CN113829816A - 一种重载乘用车前悬架系统 - Google Patents

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CN113829816A CN202111175328.3A CN202111175328A CN113829816A CN 113829816 A CN113829816 A CN 113829816A CN 202111175328 A CN202111175328 A CN 202111175328A CN 113829816 A CN113829816 A CN 113829816A
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田腾
王明
张洋
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Abstract

本发明公开了一种重载乘用车前悬架系统，其中前副车架总成、前滑柱总成上部与车身连接和前上控制臂总成内侧与车身连接，前上控制臂总成外侧与前转向节连接；前下后控制臂总成的一端与前副车架总成连接，另一端与前转向节连接；前下前控制臂总成与前副车架总成以及所述前转向节连接；前稳定杆连接杆总成上端连接前滑柱总成；前稳定杆总成与前副车架总成以及前稳定杆连接杆总成连接；本发明的悬架系统采用双横臂独立悬架型式，布置上保证了优良的动力学性能，满足多种动力总成车型共平台开发的需求，可满足重载车型宽大车身纵梁跨距和截面的开发实现多车型的平台化开发的需求；悬架系统满足整车双层防火墙的布置需求并超出传统乘用车承载范畴。

Description

一种重载乘用车前悬架系统
技术领域
本发明涉及一种乘用车底盘悬架技术领域，尤其涉及一种重载乘用车前悬架系统。
背景技术
汽车悬架是汽车中的一个重要总成，他把车架和车轮弹性的联系起来，汽车悬架还是车架与车身传力的装置，起传递载荷、缓和冲击、衰减振动、决定车轮跳动时运动轨迹和车轮定位变化的作用。影响汽车的操稳性、平顺性、可靠性、安全性等各种性能。
目前，国内外类似结构的乘用前悬架结构承载能力低，无法满足重载乘用车的高承载及多款动力总成平台拓展需求，并且存在相同乘用车前悬架布置空间内，常规选材和结构不能满足可靠性要求的问题，急需大幅提高承载能力，同时整体悬架动力学性能达到传统轻载车辆水平的乘用车前悬架系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重载乘用车前悬架系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，包括：
前副车架总成，所述前副车架总成与车身连接；
前滑柱总成，所述前滑柱总成上部与车身连接，下部与前下前控制臂总成连接；
前转向节，所述前转向节中部与轮毂单元连接，前端与转向拉杆相连，后端与制动钳连接；
前上控制臂总成，所述前上控制臂总成内侧与车身连接，所述前上控制臂总成外侧与所述前转向节连接；
前下后控制臂总成，所述前下后控制臂总成的一端与所述前副车架总成连接，所述前下后控制臂总成的另一端与所述前转向节连接；
前下前控制臂总成，所述前下前控制臂总成的一端与所述前副车架总成连接，所述前下前控制臂总成的另一端与所述前转向节连接；
前稳定杆连接杆总成，所述前稳定杆连接杆总成上端连接前滑柱总成；
前稳定杆总成，所述前稳定杆总成与前副车架总成连接，两个端头分别与相应的所述前稳定杆连接杆总成下端连接。
进一步地，所述副车架为铸铝和铝型材焊接工艺结构；所述前副车架总成与车身的纵梁连接，左前连接点采用双头螺柱连接，右前点为长圆孔配合连接，中间两个连接点和后部两个连接点采用过孔螺栓连接。
进一步地，位于同侧的所述副车架总成与所述车身中间的连接点、所述副车架总成与所述前下后控制臂的连接点、所述副车架总成与所述前下前控制臂的连接点、所述副车架总成与动力总成悬置的连接点全部紧凑集中布置。
进一步地，所述前滑柱总成为螺旋弹簧和减振器总成一体结构，所述螺旋弹簧上端设置有弹簧上软垫，所述弹簧上软垫上部与上悬置柔性接触；所述螺旋弹簧下端设置有弹簧下软垫，所述减振器总成设置有弹簧托盘，所述弹簧下软垫与所述的弹簧托盘柔性接触，所述弹簧上软垫集成波纹管防尘罩结构。
进一步地，所述减振器总成下部设置有减振器叉子，所述减振器叉子采用高强铸铁材料，所述上悬置与车身通过四个螺栓连接，下方通过所述减振器叉子与所述前下前控制臂总成螺栓连接，所述减振器叉子螺纹孔中心线在所述上悬置的四个螺栓对角线所在的平面的投影与所述四个螺栓对角线角度为45°。
进一步地，前稳定杆总成包括：稳定杆、稳定杆衬套和稳定杆盖板；所述稳定杆采用空心结构，所述稳定杆衬套套设在所述稳定杆上，所述稳定杆盖板扣压在所述稳定杆衬套上并通过螺栓与所述前副车架连接。
进一步地，所述稳定杆连杆总成，稳定杆连杆本体采用锻钢材质，所述稳定杆连杆总成本体两端分别设置有第四球头销，所述稳定杆连杆总成上端的所述第四球头销与所述减振器连接叉连接，下端所述第四球头销与所述稳定杆连接。
进一步地，所述前上控制臂总成包括控制臂本体，所述前上控制臂本体采用锻钢材料，所述前上控制臂总成设置有第一球头销，所述第一球头销的球心硬点位于轮胎胎面上侧；所述前上控制臂内侧通过两个带有轴向限位的第一橡胶衬套与车身螺栓连接；外侧通过所述第一球头销与所述前转向节锥孔连接，所述前转向节采用高强铸铁材料。
进一步地，所述前下后控制臂呈C字形布置；所述前下后控制臂总成包括控制臂本体所述控制臂本体采用锻钢材料；所述前下后控制臂与所述前副车架连接处设置有第二橡胶衬套，所述前下后控制臂通过所述第二橡胶衬套与所述前副车架连接，所述前下后控制臂另一端设置有第二球头销，所述第二球头销与所述前转向节连接，在所述第二橡胶衬套与所述前副车架连接面之间设置一组压纹垫片，所述第二橡胶衬套开设肾型开孔。
进一步地，前下前控制臂总成包括前下前控制臂本体，所述前下前控制臂本体采用锻铝材料；所述前下前控制臂总成一端设置有第三橡胶衬套，所述第三橡胶衬套两侧分别设置一连接孔，所述连接孔通过螺栓与所述前副车架连接；所述前下前控制臂总成另一端设置第三球头销，所述第三球头销与所述前转向节连接，所述前下前控制臂总成中部设置有第四橡胶衬套，所述第四橡胶衬套的内管加工有锯齿形凹槽，所述第四橡胶衬套与所述减振器连接叉下端连接；所述前下前控制臂本体固定有高度传感器支架。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
悬架系统采用双横臂独立悬架型式，布置上保证了优良的动力学性能；
前悬架系统可以满足多种动力总成车型共平台开发的需求；
前悬架系统与车身接口Y向跨距大，可满足重载车型宽大车身纵梁跨距和截面的开发需求；
前悬架系统可以通过加长或缩短前副车架中间型材的长度，来拓展或缩小轮距，实现多车型的平台化开发的需求；
悬架系统布置X向布置紧凑，可满足整车双层防火墙的布置需求；
悬架系统承载能力高，完全超出传统乘用车承载范畴。
附图说明
图1为重载乘用车前悬架系统结构示意图；
图2为另一方向重载乘用车前悬架系统结构示意图；
图3为前副车架总成结构示意图；
图4为前滑柱总成结构示意图；
图5为前滑柱总成螺旋弹簧与减振器总成一体结构示意图；
图6为前滑柱总成上悬置与减振器相对位置示意图；
图7为上控制臂总成结构示意图；
图8为上控制臂总成衬套结构示意图；
图9为前下后控制臂总成与前悬架系统连接示意图；
图10为A部分结构放大示意图；
图11为前下后控制臂总成压纹垫片示意图；
图12为前下后控制臂总成结构示意图；
图13为前下前控制臂总成与前悬架系统连接示意图；
图14为B部分结构放大示意图；
图15为前下前控制臂总成结构示意图；
图16为前转向节总成及连接结构示意图；
图17为前稳定杆总成与副车架连接示意图；
图18为前稳定杆总成C部分放大结构示意图；
图19稳定杆连接杆总成结构示意图；
图中：1、前副车架总成；2、前滑柱总成；3、前上控制臂总成；4、前下后控制臂总成；5、前下前控制臂总成；6、前转向节；7、前稳定杆总成；8、前稳定杆连接杆总成；11、左前连接点；12、右前连接点；13、左中连接点；14、右中连接点；15、左后连接点；16、右后连接点；17、动力总成悬置连接点；18、前下后控制臂总成连接点；19、前下前控制臂连接点；21、上悬置；22、弹簧上软垫；23、螺旋弹簧；24、弹簧下软垫；25、减振器总成；26、减振器叉子；27、波纹管防尘罩结构；31、前上控制臂本体；32、第一橡胶衬套；33、第一球头销；34、第一肾型开孔；41、前下后控制臂本体；42、第二橡胶衬套；43、第二球头销；44、压纹垫片；45、第二肾型开孔；51、前下前控制臂本体；52、第四橡胶衬套；53、第三橡胶衬套；54、第三球头销；55、高度传感器支架；56、锯齿形结构；71、稳定杆；72、稳定杆盖板；73、稳定杆衬套；81、稳定杆连杆本体；82、第四球头销；
具体实施方式
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。
下面将结合附图对本发明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。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：如图1和2所示，一种重载乘用车前悬架系统，包括：前副车架总成1，所述前副车架总成1与车身连接；前滑柱总成2，所述前滑柱总成2上部与车身连接，下部与前下前控制臂总成5连接；前转向节6，所述前转向节6中部与轮毂单元61连接，前端与转向拉杆62相连，后端与制动钳63连接；前上控制臂总成3，所述前上控制臂总成3内侧与车身连接，所述前上控制臂总成3外侧与所述前转向节6连接；前下后控制臂总成4，所述前下后控制臂总成4的一端与所述前副车架总成1连接，所述前下后控制臂总成4的另一端与所述前转向节6连接；前下前控制臂总成5，所述前下前控制臂总成5的一端与所述前副车架总成1连接，所述前下前控制臂总成5的另一端与所述前转向节6连接；前稳定杆连接杆总成8，所述前稳定杆连接杆总成8上端连接所述前滑柱总成2；前稳定杆总成7，所述前稳定杆总成7与前副车架总成1连接，两个端头分别与相应的所述前稳定杆连接杆总成8下端连接。
实施例一：
优选地，所述前副车架总成1为铸铝和铝型材焊接工艺结构，实现系统轻量化；所述前副车架总成1与车身的纵梁连接，左前连接点11采用双头螺柱连接，起定位作用，右前连接点12为长圆孔配合连接，左中连接点13、右中连接点14、左后连接点15和右后连接点16采用过孔螺栓连接。
实施例二：
本实施例优选地，位于同侧的所述前副车架总成1与所述车身中间的左前连接点11、所述副车架总成与左侧所述前下后控制臂连接点18、所述副车架总成与所述前下前控制臂连接点19、所述副车架总成与动力总成悬置的连接点17在不相互干涉的前提下全部紧凑集中布置，通过此类布置，有效保证动力总成悬置连接点17的连接刚度，避免共振，提升整车NVH性能；并能够显著提升前下后控制臂总成连接点18处的局部强度，大幅提升承载能力，保证整车良好的耐久及误用强度；通过动力总成悬置固定点17的不同机加方案，实现不同动力总成共平台开发的目的，使得平台通用化率大大提高，节约开发成本，压缩开发周期。
实施例三：
优选地，前滑柱总成2沿整车Z向竖直布置，最大限度节约Y向尺寸，为车身纵梁跨距增加和多种动力总成配置提供空间，支持同平台车型匹配不同动力总成(普通燃油、涡轮增压、电动)的平台化策略。除减振器叉子26外，其余零件左右同件；所述前滑柱总成2为螺旋弹簧23和减振器总成25一体结构，可实现在较高承载情况下，在紧凑的空间内，实现弹簧与减振器的布置；所述螺旋弹簧23上端设置有弹簧上软垫24，所述弹簧上软垫24上部与上悬置21柔性接触；所述螺旋弹簧23下端设置有弹簧下软垫24，所述减振器总成25设置有弹簧托盘28，所述弹簧下软垫24与所述的弹簧托盘28柔性接触，消除弹簧工作过程中可能产生的冲击异响，保证悬架整体平顺性能；所述螺旋弹簧23上设置弹簧上软垫22，所述弹簧上软垫22集成波纹管防尘罩结构27，保证减振器总成25防尘的同时减少零件应用数量，实现精益化设计。
实施例四：
优选地，所述减振器总成25下部设置有减振器叉子26，所述减振器叉子26采用高强铸铁材料，保证承载能力的前提下，降低零件重量；所述上悬置21与车身通过四个螺栓连接，下方通过所述减振器叉子26与所述前下前控制臂总成5螺栓连接，所述减振器叉子26螺纹孔中心线在所述上悬置的四个螺栓对角线所在的平面的投影与所述四个螺栓对角线角度为45°，保证左右滑柱总成为同一零件，减少零件数量。
实施例五：
优选地，前稳定杆总成7包括：稳定杆71、稳定杆衬套73和稳定杆盖板72；所述稳定杆71采用空心结构，所述稳定杆衬套73使用粘接工艺，套设在所述稳定杆71上，所述稳定杆盖板72采用铸铝成型工艺，扣压在所述稳定杆衬套73上并通过螺栓与所述前副车架1连接。
实施例六：
优选地，所述稳定杆连杆总成8，稳定杆连杆本体81采用锻钢材质，实现高承载下的侧倾工况可靠性，所述稳定杆连杆总成8本体81两端分别设置有第四球头销82，所述稳定杆连杆总成8上端的所述第四球头销82与所述减震器连接叉26连接，下端所述第四球头销82与所述稳定杆71连接。
实施例七：
优选地，所述前上控制臂总成3包括控制臂本体31，所述前上控制臂本体31采用锻钢材料，保证整车承载能力；所述前上控制臂总成3设置有第一球头销33，所述第一球头销33的球心硬点位于轮胎胎面上侧，保证转向节与轮胎之间足够的Y向空间尺寸，支持同平台车型匹配不同性能倾向轮胎(宽胎、窄胎)的平台化策略；所述前上控制臂内侧通过两个带有轴向限位的第一橡胶衬套32与车身螺栓连接，通过衬套沿整车Z向分布的第一肾型开孔34设置，降低衬套Z向刚度，提升悬架垂向驾乘平顺性，并且在受到轴向力时提供有效支撑，保证操纵稳定性的同时避免撞击异响的发生；外侧通过所述第一球头销33与所述前转向节6锥孔连接，所述前转向节6采用高强铸铁材料，保证整车承载能力同时达到轻量化目的。
实施例八：
优选地，所述前下后控制臂4呈C字形布置，能够为车轮提供更大的转向空间，进而减小整车转弯半径，提升机动性能；同时在车轮承受X向向后的非合理误用冲击载荷时，由于“C”字形结构的特点，前下后控制臂4会较前下前控制臂5优先产生变形，出现驾驶异常感受，提醒驾驶员检查车辆状态或更换样件，避免重大事故的发生；所述前下后控制臂总成包括控制臂本体41所述控制臂本体41采用锻钢材料；所述前下后控制臂4与所述前副车架1连接处设置有第二橡胶衬套42，所述前下后控制臂4通过所述第一橡胶衬套42与所述前副车架1连接，所述前下后控制臂4另一端设置有第二球头销43，所述第二球头销43与所述前转向节6连接，为保证前下后控制臂4与副车架1的连接摩擦副能够提供足够的摩擦力，在所述第二橡胶衬套42与所述前副车架1连接面之间设置一组压纹垫片44，提供足够摩擦系数的同时，消除了铝制副车架结构被压溃的风险，在保证结构强度的基础之上，有效降低紧固件的扭紧力矩，通过衬套沿整车X向分布的第二肾型开孔45设置，降低衬套X向刚度，提升悬架纵向(X向)驾乘平顺性。
实施例九：
优选地，前下前控制臂总成5包括前下前控制臂本体51，所述前下前控制臂本体51采用锻铝材料；所述前下前控制臂总成一端设置有第三橡胶衬套53，所述第三橡胶衬套53两侧分别设置一连接孔56，所述连接孔56通过螺栓与所述前副车架1连接，所述第三橡胶衬套53采用两点式固定结构，分摊螺栓受力，有效降低螺栓预紧扭矩；所述前下前控制臂总成另一端设置第三球头销54，所述第三球头销54与所述前转向节6连接，所述前下前控制臂总成中部设置有第四橡胶衬套52，所述第四橡胶衬套52的内管加工有锯齿形结构56，能够显著提升摩擦副之间的摩擦系数，保证连接更加可靠；所述第四橡胶衬套52与所述减振器连接叉26下端连接；所述前下前控制臂本体51局部位置设置机加平面，固定有高度传感器支架55。
实施例十：
下控制臂系统是由前下后控制臂4与前下前控制臂5所组成的虚拟双球头结构，能够保证在控制臂球头Y向布置空间无法外伸的情况下，主销下点仍可持续外延，以保证大的主销内倾角，进而提升整车在低速转向时的车轮自动回正性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，包括：
前副车架总成，所述前副车架总成与车身连接；
前滑柱总成，所述前滑柱总成上部与车身连接，下部与前下前控制臂总成连接；
前转向节，所述前转向节中部与轮毂单元连接，前端与转向拉杆相连，后端与制动钳连接；
前上控制臂总成，所述前上控制臂总成内侧与车身连接，所述前上控制臂总成外侧与所述前转向节连接；
前下后控制臂总成，所述前下后控制臂总成的一端与所述前副车架总成连接，所述前下后控制臂总成的另一端与所述前转向节连接；
前下前控制臂总成，所述前下前控制臂总成的一端与所述前副车架总成连接，所述前下前控制臂总成的另一端与所述前转向节连接；
前稳定杆连接杆总成，所述前稳定杆连接杆总成上端连接前滑柱总成；
前稳定杆总成，所述前稳定杆总成与前副车架总成连接，两个端头分别与相应的所述前稳定杆连接杆总成下端连接。
2.根据权利要求1所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，所述副车架为铸铝和铝型材焊接工艺结构；所述前副车架总成与车身的纵梁连接，左前连接点采用双头螺柱连接，右前点为长圆孔配合连接，中间两个连接点和后部两个连接点采用过孔螺栓连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，位于同侧的所述副车架总成与所述车身中间的连接点、所述副车架总成与所述前下后控制臂的连接点、所述副车架总成与所述前下前控制臂的连接点、所述副车架总成与动力总成悬置的连接点全部紧凑集中布置。
4.根据权利要求1所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，所述前滑柱总成为螺旋弹簧和减振器总成一体结构，所述螺旋弹簧上端设置有弹簧上软垫，所述弹簧上软垫上部与上悬置柔性接触；所述螺旋弹簧下端设置有弹簧下软垫，所述减振器总成设置有弹簧托盘，所述弹簧下软垫与所述的弹簧托盘柔性接触，所述弹簧上软垫集成波纹管防尘罩结构。
5.根据权利要求4所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，所述减振器总成下部设置有减振器叉子，所述减振器叉子采用高强铸铁材料，所述上悬置与车身通过四个螺栓连接，下方通过所述减振器叉子与所述前下前控制臂总成螺栓连接，所述减振器叉子螺纹孔中心线在所述上悬置的四个螺栓对角线所在的平面的投影与所述四个螺栓对角线角度为45°。
6.根据权利要求1所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，前稳定杆总成包括：稳定杆、稳定杆衬套和稳定杆盖板；所述稳定杆采用空心结构，所述稳定杆衬套套设在所述稳定杆上，所述稳定杆盖板扣压在所述稳定杆衬套上并通过螺栓与所述前副车架连接。
7.根据权利要求5或6所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，所述稳定杆连杆总成，稳定杆连杆本体采用锻钢材质，所述稳定杆连杆总成本体两端分别设置有第四球头销，所述稳定杆连杆总成上端的所述第四球头销与所述减振器连接叉连接，下端所述第四球头销与所述稳定杆连接。
8.根据权利要求1所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，所述前上控制臂总成包括控制臂本体，所述前上控制臂本体采用锻钢材料，所述前上控制臂总成设置有第一球头销，所述第一球头销的球心硬点位于轮胎胎面上侧；所述前上控制臂内侧通过两个带有轴向限位的第一橡胶衬套与车身螺栓连接；外侧通过所述第一球头销与所述前转向节锥孔连接，所述前转向节采用高强铸铁材料。
9.根据权利要求1所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，所述前下后控制臂呈C字形布置；所述前下后控制臂总成包括控制臂本体所述控制臂本体采用锻钢材料；所述前下后控制臂与所述前副车架连接处设置有第二橡胶衬套，所述前下后控制臂通过所述第二橡胶衬套与所述前副车架连接，所述前下后控制臂另一端设置有第二球头销，所述第二球头销与所述前转向节连接，在所述第二橡胶衬套与所述前副车架连接面之间设置一组压纹垫片，所述第二橡胶衬套开设肾型开孔。
10.根据权利要求1所述的一种重载乘用车前悬架系统，其特征在于，前下前控制臂总成包括前下前控制臂本体，所述前下前控制臂本体采用锻铝材料；所述前下前控制臂总成一端设置有第三橡胶衬套，所述第三橡胶衬套两侧分别设置一连接孔，所述连接孔通过螺栓与所述前副车架连接；所述前下前控制臂总成另一端设置第三球头销，所述第三球头销与所述前转向节连接，所述前下前控制臂总成中部设置有第四橡胶衬套，所述第四橡胶衬套的内管加工有锯齿形凹槽，所述第四橡胶衬套与所述减振器连接叉下端连接；所述前下前控制臂本体固定有高度传感器支架。
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