实施例的技术方案中，所述悬架转向机通过所述转向拉杆与所述转向节连接；所述第一控制臂、第二控制臂靠近车轮的一端分别与所述转向节连接，远离所述车轮的一端分别与副车架连接；所述悬架转向机、所述第一控制臂和所述第二控制臂均位于所述车轮的轮心的前方。该车辆前悬架的第一控制臂和第二控制臂均通过副车架连接到车辆车身，实现二级隔振，降低了传递到车身的振动，以及路面传递到车辆内的结构噪声；悬架转向机、第一控制臂和第二控制臂布置于轮心的前方位置，使车辆前悬架的结构更为紧凑，在车辆纵向和整车坐标系XY平面占用较小的空间，有利于电池能源的布置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请实施例所示的车辆前悬架的装配示意图；

图2为根据本申请实施例所示的车辆前悬架的爆炸示意图；

图3为根据本申请实施例所示的车辆前悬架的连接示意图。

具体实施方式

实施本申请实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

首先对本申请实施例中的部分概念进行说明。在本申请实施例中，整车坐标系为三维直角坐标系，从车辆的底盘到车顶的直线的垂面为整车坐标系的XY平面；从车辆的车尾到车头的直线的垂面为整车坐标系的YZ平面；从车辆的副驾驶位到驾驶位的直线的垂面为整车坐标系的YZ平面；其中，整车坐标系的X轴方向为车辆的长度方向，Y轴方向为车辆的宽度方向，Z轴方向为车辆的高度方向，从车辆的车尾到车头的方向为整车坐标系的X轴方向的正向，从车辆的副驾驶位到驾驶位的方向为整车坐标系的Y轴方向的正向，从车辆的底盘到车顶的方向为整车坐标系的Z轴方向的正向。车辆的横向指的是车辆的宽度方向，车辆的纵向指的是车辆的长度方向。

参见图1、图2，该图为本申请实施例提供的一种车辆前悬架的装配示意图；图2为根据本申请实施例所示的车辆前悬架的爆炸示意图。

如图1、图2所示，本实施例提供的车辆前悬架，包括：

悬架转向机101、转向拉杆102、转向节103和第一控制臂104和第二控制臂105；所述悬架转向机101通过所述转向拉杆102与所述转向节103连接；所述第一控制臂104、第二控制臂105靠近车轮的一端分别与所述转向节103连接，远离所述车轮的一端分别与副车架106连接；所述悬架转向机101、所述第一控制臂104和所述第二控制臂105均位于所述车轮的轮心的前方。

本实施例中，转向拉杆102的一端通过球头与悬架转向机101铰接，另一端通过球头与转向节103铰接，由悬架转向机101通过电机驱动进行直线移动，进而带动转向节103转动，实现车辆的前轮在一定角度内旋转，实现转向功能，改变车辆的行驶方向。

本实施例中，分体设计的第一控制臂104和第二控制臂105，使转向主销的位置更靠近车轮的轮心，具有更小的主销偏距，使得由轮心的纵向驱动力以及地面的纵向制动力带来的绕转向主销产生的转向扰动力矩更小，满足车辆直线行驶稳定性的需求。

第一控制臂104、第二控制臂105分别通过衬套与副车架106连接，进而与车辆的车身连接，实现二级减震，能够更好的隔离路面带来的冲击，吸收来自地面的震动，有效的降低了路面传递到车辆内的噪声，以满足用户乘坐舒适性的要求。

本实施例中，将悬架转向机101、第一控制臂104和第二控制臂105均设于车轮的轮心的前方，进一步地，所述第一控制臂104、第二控制臂105均位于所述车轮的轮心的前方以及所述车轮的轮心的下方，以使整个车辆前悬架的结构更为紧凑，在车辆纵向和整车坐标系XY平面占用较小的空间，留给电池能源更好的布置空间。

如图3所示，该图为本申请实施例所示的车辆前悬架的连接示意图。如图3所示，所述第一控制臂104与所述副车架106连接形成第一连接点301，所述第二控制臂105与所述转向节103连接形成的第二连接点302，所述第一连接点301和所述第二连接点302之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第一角度。

本实施例中，预设的第一角度为60度，具体的，通过第一连接点301与第二连接点302之间的连线与整车坐标系XY平面呈60度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到副车架106上，这样既能为车辆提供一定的纵向避让特性，提高车辆纵向抗冲击能力，增强乘坐舒适性，同时又增加了车辆悬架的侧向支撑，使车辆悬架具有更好的操控稳定性。优选的，第一连接点301与第二连接点302之间的连线与整车坐标系XY平面呈45度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到副车架106上。

进一步地，所述第二控制臂105和所述副车架106连接形成第三连接点303，所述第二控制臂105和所述转向节103连接形成第四连接点304，所述第三连接点303与所述第四连接点304之间的连线与整车坐标系XY平面之间的夹角小于或等于预设的第二角度。

本实施例中，预设的第二角度为30度，具体的，通过第三连接点303与第四连接点304之间的连线与整车坐标系XY平面呈30度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到副车架106上，优选的，第三连接点303与第四连接点304之间的连线与整车坐标系XY平面呈20度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到副车架106上，这样能够为车辆提供一定的纵向避让特性，提高车辆纵向抗冲击能力，增强乘坐舒适性，同时又增加了车辆悬架的侧向支撑，使车辆悬架具有更好的操控稳定性。

可选地，本实施例提供的车辆前悬架，还可以包括：第三控制臂107，所述第三控制臂107具有所述第一连接部、第二连接部和第三连接部，所述第一连接部、第二连接部和第三连接部成三角形布置。

进一步地，所述第二连接部位于所述车轮的轮心的前方，所述第三连接部位于所述车轮的轮心的后方，所述第一连接部与所述转向节103连接，所述第二连接部、第三连接部分别与所述副车架106连接。

本实施例中，第一连接部通过球头与转向节103铰接，第二连接部和第三连接部分别通过衬套与副车架106连接，第一连接部、第二连接部和第三连接部在第三控制臂107上呈三角形分布，以增强第三控制臂107与转向节103、副车架106连接时的稳定性。

需要说明的是，第三控制臂107在垂直方向上，满足布置的前提下，第一连接部与转向节103的连接点与车轮的轮心之间的垂直距离越大越好，也就是说，在垂直方向上，第一连接部应尽量的远离车轮的轮心，而在车辆的纵向方向上，第二连接部、第三连接部位分别位于轮心的前方或后方。优选的，第二连接部、第三连接部位分别位于轮心的前方或后方90毫米的范围内，以提高悬架的外倾刚度，承受转向时因侧向加速度带来的侧向力，满足车辆操控稳定性、车轮垂向跳动的要求，以及左右车轮反向运动产生的侧倾的要求。

进一步地，所述第一连接部和所述转向节103连接形成第五连接点305，所述第二连接部和所述副车架106连接形成第六连接点306，所述第五连接点305与所述第六连接点306之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第三角度。所述第三连接部与所述副车架106连接形成第七连接点307，所述第五连接点305与所述第七连接点307之间的连线与所述整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第四角度。

本实施例中，预设的第三角度、预设的第四角度为60度。具体的，通过第五连接点305与第六连接点306之间的连线与整车坐标系XY平面呈60度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到副车架106上。优选的，第五连接点305与第六连接点306之间的连线与整车坐标系XY平面呈45度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到副车架106上。以及，第五连接点305与第七连接点307之间的连线与整车坐标系XY平面呈60度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到副车架106上。优选的，第五连接点305与所述第七连接点307之间的连线与整车坐标系XY平面呈45度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到副车架106上。这样设计既能为车辆提供一定的纵向避让特性，提高车辆抗纵向冲击的能力，提高乘坐舒适性，又能增加车辆悬架的侧向支撑，增加车辆悬架操控稳定性，以兼顾车辆的乘坐舒适性和驾驶操控性

进一步地，所述第二连接点302与所述第四连接点304之间连线的中点与所述第五连接点305之间的连线在整车坐标系XZ平面形成第一投影，所述第一投影与Z轴的夹角小于或等于预设的第五角度；且所述第二连接点302与第四连接点304之间连线的中点与所述第五连接点305之间的连线在整车坐标系YZ平面形成第二投影，所述第二投影与Z轴的夹角小于或等于预设的第六角度。

本实施例中，预设的第五角度为8度，优选地，第一投影与Z轴的夹角小于或等于6度，这样使车辆具有了良好的直线行驶稳定性和主动回正性能，同时能够使转向时的手力矩又在合理的范围内。另外，本实施例中，预设的第六角度为16度，优选地，第二投影与Z轴的夹角小于或等于12度，这样能够使车辆具有良好的低速回正性能，同时在低速泊车时，转向的手力矩也不会太重。

进一步地，所述转向拉杆102位于所述车轮的轮心的前方以及所述车轮的轮心的下方。本实施例中，转向拉杆102在车辆纵向应尽量远离车轮的轮心，以提高前束刚度，使转向车轮具有自动回正作用，保证车辆稳定的直线行驶；而在垂直方向上可根据具体的布置需要位于轮心的下方。

进一步地，所述转向拉杆102与所述转向节103连接形成地板连接点，所述转向拉杆102与所述悬架转向机101连接形成第九连接点，所述第八连接点308与第九连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第七角度。

在此，需要说明的是，预设的第七角度的大小与车辆的转向力和低速回正性能密切相关。如果预设的第七角度太大，则会产生很大的转向力；而预设的第七角度太小，则车辆不具有低速回正性能。本实施例中，预设的第七角度为12度。通过第八连接点308与第九连接点之间的连线与整车坐标系XY平面呈12度夹角范围内，从转向节103沿整车坐标系XY平面延伸连接到悬架转向机101上，优选的，第八连接点308与第九连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于8度，如此保证了悬架转向机101的齿条不会承受太大的弯曲力矩，同时能够建立更加线性的转向力。

进一步地，所述第三控制臂107、第一控制臂104、第二控制臂105的长度具有预先设定的比例关系，能够在悬架上下跳运动过程中，使外倾角变化更线性，保证轮胎与地面更好的接触，使车辆具有更好的抓地性能，提高车辆的侧倾极限，实现更好的弯道操控。

可选地，本实施例提供的车辆前悬架，还可以包括：减震器108，可为空气弹簧109或者变阻尼减震器108，将减震弹簧109集成于减震器108上。根据空间和性能综合要求，将减震器108的下端布置于第二控制臂105或者车轮的支架上，与垂直方向的夹角小于或等于45度。

本实施例中，第一控制臂104及其与副车架106连接的衬套的刚度、第二控制臂105及其与副车架106连接的衬套的刚度、第三控制臂107及其与副车架106连接的衬套的刚度需要满足隔振的要求，同时，在受到侧向力时，悬架的外倾角变化、前束角变化应有利于车辆的稳定特征。

本实施例的车辆前悬架由于第一控制臂104、第二控制臂105以及第三控制臂107在车辆的横向占用较小的空间，更有利于在车辆的横向布置大功率电机作为驱动动力源；通过合理的设计与转向拉杆102相关的第八连接点308与第九连接点的空间位置，实现左右轮胎的转向角度差值，避免了轮胎的不合理磨损；因为前悬驱动电机体积较小，具有更大的车轮转向角，以实现较小的整车转弯直径，在城市道路驾驶更灵活。

本实施例的车辆前悬架具有更小的主销偏距，可以更好的抵抗纵向驱动力和制动力对直线行驶的扰动，将车辆转向机、第一控制臂104和第二控制臂105布置于轮心的前方位置，给车辆能源(如电池)带来了更好的空间布置；第一控制臂104和第二控制臂105均通过副车架106连接到车辆车身，实现二级隔振，降低了传递到车身的振动，以及路面传递到车辆内的结构噪声；增加第三控制臂107，有效地增加了前悬架的外倾刚度，提高了车辆在弯道中承受大侧向加速度时候的极限性能。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种车辆前悬架，其特征在于，包括：悬架转向机、转向拉杆、转向节、第一控制臂和第二控制臂；

所述悬架转向机通过所述转向拉杆与所述转向节连接；

所述第一控制臂、第二控制臂靠近车轮的一端分别与所述转向节连接，远离所述车轮的一端分别与副车架连接；

所述悬架转向机、所述第一控制臂和所述第二控制臂均位于所述车轮的轮心的前方。

2.根据权利要求1所述的车辆前悬架，其特征在于，所述第一控制臂、第二控制臂均位于所述车轮的轮心的前方且位于所述车轮的轮心的下方。

3.根据权利要求1所述的车辆前悬架，其特征在于，所述第一控制臂和所述副车架连接形成第一连接点，所述第一控制臂和所述转向节连接形成第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第一角度。

4.根据权利要求3所述的车辆前悬架，其特征在于，所述第二控制臂和所述副车架连接形成第三连接点，所述第二控制臂和所述转向节连接形成第四连接点，所述第三连接点与所述第四连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第二角度。

5.根据权利要求4所述的车辆前悬架，其特征在于，还包括：第三控制臂，所述第三控制臂具有第一连接部、第二连接部和第三连接部，所述第二连接部位于所述车轮的轮心的前方，所述第三连接部位于所述车轮的轮心的后方，所述第一连接部与所述转向节连接，所述第二连接部、第三连接部分别与所述副车架连接。

6.根据权利要求5所述的车辆前悬架，其特征在于，所述第一连接部和所述转向节连接形成第五连接点，所述第二连接部和所述副车架连接形成第六连接点，所述第五连接点与所述第六连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第三角度。

7.根据权利要求6所述的车辆前悬架，其特征在于，所述第三连接部和所述副车架形成第七连接点，所述第五连接点与所述第七连接点之间的连线与所述整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第四角度。

8.根据权利要求6所述的车辆前悬架，其特征在于，所述第二连接点与第四连接点之间连线的中点与所述第五连接点之间的连线在整车坐标系XZ平面形成第一投影，所述第一投影与Z轴的夹角小于或等于预设的第五角度；且所述第二连接点与第四连接点之间连线的中点与所述第五连接点之间的连线在整车坐标系YZ平面形成第二投影，所述第二投影与Z轴的夹角小于或等于预设的第六角度。

9.根据权利要求1所述的车辆前悬架，其特征在于，所述转向拉杆位于所述车轮的轮心的前方以及所述车轮的轮心的下方。

10.根据权利要求9所述的车辆前悬架，其特征在于，所述转向拉杆与所述转向节连接形成第八连接点，所述转向拉杆与所述悬架转向机连接形成第九连接点，所述第八连接点与第九连接点之间的连线与整车坐标系XY平面的夹角小于或等于预设的第七角度。

11.根据权利要求1-10任一所述的车辆前悬架，其特征在于，所述第三控制臂、第一控制臂、第二控制臂的长度具有预先设定的比例关系。