CN114148140B - 一种扭力梁悬架结构及汽车 - Google Patents

Abstract

一种扭力梁悬架结构及汽车，扭力梁悬架结构包括第一纵梁、第一横梁、第二横梁、第二纵梁、第一缓冲组件、第二缓冲组件和电机；其中，第一纵梁垂直连接于第一横梁的一端，第一横梁的另一端连接于第一缓冲组件；第二纵梁垂直连接于第二横梁的一端，第二横梁的另一端连接于第二缓冲组件；第一缓冲组件和第二缓冲组件分别与电机连接，用于通过电机吸收第一纵梁和第二纵梁传递的扭转力。本发明涉及的扭力梁悬架结构，通过第一缓冲组件和第二缓冲组件与电机配合分别可以吸收第一纵梁和第二纵梁传递的扭转力，从而实现实现半独立悬架与独立悬架之间实时切换。

Description

一种扭力梁悬架结构及汽车

技术领域

本发明属于汽车制造领域，更具体地，涉及一种扭力梁悬架结构及汽车。

背景技术

扭力梁式后悬架，具有结构简单，重量轻，占用空间小，轮胎损耗小，直线行驶稳定性好等优点，广泛应用于前轮驱动的A级及以下等车型中。目前扭力梁式后悬架通常是半独立后悬架，两侧车轮相互影响，舒适性差，同时，扭力梁产生的扭矩及剪切应力在两侧纵臂焊接处有较高应力，后轴所能承受载荷受扭力梁焊接强度限制。因此，需要一种扭力梁悬架结构，能够实现扭力梁悬架在半独立悬架与独立悬架之间转换。

发明内容

本发明的目的是提供一种扭力梁悬架结构及汽车，能够实现扭力梁悬架在半独立悬架与独立悬架之间转换。

为了实现上述目的，本发明提供一种扭力梁悬架结构，包括第一纵梁、第一横梁、第二横梁、第二纵梁、第一缓冲组件、第二缓冲组件和电机；其中，

所述第一纵梁垂直连接于所述第一横梁的一端，所述第一横梁的另一端连接于所述第一缓冲组件；

所述第二纵梁垂直连接于所述第二横梁的一端，所述第二横梁的另一端连接于所述第二缓冲组件；

所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件分别与所述电机连接，用于通过所述电机吸收所述第一纵梁和所述第二纵梁传递的扭转力。

优选地，还包括控制器，所述控制器根据车辆运行信号控制所述电机运行；

所述车辆信号包括：车轮高度信号、轮速信号、转向信号和侧向加速度信号中的至少之一。

优选地，还包括车轮高度传感器、轮速传感器、方向盘转角传感器和侧向加速度传感器，分别用于获取所述车轮高度信号、所述轮速信号、所述转向信号和所述侧向加速度信号。

优选地，所述电机包括壳体和设于所述壳体内的减速齿轮、定子与转子；

所述定子与所述壳体内壁固定连接；

所述转子插设于所述定子内，所述减速齿轮与所述第二缓冲组件连接且与所述转子啮合连接；

所述第一缓冲组件连接于所述壳体背离所述第二缓冲组件的一端；

所述转子与所述定子之间能够产生相对转动，能够调节所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件之间的扭转方向和强度，以实现扭力梁独立悬架与半独立悬架特性的调整。

优选地，所述第一横梁为圆筒形；

所述第一缓冲组件包括自外向内依次套设的第一外管、第一缓冲件和第一内芯，所述第一外管插设于所述第一横梁的所述另一端，所述第一内芯连接于所述壳体背离第二缓冲组件的一端。

优选地，所述第二横梁为圆筒形；

所述第二缓冲组件包括自外向内依次套设的第二外管、第二缓冲件和第二内芯，所述第二外管插设于所述第二横梁的所述另一端，所述第二内芯的一端插设于所述第二缓冲件内，另一端插设于所述转子，且连接于所述减速齿轮。

优选地，所述减速齿轮的轴向截面为U型，所述减速齿轮的中部设有安装孔，所述第二内芯穿过所述安装孔靠近所述壳体的内端面。

优选地，所述第一缓冲件、所述第二缓冲件均由橡胶制成，所述第一缓冲件与所述第一外管和所述第一内芯之间、所述第二缓冲件与所述第二外管和所述第二内芯之间硫化一体。

优选地，所述第一内芯的表面与所述第一缓冲件的内壁、所述第二内芯的表面与所述第二缓冲件的内壁分别设有适配卡接的环形凸起和环形凹槽。

本发明还提供一种汽车，包括上述的扭力梁悬架结构。

本发明涉及的一种扭力梁悬架结构，其有益效果在于：通过第一缓冲组件和第二缓冲组件与电机配合分别可以吸收第一纵梁和第二纵梁传递的扭转力，从而实现实现半独立悬架与独立悬架之间实时切换。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的结构示意图；

图2示出了图1中的A-A向剖视图；

图3示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的分解示意图；

图4示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的第一纵梁的结构示意图；

图5示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的第二纵梁的结构示意图；

图6示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的第一横梁的结构示意图；

图7示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的第二横梁的结构示意图；

图8示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的的第一缓冲组件的结构示意图；

图9示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的第一缓冲组件的分解示意图；

图10示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的电机的结构示意图；

图11示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的电机的分解示意图；

图12示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的第二缓冲组件的结构示意图；

图13示出了本发明的一个示例性实施例的扭力梁悬架结构的第二缓冲组件的分解示意图。

附图标记说明：

1第一纵梁，11第一上梁板，12第一下梁板，2第一横梁，3第二横梁，4第二纵梁，41第二上梁板，42第二下梁板，5第一缓冲组件，51第一外管，52第一缓冲件，53第一内芯，6电机，61壳体，62减速齿轮，63定子，64转子，7第二缓冲组件，71第二内芯，72第二缓冲件，73第二外管。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种扭力梁悬架结构，如图1至13所示，包括第一纵梁1、第一横梁2、第二横梁3、第二纵梁4、第一缓冲组件5、第二缓冲组件7和电机6；其中，

第一纵梁1垂直连接于第一横梁2的一端，第一横梁2的另一端连接于第一缓冲组件5；

第二纵梁4垂直连接于第二横梁3的一端，第二横梁3的另一端连接于第二缓冲组件7；

第一缓冲组件5和第二缓冲组件7分别与电机6连接，用于通过电机6吸收第一纵梁1和第二纵梁4传递的扭转力。

扭力梁式后悬架是半独立后悬架，两侧车轮相互影响，舒适性差，同时，扭力梁产生的扭矩及剪切应力在两侧纵臂焊接处有较高应力，后轴所能承受载荷受扭力梁焊接强度限制，本发明涉及的扭力梁悬架结构，通过第一缓冲组件5和第二缓冲组件7与电机6配合分别可以吸收第一纵梁1和第二纵梁4传递的扭转力，从而实现实现半独立悬架与独立悬架之间实时切换。

本发明中，如图1至图3所示，第一纵梁1和第二纵梁4相互平行，且分别连接于第一横梁2和第二横梁3；

其中，如图4所示，第一纵梁1包括第一上梁板11和第一下梁板12，第一上梁板11和第一下梁板12均为U型，通过钣金冲压成型，并上下扣合拼焊成一个整体后，与第一横梁2搭焊连接；如图5所示，第二纵梁4包括第二上梁板41和第二下梁板42，第二上梁板41和第二下梁板42均为U型，通过钣金冲压成型，并上下扣合拼焊成一个整体后，与第二横梁3搭焊连接。作为优选，第一上梁板11的横截面的宽度大于第一下梁板12的横截面的宽度，第二上梁板41的横截面的宽度大于第二下梁板42的横截面的宽度。

如图6和图7所示，第一横梁2和第二横梁3的一个端部分别设有相互设置的一对缺口，第一纵梁1和第二纵梁4分别卡入该一对缺口内，通过焊接固定。第一横梁2和第二横梁3为圆筒形，分别通过管梁冲压卷焊成型，以确保足够的强度，作为主承载机构。

本发明涉及的扭力梁悬架结构还包括控制器，控制器根据车辆运行信号控制电机6运行；

车辆信号包括：车轮高度信号、轮速信号、转向信号和侧向加速度信号中的至少之一。

还包括车轮高度传感器、轮速传感器、方向盘转角传感器和侧向加速度传感器，分别用于获取车轮高度信号、轮速信号、转向信号和侧向加速度信号。

汽车的车辆在行驶时，车辆的各个控制器可以实时监测车辆的行驶状态，控制器根据车辆信号可以调整电机6处于不同电流的连接状态，使电机6调节另一侧缓冲组件的预调整量，提前产生抵抗阻尼力，从而避免左右轮跳影响，实现独立悬架功能。当车轮高度变化较大，汽车的后悬架处于转弯等情况是，即，汽车的扭力梁悬架受较大的垂向跳动时，可以增大电机6的电流的连接强度，以提供较大的扭转抵抗阻尼，避免左右轮跳影响，当汽车行驶平缓稳定时，可以减小电机6的电流的连接强度，提供较小的扭转抵抗阻尼，避免左右轮跳影响。

如图10、图11所示，电机6包括壳体61和设于壳体61内的减速齿轮62、定子63与转子64；

定子63与壳体61内壁固定连接；

转子64插设于定子63内，减速齿轮62与第二缓冲组件7连接且与转子64啮合连接，第二缓冲组件7连接于壳体61；

第一缓冲组件5连接于壳体61背离第二缓冲组件7的一端；

转子64与定子63之间能够产生相对转动，能够调节第一缓冲组件5和第二缓冲组件7之间的扭转方向和强度，以实现扭力梁独立悬架与半独立悬架特性的调整。

电机6作为扭力梁悬架的状态执行机构，用于根据车辆信号控制定子63和转子64之间的电流方向和电流的强弱，从而控制第一缓冲组件5和第二缓冲组件7的扭转方向及强度，从而实现扭力梁独立悬架与半独立悬架特性的实时调整。

第一横梁2为圆筒形；

如图8、图9所示，第一缓冲组件5包括自外向内依次套设的第一外管51、第一缓冲件52和第一内芯53，第一外管51插设于第一横梁2的另一端，第一内芯53连接于壳体61背离第二缓冲组件7的一端。

其中，第一电芯53与壳体61通过搭接焊接固定连接，第一外管51通过过盈配合插接于第一横梁2的另一端。

第二横梁3为圆筒形；

如图12、图13所示，第二缓冲组件7包括自外向内依次套设的第二外管73、第二缓冲件72和第二内芯71，第二外管73插设于第二横梁3的另一端，第二内芯71的一端插设于第二缓冲件72内，另一端插设于转子64，且连接于减速齿轮62。

其中，第二内芯71通过过盈配合插接于减速齿轮62，第二外管73通过过盈配合插接于第二横梁3的另一端。

减速齿轮62的轴向截面为U型，减速齿轮62的中部设有安装孔，第二内芯71穿过安装孔靠近壳体61的内端面。

减速齿轮62的内壁设有内齿部，转子64的外壁设有外齿部，内齿部与外齿部啮合连接，当电机6的转子64和定子63之间有相对转动时，即电机6处于电流连接状态，第一内芯53与壳体61、定子63处于相同的状态，减速齿轮62与转子64由于相互啮合而同步转动，从而带动第二内芯71同步转动，从而可以抑制相反的方向的第二横梁3的扭转运动，提升扭转刚度。

例如，第一纵梁1受到振动，通过第一横梁2以及第一缓冲组件5传动到电机6的壳体61，再依次传递至定子63、转子64、减速齿轮62，最后传递至第二内芯71，即第二缓冲组件7，即电机6的目的用于调节另一侧缓冲组件的预调整量，提前产生抵抗阻尼，从而避免左右轮跳影响，实现独立悬架功能。

第一缓冲件52、第二缓冲件72均由橡胶制成，第一缓冲件52与第一外管51和第一内芯53之间、第二缓冲件72与第二外管73和第二内芯71之间硫化一体。

第一内芯53的表面与第一缓冲件52的内壁、第二内芯71的表面与第二缓冲件72的内壁分别设有适配卡接的环形凸起和环形凹槽，从而提高连接强度。

使用本发明涉及的扭力梁悬架结构的原理如下：

控制器根据车辆信号进行逻辑判断，控制电机6处于不同强度的电流连接状态，以匹配对应不同的路况，提供不同的强度的抵抗阻尼。

以下分别对三种路况进行说明，电机分别处于三种不同的电流连接状态。

当汽车行驶在平直路面时，后悬架处于少转弯、少垂向跳动的工况下，根据车轮高度传感器以及轮速传感器的监测信号，控制器控制电机6处于弱强度的电流连接状态。以左侧为例说明(右侧同理)，左侧轮胎接收路面激励，如图2所示，第一纵梁1带动第一横梁2，产生垂向微跳动，第一横梁2与第一缓冲组件5的第一外管51连接，通过第一缓冲件52传递振动给第一内芯53，再传递给电机6，从壳体61次传递至定子63、转子64、减速齿轮62，最后传递至第二内芯71，即第二缓冲组件7，此时电机6处于弱电流连接状态，经过第一缓冲组件5的振动衰减，传递到第二缓冲组件7的振动很小，从而避免左右轮跳影响，实现独立悬架功能。电机6处于弱强度的电流连接状态，可以用于在较小振动情况下，产生较小的缓冲抵抗阻尼。

当汽车行驶在颠簸路面时，后悬架处于少转弯，多垂向跳动工况下，根据车轮高度传感器、轮速传感器等监测的车辆信号，控制器控制电机6处于中强度电流连接状态，以左侧为例说明，左侧轮胎接收路面较大冲击，第一横梁2与第一缓冲组件5的第一外管51连接，通过第一缓冲件52传递振动给第一内芯53，再传递给电机6，此时电机6处于中度同向转动连接状态，一方面保证第一纵梁1有足够的跳动空间，一方面振动从壳体61次传递至定子63、转子64、减速齿轮62，最后传递至第二内芯71，即第二缓冲组件7，经过第二缓冲组件7再次衰减，传递到第二横梁3及第二纵梁4的振动较小，从而避免左右轮跳影响，实现独立悬架功能。

当汽车行驶在弯道路面时，后悬架处于转弯工况，根据方向盘转角传感器、及侧向加速度传感器的监测信号，控制器控制电机6处于中强电流连接状态，以左转为例说明，左侧车身抬升，右侧车身下沉，整车有一定侧倾，第一纵梁1带动第一横梁2，产生较大抬升，第一横梁2与第一缓冲组件5的第一外管51连接，通过第一缓冲件52传递振动给第一内芯53，再传递给电机6，此时电机6处于中强度反向转动连接状态，抑制第一缓冲组件5，提升横梁扭转刚度，抑制车身侧倾，从而实现半独立悬架功能。

本发明涉及的扭力梁悬架结构，能够实现半独立悬架与独立悬架之间实时切换，同时扩大扭力梁车型悬架行程，实现更高级别车型应用可行性。

本发明还提供一种汽车，包括上述的扭力梁悬架结构。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种扭力梁悬架结构，其特征在于，包括第一纵梁（1）、第一横梁（2）、第二横梁（3）、第二纵梁（4）、第一缓冲组件（5）、第二缓冲组件（7）和电机（6）；其中，

所述第一纵梁（1）垂直连接于所述第一横梁（2）的一端，所述第一横梁（2）的另一端连接于所述第一缓冲组件（5）；

所述第二纵梁（4）垂直连接于所述第二横梁（3）的一端，所述第二横梁（3）的另一端连接于所述第二缓冲组件（7）；

所述第一缓冲组件（5）和所述第二缓冲组件（7）分别与所述电机（6）连接，用于通过所述电机（6）吸收所述第一纵梁（1）和所述第二纵梁（4）传递的扭转力；

还包括控制器，所述控制器根据车辆运行信号控制所述电机（6）运行；

所述车辆运行信号包括：车轮高度信号、轮速信号、转向信号和侧向加速度信号中的至少之一；

所述电机（6）包括壳体（61）和设于所述壳体（61）内的减速齿轮（62）、定子（63）与转子（64）；

所述定子（63）与所述壳体（61）内壁固定连接；

所述转子（64）插设于所述定子（63）内，所述减速齿轮（62）与所述第二缓冲组件（7）连接且与所述转子（64）啮合连接；

所述第一缓冲组件（5）连接于所述壳体（61）背离所述第二缓冲组件（7）的一端；

所述转子（64）与所述定子（63）之间能够产生相对转动，能够调节所述第一缓冲组件（5）和所述第二缓冲组件（7）之间的扭转方向和强度，以实现扭力梁独立悬架与半独立悬架特性的调整；

所述第一横梁（2）为圆筒形；

所述第一缓冲组件（5）包括自外向内依次套设的第一外管（51）、第一缓冲件（52）和第一内芯（53），所述第一外管（51）插设于所述第一横梁（2）的所述另一端，所述第一内芯（53）连接于所述壳体（61）背离第二缓冲组件（7）的一端。

2.根据权利要求1所述的扭力梁悬架结构，其特征在于，还包括车轮高度传感器、轮速传感器、方向盘转角传感器和侧向加速度传感器，分别用于获取所述车轮高度信号、所述轮速信号、所述转向信号和所述侧向加速度信号。

3.根据权利要求1所述的扭力梁悬架结构，其特征在于，所述第二横梁（3）为圆筒形；

所述第二缓冲组件（7）包括自外向内依次套设的第二外管（73）、第二缓冲件（72）和第二内芯（71），所述第二外管（73）插设于所述第二横梁（3）的所述另一端，所述第二内芯（71）的一端插设于所述第二缓冲件（72）内，另一端插设于所述转子（64），且连接于所述减速齿轮（62）。

4.根据权利要求3所述的扭力梁悬架结构，其特征在于，所述减速齿轮（62）的轴向截面为U型，所述减速齿轮（62）的中部设有安装孔，所述第二内芯（71）穿过所述安装孔靠近所述壳体（61）的内端面。

5.根据权利要求3所述的扭力梁悬架结构，其特征在于，所述第一缓冲件（52）、所述第二缓冲件（72）均由橡胶制成，所述第一缓冲件（52）与所述第一外管（51）和所述第一内芯（53）之间、所述第二缓冲件（72）与所述第二外管（73）和所述第二内芯（71）之间硫化一体。

6.根据权利要求3所述的扭力梁悬架结构，其特征在于，所述第一内芯（53）的表面与所述第一缓冲件（52）的内壁、所述第二内芯（71）的表面与所述第二缓冲件（72）的内壁分别设有适配卡接的环形凸起和环形凹槽。

7.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的扭力梁悬架结构。