CN113396071B - 单体式悬架模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆悬架系统，包括连接到车架或车身的悬架臂。车轮由悬架臂支撑并且减震器连接在车架或车身和悬架臂之间。减震器包括具有第一连接结构的第一安装配件、具有第二连接结构的第二安装配件以及围绕第一连接结构和第二连接结构模制的单体式弹性主体。

Description

单体式悬架模块
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年1月31日提交的第62/799,303号美国临时申请文献的优先权和权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及车轮悬架系统。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并不构成现有技术。
在车辆中，减震器与弹簧结合使用以减少道路颠簸的影响，从而提高乘坐质量和车辆操控性。减震器与悬架弹簧结合使用，从而减震器抑制弹簧振动。常见的减震器使用液压流体和/或气动室以及阀门来吸收弹簧的多余能量。减震器往往很重，还需要流体密封，这会导致定期维护或修理。
本公开解决了与减震器相关的这些问题、以及与机动车中的噪声、振动和粗糙度(NVH)以及重量相关的其他问题。
发明内容
本节提供了本公开内容的一般概述，并不是对其全部范围或所有特征的全面公开。
根据本公开的一种形式，减震器包括单体式(monolithic)弹性主体，该单体式弹性主体包括第一端和第二端。第一端位于车轮附近，第二端位于车辆底盘附近。单体式弹性主体构造成传递载荷并提供从第一端到第二端的可变阻尼和可变刚度。
在一个变型中，单体式弹性主体包括布置在第二端附近的多个孔。在另一个这样的变型中，单体式弹性主体包括布置在第一端附近的多个肋。
在另一个变型中，单体式弹性主体包括布置在第一端附近的多个肋。
在另外的变型中，第一安装配件具有第一连接结构并且第二安装配件具有第二连接结构。单体式弹性主体围绕第一连接结构和第二连接结构模制。在其他这样的变型中，第一连接结构包括嵌入在单体式弹性主体中的板状结构。在其他这样的变型中，第二连接结构包括嵌入在单体式弹性主体中的板状结构。在另外的这样的变型中，板状结构通过直径减小的颈部区域连接到第一安装配件。
在另一个变型中，弹性主体还包括布置在第二端附近的限定蜂窝几何形状的孔。在另一个这样的变型中，第一安装配件具有第一连接结构并且第二安装配件具有第二连接结构。单体式弹性主体围绕第一连接结构和第二连接结构模制。在其他这样的变型中，第一连接结构包括嵌入在单体式弹性主体中的板状结构。在其他这样的变型中，第二连接结构包括嵌入在单体式弹性主体中的板状结构。在另一个这样的变型中，板状结构通过直径减小的颈部区域连接到第一安装配件。
在另一个变型中，减震器连接在车辆底盘和悬架臂之间。在另一个这样的变型中，单体式弹性主体包括布置在第二连接结构附近的多个孔。
从在此提供的描述，其他适用领域将更为清楚。应当理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不用于限制本公开的范围。
附图说明
参考附图，为了更佳理解本公开，在此将以示例的形式描述本公开的多种形式，其中：
图1为具有根据本公开的原理的单体式悬架模块的车轮悬架系统的立体图；
图2为根据本公开的原理的示范性单体式悬架模块的截面图。
在此描述的附图仅用于说明性目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，在所有附图中相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
参考图1，示出的车轮悬架系统10包括适于安装到车身或车架16(本文中也称为车辆底盘)的下悬架臂12和上悬架臂14。转向节18可由上、下悬臂14、12枢转地支撑。轮毂20由转向节18支撑。轮毂20适于支撑车轮22。
单体式悬架模块30(在本文中也称为减震器)连接到下悬架臂12和车身或车架16。如图2最佳所示，单体式悬架模块30可包括用于连接到下悬架臂12的第一安装配件32和用于连接到车身或车架16的第二安装配件34。第一和第二安装配件32、34均可包括用于分别安装到下悬架臂12和车身或车架16的安装特征36。安装特征36可以采用多种可替代的形式，包括可以支撑或接收用于安装到车身或车架16以及悬架臂12的紧固件或连接销的孔、板、夹子和其他结构。第一和第二安装配件32、34中的每个还包括嵌入单体式弹性主体42内的连接结构40，从而单体式弹性主体42绕第一连接结构和第二连接结构模制。第一连接结构40之一或两者均可包括嵌入单体式弹性主体42内的板状结构。此外，第一安装配件32可以布置在单体式弹性主体42的第一端52处，并且第二安装配件34可以布置在单体式弹性主体42的第二端54处。连接结构40可以包括板状结构，该板状结构通过直径减小的颈部区域44连接到第一和第二安装配件32、34。
单体式弹性主体42可以包括任何表现出弹性或类似橡胶特性的材料，这些材料可以包括各种形式的橡胶、硅树脂和泡沫，包括但不限于天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、苯乙烯-丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、环氧氯丙烷橡胶、聚丙烯酸橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶、全氟橡胶以及开孔和闭孔泡沫。
如图1所示，单体式弹性主体42可为方形或矩形块状、圆柱状或其他形状。单体式弹性主体42可包括设置在凹部50之间的孔46和肋48，以将单体式弹性主体42调置为包括所需的刚度和阻尼特性。在一个变型中，单体式弹性主体42包括多个孔46。一种形式的多个孔46靠近第二端54布置。在另一种形式中，单体式弹性主体42包括靠近第一端52设置的多个肋48。多个孔46可以限定蜂窝几何形状。
通过改变单体式弹性主体42的特征，可以控制单体式弹性主体42的刚度和阻尼特性。例如，由于第一端52位于车轮22附近并且第二端54位于车身或车架16附近，因此单体式弹性主体42可构造成传递载荷并提供从第一端52到第二端54的可变阻尼和可变刚度。更具体地，通过在单体式弹性主体42的第一端52附近包括凹部50和/或肋48，可以实现第一端52处的较低刚度特性。类似地，另一方面，通过在单体式弹性主体42的第二端54附近包括孔46，可以实现更高的阻尼常数。以这种方式，单体式弹性主体42可以构造成吸收传递到车轮22的载荷，并提供预定的、期望的阻尼和刚度特性，其中单体式弹性主体42在第一连接结构40附近具有较低的刚度并且在第二连接结构40附近具有更高的阻尼常数。也就是说，可以相信改善阻尼特性可能以降低刚度特性为代价，反之亦然。
在另一个变型中，单体式弹性主体42具有第一端52和第二端54，第一端52包括孔46和肋48中的至少一个，第二端54包括孔46和肋48中的至少一个。孔46和肋48。在这样的配置中，第一端52可以构造成吸收传递到车轮22的载荷，而第二端54可以构造成提供阻尼特性。在另外的变型中，第一端52可以包括多个孔46并且第二端54也可以包括多个孔46。如上所述，通过在单体式弹性主体42的第一端52附近包括凹部50和/或肋48，可以实现在第一端52处的较低刚度特性。类似地，另一方面，通过在单体式弹性主体42的第二端54附近包括孔46，可以实现更高的阻尼常数。以这种方式，单体式弹性主体42可以构造成吸收传递到车轮22的载荷，并提供预定的、期望的阻尼和刚度特性，其中单体式弹性主体42在第一连接结构40附近具有较低的刚度并且在第二连接结构40附近具有更高的阻尼常数。因此应当理解，可以采用几何特征(例如孔、凹部、肋等)和材料的任何组合来实现沿单体式弹性主体42的长度的可变阻尼和刚度。作为另一示例，单体式弹性主体42可包括第二连接结构40附近的加强件(即，形成复合材料)以实现更高的阻尼常数。因此，术语“单体式弹性主体”应被解释为意味着除了其他任选的填充料之外还包含弹性体材料或弹性体材料的组合的单件主体。
本公开的单体式悬架模块30取代了通常充满流体并且需要昂贵的密封件和阀门才能正常工作的较重的金属弹簧和阻尼器系统。阀门和密封件可能会泄漏并可能需要维护。因此，单体式弹性主体42提供了大幅度的重量减轻并且不再需要昂贵的密封件和阀门。
除非本文另有明确说明，所有表示机械/热性能、成分百分比、尺寸和/或公差或其他特性的数值在描述本发明的范围时应理解为由“大约”或“近似”的修改。由于包括工业实践、材料、制造和组装公差以及测试能力的多种原因，需要进行这种修改。
如本文所用，词句A、B和C中的至少一个应解释为表示逻辑(A或B或C)，使用非排他性逻辑的或，并且不应解释为表示“至少一个A，至少一个B，以及至少一个C。”
本公开内容的描述在本质上仅是示例性的，因此，不背离本公开内容的实质的变化旨在落入本公开内容的范围内。这种变化不应被视为背离本公开的主旨和范围。

Claims (13)

1.一种减震器，包括：
单体式弹性主体，所述单体式弹性主体包括第一端和第二端，其中所述第一端位于车轮附近，所述第二端位于车辆底盘附近，其中所述单体式弹性主体包括沿所述单体式弹性主体的长度的肋、孔、材料中的至少一个的可变分布，并且构造成传递载荷并提供从第一端到第二端的可变阻尼和可变刚度，
其中，所述单体式弹性主体包括靠近所述第一端设置的多个孔。
2.根据权利要求1所述的减震器，其中所述单体式弹性主体包括靠近所述第一端设置的多个肋。
3.根据权利要求1所述的减震器，还包括具有第一连接结构的第一安装配件和具有第二连接结构的第二安装配件，其中所述单体式弹性主体围绕所述第一连接结构和所述第二连接结构模制。
4.根据权利要求3所述的减震器，其特征在于，所述第一连接结构包括嵌入在所述单体式弹性主体中的板状结构。
5.根据权利要求4所述的减震器，其特征在于，所述第二连接结构包括嵌入在所述单体式弹性主体中的板状结构。
6.根据权利要求4所述的减震器，其中所述板状结构通过直径减小的颈部区域连接到所述第一安装配件。
7.根据权利要求1所述的减震器，其中，所述孔限定蜂窝几何形状。
8.根据权利要求7所述的减震器，还包括具有第一连接结构的第一安装配件和具有第二连接结构的第二安装配件，其中所述单体式弹性主体围绕所述第一连接结构和所述第二连接结构模制。
9.根据权利要求8所述的减震器，其特征在于，所述第一连接结构包括嵌入在所述单体式弹性主体中的板状结构。
10.根据权利要求9所述的减震器，其特征在于，所述第二连接结构包括嵌入在所述单体式弹性主体中的板状结构。
11.根据权利要求9所述的减震器，其中所述板状结构通过直径减小的颈部区域连接到所述第一安装配件。
12.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，所述减震器连接在车辆底盘和悬架臂之间。
13.根据权利要求12所述的减震器，其中，所述单体式弹性主体包括靠近第二连接结构布置的多个孔。
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