CN113795394A

CN113795394A - 用于双轨车辆的后桥和具有该后桥的双轨车辆

Info

Publication number: CN113795394A
Application number: CN202080034479.4A
Authority: CN
Inventors: 托比亚斯·尼辛; 方向凡; 蒂莫·施利希廷
Original assignee: Universitaet Siegen
Current assignee: FLB Automotive Lightweight Technology R&D Co.
Priority date: 2019-05-06
Filing date: 2020-05-04
Publication date: 2021-12-14
Also published as: US20220219503A1; WO2020225191A1; DE102019111714A1; EP3966053A1

Abstract

用于双轨车辆的后桥(100)具有：第一拖曳臂(102)、具有第一轮中心(106)的第一轮架(104)和第一纵向支柱(110)，它们形成在车辆的纵向和/或车辆的竖直方向上有效的第一联接机构；第二拖曳臂、具有第二轮中心的第二轮架和第二纵向支柱，它们形成在车辆的纵向和/或车辆的竖直方向上有效的第二联接机构；以及横梁(114)，该横梁与第一拖曳臂(102)和第二拖曳臂牢固连接并具有剪切中心，其中，第一联接机构具有位于前侧和第一轮中心(106)上方的第一瞬时旋转中心(124)，并且第二联接机构具有位于前侧和第二轮中心上方的第二瞬时旋转中心，以及一种双轨车辆具有底盘或车底，其中该车辆具有布置在底盘或车底的这种后桥(100)。

Description

用于双轨车辆的后桥和具有该后桥的双轨车辆

技术领域

本发明涉及一种用于双轨车辆的后桥，该后桥具有：第一拖曳臂、具有第一轮中心的第一轮架和第一纵向支柱，它们形成在车辆纵向方向上有效的第一联接机构；第二拖曳臂、具有第二轮中心的第二轮架和第二纵向支柱，它们形成在车辆纵向方向上有效的第二联接机构。本发明还涉及一种具有底盘或车底以及这种后桥的双轨车辆。

背景技术

乘用车后桥可设计为刚性轴、半刚性轴和具有独立轮悬架的轴。半刚性轴包括扭转曲柄轴和扭力梁轴。

在半刚性轴的情况下，后桥上的两个轮借助可弹性变形的横梁彼此物理连接。在属于该组的扭转曲柄轴的情况下，横梁位于轮中心的位置，设计为扭转柔性的，并且通过相应的轮架以扭转柔性的、因此是半刚性的方式将两个轮有效地连接在中间。轮架以固定连接的形式链接到横梁。横梁借助在车辆的左侧和右侧的灵活且扭转柔性的拖曳臂连接到车身，特别是车身结构。这种设计允许自由的轮行程移动，特别是转弯时的等边压缩/回弹，而轮位置的变化非常小，特别是前束角和外倾角的变化。在反向轮行程移动的情况下，特别是交替压缩/回弹(其中产生的侧向力也会引起绕车辆纵轴线和车辆横轴线的扭转力矩)，轮位置会发生非常大的变化，因为拖曳臂通常被设计为灵活且扭转柔性的。为了有针对性地调整轮位置变化，引入了不同的横向支撑，例如，潘哈德杆。

与扭转曲柄轴相反，扭力梁轴具有两个刚性和扭转刚性的拖拽臂。与扭转曲柄轴一样，横梁设计为刚性和扭转柔性的。然而，横梁并不直接位于轮中心，而是靠近车身座架的位置。因此，具有单侧激励的两个轮的联接比扭转曲柄轴的联接要小。

在实践中，通常通过横梁具有在大部分长度上延伸的开放轮廓形状，例如U或C形状，其在边缘区域中拼接成封闭轮廓，从而实现扭转柔性和刚性特性。轮廓通常是通过额外焊接的金属板来封闭的。这意味着可以在横梁上实现不同的横截面。替代地，它们也可以通过重新塑造管状轮廓来实现。

刚性和扭转刚性的拖拽臂建立了从轮到车身的连接，其中轮架与拖拽臂的连接通常是固定的，与车身的连接通过弹性橡胶轴承以铰接的方式实现。在这种情况下，轴被设计为使车身座架在行驶方向上位于轮中心的前面，从而使轮被拉动。

轴在驾驶动力学方面的一个基本优势是在对称、等边和反对称、往复压缩/回弹过程中产生的不同轮位置。在等边轮行程的情况下，例如，由于负载的变化，轮绕车身轴承旋动，从而形成瞬时枢轴点，即瞬时旋转中心。因此，轮中心通过拖曳臂以直接物理连接的形式与等边偏转的瞬时旋转中心相连。瞬时旋转中心的位置基本上决定了车辆的俯仰和斜向悬挂行为。

等边行程移动导致轮位置在弹簧偏转上方基本恒定，这是由于拖曳臂绕车身轴承的旋转。相反，当车身滚动时，例如，由于转弯，轮角度会有明显的变化。这是由于现在轮绕旋转轴线近似地执行旋转移动，旋转轴线是由与轮相关的车身轴承和横梁轮廓的剪切中心形成的。因此，作为滚动移动的旋转中心的滚动中心受到车身轴承和剪切中心位置的影响。因此，轮角度的变化可以受到横梁相对于拖拽臂的定位以及横梁的轮廓形状(特别是剪切中心的位置)的影响，这样就形成了一种理想的、通常是略微转向不足的驾驶行为。后桥的这种自转向行为基本上是由轮位置的变化决定的。

由于横梁和拖曳臂都是可弹性变形的，因此在转弯时，外侧轮会出现负前束角，从而导致转向过度的趋势。此外，车身的侧向力是由橡胶轴承支撑的。橡胶轴承的柔韧性也会导致轴体扭转，这导致负前束角的进一步增加。

减少这种负前束趋势的一种可能性是借助另外的部件(例如弹簧阻尼器座)的拖曳臂的刚性设计及其在横梁上的支撑，该另外的部件通常在一侧焊接到拖曳臂上，在另一侧焊接到横梁上，从而为拖曳臂提供高度刚性的支撑。这改善了轴的前束、外倾和侧向刚性。

抵消扭力梁轴的自然的负前束趋势的另一种可能性是增加车辆纵向方向上的径向橡胶弹簧率，对应于高弹簧常数k_x。然而，这与最大可能的纵向舒适性相冲突，后者需要较低的径向刚性，对应于较小的弹簧常数k_x。为了化解这种目标冲突，例如，引入了轨道校正或调整的橡胶轴承。

因此，外倾和前束刚性以及横向刚性(反映轴在车辆横向方向上的灵活性)是扭力梁轴的核心属性。

在下文中，还将讨论装备有扭力梁轴的小型车辆的后车厢的安装空间条件。此类车辆通常具有带前部发动机和前部驱动器的驱动概念。在这种情况下，轮中心前面的安装空间基本上是由油箱定界的，而在轮中心后面，是由排气系统的部件定界的。备胎的放置不应该在这种考虑中起作用，因为它现在也可以被节省空间的修理包所取代。

在电动车辆的情况下，可以省略油箱和与排气系统相关的所有部件。车辆地板中间的区域可以用来容纳电池，而电池通常需要大的、紧密结合的、规则形状的安装空间。在传统扭力梁轴的情况下，这个安装空间在横梁的前面结束。然而，电池的安装空间被拖曳臂和车身轴承横向界定的范围很小。

为了解决这些问题，文件CN 105365543 A中提出并公开了一种反向扭力梁轴的概念。该概念包括将轴与车身的连接在行驶方向上朝车身末端的后方重新布置。通过这种方式，拖曳臂被置于轮中心的后面，作为轮和车身之间的直接物理连接。位于该连接处的横梁因此被移到轮中心的后面。由于这种逆转，拉动式扭力梁轴变成了推动式扭力梁轴。根据文件CN 105365543 A，这种反向扭力梁轴具有以下优点：a.)在车辆的纵向方向有300至450毫米的常规安装空间，以容纳电动车辆的驱动电池。电池可以放置在轮中心之后并且横梁之前；b.)横梁和拖曳臂由高强度材料制成，其中横梁具有高的挠曲刚性，拖曳臂不仅具有高压缩和弯曲强度，而且在轴向方向上具有高能量吸收性。因此，在后部和侧面碰撞中，驱动电池都不会受到轴梁的损害；c.)描述了车身中的加固措施，以适应车身中的这种反向的扭力梁轴；d.)传统扭力梁轴在受到侧向力时或在转弯时的自然的负前束趋势被扭转为弯道外侧轮的正前束趋势。这自动导致了积极的自我转向行为。

轮中心后面的车身轴承的重新定位方面，还有进一步改进的可能性。由于它们代表了等边轮行程的旋转中心，等边偏转的瞬时旋转中心也移到轮后面。因此，制动过程会导致负的制动支持，从而导致车辆的俯仰度大大增加。这可能会被车辆乘员认为是特别不愉快的事情。瞬时旋转中心的位置不必由车身结构上连杆连接的物理位置决定，正如扭力梁轴的情况那样。在多连杆轴的情况下，瞬时旋转中心的位置也可以实际通过多个空间布置的连杆的相互作用来确定。例如，具有上下双横向连杆的前桥的瞬时旋转中心可以通过两个连杆的位置来确定。

在这种情况下，在车辆的侧视图中，上下横向连杆的两个旋转轴彼此斜向延伸，在车辆内部的轴承周围相交，这些轴承在前轮的轮中心后面的一点处穿过车辆外部的球形接头。这确保了前轮所需的制动支持。

所说的瞬时旋转中心通过物理轴承与连杆解除联接，实际上是由它们相对于彼此的空间位置限定的，因此也可以通过连杆的取向在很大范围内变更。因此，制动支持可以根据要求或客户的愿望而变更。

本发明的目的是获得文件CN 105365543 A中已知的反向扭力梁轴的优点，同时弥补其缺点，特别是瞬时旋转中心和制动支持的可改进位置。为此，瞬时旋转中心应该与车身轴承的位置在空间上解除联接，并在轮中心的前面移动。这一目标可以借助多个空间布置的连杆使用虚拟的瞬时旋转中心来实现。由于两个连杆和相应的轴承的设计需要在轴的侧向刚性和外倾刚性以及横向动态特性方面有进一步改进的可能性，因此设计了由多个连杆和轴承组成的瓦特连杆机构，这样，除了多连杆扭转轴的整个系统的自由度外，还可以恢复所要求的高侧向刚性和外倾刚性。

文件DE 10 2007 007 439 A1中，已知一种双轨车辆的复合轴，其包括铰接在车身上的纵臂，该纵臂基本上在车辆的纵向方向上延伸，引导用于两个轮的所谓轮架，该轮架在车辆的横向方向上是扭转灵活的和/或在横向方向上是弹性支撑的；进一步包括连接到两个轮架的扭力梁，抗弯曲，至少部分是扭转柔性的，还形成在车辆的横向方向上延伸的扭转轴，所述纵臂借助至少与车辆的横向轴线有关的扭转刚性连接与扭力梁相连，因此在侧视图中，扭力梁的扭转轴和纵臂相对于轮中心布置在相反的两侧；并进一步包侧向力引导元件，该元件最终被支撑在扭力梁或轮架与车身之间；以及悬挂环，该悬挂环与轴的轮相关联，并在所述轮和车身之间拉紧，其中，当在水平面上看到时，扭力梁基本上是U形的，并包括与水平轮中心平面以下的轮架相连的分支，并且体现为当从侧面看到时，所述扭转轴与轮中心之间的水平距离与纵臂的车身侧铰接点与轮中心之间的水平距离的比率基本上大于0.25。

根据文件DE 10 2007 007 439 A1，纵臂在横向方向上是灵活的，在竖直方向上是刚性的；需要侧向引导元件来进行侧向引导；除了对安装空间产生负面影响外，在使用侧引导元件时还有进一步的缺点；从轮架出发，在车辆前部方向上延伸并在前部与底盘或车底相连的纵臂通过扭转刚性连接与扭力梁相连；从轮架出发，在车辆后部或车辆前部方向上延伸并在后侧或前侧与底盘或车底相连的拖拽臂彼此不直接连接；相关的前车身轴承和剪切中心在纵向方向上的距离在每种情况下都是Δx＝a+b，其中a对应于纵臂的车身侧铰接点和轮中心之间的距离，而b对应于扭力梁的扭转轴和轮中心之间的距离；扭力梁的扭转轴与轮中心之间的距离和铰接点与轮中心之间的距离的比率，对应于b/a或外倾角和滚动角的传动比变化，大于0.25；扭力梁布置在轮中心的下面；平行和相同的前束角角变化在两个轮上左右产生；基本概念主要涉及由于外倾行为导致的扭力梁在轮中心后面的位置偏移；第二纵臂布置在第一臂相对于轮中心的另一侧；扭力梁被弯曲并直接连接到轮架；扭力梁总是连接到轮中心下面的前纵臂；对于侧向力支持，需要侧向支撑元件；两个轮通过刚性扭力梁联接，并通过潘哈德杆支撑在轮中心之下；潘哈德杆对等边行程有负面影响，因为它可能导致轮横向偏移；基本概念主要涉及弯道外侧轮的负外倾和弯道内侧轮的相同变化，不可避免地导致曲线外侧轮的负外倾；车身侧铰接点的自由度、上拖曳臂的轴承以及轮架和上拖曳臂之间的枢轴轴承没有被定义。

发明内容

本发明解决的问题在于在结构上和/或功能上改进最初描述的类型的后桥。本发明所解决的问题还在于在结构上和/或功能上改进最初描述的类型的车辆。

该问题通过具有权利要求1的特征的后桥来解决。该问题还通过具有权利要求15的特征的车辆得到解决。有利的实施方式和/或发展是附属权利要求的主题。

除非另有说明或上下文没有指明，否则规格“纵向”、“横向”、“竖直”、“后侧”和“前侧”是指使用后桥的车辆或具有后桥的车辆。

后桥可以是待附接或已附接在车辆的重心后面的轴。后桥可用于容纳后轮。

拖曳臂可以以其纵向轴线至少大约在车辆的纵向方向上布置。拖曳臂可用于至少近似竖直和纵向地引导轮架，并支持纵向力和制动响应力矩以及底盘或车底上的侧向力。

轮架可以以其纵向轴线至少大约在车辆的竖直方向上布置。轮架可以通过拖拽臂、纵向支柱和接头连接到底盘或车底。轮架可以具有：轴承；轮侧的用于连杆和车身悬架的铰接点；以及用于制动卡钳(在盘式制动器的情况下)或锚板(在鼓式制动器的情况下)的紧固点。轮架可以相对于底盘或地板组件被引导。轮中心可以是轮架上被分配到轮轴的点。

纵向支柱可以用于引导轮架并支持底盘或车底上的纵向力和制动响应力矩。纵向支柱可以在横向方向上布置在远处。与先前已知的后桥相比，纵向支柱可以在横向方向上布置得更远。

联接机构可以在车辆的纵向方向和车辆的竖直方向上有效。联接机构可以在由车辆纵轴线和车辆纵轴线跨越的平面或与其平行的平面中有效。联接机构可以设计为瓦特连杆机构。通过瓦特连杆机构，瞬时旋转中心可以与横梁的位置解除联接，以便在车辆中心创造更大的、一致的安装空间。联接机构可用于将一个平面内的旋转枢轴移动转换为近似直线移动。联接机构可用于将拖拽臂和纵向支柱的点在圆周路径部分上的移动转换为轮中心在双纽线部分上的移动。

横梁可以是横向布置的。横梁可用于引导轮架并在轮架之间传递力。横梁可以在纵向方向上被布置在远离后方的地方。与以前已知的后桥相比，横梁在纵向方向上可以进一步向后布置。横梁可以设计为更加刚性且扭转柔性的。横梁可以具有在其长度的很大一部分上延伸的开放轮廓形状，例如，U形或C形。

由于纵向支柱在横向方向上远离外部和/或横梁在纵向方向上远离后方的宽大布置，可以使额外的安装空间可用。额外的安装空间可用于储存电能的装置。

瞬时旋转中心可以发生在拖拽臂和纵向支柱的延伸部分的交点处。瞬时旋转中心可以是虚拟瞬时旋转中心。瞬时旋转中心布置成使得结果是正的制动支持和/或正的斜向悬挂角。

横梁的剪切中心可以布置在后部。横梁的剪切中心可以布置在轮中心的上方。横梁的剪切中心可以是横梁的剖面上的一点，横向力的结果必须通过该点，以实现无扭转效果或对剖面不施加扭转。剪切中心可以与重心重合。剪切中心可以偏离重心。剪切中心可以与重心相对。剪切中心可以位于轮廓截面之外。

拖曳臂可以各自通过第一接头连接到底盘或车底。拖曳臂和轮架可以各自通过第二接头连接到彼此。轮架和纵向支柱可以通过第三接头彼此连接。纵向支柱可以各自通过第四个接头与底盘或车底连接。这些接头可以具有这样的自由度，考虑到横梁的剪切中心作为机械上理想化的旋转滑块接头，后桥具有自由度f＝2。

第一接头、第三接头和第四接头可以各自具有自由度f＝3，并且第二接头可以各自具有自由度f＝1。

第一接头、第二接头和第四接头可以各自具有自由度f＝3，并且第三接头可以各自具有自由度f＝1，并且后桥可以具有至少一个第一附加连杆和至少一个第二附加连杆。附加连杆可以被设计为具有整体连杆的扭矩支撑。

第一接头、第三接头和第四接头可以各自具有自由度f＝3，并且第二接头可以各自具有自由度f＝2，从而后桥具有转向轴线并且可转向。第二接头可以有旋转轴线，该轴向穿过第三接头。可以通过第二接头和第三接头形成运动学转向轴线。

接头可以设计为球形接头、旋动接头、双球形接头和/或借助同心或调整后的组合接头进行设计。接头可以借助橡胶金属轴承、滚子轴承、滑动轴承和/或橡胶元件进行设计。自由度f＝3的接头可以设计为球形接头，特别是橡胶金属轴承。自由度f＝2的接头可以设计为具有两个旋转轴的组合接头，或者借助两个球形接头进行设计。自由度f＝1的接头可以设计为旋动接头、滚子轴承或滑动轴承或借助两个橡胶元件进行设计。

第二接头和第三接头可以各自在横向方向上相互偏移布置。第二接头和第三接头可以各自在横向方向上相互偏移布置，从而减少侧向力引起的、由此产生的弯道外侧的轮架的外倾角变化。第二接头和第三接头可以各自在横向方向上彼此偏移，从而通过在弯道外侧的车轮的竖直轴线上的车轮接触力的增加而产生的、围绕第二接头的车辆纵向轴线的扭矩部分地是由弯道外侧的车轮的侧向力产生的扭矩，补偿并因此减少该车轮的外倾角的变化。

第二接头和第三接头可以各自在纵向方向上相互偏移布置，从而可以设置预定的后倾角。

拖曳臂可以被设计为刚性和扭转刚性的。纵向支柱可以设计为柔性的、扭转柔性的和抗扭的。

第四接头在各个方向上的刚性都可以比第一接头、第二接头和/或第三接头低。第一接头、第二接头和/或第三接头在各个方向上都可以比第四接头具有更高的刚性。接头可以被弹性地设计，从而确保高水平的乘坐舒适性和安全的侧向引导。

第一接头和横梁的剪切中心可以布置成使滚动力矩具有较大的扭转分量和较小的外倾分量或弯曲分量。扭转分量可以大于外倾分量。外倾分量可以比扭转分量小。通过将第一接头布置在轮中心的后面和上面，并与靠近车身的横梁的剪切中心相结合，可以大致确定轮往复移动的旋转轴线。因此，在滚动时可以存在高的扭转分量。在每种情况下，第一接头和剪切中心在纵向上的距离可以对应于横梁和相关的后车身轴承之间的距离。横梁可以在纵向方向上位于第一接头和轮中心之间。第一接头和横梁之间的距离可以小于横梁和轮中心之间的距离。

该车辆可以是机动车。该车辆可以是乘用车。该车辆可以是电动车辆。该车辆可以具有用于电能的储存装置。储存装置可以布置在后桥的区域内。储存装置可以在横向方向上至少部分布置在拖拽臂和/或纵向支柱之间。储存装置可以在纵向上至少部分布置在横梁前面。该车辆可以有轮。直线行驶时，车辆的轮可以布置在彼此相邻的两条轨道上。该车辆可以具有四个轮。车辆可以具有底盘。后桥可以是底盘的一部分。车辆可以具有车身。车身可以是不自支撑的，也可以是自支撑的。不自支撑的车身可以具有底盘。自支撑的车身可以具有车底。该车辆可以具有前部和后部。该车辆可以在纵向方向、横向方向和竖直方向上延伸。前部和后部可以在纵向方向上。纵向方向可以与路面平行延伸。横向方向可以垂直于纵向方向并平行于路面延伸。该车辆可以具有两个轴。该车辆可以具有前桥。前桥可以是安装在车辆重心前面的轴。前桥可以是可转向的。后桥可以是附接在车辆重心后面的轴。后桥可以是附接在车辆重心后面的轴。后桥可以用其拖拽臂和纵向支柱连接到底盘或车底。后桥可以以铰接的方式利用其拖曳臂和纵向支柱连接到底盘或车底。

通过本发明，获得了文件CN 105365543 A中的反向扭力梁轴的优点，同时也弥补了缺点。瞬时旋转中心与车身轴承的位置在空间上解除联接，并在轮中心的前面移动。根据本发明的后桥在结构上容易实现。在横向刚性和外倾刚性方面的缺点可以减少或避免，而不需要额外的侧向引导元件。减少或避免了对横向动态特性的损害。除了整个系统的自由度外，还恢复了所需的高侧向刚性和高外倾刚性。根据本发明的后桥也可称为多连杆扭转轴。根据本发明的多连杆扭转轴可以接近扭力梁轴的原理，并且可以与扭转曲柄轴的原理相区别。

附图说明

在下文中，将参考附图示意性地并以实施例的方式更详细地描述本发明的实施方式，在附图中：

图1是用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥的一部分的侧视图；

图2是用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥的一部分的平面图；

图3是用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥的轴测图；

图4是用于具有瓦特连杆机构和替代座架的双轨车辆的后桥的轴测图；

图5是用于具有瓦特连杆机构和替代座架的双轨车辆的后桥的轴测图；

图6是用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥的一个实施方式的轴测图；

图7是用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥的一个实施方式的侧视图。

图8是在拖曳臂和轮架之间通过两个球形接头设计的接头的前视图；

图9是在拖曳臂和轮架之间通过两个球形接头设计的接头的侧视图。

图10示出了在拖曳臂和轮架之间借助两个橡胶轴承设计的接头；

图11是用于双轨车辆的后桥的近似瞬时滚动轴线的平面图，该车辆具有瓦特连杆机构，左轮有偏转；

图12是用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥的安装空间条件的平面图；

图13示出了用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥的运动学的外倾补偿；

图14示出了用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥的运动学的外倾补偿；

图15示出了用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥上的后倾角的描绘；以及

图16示出了用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的可转向后桥的描绘。

具体实施方式

图1是具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥100的一侧的侧视图。图2是后桥100的剖视平面图。图3是后桥100的一个具体实施方式的轴测图。

本说明仅涉及后桥的一侧，后桥100的另一侧是相应设计的。方向性规格涉及后桥100在车辆中的安装位置。在笛卡尔坐标系中，纵向方向在x方向上延伸，横向方向在y方向上延伸，竖直方向在z方向上延伸。

后桥100具有：拖曳臂102；具有轮中心106和轮108的轮架104；以及纵向支柱110。拖曳臂102、轮架104和纵向支柱110形成设计为瓦特连杆的联接机构。联接机构在纵向和/或竖直方向上(即在x和z所跨越的平面内)是有效的。行驶的前进方向用112标示。后桥100具有在横向方向上延伸的横梁114，该横梁与后桥100两侧的拖曳臂102牢固连接。

拖曳臂102可以或者是借助第一接头116连接到车辆的底盘或车底。拖曳臂102和轮架104借助第二接头118彼此连接。轮架104和纵向支柱110借助第三接头120相互连接。纵向支柱110借助第四接头122与底盘或车底连接。

联接机构具有虚拟瞬时旋转中心124，该旋转中心发生在拖拽臂102和纵向支柱110的纵向轴交点处，并且在纵向方向上位于轮中心106的前方，在竖直方向上位于轮中心106区域或轮中心106上方的构造位置。构造位置也可以称为ML2位置，是整备重量+乘员的结果。整备重量也可以称为ML1，是由具有完整设备和操作手段的空的、准备驾驶的车辆+90％的油箱填充物+75公斤行李的结果。乘员的重量被假定为75公斤(68公斤+7公斤)。借助联接机构，拖曳臂102和纵向支柱110的旋转枢轴移动被转换为轮架104的近似直线移动，其中轮中心106在双纽线部分126上移动。

后桥100的一个基本任务是通过集成到瓦特连杆机构中，将瞬时旋转中心124带到轮中心106的前面。然而，由于等边弹簧移动，连杆102、110的位置相对于彼此改变，即，连杆延伸部分的交点的位置以及因此瞬时旋转中心124的位置通过轮行程(在Z方向)改变。在某个极限值以上，控制臂102、110被平行定位，此外，瞬时旋转中心124在轮中心106后面摆动。这种摆动应该发生在尽可能高的轮行程之后，特别是不应该能够通过静态负载增加来实现，因为否则会发生不愉快的和不可预见的制动间距移动。在电动车辆的背景下使用后桥100意味着这些通常较重的电动车辆配备了较硬的车身悬架，这样就可以保持车身的通常自然频率。这导致了由于负载变化而产生的较小的弹簧偏移，并且有利于压缩期间瞬时旋转中心124的移动。

后桥100也可以称为多连杆扭转轴，并且如图1、图2和图3所示，可以用模型来描述，其中拖拽臂102、轮架104和纵向支柱110被视为梁，并且接头116、118、120、122被示为轴承，并且旋转滑块接头128被分配到车辆中心平面中的横梁114。

反向扭力梁轴的原始拖拽臂102是梁，它借助第一接头(橡胶轴承)116与车身连接，该接头被描绘成轴承。被视为梁的拖拽臂102与轮架104相连，轮架104在模型中也可以被视为梁，其中第二接头118被描绘成轴承。在被视为梁的轮架104的中间，布置有轴承，轮108可以绕该轴承旋转。在被视为梁的轮架104的下端，是第三接头120，其被描绘成轴承，被视为梁的纵向支柱110铰接在其上。被视为梁的纵向支柱110在车身上与第四接头122(被描绘为轴承)相连。

梁和轴承在车辆的纵向方向x上形成瓦特连杆机构。在轮行程移动中，轮108实际上绕瞬时旋转中心124移动，在侧视图中，瞬时旋转中心124是由拖曳臂102和纵向支柱110的延伸线的交点产生的。在右拖曳臂和左拖曳臂102之间，布置有后桥100的横梁114，它可以在中间的剪切中心被旋转滑块接头128机械地近似模拟。两个拖曳臂102和横梁114彼此牢固地连接在一起。

因此，瞬时旋转中心124与第一接头116的物理位置解除联接，并且可以通过调整拖拽臂102和纵向支柱110在特定范围内变更。瞬时旋转中心124应位于轮108的轮中心106的前面，以便能够实现积极的制动支持，从而避免令人不快的过度制动间距。此外，瞬时旋转中心124应位于轮中心106的上方，以便能够实现良好的斜向悬挂行为。

现在必须将上述所有被描绘为轴承的接头116、118、120、122分配给具体的平移和旋转自由度，这可以通过考虑自由度来对整个后桥100进行分配。

在最初考虑到的非转向后桥的情况下，必须提供对应于行程移动和滚动移动的两个自由度。整个轴的自由度可以用公式来描述

其中

l:梁元件的数量

f_i:g轴承的自由度(对于整个轴线而言，g＝9)。

r:两个纵向支柱110的内在旋转(r＝2，)。

单独来看，每个梁元件(102、104、110)均具有六个自由度。可能的配置之一是，被视为轴承的接头116、120、122设计为球形接头，每一个均具有三个旋转自由度(f_i＝3)，被视为轴承的第二个接头118被设计为旋动接头(f_i＝1)。横梁114的剪切中心被建模为旋转滑块接头128(f_i＝2)。如果加上被视为梁的纵向支柱110绕其自身纵轴(r)的旋转自由度，这将导致DOF＝2。在后桥100的情况下，拖拽臂102和/或纵向支柱110可以被设计为刚性的，因此可以省略额外的侧向引导元件。侧向力被支撑在车身轴承上。

被视为轴承的第二接头118(作为车架104与拖拽臂102之间的旋动接头)的设计也特别适合于确保高水平的侧向力和外倾刚性以及足够的前束刚性，因为由轮接触点的反作用力产生的扭矩可以很好地传递给拖拽臂102，其中拖拽臂102由横梁114和两个第一接头116(例如，设计为橡胶轴承)支撑。通过这种方式，可以确保前束和外倾的稳定性，而不需要额外的侧向引导元件(如位于横向于车辆方向的潘哈德杆或瓦特连杆机构)，侧向引导元件损害轮108之间的安装空间。

图4和图5是具有替代座架的后桥200、300的轴测图。与根据图3的后桥100不同的是，另一被视为轴承的接头(例如第三接头202、302)也可以设计为旋动接头，而被视为轴承的第二接头204、304设计为球形接头。

为此，引入了两个额外的连杆作为整体连杆206、208、306、308，现在由于不再是可忽略的内在旋转而需要这些连杆。这些整体连杆要么安装在拖曳臂210和轮架212之间，各带一个球状接头(整体连杆206、208)，要么安装在车身结构310和纵向支柱312之间(整体连杆306、308)。万向节可以用整体连杆或扭矩支撑代替。因此，也可以使用纯万向节来代替整体连杆206、208、306、308或带有设计为球形接头的接头204、304、214、314的扭矩支撑。

此外，特别参考图1至图3以及关于后桥200、300的相关描述。

图6是用于双轨车辆的后桥400的构造设计的轴测图，该车辆具有瓦特连杆机构，可以容易地实现并节省安装空间和成本；图7是后桥400的侧视图。

借助设计为橡胶轴承的第一接头404支撑在车身403上的拖曳臂402牢固地连接到横梁406(例如通过焊接连接)，并且借助设计为旋动接头的第二接头408连接到轮架410。轮架410在底部用设计为球形接头的第三接头412连接到不必传递任何扭矩的纵向支柱414。纵向支柱414通过设计为橡胶轴承的第四接头416与车身403连接。

基本概念中认定的球轴承在此情况下都被提供为橡胶或橡胶金属轴承。橡胶轴承可以以一种特别具有成本效益的方式取代具有三个旋转自由度的理想运动学球形接头。橡胶轴承的成本效益明显高于球形接头，并且还承担了减少车辆内部振动和噪音的阻尼功能。

后桥400的特征在于，拖拽臂402和纵向支柱414在侧视图中相对于彼此进行调整，使得它们的虚拟延伸在侧视图中相交于轮中心418前面的一点。

该点现在代表等边偏转的瞬时旋转中心420。这样，可以通过拖拽臂402和纵向支柱414的倾斜度以有针对性的方式影响制动支持，从而实现预定的俯仰行为。对于有利的斜向悬挂行为，瞬时旋转中心420的定位高于轮中心418是可取的，因为在驶过障碍物时，轮422的规避移动成为可能。

多连杆扭转轴的移动自由度由接头404、408、412、416的设计规定。前束和外倾稳定性以及侧向力稳定性由第二接头408确保，该第二接头将轮接触点处的侧向力以及由此产生的扭矩传递到刚性拖拽臂402，并借助横梁406传递到车辆的另一侧和第一接头404。

也能够将第二接头118实现为主要布置在车辆的横向方向、带有侧向支撑的滚子轴承的旋动接头，但也可以实现为滑动轴承(见图16)，其具有非常高的径向和高的轴向刚性。

也能够借助两个球形接头502、504来实现第二接头118、500，这些球形接头允许旋转自由并具有高水平的侧向刚性。图8是在拖拽臂506和轮架508之间通过两个球形接头502、504设计的第二接头118、500的前视图；图9是第二接头118、500的侧视图。

例如，出于成本原因，第二接头118、600可以通过两个橡胶元件602、604以同心或调整的方式布置来实现，以便既能实现旋转自由，又能实现高侧向力和外倾刚性。图10示出了在拖拽臂606和轮架608之间通过两个橡胶元件602、604设计的第二接头118、600。橡胶元件602、604具有压力线610、612。弹簧的重心用614标示。

后桥400的横梁406是刚性的和扭转柔性的，并且靠近第一接头404布置。通过这种方式，可以实现各个轮422、424的舒适、低程度的联接。此外，横梁406的所需间隙保持较低，因为它在偏转期间围绕第一接头404旋转。因此，安装空间要求被进一步最小化。

位于轮中心418后面的第一接头404在转弯时自动产生有利的正前束行为，以增加车辆的驾驶安全性。

对于设计为橡胶轴承的第一接头404，相比传统扭力梁轴的情况，现在可以提供较低的径向刚性(小kx)，以与所需的前束刚性相协调。此外，设计为橡胶轴承的第四接头416可以设计为在径向上是柔性的。第一接头404和第四接头416的轴承刚性以及第二接头408和第三接头412的接头刚性的弹性设计的组合可以大大改善乘坐舒适性，而不必在前束刚性方面做出妥协。

在不考虑纵向支柱414的情况下，图11是后桥400的近似瞬时滚动轴线426的平面图，左轮424有偏转；图12是后桥400的安装空间条件的平面图。

车身403具有纵向构件，例如428，该纵向构件布置在车辆的后部区域，远高于轮中心418，这意味着第一接头404也位于轮中心418之上。通过这种方式，确保了轮悬架与车身403的简单连接。同时，与拖曳臂402牢固连接的扭转柔性的横梁406也被布置在远离路面430的地方。为了避免在压缩过程中横梁406与车身403发生碰撞，拖曳臂402被设计为向下弯曲。结合横梁406的轮廓和它的取向角度，轮廓的剪切中心432可以定位在轮中心418之上。为了进一步放大这种效果，可以提供横梁406的直角弯曲。

在第一接头404和横梁406的剪切中心432之间确定有旋转轴线(图11)，这被称为瞬时滚动轴线426。转弯(滚动)时，轮422、424的往复行程移动大约围绕瞬时滚动轴线426发生。因此，明显的是，在轮422、424的往复行程移动的情况下，这里是指在弯道外侧的轮424处的偏转，与外倾或弯曲分量m_camber 436相比，瞬时滚动轴线426(m_roll)具有明显较高的扭转分量m_torsion 434。在这种情况下，当剪切中心432在行驶方向上位于第一接头404的前面时，会出现所需的负外倾角。只要剪切中心432位于第一接头404的下方，车辆竖直方向上的瞬时滚动轴线m_roll 426的外倾或弯曲分量436就指向上方。这导致了正的正前束趋势。由于在侧向力下的正前束行为，变化率可以比传统的扭力梁轴低。

如果再次考虑到安装空间条件，横梁406的移动导致规则形状的安装空间438远延伸到轮中心418的后面。该安装空间438可以分配给例如用于储存电力驱动的驱动能量的电能储存装置440，这相当于与传统的扭力梁轴相比，改进了后车厢的安装空间的使用。此外，纵向支柱414和拖曳臂402围住侧向表面，横梁406围住安装空间438的后表面，这提高了安全性，特别是当拖曳臂402和横梁406被设计为刚性的时候。

此外，特别参考图1至图3以及关于后桥400的相关描述。

因此保留了文件CN 105365543 A中已知的后桥的优点。根据文件CN 105365543A，在发生后部或侧面撞击时，连杆部件可以通过有针对性的变形吸收部分撞击能量。为此，推荐使用轴向可折叠型材，因为其吸收能力很强。此外，在发生后部撞击时，轮422、424支撑在车身结构上，这增加了对穿透的阻力。

除了保留文件CN 105365543 A中已知的后桥的优点外，在本案中还有进一步的有利特性。

图13和14示出了在用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥上的弹性外倾补偿，例如根据图1和2的后桥100。

根据图13和图14，轮架704的第二接头700和第三接头702在纵向和/或横向方向上相互偏移布置(而不是在竖直方向上一个高于另一个)。两个接头700、702都确定弹性转向轴线706，通过将第二接头700朝车辆中心移动并将第三接头702朝车辆外侧移动，提供有利的倾斜度708，以提高侧向力的刚性。

在这种情况下，接头700、702可以设计为使得第二接头700的中心与轮中心平面712之间的距离710尽可能大(图13)。在转弯时发生的侧向力714通过杠杆臂716产生围绕第一接头700的扭矩。轮接触力718的增加抵消了这个扭矩。距离710越大，由侧向力714产生的扭矩就越能得到补偿。因此，关于第二接头700的轴承刚性的要求可以减少，这有利于技术实现。能够以弹性转向轴线706的倾斜度为目标，使弹性转向轴线706和轮中心平面712在轮接触点720处相交。弹性转向轴线706与竖直方向的角度被称为倾斜度708。

图15示出了对于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的后桥上的后倾角800的描绘。通过在车辆的纵向方向上将第二接头802和第三接头804相互偏移，可以创建弹性运动学的后倾角800。

图16示出了用于具有瓦特连杆机构的双轨车辆的可转向后桥的描绘。为此，第二接头900借助进一步的旋转自由度902所扩展。在这种情况下，这个新的附加旋转轴线904与原始旋转轴线906成一角度，并穿过第三接头908。这样，第二接头900和第三接头908定义了轮的转向轴线910。然后，第三接头908可以实施为球形接头，因此在转向轴线910中不会发生交织。然后，转向本身可以通过传统的转向系统来进行。

轴的弹簧和阻尼器没有被描绘出来，其可以共同或单独地在轮架104上或通过弹簧板支撑轴侧的车身结构。弹簧板例如被紧固在横梁406和拖曳臂402之间。

还可以想象的是，在侧视图中，第二接头118布置在第三接头120和轮中心106之间。这样，路面和第二接头118之间的有效距离减少了，外倾和侧向稳定性得到了改善。这也会对制动支持产生积极影响。然后可以主要通过轴的斜向悬挂来设置轴在纵向上的舒适屈服。

该轴概念还提供了集成驱动装置的选项。

特别地，本发明的可选特征由动词“可以”表示。相应地，还存在本发明的发展和/或实施方式，其额外地或另选地具有相应的特征。

如果需要，也可以从本文公开的特征组合中选择孤立的特征，并且通过消解特征之间可能存在的任何结构和/或功能关系而与其他特征组合使用，以限定权利要求的主题。

附图标记列表

100 后桥

102 拖曳臂

104 轮架

106 轮中心

108 轮

110 纵向支柱

112 行驶的前进方向

114 横梁

116 第一接头

118 第二接头

120 第三接头

122 第四接头

124 瞬时旋转中心

126 双纽线部分

128 旋转滑块接头

200 后桥

202 第三接头

204 第二接头

206 整体连杆

208 整体连杆

210 拖曳臂

212 轮架

214 第四接头

300 后桥

302 第三接头

304 第二接头

306 整体连杆

308 整体连杆

310 车身结构

312 纵向支柱

314 第四接头

400 后桥

402 拖曳臂

403 车身

404 第一接头

406 横梁

408 第二接头

410 轮架

412 第三接头

414 纵向支柱

416 第四接头

418 轮中心

420 瞬时旋转中心

422 轮

424 轮

426 瞬时滚动轴线

428 纵向构件

430 路面

432 剪切中心

434 扭转分量

436 外倾或弯曲分量

438 安装空间

440 能量储存装置

500 第二接头

502 球形接头

504 球形接头

506 拖曳臂

508 轮架

600 第二接头

602 橡胶元件

604 橡胶元件

606 拖曳臂

608 轮架

610 压力线

612 压力线

614 弹簧重心

700 第二接头

702 第三接头

704 轮架

706 转向轴线

708 倾斜度

710 距离

712 轮中心平面

714 侧向力

716 杠杆臂

718 轮接触力

720 轮接触点

800 后倾角

802 第二接头

804 第三接头

900 第二接头

902 旋转自由度

904 附加旋转轴线

906 原始旋转轴线

908 第三接头

910 转向轴线

Claims

1.用于双轨车辆的后桥(100，200，300，400)，后桥(100，200，300，400)具有：第一拖曳臂(102，210，402，506，606)、具有第一轮中心(106)的第一轮架(104，212，410，508，608，704)和第一纵向支柱(110，312，414)，第一拖曳臂、第一轮架和第一纵向支柱形成在车辆的纵向和/或车辆的竖直方向上有效的第一联接机构；第二拖曳臂、具有第二轮中心(418)的第二轮架和第二纵向支柱，第二拖曳臂、第二轮架和第二纵向支柱形成在车辆的纵向和/或车辆的竖直方向上有效的第二联接机构；以及横梁(114，406)，横梁与第一拖曳臂(102，210，402，506，606)和第二拖曳臂牢固连接并且具有剪切中心(432)，其中，第一联接机构具有位于前侧和第一轮中心(106)上方的第一瞬时旋转中心(124，420)，并且第二联接机构具有位于前侧和第二轮中心(418)上方的第二瞬时旋转中心。

2.根据权利要求1所述的后桥(100，200，300，400)，其特征在于，横梁(114，406)的剪切中心(432)布置在后侧和轮中心(106，418)上方。

3.根据权利要求1至2中的至少一项所述的后桥(100，200，300，400)，其特征在于，拖曳臂(102，210，402，506，606)中的每一个均借助第一接头(116，404)可连接到底盘或车底，拖曳臂(102，210，402，506，606)和轮架(104，212，410，508，608，704)各自借助第二接头(118，204，304，408，500，600，700，802，900)彼此连接，轮架(104，212，410，508，608，704)和纵向支柱(110，312，414)各自借助第三接头(120，202，302、412，702，804，908)相互连接，纵向支柱(110，312，414)各自借助第四接头(122，416)与底盘或车底连接，并且接头(116，118，120，122，202，204，302，304，404，408，412，416，500，600，700，702，802，804，900，908)具有这样的自由度：考虑到横梁(114，406)的剪切中心(432)是机械上理想化的旋转滑块接头(128)，后桥(100，200，300，400)的自由度f＝2。

4.根据权利要求3所述的后桥(100，400)，其特征在于，第一接头(116，404)、第三接头(120，412)和第四接头(122，416)各自具有自由度f＝3，并且第二接头(118，408)各自具有自由度f＝1。

5.根据权利要求3所述的后桥(200，300)，其特征在于，第一接头、第二接头(204，304)和第四接头各自具有自由度f＝3，并且第三接头(202，302)各自具有自由度f＝1，并且后桥(200，300)具有至少一个第一附加连杆和至少一个第二附加连杆。

6.根据权利要求5所述的后桥，其特征在于，附加连杆设计为具有整体连杆(206，208，306，308)的扭矩支撑。

7.根据权利要求3所述的后桥，其特征在于，第一接头、第三接头(908)和第四接头各自具有自由度f＝3，并且第二接头(900)各自具有自由度f＝2，使得后桥具有转向轴线(910)并且是可转向的。

8.根据权利要求4至7中的至少一项所述的后桥(100，200，300，400)，其特征在于，具有自由度f＝3的接头被设计为球形接头，特别是橡胶金属轴承，具有自由度f＝2的接头被设计为具有两个旋转轴线的组合接头或借助两个球形接头进行设计，而具有自由度f＝1的接头被设计为旋动接头、滚子轴承或滑动轴承或者借助橡胶元件或借助至少两个橡胶元件进行设计。

9.根据权利要求4至8中至少一项所述的后桥，其特征在于，第二接头(700)和第三接头(702)各自在横向方向上相互偏移布置，以减少侧向力引起的、由此产生的弯道外侧的轮架(704)的外倾角变化。

10.根据权利要求4至9中至少一项所述的后桥，其特征在于，第二接头(802)和第三接头(804)各自在纵向方向上相互偏移布置，从而能够设置预定的后倾角(800)。

11.根据权利要求1至10中至少一项所述的后桥(100，200，300，400)，其特征在于，拖拽臂(102，210，402，506，606)被设计为刚性和扭转刚性的。

12.根据权利要求1至11中至少一项所述的后桥(100，200，300，400)，其特征在于，纵向支柱(110，312，414)被设计为灵活的、扭转柔性的且抗扭的。

13.根据权利要求1至12中至少一项所述的后桥(100，200，300，400)，其特征在于，第四接头(122，416)在所有方向上的刚性均低于第一接头(116，404)、第二接头(118，204，304，408，500，600，700，802，900)和/或第三接头(120，202，302，412，702，804，908)。

14.根据权利要求4至13中至少一项所述的后桥(100，200，300，400)，其特征在于，第一接头(116，404)和横梁(114，406)的剪切中心(432)布置成使得近似瞬时滚动轴线具有较大的扭转分量(434)和较小的外倾分量(436)。

15.具有底盘或车底的双轨车辆，其特征在于，车辆具有根据权利要求1至14中的至少一项所述的后桥(100、200、300、400)，后桥布置在底盘或车底。