CN118596755B - 多连杆后悬架系统、底盘及车辆 - Google Patents
多连杆后悬架系统、底盘及车辆Info
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Abstract
本发明公开一种多连杆后悬架系统、底盘及车辆,涉及车辆技术领域;多连杆后悬架系统包括:副车架;转向节,被配置为能与车轮连接;后轮转向器,与副车架连接,并靠近悬架主销设置;上控制臂组件,其两端分别与转向节和副车架连接;下控制臂组件,其两端分别与转向节和副车架连接;前束控制臂,其两端分别与转向节和后轮转向器的输出端连接;空气弹簧,其下端与下控制臂组件连接,其上端被配置为能与车身连接,空气弹簧靠近转向节连接;减振器,其下端与转向节连接,其上端被配置为能与车身连接,减振器与空气弹簧分别独立设置。本发明可以在后轮转向器的相同行程下实现更大的车轮转角,减少整车的转弯直径。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域,特别涉及一种多连杆后悬架系统、底盘及车辆。
背景技术
在高端中大型汽车中通常会采用多连杆后悬架系统,而且,多连杆后悬架系统采用弹减分离式(也即弹簧和减振器分离布置)的后滑柱形式,以解决传统悬架结构中的弹减一体式滑柱在整车横向上占用空间大的问题,从而在有限的车宽条件下实现更大的行李厢宽度。
随着后轮转向技术的逐渐普及,弹减分离式的多连杆后悬架系统可以搭载有后轮转向系统,从而改善车辆在高速转弯时的行驶稳定性,以及在低速行驶时的灵活性,减少车辆的转弯半径,有利弥补过度转向所带来的驾驶危险。然而,在现有的弹减分离式多连杆后悬架系统的结构设计中,后轮的转向角度小,导致车辆的稳定性和灵活性提升有限。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种多连杆后悬架系统、底盘及车辆,在后轮转向器的相同行程下实现更大的车轮转角,减少整车的转弯直径。
本发明第一方面实施例提供了一种多连杆后悬架系统,其包括:
副车架;
转向节,被配置为能与车轮连接;
后轮转向器,与所述副车架连接,并靠近悬架主销设置;
上控制臂组件,其两端分别与所述转向节和所述副车架连接;
下控制臂组件,其两端分别与所述转向节和所述副车架连接;
前束控制臂,其两端分别与所述转向节和所述后轮转向器的输出端连接;
空气弹簧,其下端与所述下控制臂组件连接,其上端被配置为能与车身连接,所述空气弹簧靠近所述转向节连接;
减振器,其下端与所述转向节连接,其上端被配置为能与车身连接,所述减振器与所述空气弹簧分别独立设置。
根据本发明第一方面实施例的多连杆后悬架系统,至少具有如下的有益效果:在副车架和转向节之间设有上控制臂组件和下控制臂组件,令转向节能够相对副车架稳定,并能相对副车架活动,在副车架上设有后轮转向器,并在后轮转向器和转向节之间设有前束控制臂,使后轮转向器能够通过前束控制臂驱使转向节带动后轮摆动,实现后轮的转向功能。
采用减振器和空气弹簧独立设置的方式,将减振器与转向节连接,并将空气弹簧与下控制臂组件连接,且靠近转向节布置,如此能够增大空气弹簧的杠杆比,在实现相同悬架偏频的情况下,可以降低空气弹簧的刚度,进而减少空气弹簧的直径,相应地能够有效减少空气弹簧所需的布置空间,同时,能够令减振器相对于空气弹簧更靠近悬架主销,在后轮转向的过程中减振器的轮胎包络更小,可以减少整车宽度,如此有利于增大后轮的转向角度。
在此基础上,可以将后轮转向器靠近悬架主销设置,缩短前束控制臂的长度,在后轮转向器工作、并驱动后轮绕悬架主销转动的过程中,驱动力臂更短,因此,在使用相同行程的后轮转向器的情况下能够实现更大的后轮转角,从而减小整车的转弯直径。
在本发明的一些实施例中,所述空气弹簧为双腔空气弹簧,所述空气弹簧的杠杆比为0.65;和/或,所述下控制臂组件设有开口朝上的安装槽,所述空气弹簧的下端设于所述安装槽内。
在本发明的一些实施例中,所述减振器设于所述转向节和所述空气弹簧之间。
在本发明的一些实施例中,所述减振器的中心轴线和上下方向成第一锐角,所述减振器的上端朝远离所述转向节的方向倾斜设置。
在本发明的一些实施例中,所述空气弹簧的中心轴线和上下方向成第二锐角,所述空气弹簧的上端朝远离所述转向节的方向倾斜设置。
在本发明的一些实施例中,所述第一锐角与所述第二锐角相等。
在本发明的一些实施例中,所述上控制臂组件包括第一上控制臂和第二上控制臂,所述第一上控制臂的两端分别与所述转向节和所述副车架连接,所述第二上控制臂的两端分别与所述转向节和所述副车架连接。
在本发明的一些实施例中,所述下控制臂组件包括第一下控制臂和第二下控制臂,所述第一下控制臂的两端分别与所述转向节和所述副车架连接,所述第二下控制臂的两端分别与所述转向节和所述副车架连接,所述第二下控制臂位于所述第一下控制臂和所述前束控制臂之间,所述空气弹簧与所述第二下控制臂连接。
在本发明的一些实施例中,所述转向节包括连接部,所述连接部朝靠近所述第二下控制臂的方向延伸,所述连接部设有第一连接孔和第二连接孔,所述第二下控制臂与所述第一连接孔连接,所述减振器与所述第二连接孔连接。
在本发明的一些实施例中,所述第一连接孔位于所述第二连接孔的上方,且所述第二连接孔设于所述第一连接孔靠近所述转向节的一侧。
在本发明的一些实施例中,所述连接部与所述转向节通过螺栓连接,所述连接部设有定位凸部和定位平面,所述定位凸部呈圆台形或半球形,所述定位凸部设有第三连接孔,所述转向节设有定位凹槽、第四连接孔和定位块,所述第四连接孔与所述定位凹槽连通,所述定位凸部和所述定位凹槽适配连接,所述定位块与所述定位平面贴合接触,以使所述定位凸部径向定位,且所述螺栓穿过所述第四连接孔与所述第三连接孔连接。
在本发明的一些实施例中,所述定位块设有两块,且分别位于所述定位凹槽的相对两侧。
在本发明的一些实施例中,多连杆后悬架系统还包括后稳定杆和连接杆,所述后稳定杆与所述副车架连接,所述后稳定杆的两侧均设有所述连接杆,所述连接杆的两端分别与所述后稳定杆和所述转向节连接。
本发明第二方面实施例提供了一种底盘,其包括第一方面实施例所述的多连杆后悬架系统。
根据本发明第二方面实施例的底盘,至少具有如下的有益效果:底盘采用第一方面实施例的多连杆后悬架系统,能够在后轮转向器相同的驱动行程下增加车轮的转向角度,从而减小整车的转弯直径,有利于提高车辆的行驶稳定性和灵活性,降低驾驶风险。
本发明第三方面实施例提供了一种车辆,其包括如第二方面实施例所述的底盘。
根据本发明第三方面实施例的车辆,至少具有如下的有益效果:车辆采用第二方面实施例的底盘,在具有相同行程的后轮转向器配置下实现更大的车轮转角,令整车的转弯直径更小,改善车辆在高速转弯时的行驶稳定性以及低速行驶时的灵活性,弥补过度转向所带来的驾驶危险。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是现有技术提供的多连杆后悬架系统在安装于车辆后的结构示意图;
图2是根据本发明实施例提供的多连杆后悬架系统在安装于车辆后的结构示意图;
图3是根据本发明实施例提供的多连杆后悬架系统的立体结构示意图;
图4是根据现有技术提供的减振器和空气弹簧的安装示意图;
图5是根据本发明实施例提供的减振器和空气弹簧的安装示意图;
图6是根据本发明实施例提供的第二下控制臂的立体结构示意图;
图7是根据本发明实施例提供的转向节的立体结构示意图;
图8是根据本发明实施例提供的转向节的结构爆炸图。
附图标记:100、车轮;200、滑柱总成;210、减振器;220、空气弹簧;300、副车架;400、转向节;410、连接部;411、第一连接孔;412、第二连接孔;413、定位凸部;420、安装部;430、螺栓;441、定位块;442、定位凹槽;500、整车对称面;610、第一下控制臂;620、第二下控制臂;621、第一臂部;622、第二臂部;623、安装槽;630、前束控制臂;640、第二上控制臂;650、第一上控制臂;660、后稳定杆;670、连接杆;700、后轮转向器。
具体实施方式
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。
在本发明的描述中,需要理解的是,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。
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。
悬架系统是汽车的车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称,一般的,悬架系统主要由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,悬架系统的作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且,能够缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并减少由此引起的振动,从而保证汽车能平顺地行驶。
悬架系统的分类包括有独立悬架系统、非独立悬架系统和主动悬架系统等。其中,独立悬架系统包括有横臂式悬架系统、多连杆式悬架系统、纵臂式悬架系统、烛式悬架系统、麦弗逊式悬架系统以及拖曳臂式悬架系统。
目前,多连杆后悬架系统,尤其是五连杆后悬架系统,是高端中大型乘用车中常见的后悬架形式。如图1所示,由于在传统的五连杆后悬架结构中,采用弹减一体式结构(即弹簧和减振器一体设计)的滑柱总成200在整车横向占用较大空间,为了在有限的车辆宽度情况下实现更大的行李厢宽度L,五连杆后悬架系统结构通常会采用如图2所示的弹减分离式结构(即弹簧和减振器分离设计)的后滑柱形式。
可以理解的是,图1和图2只是示出了多连杆后悬架系统在安装于车辆后的一半结构,多连杆后悬架系统的整体结构关于整车对称面500呈左右对称设置。
近年来,随着空气弹簧、后轮转向技术等逐渐普及,弹减分离式的五连杆后悬架系统能够搭载空气弹簧和后轮转向系统。其中,空气弹簧质量轻,动态性能稳定,使用寿命长,可靠性高,能够提高车辆的行驶平顺性,改善乘坐舒适性,减小后悬架系统的变形量。后轮转向系统能够改善车辆在高速转弯时的行驶稳定性以及在低速行驶时的灵活性,减少车辆的转弯半径,有利弥补过度转向所带来的驾驶危险。
相比螺旋弹簧而言,空气弹簧的直径增大很多,尤其是在配置有双腔空气弹簧的情况下,为了实现更好的驾乘体验,双腔空气弹簧的高、低刚度差会尽可能做大,而更大的刚度目标要求空气弹簧有更大的布置空间,那么,后悬架系统需要为空气弹簧提供更大的安装空间;而后轮转向系统的配置,会造成轮胎的运动范围增大。以上因素都给弹减分离式五连杆后悬架系统的布置带来了极大的困难,造成整车宽度的增加,导致车辆重量、成本、售价的上涨。
基于此,在现有的弹减分离式多连杆后悬架系统的结构设计中,后轮的转向角度设计得较小,如此便会导致车辆的稳定性和灵活性的提升程度较为有限。
基于上述的技术问题,本发明实施例提供了一种多连杆后悬架系统、底盘及车辆,可以在后轮转向器的相同行程下实现更大的车轮转角,从而减少整车的转弯直径,降低车辆过度转向时所存在的驾驶风险。
下面参考图1至图8描述根据本发明实施例提供的多连杆后悬架系统、底盘及车辆。
如图2和图3、图5至图8所示,根据本发明第一方面实施例的多连杆后悬架系统,能够作为三厢轿车的后悬架结构进行量产应用。
本实施例的多连杆后悬架系统包括有副车架300、转向节400、后轮转向器700、上控制臂组件、下控制臂组件、前束控制臂630、空气弹簧220以及减振器210。
副车架300的结构包括有横梁和纵梁。其中,横梁的数量为两根,两根横梁沿着前后方向按照一定的间隔布置,每根横梁沿着左右方向延伸,纵梁的数量为两根,两根纵梁沿着左右方向按照一定的间隔布置,两根横梁呈左右对称设置,每根纵梁沿着前后方向延伸。每根纵梁的两个端部分别与两根横梁固定连接,所有的横梁和所有的纵梁一体成型。其中一根横梁沿着左右方向水平延伸,形成第一连接臂,第一连接臂能够通过悬置与车身固定连接。另一根横梁沿着左右方向朝远离纵梁的方向延伸,形成第二连接臂,第二连接臂能够通过悬置与车身固定连接。
可以理解的是,两根横梁和两根纵梁共同围成一个安装空间,该安装空间呈上下贯通,该安装空间用于供电机安装,该电机的输出轴能够驱动两个后轮旋转,实现车辆的后轮驱动功能。副车架300可以由铝合金材质制成,采用整体空心铸造工艺,重量轻,节省焊接步骤,提高生产效率。
转向节400被配置为能与车轮100连接。转向节400靠近副车架300的一侧为内侧,转向节400远离副车架300的一侧为外侧。车轮100位于转向节400的外侧,车轮100可以通过轮毂轴承安装在转向节400所设的安装轴孔,令车轮100能够相对转向节400绕其轮心旋转。而且,转向节400能够带动车轮100绕悬架主销摆动。可以理解的是,转向节400可以由铝合金材料制成,采用铸锻工艺完成转向节400的成型工作,使得转向节400具有更好的力学性能。
后轮转向器700与副车架300连接,后轮转向器700靠近悬架主销设置。具体的,后轮转向器700与副车架300通过螺栓相连接,后轮转向器700设置在副车架300的其中一根横梁的中部位置,并位于两个第二连接臂之间。
可以理解的是,悬架主销是车轮100转向时的转动轴线,悬架主销在汽车转向性能中有着非常重要的作用。通过将悬架主销尽可能靠近后轮转向器700,在后轮转向器700运行时,后轮能够绕着其旋转中心即悬架主销转动,驱动力臂更短,因此,可以使用相同齿条行程的后轮转向器700,实现更大的后轮转角,对于整车而言,可以减小整车的转弯直径。
上控制臂组件的其中一端与转向节400连接,上控制臂组件的另一端与副车架300连接。在本实施例中,上控制臂组件包括有第一上控制臂650和第二上控制臂640。其中,第一上控制臂650的两端分别与转向节400和副车架300连接,第二上控制臂640的两端分别与转向节400和副车架300连接。
具体的,第一上控制臂650的外端通过衬套与转向节400的上部铰接,第一上控制臂650的内端通过衬套与副车架300的纵梁所设的安装耳铰接。第二上控制臂640的外端通过衬套与转向节400的上部铰接,第二上控制臂640的内端通过衬套与副车架300的纵梁的中部位置铰接,该纵梁的中部位置设有安装耳,以便与第二上控制臂640连接。第二上控制臂640相对第一上控制臂650更靠近悬架主销和后轮转向器700。
下控制臂组件的其中一端与转向节400连接,下控制臂组件的另一端与副车架300连接。在本实施例中,下控制臂组件包括有第一下控制臂610和第二下控制臂620。其中,第一下控制臂610的两端分别与转向节400和副车架300连接,第二下控制臂620的两端分别与转向节400和副车架300连接。而且,第二下控制臂620位于第一下控制臂610和前束控制臂630之间,空气弹簧220与第二下控制臂620连接。
具体的,第一下控制臂610的外端通过衬套与转向节400的下部铰接,第一下控制臂610的内端通过衬套与副车架300的下部铰接。第一下控制臂610与副车架300的铰接处位于纵梁远离后轮转向器700的一端。第二下控制臂620的外端通过衬套与转向节400的下部铰接,第二下控制臂620的内端通过衬套与副车架300的下部铰接。第二下控制臂620与副车架300的铰接处位于横梁的与后轮转向器700的输出轴前后对应的位置。
可以理解的是,在本实施例中,第一上控制臂650、第二上控制臂640和第一下控制臂610均为单臂结构,第二下控制臂620可以呈H形,如图6所示。由于转向节400上连接有第一上控制臂650、第二上控制臂640、第一下控制臂610和第二下控制臂620,因此,转向节400为五连杆转向节,多连杆后悬架系统为五连杆后悬架系统。当然,不排除多连杆后悬架系统可以为四连杆后悬架系统。
在本实施例中,多连杆后悬架系统为五连杆后悬架系统,相对于H臂后悬架而言,具有重量更轻、成本更低的优点,悬架主销距离轮心的距离更近,减少了路面激励对车轮100产生的扰动作用。
前束控制臂630的两端分别与转向节400和后轮转向器700的输出端连接。具体的,前束控制臂630的外端通过衬套与转向节400铰接,前束控制臂630的内端与后轮转向器700的输出端通过螺栓相连接。因此,在后轮转向器700工作时,后轮转向器700能够驱动前束控制臂630运动,让前束控制臂630能够带动转向节400绕着悬架主销摆动。
在本实施例中,转向节400朝着远离其与第一上控制臂650铰接处的方向延伸,形成有延伸臂部,延伸臂部设有衬套安装孔,以便与前束控制臂630进行连接。前束控制臂630为单臂结构。
可以理解的是,当确定了转向节400、上控制臂组件、下控制臂组件以及前束控制臂630后,根据它们之间的相互连接关系便可确定多连杆后悬架系统的悬架主销,可以通过现有的运动学模型的仿真技术以及一些数学计算方法,确定出悬架主销。
空气弹簧220的下端与下控制臂组件连接,空气弹簧220的上端被配置为能与车身连接,而且,空气弹簧220靠近转向节400连接。
具体的,空气弹簧220的下端与第二下控制臂620固定连接,空气弹簧220的上端与车身固定连接,通过气压保证多连杆后悬架系统在运动过程中不会脱出。而且,空气弹簧220的杠杆比大于0.5。
在本实施例中,空气弹簧220位于第二连接臂靠近纵梁的一侧。
在常见的配置空气弹簧220、采用弹减分离式设计的五连杆后悬架系统中,空气弹簧220的杠杆比为0.5。相对而言,在本实施例中,将空气弹簧220的杠杆比设计得大于0.5,提高空气弹簧220的杠杆比,在实现相同的悬架偏频的情况下,可以降低空气弹簧220刚度需求,而空气弹簧220的刚度越低,直径越小,因此,本实施例提供的五连杆后悬架系统能够有效减小了空气弹簧220需求的布置空间。
减振器210与空气弹簧220分别独立设置,因此,车辆上的滑柱总成200并不包括空气弹簧220。减振器210的下端与转向节400连接,减振器210的上端被配置为能与车身连接。具体的,减振器210的下端可以通过衬套与转向节400的下部铰接,减振器210的上端与车身固定连接。可以理解的是,减振器210可以但不限于为半主动减振器210、主动减振器210。
可以理解的是,通过将空气弹簧220设置在下控制臂组件上,将减振器210设置在转向节400上,不仅能够增大空气弹簧220的杠杆比以及减振器210的杠杆比,而且,还可以使得下控制臂组件不受减振器210的载荷,只受到空气弹簧220的载荷,有利于实现下控制臂组件轻量化设计。另外,空气弹簧220的杠杆比高,有利于减小多连杆后悬架系统的内部载荷和传递给车身的载荷,提升整车的行驶平顺性。
进一步的,减振器210靠近悬架主销设置,使得后轮在转向的过程中,相对于减振器210的轮胎包络更新,可以进一步减少多连杆后悬架系统的宽度尺寸。
在一些实施例中,如图3所示,多连杆后悬架系统还包括有后稳定杆660和连接杆670。其中,后稳定杆660与副车架300连接,后稳定杆660的两侧均设有连接杆670,连接杆670的两端分别与后稳定杆660和转向节400连接。
具体的,后稳定杆660的结构包括有直线部和弯折部,直线部的左右两端都设置有弯折部,左右两侧的弯折部对称呈左右对称设置,弯折部和直线部一体成型。直线部与副车架300通过螺栓相连接,且位于后轮转向器700在前后方向上远离副车架300的一侧。连接杆670呈上下延伸设置,连接杆670的上端与弯折部通过螺栓相连接,连接杆670的下端与转向节400通过螺栓相连接。在本实施例中,其中一个弯折部靠近空气弹簧220设置,并对空气弹簧220进行避让,如图3所示。
可以理解的是,后稳定杆660的主要作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾,尽量使得车身保持平衡,提高驾驶的舒适性和安全性。连接杆670采用上下方向安装的方式,方便工厂装配和售后维修。
在一些实施例中,空气弹簧220为双腔空气弹簧,空气弹簧220的杠杆比为0.65。在本实施例中,通过悬架硬点布置及结构设计,实现空气弹簧220的杠杆比在0.65左右,达成甚至超越H臂(梯形臂)悬架系统的杠杆比。在实现相同的悬架偏频的情况下,可以降低空气弹簧220刚度需求15%左右,而空气弹簧220的刚度越低,直径越小,因此,本实施例提供的五连杆后悬架系统能够有效减小了空气弹簧220需求的布置空间。
如图4所示,在常见的五连杆后悬架系统采用弹减分离式结构的情况下,减振器210和空气弹簧220同时布置在第二下控制臂620上,X0为第二下控制臂620的总长度尺寸,X1为空气弹簧220内侧的第二下控制臂620的长度尺寸,X2为空气弹簧220外侧的第二下控制臂620的长度尺寸,其中,X0=X1+X2,而空气弹簧220的杠杆比近似为X1/X0,常见的五连杆后悬架系统的杠杆比约为0.5。
如图5所示,在本实施例的五连杆后悬架系统采用弹减分离式结构的情况下,将减振器210布置在转向节400上,并将空气弹簧220布置在第二下控制臂620上,如此能够大大缩短空气弹簧220外侧的第二下控制臂620的长度尺寸X2,这相当于增大了空气弹簧220的杠杆比X1/X0,因此,能够将空气弹簧220的杠杆比提升至0.65左右,使得多连杆后悬架系统的内部载荷和传递给车身的载荷减小,对整车的驾驶平顺性十分有利。
同时,由于将减振器210布置在转向节400上,因此,可以使得第二下控制臂620不受到减振器210的载荷,在非二力杆方向上只受到空气弹簧220的载荷,而空气弹簧220的载荷相对于减振器210的载荷小得多,有利于实现第二下控制臂620的结构轻量化设计。
在一些实施例中,如图5和图6所示,下控制臂组件设有安装槽623,安装槽623的开口朝上敞开设置,空气弹簧220的下端设于安装槽623内。
在本实施例中,第二下控制臂620包括第一臂部621、第二臂部622和支撑部,支撑部设置有安装槽623,支撑部为空气弹簧220提供安装位置,第一臂部621位于安装槽623的内侧,第二臂部622位于安装槽623的外侧,第一臂部621的长度尺寸大于第二臂部622的长度尺寸。
可以理解的是,安装槽623的槽深可以根据实际情况而设定,在此不作具体限定。由于空气弹簧220的高度是既定的,空气弹簧220的上端与车身固定连接,而将空气弹簧220相对第二下控制臂620的高度位置设计得越低,那么,车厢的高度尺寸可以设计得越高。通过在第二下控制臂620上设置安装槽623,安装槽623的槽底面低于第二下控制臂620的基准面,因此,可以将空气弹簧220的下端更加靠下设置,降低空气弹簧220的相对第二下控制臂620的安装位置,进而增加车厢的高度,增大行李厢在高度方向上的空间。
在一些实施例中,如图3和图5所示,减振器210设于转向节400和空气弹簧220之间。减振器210的下端的直径尺寸较小,相对于空气弹簧220而言,减振器210对后稳定杆660和前束控制臂630产生的阻碍影响小,因此,将减振器210设置在转向节400和空气弹簧220之间,减振器210和空气弹簧220呈左右相对设置,能够使得多连杆后悬架系统的结构变得更紧凑,并避免减振器210影响第二上控制臂640和电机与车轮100之间的连接轴的布置。
在一些实施例中,如图3和图5所示,减振器210的中心轴线和上下方向成第一锐角,第一锐角设为α,减振器210的上端朝着远离转向节400的方向倾斜设置。可以理解的是,第一锐角α的具体数值可以根据实际设计而设定。在本实施例中,第一锐角α为7°。如此设置,在转向节400带动车轮100绕着悬架主销转动时,能够在增大后轮的转向角度的情况下,有效防止减振器210对车轮100的转向摆动产生干涉阻碍影响,保证后轮正常转向和旋转。
而且,减振器210的下端与转向节400的连接处的位置低于第二下控制臂620与转向节400的连接处的位置,令减振器210与转向节400的连接处与第二下控制臂620与转向节400的连接处在上下方向上错开设置,这有利于增加车厢的高度,并能够缩减转向节400与后轮转向器700在左右方向上的距离,这相当于减少悬架主销与后轮转向器700之间的左右距离,令前束控制臂630的长度尺寸可以设计得更小,如此能够进一步缩短驱动力臂,因此,在采用相同行程的后轮转向器700的条件下,进一步增大后轮的转向角度,对于整车来说,进一步减少整车的转弯直径。
进一步的,空气弹簧220的中心轴线和上下方向成第二锐角,第二锐角设为β,空气弹簧220的上端朝着远离转向节400的方向倾斜设置。可以理解的是,第二锐角β的具体数值可以根据实际需求而设定。在本实施例中,第二锐角β为7°,令第一锐角α与第二锐角β相等,如此设置,使得减振器210和空气弹簧220能够在同一方向上受力。
在一些实施例中,如图7所示,转向节400包括有连接部410,其中,连接部410朝着转向节400靠近第二下控制臂620的方向延伸,连接部410设有第一连接孔411和第二连接孔412,第一连接孔411的轴线和第二连接孔412的轴线沿着前后方向延伸,第二下控制臂620与第一连接孔411可以通过衬套进行连接,减振器210与第二连接孔412可以通过衬套进行连接。
通过在转向节400上设置有连接部410,可以使得第二下控制臂620与转向节400连接的位置尽量靠近内侧,缩短第二下控制臂620的整体长度X0,相应地也缩短前束控制臂630的长度,减少了整车宽度。同时,通过设置连接部410,保证空气弹簧220的杠杆比能够达到0.65。
在一个具体的实施例中,如图7所示,第一连接孔411位于第二连接孔412的上方,且第二连接孔412设于第一连接孔411靠近转向节400的一侧,也即第一连接孔411位于第二连接孔412靠近副车架300的一侧。如此设计,令减振器210的下端与转向节400的连接处的位置低于第二下控制臂620与转向节400的连接处的位置,并使得减振器210与转向节400的连接处与第二下控制臂620与转向节400的连接处在上下方向上错开设置,有利于增大后轮的转角,减小整车的转弯直径。
当然,不排除第一连接孔411和第二连接孔412沿着左右方向依次布置且呈相对设置。
在一些示例中,如图7所示,连接部410与转向节400一体成型。此外,转向节400设置有安装部420,安装部420位于连接部410在前后方向上靠近前束控制臂630的一侧,安装部420设置有安装孔,安装孔的轴线沿上下方向延伸,安装孔的设置,以便与连接杆670的下端进行连接。
在另一些示例中,如图8所示,连接部410与转向节400通过螺栓430连接,可以实现连接部410与转向节400可拆连接。
而且,连接部410设有定位凸部413和定位平面,定位凸部413与连接部410一体成型,定位凸部413呈圆台形或半球形,定位凸部413设有第三连接孔,第三连接孔设置有内螺纹。转向节400设有定位凹槽442、第四连接孔和定位块441,第四连接孔与定位凹槽442连通,定位块441与转向节400一体成型。
在本实施例中,定位凸部413位于连接部410在左右方向上靠近转向节400的一侧,定位凹槽442位于转向节400在左右方向上靠近副车架300的一侧。第三连接孔的轴线和第四连接孔的轴线均沿着左右方向延伸。
定位凸部413和定位凹槽442适配连接,若定位凸部413呈圆台状,则定位凹槽442为呈圆台状的凹槽;若定位凸部413呈半球状,则定位凹槽442为呈半球状的凹槽。
当将定位凸部413伸入定位凹槽442后,定位凸部413的外表面与定位凹槽442的内表面贴合接触,实现连接部410在定位凸部413的轴向上的定位工作,令定位凸部413无法沿其中轴线继续移动。此时,令定位块441与定位平面贴合接触,以使定位凸部413径向定位,令定位凸部413无法绕其中轴线发生周向转动。然后,将螺栓430穿过第四连接孔,并与第三连接孔连接。当然,第四连接孔也可设置有内螺纹。
可以理解的是,定位块441可以具有呈L形的定位基准面,定位平面呈L形,通过定位平面与定位块441的定位基准面相贴合,可以防止定位凸部413发生周向转动。当然,定位块441也可以具有呈长直状的定位基准面,定位平面呈长直状。定位块441可以位于定位凹槽442的上侧、下侧、前侧或后侧。
在一个具体的示例中,如图8所示,定位块441设有两块,两块定位块441分别位于定位凹槽442的相对两侧。
在本实施例中,两块定位块441呈前后对称设置,其中一块定位块441位于定位凹槽442的前侧,另一块定位块441位于定位凹槽442的后侧,相应地,连接部410设有两个定位平面,其中一个定位平面位于连接部410的前侧,另一个定位平面位于连接部410的后侧。因此,当将定位凸部413嵌入定位凹槽442内后,前后两侧的两块定位块441能够对连接部410在前后方向上施以限位作用,避免连接部410在周向上发生旋转。
当然,不排除定位块441的数量为一块。
可以理解的是,将连接部410与转向节400采用可拆分离的设置方式,可以解决转向节400整体结构在整车横向尺寸过长,导致通过低压铸造工艺制造转向节400整体结构的困难度增加的问题,而且,本实施例采用特殊的定位结构,通过定位凸部413、定位凹槽442、定位平面和定位块441的定位结构设置,能够完成连接部410在转向节400上的轴向定位和径向定位的工作,仅需采用一颗螺栓430固定即可。相对于现有的采用一面两销的定位方式(则采用两颗螺栓430),本实施例采用上述结构,能够节约空间、重量和成本,并有利于提高连接部410的装配效率。
在本实施例中,多连杆后悬架系统为一种同时搭载有双腔空气弹簧和后轮转向器700,并且采用空气弹簧220和减振器210分离式布置形式的五连杆后悬架系统。
在本发明第一方面实施例提供的多连杆后悬架系统中,在副车架300和转向节400之间设有上控制臂组件和下控制臂组件,令转向节400能够相对副车架300稳定,并能相对副车架300活动,在副车架300上设有后轮转向器700,并在后轮转向器700和转向节400之间设有前束控制臂630,使后轮转向器700能够通过前束控制臂630驱使转向节400带动后轮摆动,实现后轮的转向功能。
采用减振器210和空气弹簧220独立设置的方式,将减振器210与转向节400连接,并将空气弹簧220与下控制臂组件连接,且靠近转向节400布置,如此能够增大空气弹簧220的杠杆比,在实现相同悬架偏频的情况下,可以降低空气弹簧220的刚度,进而减少空气弹簧220的直径,相应地能够有效减少空气弹簧220所需的布置空间,同时,能够令减振器210相对于空气弹簧220更靠近悬架主销,在后轮转向的过程中减振器210的轮胎包络更小,可以减少整车宽度,如此有利于增大后轮的转向角度。
在上述的结构基础上,本实施例可以将后轮转向器700靠近悬架主销设置,缩短前束控制臂630的长度,在后轮转向器700工作、并驱动后轮绕悬架主销转动的过程中,驱动力臂更短,因此,在使用相同行程的后轮转向器700的情况下能够实现更大的后轮转角,从而减小整车的转弯直径。
如图2、图3、图5至图8所示,根据本发明第二方面实施例的底盘,其包括第一方面实施例的多连杆后悬架系统。
车辆的底盘包括四个系统,分别为传动系统、转向系统、行驶系统和制动系统,其中,行驶系统包括车架、车轴、车轮100和悬架。在本实施例的多连杆后悬架系统中,通过转向节400连接于后轮,而且,通过减振器210和空气弹簧220连接于车身,通过副车架300连接于车身。底盘的作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。
底盘采用第一方面实施例的多连杆后悬架系统,能够在后轮转向器700相同的驱动行程下增加车轮100的转向角度,从而减小整车的转弯直径,有利于提高车辆的行驶稳定性和灵活性,降低驾驶风险。
如图2、图3、图5至图8所示,根据本发明第三方面实施例的车辆,其包括第二方面实施例的底盘。
车辆采用第二方面实施例的底盘,在具有相同行程的后轮转向器700配置下实现更大的车轮100转角,令整车的转弯直径更小,改善车辆在高速转弯时的行驶稳定性以及低速行驶时的灵活性,弥补过度转向所带来的驾驶危险。
具体地,车辆可以为私家车,例如轿车、SUV、MPV或皮卡等。车辆也可以为运营车,例如面包车、公交车、小型货车或大型拖挂车等。车辆可以为油车也可以为新能源车。当车辆为新能源车时,其可以为混动车,也可以为纯电车。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨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,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (15)
1.多连杆后悬架系统,其特征在于,包括:
副车架;
转向节,被配置为能与车轮连接;
后轮转向器,与所述副车架连接,并靠近悬架主销设置;
上控制臂组件,其两端分别与所述转向节和所述副车架连接;
下控制臂组件,所述下控制臂组件包括第一下控制臂和第二下控制臂,所述第二下控制臂的两端分别与所述转向节和所述副车架连接;
前束控制臂,其两端分别与所述转向节和所述后轮转向器的输出端连接;
空气弹簧,其下端与所述第二下控制臂连接,其上端被配置为能与车身连接,所述空气弹簧靠近所述转向节连接;
减振器,其下端与所述转向节连接,其上端被配置为能与车身连接,所述减振器与所述空气弹簧分别独立设置;所述第二下控制臂与所述转向节的连接点相较于所述减振器与所述转向节的连接点更靠近整车横向对称面。
2.根据权利要求1所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述空气弹簧为双腔空气弹簧,所述空气弹簧的杠杆比为0.65;和/或,所述第二下控制臂设有开口朝上的安装槽,所述空气弹簧的下端设于所述安装槽内。
3.根据权利要求1所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述减振器设于所述转向节和所述空气弹簧之间。
4.根据权利要求3所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述减振器的中心轴线和竖直方向成第一锐角,所述减振器的上端朝远离所述转向节的方向倾斜设置。
5.根据权利要求4所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述空气弹簧的中心轴线和竖直方向成第二锐角,所述空气弹簧的上端朝远离所述转向节的方向倾斜设置。
6.根据权利要求5所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述第一锐角与所述第二锐角相等。
7.根据权利要求1所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述上控制臂组件包括第一上控制臂和第二上控制臂,所述第一上控制臂的两端分别与所述转向节和所述副车架连接,所述第二上控制臂的两端分别与所述转向节和所述副车架连接。
8.根据权利要求1至7任一所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述第一下控制臂的两端分别与所述转向节和所述副车架连接,所述第二下控制臂位于所述第一下控制臂和所述前束控制臂之间。
9.根据权利要求8所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述转向节包括连接部,所述连接部朝靠近所述第二下控制臂的方向延伸,所述连接部设有第一连接孔和第二连接孔,所述第二下控制臂与所述第一连接孔连接,所述减振器与所述第二连接孔连接。
10.根据权利要求9所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述第一连接孔位于所述第二连接孔的上方,且所述第二连接孔设于所述第一连接孔靠近所述转向节的一侧。
11.根据权利要求10所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述连接部与所述转向节通过螺栓连接,所述连接部设有定位凸部和定位平面,所述定位凸部呈圆台形或半球形,所述定位凸部设有第三连接孔,所述转向节设有定位凹槽、第四连接孔和定位块,所述第四连接孔与所述定位凹槽连通,所述定位凸部和所述定位凹槽适配连接,所述定位块与所述定位平面贴合接触,以使所述定位凸部径向定位,且所述螺栓穿过所述第四连接孔与所述第三连接孔连接。
12.根据权利要求11所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,所述定位块设有两块,且分别位于所述定位凹槽的相对两侧。
13.根据权利要求1所述的多连杆后悬架系统,其特征在于,还包括后稳定杆和连接杆,所述后稳定杆与所述副车架连接,所述后稳定杆的两侧均设有所述连接杆,所述连接杆的两端分别与所述后稳定杆和所述转向节连接。
14.底盘,其特征在于,包括如权利要求1至13任一所述的多连杆后悬架系统。
15.车辆,其特征在于,包括如权利要求14所述的底盘。
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