CN113561706A - 一种前桥结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种前桥结构及车辆，所述前桥结构包括：前轴，所述前轴包括：主体部；两个连接部，两个所述连接部分别连接于所述主体部的两端，用于与调整臂连接，所述连接部设有避障区，所述避障区用于增大所述调整臂与所述前轴的前侧面之间的间隙，以增大车轮转角。本申请中，避障区增大了调整臂与前轴之间的间隙，在限制调整臂与前轴之间的最小间隙的前提下，调整臂相对于前轴的转动范围更大，而使得车轮转角更大，以便于设计开发12米极限箱长载货车。

Description

一种前桥结构及车辆

技术领域

本申请涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种前桥结构及车辆。

背景技术

载货车最大车辆长度允许做到12米，故各大商用车主机厂都在开发12米极限箱长载货车，通过加长轴距来增加箱长，可以多承载货物，提高车辆的承载性。但是随着轴距和箱长的增加，车辆最小转弯直径和最小通道圆都相应增大，车辆的通过性随之减弱，不利于行车转向。

车轮转角越大，最大转弯半径越小，整车通过性就越强，因此大转角前桥总成，对于极限厢长的车辆特性满足，是有直接关系的。

至于车轮转角，根据驾驶转向情况，前桥总成随着方向盘左转向和右转向，对应的前桥附件如转向节、直拉杆臂、横拉杆总成、直拉杆臂左右转动；为了保证前桥附件不出现铁碰铁硬干涉的状况，一般通过限定前桥左右转角，也就出现了最大内外轮转角的说法。

相关技术中，如图1和图2所示，前轴呈对称设计，前轴的前半部与后半部完全相同，前轴的左半部和右半部也完全相同，为避免车轮转动过程中发生前桥附件和前桥之间发生硬碰撞的情况，最大前桥内轮转角一般只能做到46°以内；最大前桥外轮转角一般只能做到36°以内。但此转角在满足通道圆法规要求下，难以满足12米极限箱长的车型所需的车轮转角。

车轮转向时，前桥附件如调整臂与前桥之间需保持最小15mm的间隙要求，因而若单纯增大车轮转角，容易造成前桥附件的损伤。若通过变窄前桥的宽度来增大车轮的转角，则前桥的承载强度难以达到所需要求。因而相关技术中，难以增大车轮转角，而难以设计开发12米极限箱长载货车。

发明内容

本申请实施例提供一种前桥结构及车辆，以解决相关技术中难以增大车轮转角，而难以设计开发12米极限箱长载货车的技术问题。

第一方面，提供了一种前桥结构，其包括：前轴，所述前轴包括：

主体部；

两个连接部，两个所述连接部分别连接于所述主体部的两端，用于与调整臂连接，所述连接部设有避障区，所述避障区用于增大所述调整臂与所述前轴的前侧面之间的间隙，以增大车轮转角。

这样设置，由于连接部上避障区的设计，前轴的前侧面形成有避障区，但前桥附件随着车轮转动时，前桥附件中的调整臂可相对于前轴转动至避障区内，而增大了调整臂相对于前轴的转动半径，相较于对称设计的前轴，该避障区增大了调整臂与前轴之间的间隙，在限制调整臂与前轴之间的最小间隙的前提下，调整臂相对于前轴的转动范围更大，而使得车轮转角更大，以便于设计开发12米极限箱长载货车。

一些实施例中，所述连接部弯曲设置，且在所述连接部的前侧面至少具有一个凹面，以形成所述避障区。

这样设置，由于连接部自身弯曲形成避障区，连接部自身并未开设缺口，连接部自身的承载能力并未被破坏，因而维持了前轴的承载性能，且增大了车轮转角。

一些实施例中，该前桥结构还包括两个转向节，两个所述转向节分别与两个所述连接部转动连接，且所述转向节用于连接车轮。

一些实施例中，所述转向节包括：

安装板；

安装耳座，其连接于所述安装板的侧面，且所述安装耳座与所述连接部转动连接。

一些实施例中，所述转向节还包括下节臂，所述下节臂与所述安装板一体成型设置，且所述下节臂与所述安装板连接的侧面与所述安装耳座所在的侧面相邻设置，以增大所述下节臂与所述连接部之间的间隙。

这样设置，转向节采用一体化铸造而成，取消了连接下节臂与安装板之间的螺栓螺母，在一定程度上减轻了转向节接近20％的重量；其次，减少了装配工序，节约了对应的人力/设备成本，也减少了零件的数量与品种；然后，采用一体化结构整体上提高了零件的可靠性，避免了安装螺栓导致的紧固件失效故障；最后，零部件的减少，对应厂家模具费用也减少了，在一定程度上模具数量以及维护成本都相应降低。

一些实施例中，所述下节臂与所述安装板之间呈角度设置。

这样设置，下节臂与横拉杆连接的位置相较于相关技术中的转向节的下节臂与横拉杆连接的位置不变，因而该转向节可适配现有的其他前桥。

一些实施例中，所述前轴的横截面呈工字形设置。

这样设置，提高了前轴的承载性能。

一些实施例中，所述主体部上还设有用于连接板簧的连接结构。

一些实施例中，所述避障区的侧面半径为250-400mm。

这样设置，若连接部的弯曲半径过大，则影响前轴的自身结构，前轴和现有前桥附件的适应性受到影响。若连接部的弯曲半径过小，则避障区201对调整臂提供的空间较小，车轮的转向角度变化较小，而仍难以设计开发12米极限箱长载货车。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种前桥结构，由于连接部上避障区的设计，前轴的前侧面形成有避障区，但前桥附件随着车轮转动时，前桥附件中的调整臂可相对于前轴转动至避障区内，而增大了调整臂相对于前轴的转动半径，相较于对称设计的前轴，该避障区增大了调整臂与前轴之间的间隙，在限制调整臂与前轴之间的最小间隙的前提下，调整臂相对于前轴的转动范围更大，而使得车轮转角更大，以便于设计开发12米极限箱长载货车。

第二方面，提供了一种车辆，其特征在于，包括如上所述的前桥结构。

本申请的另一实施例提供的一种车辆，由于其具有上述的前桥结构，因而其有益效果为：由于连接部上避障区的设计，前轴的前侧面形成有避障区，但前桥附件随着车轮转动时，前桥附件中的调整臂可相对于前轴转动至避障区内，而增大了调整臂相对于前轴的转动半径，相较于对称设计的前轴，该避障区增大了调整臂与前轴之间的间隙，在限制调整臂与前轴之间的最小间隙的前提下，调整臂相对于前轴的转动范围更大，而使得车轮转角更大，以便于设计开发12米极限箱长载货车。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中的前轴示意；

图2为沿图1中A-A线的剖面示意图；

图3为相关技术中车轮在转向角度最大时调整臂与前轴的示意图；

图4为本申请实施例中提供的前轴的示意图；

图5为本申请实施例中提供的另一视角的前轴的部分示意图；

图6为沿图5中B-B线的剖面示意图；

图7为本申请实施例中车轮在转向角度最大时调整臂与前轴的示意图；

图8为相关技术中车轮在转向角度最大时下节臂与前轴的示意图；

图9为相关技术中转向节的示意图；

图10为本申请实施例中车轮在转向角度最大时下节臂与前轴的示意图；

图11为本申请实施例中转向节的示意图；

图12为本申请实施例中转向节另一视角的示意图；

图13为通道圆法规示意图。

图中：1、主体部；101、连接结构；2、连接部；201、避障区；3、调整臂；4、转向节；401、安装板；402、安装耳座；403、安装轴；404、下节臂。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

载货车最大车辆长度允许做到12米，故各大商用车主机厂都在开发12米极限箱长载货车，通过加长轴距来增加箱长，可以多承载货物，提高车辆的承载性。但是随着轴距和箱长的增加，车辆最小转弯直径和最小通道圆都相应增大，车辆的通过性随之减弱，不利于行车转向。

车轮转角越大，最大转弯半径越小，整车通过性就越强，因此大转角前桥总成，对于极限厢长的车辆特性满足，是有直接关系的。

至于车轮转角，根据驾驶转向情况，前桥总成随着方向盘左转向和右转向，对应的前桥附件如转向节、直拉杆臂、横拉杆总成、直拉杆臂左右转动；为了保证前桥附件不出现铁碰铁硬干涉的状况，一般通过限定前桥左右转角，也就出现了最大内外轮转角的说法。

相关技术中，如图1和图2所示，前轴呈对称设计，前轴的前半部与后半部完全相同，前轴的左半部和右半部也完全相同，为避免车轮转动过程中发生前桥附件和前桥之间发生硬碰撞的情况，最大前桥内轮转角一般只能做到46°以内；最大前桥外轮转角一般只能做到36°以内。但此转角在满足通道圆法规要求下，难以满足12米极限箱长的车型所需的车轮转角。

车轮转向时，前桥附件如调整臂与前桥之间需保持最小15mm的间隙要求，因而若单纯增大车轮转角，容易造成前桥附件的损伤。若通过变窄前桥的宽度来增大车轮的转角，则前桥的承载强度难以达到所需要求。因而相关技术中，难以增大车轮转角，而难以设计开发12米极限箱长载货车。

上述所述的通道圆法规为，如图13所示，其中外圆直径D1＝25000mm，内圆直径D2＝10600mm，汽车应在D1和D2形成的通道圆内通过，任何部位不得超出该通道圆。通道圆与转弯直径是息息相关的，最小转弯直径小，则通道圆相应也小；最小转弯直径增大，则通道圆随之增大。因此，最小通道圆的计算离不开最小转弯半径的计算。

本申请实施例提供了一种前桥结构，其能解决相关技术中难以增大车轮转角，而难以设计开发12米极限箱长载货车的技术问题。

一种前桥结构，其包括：前轴，所述前轴包括：

主体部1；

两个连接部2，两个所述连接部2分别连接于所述主体部1的两端，用于与调整臂3连接，所述连接部2设有避障区201，所述避障区201用于增大所述调整臂3与所述前轴的前侧面之间的间隙，以增大车轮转角。

参照图4和图5，其中，前桥结构包括前轴。前轴包括主体部1和连接部2，主体部1用于与车体连接，而连接部2设于主体部1的端部，用于连接前桥附件。

参照图4，连接部2的数量为两个，两个连接部2分别连接于主体部1的两端，本实施例中，连接部2与主体部1一体成型设置。两个连接部2呈对称设置。

参照图7，前桥附件包括调整臂3，调整臂3与连接部2转动连接，且调整臂3相对于连接部2转动。在车轮转动过程中，为避免调整臂3与前轴发生硬碰撞，因而需要限制调整臂3与前轴之间的最小间隙，该领域中，一般将调整臂3与前轴之间的最小间隙设为15mm，即调整臂3转动至与前轴之间的间隙为15mm时，调整臂3不能再进一步转动，因而限制了车轮的最大转角。

参照图4、图5和图7，连接部2上设有避障区201，避障区201设于连接部2的前侧面上，因而前轴的前侧面具有避障区201。前轴的前侧面，即为前轴安装至车体上后，朝向行驶车体行驶方向的侧面。调整臂3位于前轴的前侧设置。

参照图3，相关技术中，车轮转动至最大转角时，此时调整臂3与前轴的前侧的前侧面之间间隙为15mm，此时相关技术中车轮的转动角度极限。

然而参照图7，本实施例中，由于前轴的前侧面的避障区201的设置，调整臂3随车轮转动至与前轴的前侧面之间的间隙为15mm时，仍可进一步转动至避障区201内，直至调整臂3与避障区201的内壁之间的间隙为15mm，此时，本实施例中的车轮转动至极限角度。可以理解的是避障区201的设置，以支持调整臂3进一步相对于前轴转动，而增大了车轮的转动半径。

参照图7，调整臂3设于前轴的左端，因而当车轮朝右转动至最大角度时，调整臂3与前轴之间出现最小间隙。调整臂3限制车轮右转的最大角度，本实施例中，由于该连接部2上的避障区201的设置，使得车轮右转的极限角度增大。

这样设置，由于连接部2上避障区201的设计，前轴的前侧面形成有避障区201，但前桥附件随着车轮转动时，前桥附件中的调整臂3可相对于前轴转动至避障区201内，而增大了调整臂3相对于前轴的转动半径，相较于对称设计的前轴，该避障区201增大了调整臂3与前轴之间的间隙，在限制调整臂3与前轴之间的最小间隙的前提下，调整臂3相对于前轴的转动范围更大，而使得车轮转角更大，以便于设计开发12米极限箱长载货车。

可选地，所述连接部2弯曲设置，且在所述连接部2的前侧面至少具有一个凹面，以形成所述避障区201。

参照图4和图5，其中，连接部2弯曲设置，且在连接部2的前侧面至少具有一个凹面，而在连接部2的后侧面至少具有一个凸面，因而连接部2在水平面内弯曲。本实施例中，连接部2在前侧面具有一个凹面，以形成避障区201，连接部2在后侧面具有一个凸面。整体连接部2呈前凹后凸设置。

参照图4、图5和图7，本实施例中，避障区201的内壁呈弧形面设置，而在其他实施例中，避障区201的内壁可由多个平面拼接而成。

由于连接部2自身弯曲形成避障区201，连接部2自身并未开设缺口，连接部2自身的承载能力并未被破坏，因而维持了前轴的承载性能，且增大了车轮转角。

这样设置，弯曲设置的连接部2，不仅保持了前轴的承载能力，而且可形成避障区201，以此增大调整臂3与前轴之间的间隙，以增大车轮的转角。

可选地，该前桥结构还包括两个转向节4，两个所述转向节4分别与两个所述连接部2转动连接，且所述转向节4用于连接车轮。

参照图10-图12，其中，前桥结构还包括两个转向节4，两个转向节4分别转动设置于前轴的两端，即分别与两个连接部2的端部转动连接。转向节4用于连接车轮，由于转向节4的设置，车轮转动安装在转向节4上后，随着转向节4的转动，而便于车轮发生转向。

可选地，所述转向节4包括：

安装板401；

安装耳座402，其连接于所述安装板401的侧面，且所述安装耳座402与所述连接部2转动连接。

参照图10-图12，其中，转向节4包括安装板401、安装轴403和安装耳座402。安装轴403和安装耳座402分别连接于安装板401的相对两侧面。本实施例中，安装轴403和安装耳座402均与安装板401一体成型设置。车轮套设于安装轴403以转动安装至转向节4上。

参照图10-图12，安装耳座402设有两个，两个安装耳座402间隔设置。将转向节4安装至连接部2的端部时，连接部2的端面朝向安装板401的侧面，且连接部2的端部位于两个安装耳座402之间，通过朝连接部2和两个安装耳座402之间穿设销轴以将转向节4安装至连接部2的端部。此时，连接部2的端部的上下两侧面分别与两个安装耳座402正对的侧面贴合。

可选地，所述转向节4还包括下节臂404，所述下节臂404与所述安装板401一体成型设置，且所述下节臂404与所述安装板401连接的侧面与所述安装耳座402所在的侧面相邻设置，以增大所述下节臂404与所述连接部2之间的间隙。

可选地，所述下节臂404与所述安装板401之间呈角度设置。

参照图10和图11，其中，转向节4还包括下节臂404。下节臂404与安装板401一体成型设置。本实施例中，下节臂404与安装板401连接的侧面与安装耳座402所在的侧面相邻设置，即下节臂404的连接处位于安装板401的周向侧面设置。进一步地，下节臂404的还与一个安装耳座402的周向侧面连接，以使得下节臂404、安装耳座402和安装板401的整体性更好，转向节4的承载能力被加强。

参照图8和图9,，该转向节4为相关技术中转向节4，其下节臂404通过螺栓与安装板401连接。且由于需要下节臂404与安装板401有较大的贴合面积，以增大下节臂404的固定牢固度。下节臂404的侧面贴合于安装板401的具有安装耳座402的侧面。同时为适应安装耳座402，下节臂404的部分弯曲设置，而契合并包覆安装耳座402的周向外侧面。此时下节臂404加厚了部分安装板401的厚度，同时设置的螺栓进一步加厚了安装有下节臂404处的安装板401的厚度。

车轮转向时，转向节4转动，安装在安装板401上的下节臂404相对于前轴转动，需要安装板401与前轴之间留有一定间隙，以此避免下节臂404与前轴发生碰撞。可以理解的是，由于下节臂404的设置，使得车轮的转向节4度受到限制。

参照图10和图11，本实施例中，由于下节臂404与安装板401一体成型设置，下节臂404无需贴合于安装板401，且无需设置螺栓，减小了下节臂404安装位置处的安装板401的厚度，以此随着转向节4的转动，下节臂404相对于前轴的转动角度更大，而增大了车轮的转向角度。

参照图11和图12，进一步地，本实施例中，下节臂404的与安装板401的侧面呈角度设置，以此使得下节臂404背离其固定的一端相对于安装板401的位置，与相关技术中下节臂404背离其固定的一端相对于安装板401的位置一致，即下节臂404与横拉杆连接的位置不变，因而该转向节4可适配现有的其他前桥。

这样设置，转向节4采用一体化铸造而成，取消了连接下节臂404与安装板401之间的螺栓螺母，在一定程度上减轻了转向节4接近20％的重量；其次，减少了装配工序，节约了对应的人力/设备成本，也减少了零件的数量与品种；然后，采用一体化结构整体上提高了零件的可靠性，避免了安装螺栓导致的紧固件失效故障；最后，零部件的减少，对应厂家模具费用也减少了，在一定程度上模具数量以及维护成本都相应降低。

可选地，所述前轴的横截面呈工字形设置。

参照图5和图6，其中，前轴的横截面呈工字形设置，其中主体部1连接部2均呈工字形设置，以此使得前轴具有良好的承载性能。

可选地，所述主体部1上还设有用于连接板簧的连接结构101。

参照图4和图5，其中，主体部1上设有用于连接板簧的连接结构101，连接结构101设有两组，两组连接结构101以主体部1长度方向的对称面对称设置在主体部1的顶面。连接结构101包括四个安装孔和一个盲孔，四个安装孔沿矩形的四个角分布，且均开设于主体部1的顶面，而盲孔位于四个安装孔围成的矩形之间。以此通过螺栓而将板簧主体部1连接。

可选地，所述避障区201的侧面半径为250-400mm。

其中，避障区201的侧面半径为250-400mm，可以理解的是，连接部2的弯曲半径在250-400mm，优选为弯曲半径为300mm。若连接部2的弯曲半径过大，则影响前轴的自身结构，前轴和现有前桥附件的适应性受到影响。若连接部2的弯曲半径过小，则避障区201对调整臂3提供的空间较小，车轮的转向角度变化较小，而仍难以设计开发12米极限箱长载货车。

综上所述，该前桥结构一方面通过使前轴的连接弯曲设置以形成避障区201，而增大调整臂3相对于前轴的转向角度。同时，一体化成型的转向节4，其下节臂404与前轴之间的间隙变大，而增大了转向节4自身的转向角度，因而，车轮的转向角度被进一步增大，而便于设计开发12米极限箱长载货车。

本申请的另一实施例提供一种车辆，包括如上所述的前桥结构。

采用该前桥结构的车辆，其具有与前桥结构同样的有益效果：由于连接部2上避障区201的设计，前轴的前侧面形成有避障区201，但前桥附件随着车轮转动时，前桥附件中的调整臂3可相对于前轴转动至避障区201内，而增大了调整臂3相对于前轴的转动半径，相较于对称设计的前轴，该避障区201增大了调整臂3与前轴之间的间隙，在限制调整臂3与前轴之间的最小间隙的前提下，调整臂3相对于前轴的转动范围更大，而使得车轮转角更大，以便于设计开发12米极限箱长载货车。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种前桥结构，其特征在于，其包括：前轴，所述前轴包括：

主体部(1)；

两个连接部(2)，两个所述连接部(2)分别连接于所述主体部(1)的两端，用于与调整臂(3)连接，所述连接部(2)设有避障区(201)，所述避障区(201)用于增大所述调整臂(3)与所述前轴的前侧面之间的间隙，以增大车轮转角。

2.根据权利要求1所述的前桥结构，其特征在于，所述连接部(2)弯曲设置，且在所述连接部(2)的前侧面至少具有一个凹面，以形成所述避障区(201)。

3.根据权利要求1所述的前桥结构，其特征在于，还包括两个转向节(4)，两个所述转向节(4)分别与两个所述连接部(2)转动连接，且所述转向节(4)用于连接车轮。

4.根据权利要求3所述的前桥结构，其特征在于，所述转向节(4)包括：

安装板(401)；

安装耳座(402)，其连接于所述安装板(401)的侧面，且所述安装耳座(402)与所述连接部(2)转动连接。

5.根据权利要求4所述的前桥结构，其特征在于，所述转向节(4)还包括下节臂(404)，所述下节臂(404)与所述安装板(401)一体成型设置，且所述下节臂(404)与所述安装板(401)连接的侧面与所述安装耳座(402)所在的侧面相邻设置，以增大所述下节臂(404)与所述连接部(2)之间的间隙。

6.根据权利要求5所述的前桥结构，其特征在于，所述下节臂(404)与所述安装板(401)之间呈角度设置。

7.根据权利要求1所述的前桥结构，其特征在于，所述前轴的横截面呈工字形设置。

8.根据权利要求1所述的前桥结构，其特征在于，所述主体部(1)上还设有用于连接板簧的连接结构(101)。

9.根据权利要求2所述的前桥结构，其特征在于，所述避障区(201)的侧面半径为250-400mm。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的前桥结构。

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