CN114802438A - 用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，包括：转向节本体上开设有用以使转向节本体与轮毂轴承相配合的贯通孔，贯通孔周向开设有轴承螺纹孔，轮毂轴承通过各轴承螺纹孔将转向节本体安装于汽车轮毂；转向节本体的脖颈位置设置有空心腔，空心腔的四周具有腔壁，腔壁上开设有轻量化孔，轻量化孔用于砂芯定位以及排沙，以实现进一步轻量化的目的，通过对开排沙孔以实现制动盘的通风散热；其脖颈位置有凹陷加强筋增加上控制臂安装点的刚度并且沿着Y向的截面壁厚大于等于沿着X向截面壁厚；其轴承安装面设有凹槽减少与轴承的接触面积以规避由于钢轴承与铝转向节之间受力后变形量差异导致的摩擦异响。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其涉及一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节。
背景技术
转向节是汽车悬架的重要零部件之一，它的作用是连接各控制臂总成，安装用于安装车轮的轮毂轴承，连接车轮与车身；传递并承受汽车载荷，安装相关零部件，保证汽车稳定行驶。在汽车行驶过程中转向节受力交变的冲击载荷，因此在设计时要求转向节具有高强度及耐久性。
通常的转向节材料一般为铸铁或锻钢，现有的适用于双横臂悬架形式的转向节，从工艺形式上可以分为四种；铸铁转向节适用于乘用车，可用于铸造复杂的截面形状的产品，相比铸铝具有较高的材料性能，较低的成本，但具有重量很高的缺点；锻钢转向节很少用于乘用车，广泛应用于商用车领域，带有轴颈结构的转向节。相比铸铁转向节，材料性能高，具备一定的降重效果，但具有成本高的缺点；实心铸铝转向节适用于乘用车，可用于铸造复杂的截面形状的产品，相比铸铁转向节，材料性能低，但降重约30％，成本增加50％；锻铝转向节适用于乘用车，相比实心铸铝转向节，材料性能提升，降重约5～8％，成本增加70％；从工艺形式上讲，锻铝转向节是现有技术降重效果最为显著的工艺形式，但是其单件成本也是最高。
由于工艺及材料限制结构设计较复杂、重量普遍较高，从而导致整车燃油经济性降低；此外转向节重量全部记为簧下质量，簧下质量的增加也会影响车辆的操控性和舒适性。随着国家对环保的重视及汽车技术的发展，对汽车轻量化的需求也随之增大，当前传统的铸铁或锻钢转向节越来越难以满足汽车行业对于轻量化和环保的要求；从结构与功能上讲，应用于双横臂悬架形式的转向节，转向节脖颈位置具有受力相对较小、对刚度要求不高的特点，是主要进行轻量化的位置，而受制于刚度要求，无法对转向节脖颈位置进行壁厚减弱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，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：一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，包括：所述转向节本体上开设有用以使所述转向节本体与轮毂轴承相配合的贯通孔，所述贯通孔周向开设有轴承螺纹孔，轮毂轴承通过各所述轴承螺纹孔将所述转向节本体安装于汽车轮毂；所述转向节本体的脖颈位置设置有空心腔，所述空心腔的四周具有腔壁，所述腔壁上开设有轻量化孔，所述轻量化孔用于砂芯定位以及排沙。
进一步地，所述腔壁包括第一腔壁、第二腔壁、第三腔壁和第四腔壁；所述第一腔壁和第二腔壁间隔设置，所述第三腔壁和第四腔壁间隔设置；所述轻量化孔包括第一轻量化孔、第二轻量化孔、第三轻量化孔、第四轻量化孔和第五轻量化孔；所述第一腔壁开设有所述第一轻量化孔和第五轻量化孔，所述第二腔壁开设有所述第二轻量化孔，所述第三腔壁开设有所述第三轻量化孔，所述第四腔壁开设有所述第四轻量化孔；所述第一轻量化孔和第二轻量化孔相对设置，所述第三轻量化孔开设于所述第三腔壁的底端，所述第五轻量化孔开设于所述第一腔壁的上端。
进一步地，所述轻量化孔的孔周设置有轻量化孔加强筋；所述轻量化孔加强筋高度为2-3mm，宽度为2-4mm。
进一步地，所述第一腔壁设置有第一腔壁加强筋，所述第一腔壁加强筋位于所述第五轻量化孔下方以及第一轻量化孔上方；所述第二腔壁设置有第二腔壁加强筋，所述第二腔壁加强筋位于第二轻量化孔上方；所述第一腔壁加强筋和第二腔壁加强筋为凹陷筋。
进一步地，所述第一腔壁和第二腔壁的壁厚为a，所述第三腔壁和第四腔壁的壁厚为b，其中，b≥a。
进一步地，还包括制动卡钳安装孔、转向机拉杆安装点、一号下控制臂安装点、二号下控制臂安装点、上控制臂安装点和轮速传感器安装点；所述制动卡钳安装孔与制动卡钳连接；所述转向机拉杆安装点与转向机拉杆连接；所述一号下控制臂安装点和二号下控制臂安装点分别与下控制臂连接；所述上控制臂安装点与上控制臂连接；所述轮速传感器安装点与轮速传感器螺接。
进一步地，所述转向机拉杆安装点、一号下控制臂安装点和二号下控制臂安装点分别压装有钢套。
进一步地，所述一号下控制臂、二号下控制臂和轴承螺纹孔之间设置有减重孔。
进一步地，所述转向节设置有背部加强筋，所述背部加强筋呈Y型结构，其三个端部分别支撑轮速传感器安装点、所述贯通孔下方的轴承螺纹孔和转向机拉杆安装点。
进一步地，还包括轴承配合面，所述轴承螺纹孔设置于所述轴承配合面上，所述轴承配合面开设有配合面凹槽和排水槽；所述排水槽位于所述贯通孔下方，所述排水槽包括第一排水凹面和第二排水凹面，所述第一排水凹面与所述贯通孔轴线呈锐角，所述第二排水凹面位于所述第一排水面下方，且与第一排水面连通；所述排水槽连接所述贯通孔下方的两个所述轴承螺纹孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：其脖颈位置通过砂芯空心铸造的方式，将脖颈掏空，以实现进一步轻量化的目的，与现有的锻铝转向节相比，降重约为5％～8％；并且因为其横截面大，增大了上控制臂安装点的刚度；其脖颈位置，通过对开排沙孔以实现制动盘的通风散热；其脖颈位置，设置有凹陷加强筋增加上控制臂安装点的刚度；其脖颈位置，截面大致呈现矩形，并且沿着Y向的截面壁厚大于等于沿着X向截面壁厚；其轴承安装面，设置有凹槽减少与轴承的接触面积，以规避由于钢轴承与铝转向节之间受力后变形量差异导致的摩擦异响。
附图说明
图1为本发明实施例中的转向节本体结构示意图；
图2为本发明实施例中的转向节本体主视图；
图3为本发明实施例中的转向节本体左视图；
图4为本发明实施例中的转向节本体后视图；
图5为本发明实施例中的转向节本体右视图；
图6为本发明实施例中的转向节本体后视图中A-A的切面图；
图7为本发明实施例中的转向节本体后视图中B-B的切面图；
图中：10、转向节本体；20、贯通孔；30、空心腔；40、钢套；50、减重孔；11、制动卡钳安装孔；12、转向机拉杆安装点；13、一号下控制臂安装点；14、二号下控制臂安装点；15、上控制臂安装点；16、轮速传感器安装点；17、背部加强筋；21、轴承螺纹孔；22、轴承配合面；31、第一腔壁；32、第二腔壁；33、第三腔壁；34、第四腔壁；35、轻量化孔加强筋；221、配合面凹槽；222、排水槽；223、第一排水凹面；224、第二排水凹面；311、第一轻量化孔；312、第五轻量化孔；313、第一腔壁加强筋；321、第二轻量化孔；322、第二腔壁加强筋；331、第三轻量化孔；341、第四轻量化孔。
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。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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“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，或一体的连接；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。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。
请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，包括：所述转向节本体10上开设有用以使所述转向节本体10与轮毂轴承相配合的贯通孔20，所述贯通孔20周向开设有轴承螺纹孔21，轮毂轴承通过各所述轴承螺纹孔21将所述转向节本体10安装于汽车轮毂；所述转向节本体10的脖颈位置设置有空心腔30，所述空心腔30的四周具有腔壁，所述腔壁上开设有轻量化孔，所述轻量化孔用于砂芯定位以及排沙。
上述实施例中，所述的转向节是由材料铸铝铸造成型，其脖颈处为空心结构，通过砂芯空心铸造的方式，将脖颈掏空，以实现进一步轻量化的目的，与现有的锻铝转向节相比，降重约为5％～8％，并且其单件成本与实心铸铝转向节持平；并且因为其横截面大，增大了上控制臂安装点的刚度。
可选地，所述腔壁包括第一腔壁31、第二腔壁32、第三腔壁33和第四腔壁34；所述第一腔壁31和第二腔壁32间隔设置，所述第三腔壁33和第四腔壁34间隔设置；所述轻量化孔包括第一轻量化孔311、第二轻量化孔321、第三轻量化孔331、第四轻量化孔341和第五轻量化孔312；所述第一腔壁31开设有所述第一轻量化孔311和第五轻量化孔312，所述第二腔壁32开设有所述第二轻量化孔321，所述第三腔壁33开设有所述第三轻量化孔331，所述第四腔壁34开设有所述第四轻量化孔341；所述第一轻量化孔311和第二轻量化孔321相对设置，所述第三轻量化孔331开设于所述第三腔壁33的底端，所述第五轻量化孔312开设于所述第一腔壁31的上端。
上述实施例中，所述第一轻量化孔311和第二轻量化孔321相对设置，不仅具有砂芯定位、排沙的作用，还用于为制动盘增大通风散热；所述第三轻量化孔331开设于所述第三腔壁33的底端，其作用在于为将脖颈空腔内的积水、石子等异物排出。
可选地，所述轻量化孔的孔周设置有轻量化孔加强筋35；所述轻量化孔加强筋高度为2-3mm，宽度为2-4mm。
上述实施例中，轻量化孔加强筋35用于增加局部强度的作用。
可选地，所述第一腔壁设置有第一腔壁加强筋313，所述第一腔壁加强筋313位于所述第五轻量化孔312下方以及第一轻量化孔311上方；所述第二腔壁32设置有第二腔壁加强筋322，所述第二腔壁加强筋322位于第二轻量化孔321上方；所述第一腔壁加强筋313和第二腔壁加强筋322为凹陷筋。
上述实施例中，第一腔壁加强筋313和第二腔壁加强筋322用以增加截面面积，以实现增加脖颈位置Y向刚度的作用。
可选地，所述第一腔壁31和第二腔壁32的壁厚为a，所述第三腔壁33和第四腔壁34的壁厚为b，其中，b≥a。
上述实施例中，壁厚b≥a其目的在于增加脖颈位置沿着Y向的强度。
可选地，还包括制动卡钳安装孔11、转向机拉杆安装点12、一号下控制臂安装点13、二号下控制臂安装点14、上控制臂安装点15和轮速传感器安装点16；所述制动卡钳安装孔11与制动卡钳连接；所述转向机拉杆安装点12与转向机拉杆连接；所述一号下控制臂安装点13和二号下控制臂安装点14分别与下控制臂连接；所述上控制臂安装点15与上控制臂连接；所述轮速传感器安装点16与轮速传感器螺接。
可选地，所述转向机拉杆安装点12、一号下控制臂安装点13、二号下控制臂安装点14分别压装有钢套40。
上述实施例中，压装了钢套40，其作用在于规避由于钢和铝受力产生的变形量差异导致的螺母力矩松动问题。
可选地，所述一号下控制臂13、二号下控制臂14和轴承螺纹孔21之间设置有减重孔50。
可选地，所述转向节设置有背部加强筋17，所述背部加强筋17呈Y型结构，其三个端部分别支撑轮速传感器安装点16、所述贯通孔20下方的轴承螺纹孔21和转向机拉杆安装点12。
上述实施例中，增加背部加强筋17，其主要作用是提高转向节安装点的整车Y向和Z向刚度。
可选地，还包括轴承配合面22，用于配合轴承的安装，所述轴承螺纹孔21设置于所述轴承配合面22上，所述轴承配合面22开设有配合面凹槽221和排水槽222；所述排水槽222位于所述贯通孔20下方，所述排水槽222包括第一排水凹面223和第二排水凹面224，所述第一排水凹面223与所述贯通孔20轴线呈锐角，所述第二排水凹面224位于所述第一排水凹面223下方，且与第一排水面223连通；所述排水槽222连接所述贯通孔20下方的两个所述轴承螺纹孔21。
上述实施例中，通过开设配合面凹槽221以及排水槽222，将一个大安装面切割为四个独立的小面，以减少与轴承的接触面积，以规避由于钢轴承与铝转向节之间受力后变形量差异导致的摩擦异响；优选地，第二排水凹面224低于轴承配合面22的距离为2-4mm，利于水流出；并且该排水槽同时起到加强筋作用，连接贯通孔20下的两个轴承螺纹孔21，起到受力支撑作用。
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)
1.一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，包括：
所述转向节本体(10)上开设有用以使所述转向节本体(10)与轮毂轴承相配合的贯通孔(20)，所述贯通孔(20)周向开设有轴承螺纹孔(21)，轮毂轴承通过各所述轴承螺纹孔(21)将所述转向节本体(10)安装于汽车轮毂；所述转向节本体(10)的脖颈位置设置有空心腔(30)，所述空心腔(30)的四周具有腔壁，所述腔壁上开设有轻量化孔，所述轻量化孔用于砂芯定位以及排沙。
2.根据权利要求1所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，所述腔壁包括第一腔壁(31)、第二腔壁(32)、第三腔壁(33)和第四腔壁(34)；所述第一腔壁(31)和第二腔壁(32)间隔设置，所述第三腔壁(33)和第四腔壁(34)间隔设置；所述轻量化孔包括第一轻量化孔(311)、第二轻量化孔(321)、第三轻量化孔(331)、第四轻量化孔(341)和第五轻量化孔(312)；所述第一腔壁(31)开设有所述第一轻量化孔(311)和第五轻量化孔(312)，所述第二腔壁(32)开设有所述第二轻量化孔(321)，所述第三腔壁(33)开设有所述第三轻量化孔(331)，所述第四腔壁(34)开设有所述第四轻量化孔(341)；所述第一轻量化孔(311)和第二轻量化孔(321)相对设置，所述第三轻量化孔(331)开设于所述第三腔壁(33)的底端，所述第五轻量化孔(312)开设于所述第一腔壁(31)的上端。
3.根据权利要求2所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，所述轻量化孔的孔周设置有轻量化孔加强筋(35)；所述轻量化孔加强筋高度为2-3mm，宽度为2-4mm。
4.根据权利要求2所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，所述第一腔壁设置有第一腔壁加强筋(313)，所述第一腔壁加强筋(313)位于所述第五轻量化孔(312)下方以及第一轻量化孔(311)上方；所述第二腔壁(32)设置有第二腔壁加强筋(322)，所述第二腔壁加强筋(322)位于第二轻量化孔(321)上方；所述第一腔壁加强筋(313)和第二腔壁加强筋(322)为凹陷筋。
5.根据权利要求2所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，所述第一腔壁(31)和第二腔壁(32)的壁厚为a，所述第三腔壁(33)和第四腔壁(34)的壁厚为b，其中，b≥a。
6.根据权利要求1所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，还包括制动卡钳安装孔(11)、转向机拉杆安装点(12)、一号下控制臂安装点(13)、二号下控制臂安装点(14)、上控制臂安装点(15)和轮速传感器安装点(16)；所述制动卡钳安装孔(11)与制动卡钳连接；所述转向机拉杆安装点(12)与转向机拉杆连接；所述一号下控制臂安装点(13)和二号下控制臂安装点(14)分别与下控制臂连接；所述上控制臂安装点(15)与上控制臂连接；所述轮速传感器安装点(16)与轮速传感器螺接。
7.根据权利要求6所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，所述转向机拉杆安装点(12)、一号下控制臂安装点(13)和二号下控制臂安装点(14)分别压装有钢套(40)。
8.根据权利要求6所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，所述一号下控制臂(13)、二号下控制臂(14)和轴承螺纹孔(21)之间设置有减重孔(50)。
9.根据权利要求6所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，所述转向节设置有背部加强筋(17)，所述背部加强筋(17)呈Y型结构，其三个端部分别支撑轮速传感器安装点(16)、所述贯通孔(20)下方的靠近转向机拉杆安装点(12)的所述轴承螺纹孔(21)和转向机拉杆安装点(12)。
10.根据权利要求1所述的一种用于双横臂悬架形式的空心铸铝转向节，其特征在于，还包括轴承配合面(22)，所述轴承螺纹孔(21)设置于所述轴承配合面(22)上，所述轴承配合面(22)开设有配合面凹槽(221)和排水槽(222)；所述排水槽(222)位于所述贯通孔(20)下方，所述排水槽(222)包括第一排水凹面(223)和第二排水凹面(224)，所述第一排水凹面(223)与所述贯通孔(20)轴线呈锐角，所述第二排水凹面(224)位于所述第一排水面(223)下方，且与第一排水面(223)连通；所述排水槽(222)连接所述贯通孔(20)下方的两个所述轴承螺纹孔(21)。
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