CN117507712A - 一种ω型导向臂及其悬架组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种Ω型导向臂及其悬架组件，其特征在于，包括：Ω型结构的汽车导向臂及减震组件，所述Ω型结构的汽车导向臂固定连接所述减震组件，所述减震组件固定连接汽车车架；所述Ω型结构的汽车导向臂包括前横向臂、前竖向臂、导向臂紧固段、后竖向臂及后横向臂，所述前横向臂、所述前竖向臂、所述导向臂紧固段、所述后竖向臂及所述后横向臂是连续整体结构。本发明涉及汽车装备及技术领域，具体地讲，涉及一种Ω型导向臂及其悬架组件。本发明要解决的技术问题是提供一种Ω型导向臂及其悬架组件，具有结构简单、双重减震、降低整车的重量以及可调节车身高度等优点。

Description

一种Ω型导向臂及其悬架组件

技术领域

本发明涉及汽车装备及技术领域，具体地讲，涉及一种Ω型导向臂及其悬架组件。

背景技术

汽车作为一种交通运输工具，在人们的生产生活中有着举足轻重的地位，特别是重载汽车在现代物流运输业中地位明显。汽车悬架系统是汽车系统中一个重要的关键部件，主要传递车架与车轴之间的力与力矩，缓解因路面不平及不同载荷情况下轮胎传递给车身的冲击载荷和振动，从而保证汽车行驶的平稳性、驾乘人员的舒适性及运载货物的稳定性，进一步减少货物和车辆本身的动载荷，延长汽车相关部件的使用寿命。导向臂是汽车悬架系统中导向机构的重要组成部，导向机构是汽车悬架系统的支柱，车辆行驶过程中纵向力、横向力以及力矩的传递都由导向机构承担。

目前，在汽车的空气悬架系统中，汽车空气弹簧主要用于承受垂直载荷，而无法直接传递纵向力和侧向力。因此，为了实现这些力的传递，空气悬架系统需要采用导向机构。现有的汽车悬架系统主要是通过将空气悬架气囊安装在导向臂上，与导向臂构成应力缓冲结构，能较好地解决汽车平顺性的问题。空气弹簧导向臂是一种常见的导向机构，在汽车空气悬架系统中起连接车轮和车架的作用，除了承受自身车厢及载荷的重量之外，它还必须能够承受由于路面不平引起的冲击载荷和扭转载荷。空气弹簧导向臂的主要功能是确保车轮在正确的位置，并将悬架系统的力传递到车架上。导向臂通常具有特定的几何形状，以实现所需的导向功能和悬架系统的运动范围。在行驶过程中，导向臂必须能够承受来自路面的冲击载荷。这些冲击载荷通过导向臂传递到悬架系统，减轻车辆在不平路面上的震动，提供更平稳的行驶体验。此外，导向臂还必须能够承受由于车辆转弯和侧向运动而产生的侧向载荷。

然而，由于导向臂通常由一片或两片钢板弹簧加工而成，在实际应用中有可能会发生断裂，导向臂断裂则会对车辆造成很大的安全隐患，且导向臂的变形量及残余应力较大，导向臂的占用空间较大，同时导向臂与悬架之间大多采用螺栓连接，安装拆卸效率低，且螺栓在使用过程中侧向压力大，容易造成螺栓断裂，且在导向臂形变过程中容易发热，当长时间使用容易影响导向臂的使用性能和安全性能，已经公开的CN201410590377.7、CN111038197B、CN111038196B等专利均未考虑以上问题。Z字形导向臂是现有空气悬架系统中一种常见的导向机构，这种类型的导向臂由多个连接杆件组成，制造和装配过程较为复杂，需要精准对齐和调整连接点，增加了生产制造成本和装配时间。同时，Z字形导向臂安装时需要一定的操作空间，这会限制并影响车辆部件的布局和工作空间，对整车设计带来一定的限制。由于Z字形导向臂总成需要多个连接杆件和附件，致使Z字形导向臂的整体重量较大，进而增加了整车的总重量，对整车燃油经济性和使用性能产生影响，不利于汽车整车的轻量化设计。更为重要的是，Z字形导向臂的刚度受到连接杆件和附件的刚度约束限制，无法在高速或激烈驾驶条件下提供足够的支撑，导致悬架系统出现过度变形或不稳定的情况，在实际应用中有可能会发生断裂，导向臂断裂则会对车辆造成很大的安全隐患。随着汽车行业对节能减排的要求越来越高，汽车各部件的减重也势在必行。因此，在保证现有汽车悬架系统使用及安全性能的基础上，如何实现汽车悬架系统特别导向臂总成的轻量化设计制造，是亟需研究和实现的一个迫切问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种Ω型导向臂及其悬架组件，具有结构简单、双重减震、降低整车的重量以及可调节车身高度等优点。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种Ω型导向臂及其悬架组件，其特征在于，包括：Ω型结构的汽车导向臂及减震组件，所述Ω型结构的汽车导向臂固定连接所述减震组件，所述减震组件固定连接汽车车架；所述Ω型结构的汽车导向臂包括前横向臂、前竖向臂、导向臂紧固段、后竖向臂及后横向臂，所述前横向臂、所述前竖向臂、所述导向臂紧固段、所述后竖向臂及所述后横向臂是连续整体结构；所述导向臂紧固段设置有导向臂定位孔，所述前横向臂及所述后横向臂分别设置有减震组件装配孔；所述减震组件装配孔匹配所述减震组件。

作为本技术方案的进一步限定，所述前横向臂和所述后横向臂采用抛物线变截面结构，即所述前横向臂及所述后横向臂的根部尺寸厚度要大于端部尺寸厚度，所述前横向臂及所述后横向臂与水平面的夹角α均为0-20度，且臂端分别偏向汽车底盘的车架方向，呈现向上翘起特征。

作为本技术方案的进一步限定，所述Ω型结构的汽车导向臂根据车型底盘结构设计差异，可分为正置结构、左偏置结构和右偏置结构等三种结构类型；

采用左偏置结构或右偏置结构时，所述前横向臂及所述后横向臂其中一个横向臂呈现压弯偏置状态，压弯角度范围为0-30度，具体压弯角度根据车型底盘与车轴固定安装位置确定，以不妨碍汽车底盘控制组件使用和安装为准；

所述前横向臂及所述后横向臂的长度：L＝rθ，其中L表示弧长，r表示圆的半径，θ表示弧度(弧度＝角度×π/180)。

作为本技术方案的进一步限定，所述Ω型结构的汽车导向臂通过专用压力机及专用模具一体成形制备，制备过程中同时完成拉拔、轧制压弯成形，压弯成形为具有Ω字符特征的结构件，随后经过热处理进行组织和性能调控；

拉拔成形的参数包括有拉伸应变率(ε)、拉伸应力(σ)、屈服强度(σy)和延伸率(EL)；

拉伸应变率(ε)：ε＝ln(L0/L)

拉伸应变率(ε)：表示材料在拉伸过程中的应变程度，是初始长度(L0)和最终长度(L)之间的自然对数差，反映了材料在受力下的变形程度；

拉伸应力(σ)：σ＝F/A0

拉伸应力(σ)：表示材料在拉伸过程中的应力大小，是施加的拉伸力(F)与初始横截面积(A0)的比值，反映了材料在受力下的抵抗能力；

屈服强度(σy)：σy＝Fy/A0

屈服强度(σy)：表示材料在拉伸过程中开始发生塑性变形的应力值，是材料开始产生可观察的塑性变形时的应力值，是材料的一个重要力学性能指标；

延伸率(EL)：EL＝(L0-L)/L0

延伸率(EL)：表示材料在拉伸过程中的延展性能，是初始长度(L0)与最终长度(L)之间的差值与初始长度(L0)的比值，反映了材料在拉伸过程中的可塑性和延展性；

轧制压弯成形的参数包括有压力(P)、应变(ε)、应力(σ)、屈服强度(σy)和弯曲角度(θ)；

压力(P)：P＝F/A

压力(P)：表示施加在材料上的压力大小，是施加的力(F)与应用力的横截面积(A)的比值，反映了材料在压力下的抵抗能力；

应变(ε)：ε＝ln(h0/h)

应变(ε)：表示材料在压制过程中的应变程度，是初始厚度(h0)和最终厚度(h)之间的自然对数差，反映了材料在受力下的变形程度；

应力(σ)：σ＝P/A

应力(σ)：表示材料在压制过程中的应力大小，是施加的压力(P)与应用力的横截面积(A)的比值，反映了材料在受力下的抵抗能力；

屈服强度(σy)：σy＝Py/A

屈服强度(σy)：表示材料在压制过程中开始发生塑性变形的应力值，是材料开始产生可观察的塑性变形时的应力值，是材料的一个重要力学性能指标；

弯曲角度(θ)：θ＝(L-L0)/R

弯曲角度(θ)：表示材料在压弯过程中的弯曲程度，是初始长度(L0)与最终长度(L)之间的差值与弯曲半径(R)的比值，反映了材料在压弯过程中的可塑性和延展性；

热处理公式的参数包括有冷却速率(q)、硬度(H)和残余应力(σr)；

冷却速率(q)：q＝(T1-T2)/(t1-t2)

冷却速率(q)：表示材料在热处理过程中的冷却速度，是温度差(T1-T2)与时间(t1-t2)的比值，影响材料的组织结构和性能；

硬度(H)：H＝K×(q^n)

硬度(H)：表示材料的硬度，是通过热处理后测量得到的材料表面的硬度值，反映了材料的抗压能力和耐磨性能；

残余应力(σr)：σr＝E×α×ΔT

残余应力(σr)：表示材料在热处理过程中产生的残余应力，是材料的弹性模量(E)、线膨胀系数(α)和温度差(ΔT)的乘积，影响材料的形状稳定性和应力分布。

作为本技术方案的进一步限定，所述Ω型结构的汽车导向臂选用的材质包括但不限于弹簧钢或复合材料。

作为本技术方案的进一步限定，所述减震组件包括但不限于空气弹簧组件、悬架弹簧组件、气囊弹簧组件或电磁悬架弹簧组件；

空气弹簧刚度公式：K＝(B×t×t×ρ×g)/(ΔV×1000)

其中，K是弹簧刚度，B是弹簧材料的弹性模量，t是弹簧的厚度，ρ是空气的密度，g是重力加速度，ΔV是弹簧的体积变化量；

悬架弹簧刚度公式：K＝(4×π×E×d^4)/(l^3×Δs)

其中，K是弹簧刚度，E是弹簧材料的弹性模量，d是弹簧的直径，l是弹簧的长度，Δs是弹簧的位移量；

气囊弹簧刚度公式：K＝(P×A)/ΔL

其中，K是弹簧刚度，P是气体压力，A是气囊的面积，ΔL是弹簧的位移量；

电磁悬架弹簧刚度公式：K＝(B×d^4)/(l^3×Δs)

其中，K是弹簧刚度，B是电磁场的磁感应强度，d是线圈的直径，l是线圈的长度，Δs是弹簧的位移量。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1、本发明公开的Ω型结构的汽车导向臂是板材在专用压力机及专用模具中进行一体成形制备，成形工艺简单。

2、本发明公开的Ω型结构的汽车导向臂的导向臂紧固段与汽车车轴紧固刚性连接。在满足紧固连接汽车车轴的同时，Ω型结构的汽车导向臂定位孔同时起到定位的作用，降低了该结构导向臂的安装和更换难度，提高了安装和更换效率。

3、本发明公开的Ω型结构的汽车导向臂悬架组件所需安装空间较小，安装操作方便，不会限制车辆部件的布局和工作空间，对整车设计的限制减小，且该结构导向臂悬架组件所使用部件少、结构简单，方便加工，可进一步减轻车身重量。

4、本发明公开的Ω型结构的汽车导向臂不与汽车车架直接连接，而是通过减震组件与汽车车架柔性连接，这种安装方式为汽车车身高度调节带来便利，即可通过悬架组件的高度来整体调节车身高度，加之该结构导向臂自身为具有一定刚度的弹性材料，配合减震组件，在汽车行驶中可以实现双重减震，大大提升了汽车行驶过程中的稳定性和舒适度。

5、本发明公开的Ω型结构的汽车导向臂，其前横向臂、后横向臂分别位于汽车车轴两侧，便于力的传递和车轴两侧力的平衡，使受力更加均匀，不会出现侧倾或受力不均而导致的不平衡问题。

附图说明

图1为本发明优选的具有正置结构的Ω型结构的汽车导向臂结构示意图。

图2为本发明优选的具有正置结构的Ω型结构的汽车导向臂主视图。

图3为本发明优选的具有正置结构的Ω型结构的汽车导向臂悬架组件结构示意图。

图4为本发明优选的具有正置结构的Ω型结构的汽车导向臂悬架组件与商用车安装示意图。

图5为本发明的左偏置Ω型结构的汽车导向臂示意图。

图6为本发明的右偏置Ω型结构的汽车导向臂示意图。

图7为具有偏置结构Ω型结构的汽车导向臂悬架组件与商用车安装俯视图。

图中：1、前横向臂，2、减震组件装配孔，3、前竖向臂，4、导向臂紧固段，5、导向臂定位孔，6、后竖向臂，7、后横向臂，8、减震组件，9、Ω型结构的汽车导向臂，10、汽车轮胎，11、汽车车轴，12、汽车轮毂组件，13、汽车驱动轴，14、汽车车架，15、Ω型左偏置结构导向臂，16、Ω型右偏置结构导向臂。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-图7所示，本发明包括：Ω型结构的汽车导向臂9及减震组件8，所述Ω型结构的汽车导向臂9固定连接所述减震组件8，所述减震组件8固定连接汽车车架14；所述Ω型结构的汽车导向臂9包括前横向臂1、前竖向臂3、导向臂紧固段4、后竖向臂6及后横向臂7，所述前横向臂1、所述前竖向臂3、所述导向臂紧固段4、所述后竖向臂6及所述后横向臂7是连续整体结构；所述导向臂紧固段4设置有导向臂定位孔5，所述前横向臂1及所述后横向臂7分别设置有减震组件装配孔2；所述减震组件装配孔2匹配所述减震组件8。

所述前横向臂1和所述后横向臂7采用抛物线变截面结构，即所述前横向臂1及所述后横向臂7的根部尺寸厚度要大于端部尺寸厚度，所述前横向臂1及所述后横向臂7与水平面的夹角α均为0-20度，且臂端分别偏向汽车底盘的车架方向，呈现向上翘起特征。为充分发挥弹簧钢的弹性作用，缓解车辆颠簸，具体夹角α大小要根据Ω型结构的汽车导向臂的生产技术要求确定。

具体的，所述前横向臂1或所述后横向臂7具有抛物线变截面的结构特征，自横向臂根部开始向外侧端部呈现截面尺寸逐渐减小状态，且横向臂端部往汽车车架14方面翘起一定角度；所述减震组件8安装在所述前横向臂1和所述后横向臂7的减震组件装配孔2位置，所述减震组件8上端均与汽车车架14固定连接；所述向臂紧固段4通过紧固装置与汽车车轴11紧固连接。

具体的，所述前横向臂1或所述后横向臂7分别位于汽车车轴11两侧，便于力的传递和车轴两侧力的平衡，使受力更加均匀，不会出现侧倾或受力不均而导致的不平衡问题。

具体的，所述Ω型结构的汽车导向臂9与汽车车轴11紧固连接，装配方便可靠；汽车行驶过程中，所述Ω型结构的汽车导向臂9的前后连个横向臂具有抛物线边界面结构，且呈现两端翘起的状态，这种结构设计将会充分发挥弹簧钢的弹性作用，加之Ω型结构的汽车导向臂上所装配减震组件的缓冲作用，以此达到双重减震的目标。总之，本发明所公开的Ω型结构的汽车导向臂及其悬架组成的结构简单、装配方便，具有良好的减震缓冲效果，进一步增加了汽车行驶舒适度和平稳度。

所述Ω型结构的汽车导向臂9根据车型底盘结构设计差异，可分为正置结构、左偏置结构和右偏置结构等三种结构类型；

采用左偏置结构或右偏置结构时，所述前横向臂1及所述后横向臂7其中一个横向臂呈现压弯偏置状态，压弯角度范围为0-30度，具体压弯角度根据车型底盘与车轴固定安装位置确定，以不妨碍汽车底盘控制组件使用和安装为准；

所述前横向臂1及所述后横向臂7的长度：L＝rθ，其中L表示弧长，r表示圆的半径，θ表示弧度(弧度＝角度×π/180)。

所述Ω型结构的汽车导向臂9通过专用压力机及专用模具一体成形制备，制备过程中同时完成拉拔、轧制压弯成形，压弯成形为具有Ω字符特征的结构件，随后经过热处理进行组织和性能调控；

拉拔成形的参数包括有拉伸应变率(ε)、拉伸应力(σ)和延伸率(EL)；

拉伸应变率(ε)：ε＝ln(L0/L)

拉伸应变率(ε)：表示材料在拉伸过程中的应变程度，是初始长度(L0)和最终长度(L)之间的自然对数差；

拉伸应力(σ)：σ＝F/A0

拉伸应力(σ)：表示材料在拉伸过程中的应力大小，是施加的拉伸力(F)与初始横截面积(A0)的比值；

延伸率(EL)：EL＝(L0-L)/L0

延伸率(EL)：表示材料在拉伸过程中的延展性能，是初始长度(L0)与最终长度(L)之间的差值与初始长度(L0)的比值；

轧制压弯成形的参数包括有压力(P)、应变(ε)、应力(σ)、屈服强度(σy)和弯曲角度(θ)；

压力(P)：P＝F/A

压力(P)：表示施加在材料上的压力大小，是施加的力(F)与应用力的横截面积(A)的比值；

应变(ε)：ε＝ln(h0/h)

应变(ε)：表示材料在压制过程中的应变程度，是初始厚度(h0)和最终厚度(h)之间的自然对数差；

应力(σ)：σ＝P/A

应力(σ)：表示材料在压制过程中的应力大小，是施加的压力(P)与应用力的横截面积(A)的比值；

屈服强度(σy)：σy＝Py/A

σy：屈服强度，表示材料开始发生塑性变形的临界应力值，单位为压力或应力，Py：屈服点上的应力，即材料开始发生塑性变形的应力值，单位与σy相同，A：材料的横截面积，表示力作用的面积，单位为面积，公式中的Py是指材料在受力过程中达到屈服点时所承受的应力值，而A则表示力作用的面积，通过将Py除以A，可以得到材料的屈服强度σy；

弯曲角度(θ)：θ＝(L-L0)/R

弯曲角度(θ)：表示材料在压弯过程中的弯曲程度，是初始长度(L0)与最终长度(L)之间的差值与弯曲半径(R)的比值；

热处理公式的参数包括有冷却速率(q)、硬度(H)和残余应力(σr)；

冷却速率(q)：q＝(T1-T2)/(t1-t2)

冷却速率(q)：表示材料在热处理过程中的冷却速度，是温度差(T1-T2)与时间(t1-t2)的比值；

硬度(H)：H＝K×(q^n)

硬度(H)：表示材料的硬度，是通过热处理后测量得到的材料表面的硬度值；

残余应力(σr)：σr＝E×α×ΔT

残余应力(σr)：表示材料在热处理过程中产生的残余应力，是材料的弹性模量(E)、线膨胀系数(α)和温度差(ΔT)的乘积。

具体的，板材经加热设备加热至一定温度后，然后置于专用压力机及专用模具上同时完成拉拔、压弯成形等工艺的一体成形过程，压弯成形为具有“Ω”字符特征的结构件。

具体的，热处理工艺，包括但不限于回火、淬火、表面强化等热处理工艺，热处理工艺参数要根据选用的材质及性能要求确定1在热处理之后进行表面抛丸强化。

所述Ω型结构的汽车导向臂9选用的材质包括但不限于弹簧钢或复合材料，优选弹簧钢是为了充分利用弹簧钢良好的成形工艺、优异的力学性能和结构强度等性能。

优选的，弹簧钢板材截面尺寸范围为(20-30)×(85-95)mm，板材长度1000-4000mm，具体尺寸要根据车辆底盘设计要求确定。

具体的，所选用的弹簧钢板材尺寸确定后，要在板材形状尺寸中心钻一个定位孔即导向臂定位孔5，在后续加工及安装过程起到定位作用。

所述减震组件8包括但不限于空气弹簧组件、悬架弹簧组件、气囊弹簧组件或电磁悬架弹簧组件；

空气弹簧刚度公式：K＝(B×t×t×ρ×g)/(ΔV×1000)

其中，K是弹簧刚度，B是弹簧材料的弹性模量，t是弹簧的厚度，ρ是空气的密度，g是重力加速度，ΔV是弹簧的体积变化量；

悬架弹簧刚度公式：K＝(4×π×E×d^4)/(l^3×Δs)

其中，K是弹簧刚度，E是弹簧材料的弹性模量，d是弹簧的直径，l是弹簧的长度，Δs是弹簧的位移量；

气囊弹簧刚度公式：K＝(P×A)/ΔL

其中，K是弹簧刚度，P是气体压力，A是气囊的面积，ΔL是弹簧的位移量；

电磁悬架弹簧刚度公式：K＝(B×d^4)/(l^3×Δs)

其中，K是弹簧刚度，B是电磁场的磁感应强度，d是线圈的直径，l是线圈的长度，Δs是弹簧的位移量。

实施例1：一种Ω型结构的汽车导向臂及其悬架组件结构(参见附图1、附图2、附图3)，包括前横向臂1、前竖向臂2、导向臂紧固段3、后竖向臂4、后横向臂5、减震组件装配孔6、导向臂定位孔7、减震组件8。

本实施例1以正置结构的Ω型结构的汽车导向臂9为例介绍制备过程及其悬架组件构成。制备过程如下：Ω型结构的汽车导向臂9选用的材质为51CrV4弹簧钢，选用的钢锭尺寸为23×89×2400mm。第一步，完成导向臂定位孔加工，在选用的钢锭形状尺寸中心位置加工导向臂定位孔5，便于后续工序的定位夹持及安装定位；第二步，完成导向臂一体轧制工序，将具有上述尺寸的钢锭在加热炉中加热至预定温度，利用机械手夹持钢锭转入专用压力机的专用模具中，然后进行拉拔、轧制、压弯变形等工序，制备成如附图1所示具有“Ω”字符特征的导向臂结构件，且导向臂的横向臂具有抛物线变截面结构；第三步，完成减震组件装配孔2的加工；第四步，转入热处理阶段，通过淬火、回火等热处理对该导向臂进行组织和性能调控，获得预期的力学性能。

本实施例中，前横向臂1和后横向臂7与水平面夹角α控制在5度，减震组件8选用空气弹簧组件。按照如附图3所示的结构，在前横向臂1一侧安装空气弹簧，在后横向臂7一侧安装相同型号的空气弹簧。由实施例1可知，本发明的Ω型结构的汽车导向臂9是一体成形，结构简单，一体成形的结构件性能稳定，生产制备工艺简单、易于实现自动化，能够满足批量生产要求；Ω型结构的汽车导向臂悬架组件需要的附件少，装配组装方便。

实施例2：参见附图4，一种Ω型结构的汽车导向臂悬架组件与汽车安装结构，包括Ω型结构的汽车导向臂9、汽车轮胎10、减震组件8、汽车车轴11、汽车轮毂组件12、汽车驱动轴13；汽车车架14。

实施2选用的Ω型结构的汽车导向臂9材质为SUP9A弹簧钢，钢锭的尺寸25×90×2500mm，其制备过程参照实施1所述的制备过程；减震组件8选用空气弹簧；前横向臂1和后横向臂7与水平面夹角α控制在10度。Ω型结构的汽车导向臂悬架与汽车安装过程如下：第一步，将Ω型结构的汽车导向臂9放入汽车一侧车轮的车轴安装位置处，通过紧固螺栓将Ω型结构的汽车导向臂9与汽车车轴11紧固刚性连接；第二步，前横向臂1、后横向臂7相应位置处分别安装相同型号的空气弹簧，空气弹簧上部分别与汽车车架14紧固安装；第三步，按上述步骤完成另一侧车轮处Ω型结构的汽车导向臂悬架组件的安装。

由实施例2可知，本发明的Ω型结构的汽车导向臂9不直接与汽车车身刚性连接，而是通过弹簧组件与汽车车身连接，实现柔性连接。汽车重载行驶过程中，当受到较大的振动时，Ω型结构的汽车导向臂前横向臂1和后横向臂7呈现10度向车身翘起的状态，具有一定弹性作用；加之空气弹簧的缓冲作用，大大提高了汽车重载货物行驶的稳定性和减震效果，该发明悬架组件与车架柔性连接也起到一定缓冲作用，使汽车行驶更加平缓舒适。这种汽车导向臂组件的装配结构简单，需要的附件少，可减轻汽车悬架结构组件的重量。

实施例3：参见附图7，一种具有Ω型偏置结构导向臂悬架组件与汽车安装结构，包括Ω型左偏置结构导向臂15、Ω型右偏置结构导向臂16、汽车轮胎10、减震组件8、汽车车轴11。

实施3选用的Ω型左偏置结构导向臂15、Ω型右偏置结构导向臂16材质为51CrMnV弹簧钢，钢锭的尺寸25×90×2500mm，其制备过程参照实施1所述的制备过程，选用的专用模具是可以实现左偏置导向臂、右偏置导向臂制备用的专用模具，左偏置导向臂和右偏置导向臂的偏置角度为10度；减震组件选用空气弹簧组件；前横向臂1和后横向臂7与水平面夹角α控制在15度。Ω型结构的汽车导向臂悬架组件与汽车安装过程如下：第一步，将Ω型结构的汽车导向臂9放入汽车一侧车轮的车轴安装位置处，通过紧固螺栓将Ω型结构的汽车导向臂9与汽车车轴11紧固安装；第二步，前横向臂1、后横向臂7相应位置处分别安装空气弹簧组件，空气弹簧组件分别与汽车车架紧固安装；第三步，按上部步骤完成另一侧车轮处减震组件的安装。

由实施例3可知，本发明的Ω型结构的汽车导向臂9不直接与汽车车身刚性连接，而是通过悬架弹簧组件与汽车车身柔性连接。汽车重载行驶过程中，当受到较大的振动时，Ω型结构的汽车导向臂前横向臂和后横向臂呈现15度向车身翘起的状态，具有一定弹性作用，加之空气弹簧的缓冲作用，大大提高了汽车重载货物行驶的稳定性和减震效果，使汽车行驶更加平缓舒适。这种汽车导向臂组件的装配结构简单，需要的附件少，可减轻汽车悬架结构组件的重量。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种Ω型导向臂及其悬架组件，其特征在于，包括：

Ω型结构的汽车导向臂(9)及减震组件(8)，所述Ω型结构的汽车导向臂(9)固定连接所述减震组件(8)，所述减震组件(8)固定连接汽车车架(15)；

所述Ω型结构的汽车导向臂(9)包括前横向臂(1)、前竖向臂(3)、导向臂紧固段(4)、后竖向臂(6)及后横向臂(7)，所述前横向臂(1)、所述前竖向臂(3)、所述导向臂紧固段(4)、所述后竖向臂(6)及所述后横向臂(7)是连续整体结构；

所述导向臂紧固段(4)设置有导向臂定位孔(5)，所述前横向臂(1)及所述后横向臂(7)分别设置有减震组件装配孔(2)；

所述减震组件装配孔(2)匹配所述减震组件(8)。

2.根据权利要求1所述的Ω型导向臂及其悬架组件，其特征在于：所述前横向臂(1)和所述后横向臂(7)采用抛物线变截面结构，即所述前横向臂(1)及所述后横向臂(7)的根部尺寸厚度要大于端部尺寸厚度，所述前横向臂(1)及所述后横向臂(7)与水平面的夹角α均为0-20度，且臂端分别偏向汽车底盘的车架方向，呈现向上翘起特征。

3.根据权利要求2所述的Ω型导向臂及其悬架组件，其特征在于：所述Ω型结构的汽车导向臂(9)根据车型底盘结构设计差异，可分为正置结构、左偏置结构和右偏置结构等三种结构类型；

采用左偏置结构或右偏置结构时，所述前横向臂(1)及所述后横向臂(7)其中一个横向臂呈现压弯偏置状态，压弯角度范围为0-30度，具体压弯角度根据车型底盘与车轴固定安装位置确定，以不妨碍汽车底盘控制组件使用和安装为准；

所述前横向臂(1)及所述后横向臂(7)的长度：L＝rθ，其中L表示弧长，r表示圆的半径，θ表示弧度(弧度＝角度×π/180)。

4.根据权利要求3所述的Ω型导向臂及其悬架组件，其特征在于：所述Ω型结构的汽车导向臂(9)通过专用压力机及专用模具一体成形制备，制备过程中同时完成拉拔、轧制压弯成形，压弯成形为具有Ω字符特征的结构件，随后经过热处理进行组织和性能调控；

拉拔成形的参数包括有拉伸应变率(ε)、拉伸应力(σ)和延伸率(EL)；拉伸应变率(ε)：ε＝ln(L0/L)

拉伸应变率(ε)：表示材料在拉伸过程中的应变程度，是初始长度(L0)和最终长度(L)之间的自然对数差；

拉伸应力(σ)：σ＝F/A0

拉伸应力(σ)：表示材料在拉伸过程中的应力大小，是施加的拉伸力(F)与初始横截面积(A0)的比值；

延伸率(EL)：EL＝(L0-L)/L0

延伸率(EL)：表示材料在拉伸过程中的延展性能，是初始长度(L0)与最终长度(L)之间的差值与初始长度(L0)的比值；

轧制压弯成形的参数包括有压力(P)、应变(ε)、应力(σ)、屈服强度(σy)和弯曲角度(θ)；

压力(P)：P＝F/A

压力(P)：表示施加在材料上的压力大小，是施加的力(F)与应用力的横截面积(A)的比值；

应变(ε)：ε＝ln(h0/h)

应变(ε)：表示材料在压制过程中的应变程度，是初始厚度(h0)和最终厚度(h)之间的自然对数差；

应力(σ)：σ＝P/A

应力(σ)：表示材料在压制过程中的应力大小，是施加的压力(P)与应用力的横截面积(A)的比值；

屈服强度(σy)：σy＝Py/A

σy：屈服强度，表示材料开始发生塑性变形的临界应力值，单位为压力或应力，Py：屈服点上的应力，即材料开始发生塑性变形的应力值，单位与σy相同，A：材料的横截面积，表示力作用的面积，单位为面积，公式中的Py是指材料在受力过程中达到屈服点时所承受的应力值，而A则表示力作用的面积，通过将Py除以A，可以得到材料的屈服强度σy；

弯曲角度(θ)：θ＝(L-L0)/R

弯曲角度(θ)：表示材料在压弯过程中的弯曲程度，是初始长度(L0)与最终长度(L)之间的差值与弯曲半径(R)的比值；

热处理公式的参数包括有冷却速率(q)、硬度(H)和残余应力(σr)；冷却速率(q)：q＝(T1-T2)/(t1-t2)

冷却速率(q)：表示材料在热处理过程中的冷却速度，是温度差(T1-T2)与时间(t1-t2)的比值；

硬度(H)：H＝K×(q^n)

硬度(H)：表示材料的硬度，是通过热处理后测量得到的材料表面的硬度值；

残余应力(σr)：σr＝E×α×ΔT

残余应力(σr)：表示材料在热处理过程中产生的残余应力，是材料的弹性模量(E)、线膨胀系数(α)和温度差(ΔT)的乘积。

5.根据权利要求1所述的Ω型导向臂及其悬架组件，其特征在于：所述Ω型结构的汽车导向臂(9)选用的材质包括弹簧钢或复合材料。

6.根据权利要求1所述的Ω型导向臂及其悬架组件，其特征在于：所述减震组件(8)包括空气弹簧组件、悬架弹簧组件、气囊弹簧组件或电磁悬架弹簧组件；空气弹簧刚度公式：K＝(B×t×t×ρ×g)/(ΔV×1000)

其中，K是弹簧刚度，B是弹簧材料的弹性模量，t是弹簧的厚度，ρ是空气的密度，g是重力加速度，ΔV是弹簧的体积变化量；

悬架弹簧刚度公式：K＝(4×π×E×d^4)/(l^3×Δs)

其中，K是弹簧刚度，E是弹簧材料的弹性模量，d是弹簧的直径，l是弹簧的长度，Δs是弹簧的位移量；

气囊弹簧刚度公式：K＝(P×A)/ΔL

其中，K是弹簧刚度，P是气体压力，A是气囊的面积，ΔL是弹簧的位移量；电磁悬架弹簧刚度公式：K＝(B×d^4)/(l^3×Δs)

其中，K是弹簧刚度，B是电磁场的磁感应强度，d是线圈的直径，l是线圈的长度，Δs是弹簧的位移量。