CN1484596A - 模块化铸造的独立前悬架副车架 - Google Patents

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Abstract

提供供重型卡车用且包括一个副车架的一种悬架和转向分总成。所述副车架包括大致按车辆运行方向延伸的第一和第二侧向件以及大致按垂直于车辆运行方向延伸的第一和第二横向件。所述第一和第二横向件与第一和第二侧向件整体成型，使所述副车架成一个整体件。上述第一和第二侧向件与上述第一和第二横向件进一步被配置成接收第一和第二下悬架控制臂、第一和第二上悬架控制臂和用于该车的转向杆系的一部分。所述副车架还进一步被配置成接收一个转向器和一个或者多个为副车架提供前/后支撑的支撑杆。

Description

模块化铸造的独立前悬架副车架
技术领域
本发明涉及车辆悬架，尤其涉及用于独立前悬架系统的副车架。
背景技术
在机动车中具有与一个副车架结合的独立前悬架，以增加采用该悬架的车轴的强度是常见的。但是，在重型卡车中采用的传统的副车架有一些缺点。首先，大多数传统的副车架包括许多利用螺栓、焊接点或其它紧固装置连接在一起的零部件。由这些零部件装配成一个副车架使悬架和转向部件安装点的尺寸控制比较困难，进而引起其他一些缺点；如增加了悬架部件和连接点的磨损。这种组装还增加了生产该副车架所需的时间和成本。其次，传统的副车架通常不能容纳悬架控制元件和转向部件，以便建立单一的悬架转向分总成。再次，传统的副车架比较重并且占据较大的空间。
因此需要一种减少或排除上述一个或多个缺陷的机动车副车架。
发明内容
本发明提供一种用于机动车，尤其是重型卡车的副车架。
根据本发明的一种副车架包括第一和第二侧向件。这些侧向件大致按车辆运行的方向延伸。该副车架还包括第一和第二横向件。这些横向件大致按垂直于车辆的运行方向延伸。该第一和第二横向件与第一和第二侧向件整体成型，这样，该副车架是一个整体件。上述第一和第二侧向件与第一和第二横向件被配置成接收第一和第二下悬架控制臂以及第一和第二上悬架控制臂。该副车架还可被配置成容纳并支撑车辆转向杆系的一部分。该副车架还可以进一步被配置成接收一个或者多个为该副车架提供前/后支撑的支撑杆。最后，该副车架可以包括与上述第一和第二侧向件及第一和第二横向件整体成型的一个发动机安装横向件。
根据本发明的副车架与应用于重型卡车的传统的副车架相比具有若干优点。第一，由于该副车架的各部件相互整体成型，不需要螺栓、焊点或其他紧固件，因此，使组装时间和成本减少。更重要的是，可以保证对悬架和转向安装点更好的尺寸控制。第二，该副车架允许相对容易地制造和生产包括多个传统悬架和转向部件的分总成。第三，该副车架与传统的副车架相比相对较轻并且需要较小的空间。
对于本领域的技术人员而言，本发明的这些和其他特征及目的将随着下面的详细说明以及通过示例方式示出本发明特征的附图会变得清楚。
附图说明
附图1是带有根据本发明的一个副车架的具有一悬架和转向分总成的车架的透视图；
附图2是附图1中车架和悬架及转向分总成的分解透视图；
附图3是根据本发明的一个副车架支撑一转向杆系的透视图；
附图4是附图3中的副车架支撑一转向杆系的顶视平面图；
附图5和6是根据本发明的副车架的第一实施例透视图；
附图7是附图3和4中经重新配置以支撑一个转向器的副车架的前视平面图；
附图8是根据本发明的副车架的第二实施例透视图；
附图9是安装到车辆支架上的根据本发明的副车架第三实施例的透视图。
具体实施方式
现参见附图，图中采用同一参考编号来认别各视图中的相同零部件，附图1-2示出了一个根据本发明连接有一个悬架和转向分总成22的车架20。所示的车架20和分总成22被配置成适用于重型卡车。但是，应当理解，本发明也可以应用在其它类型的车辆上。
车架20用来支撑重型卡车的一发动机(未示出)、驾驶室(未示出)以及其他部件。车架20是本技术领域常用的，且可以由传统的金属和金属合金，例如钢，制成。车架20包括一对按平行于轴线28延伸的纵向导轨24、26，该轴线按车辆的运行方向及卡车的纵向延伸。车架20还包括一对增强件30、32和一个横向件34。支架还可以包含多个安装托座，其中包括托座38、40、42。
导轨24、26用来在车架20上紧固并校直驾驶室，并且是本技术领域常用的。导轨24、26的横截面通常是C形的，且开口彼此相对。导轨24、26可以包括多个用来接收螺栓、螺钉或其它紧固件的孔，以便将安装托座38、40、42固定到导轨24、26。
增强件30、32为车架20提供附加抗扭刚度，并且是本技术领域常用的。件30、32配置在下面，分别支承导轨24、26。在所示的实施例中件30、32的结构是管状的，其横截面是矩形的。件30、32可以利用螺栓、螺钉、焊接或其它紧固件固定到导轨24、26。
横向件34用来支撑车辆发动机(未示出)，并且是本技术领域常用的。件34可以由铝铸造而成。件34利用螺栓、螺钉、焊接或其它紧固件固定到增强件30、32上，其延伸方向通常横断轴线28的方向以及车辆的运行方向。
托座38、40、42用来将车辆的各种部件安装到车架20，并且是本技术领域常用的。托座38为车辆发动机提供一个安装点。托座40、42为分总成22的元件提供安装点。本技术领域的技术人员应当理解，托座38、40、42的数量、形状和配置可以根据分总成22和车辆其他部件的设计需要而改变。
悬架和转向分总成22为车辆提供一个独立前悬架和转向系统。分总成22可以包括上悬架控制臂44、46，下悬架控制臂48、50，振动/弹簧组件52、54，支撑杆56、58，转向杆系60以及根据本发明的一个副车架62。
上、下悬架控制臂44、46、48、50为在车辆任意一侧安装转向节(未示出)及调节车轮(未示出)提供了一种装置。臂48、50还为振动/弹簧组件52、54提供了安装点。臂44、46、48、50是本技术领域常用的，并且可以由各种传统的金属和金属合金制成。在所示的实施例中，每个上控制臂44、46包括一个衬套64，一个通常为半圆形的凸缘66从该衬套开始延伸。衬套64由下面更加详述的副车架62接收。凸缘66包括一个孔68和另一个孔70，孔68用来使一个振动/弹簧组件52、54穿经它延伸，孔70可使凸缘66经过它与一个转向节(未示出)相联接。每个下悬架控制臂48、50通常为包括一对腿72、74和一个横向件76的A形件。一个衬套78设置在每个腿72、74的内侧端部，并且由下述的副车架62接收。腿72、74在其外侧交会处规定有一个安装件80，用于安装一个振动/弹簧组件52、54和一个转向节(未示出)。本技术领域的技术人员应当理解，臂44、46、48、50的尺寸、形状和配置在不脱离本发明精神的前提下可以根据与车辆及其组件有关的设计需要而改变。
振动/弹簧组件52、54用来改善车辆的平顺性。组件52、54是本技术领域常用的，并且可以包括一个振动器82和一个空气弹簧84。振动器82在一端由下悬架控制臂50的安装件80支撑。振动器82的另一端延伸到空气弹簧84的气囊。空气弹簧84抵靠车架20的安装托座42设置。
支撑杆56、58通过向副车架62提供附加的前/后支撑以及减少因为车架20的螺旋载荷而产生的应力，在制动载荷作用下稳定副车架62。杆56、58是本技术领域常用的。杆56、58在一端铰接安装到车架20，且另一端利用衬套86、橡胶隔离物或其他允许铰接运动但限制径向移动的球式连接铰接安装到副车架62。
转向杆系60根据驾驶员对转向盘(未示出)的控制通过将转向器输出轴(未示出)的运动传送到车轮而对车轮(未示出)进行方向控制。杆系60是本技术领域常用的。参见附图3和4，杆系60可以包括外横拉杆88、90，一空转臂92，一中继杆94和一钟形曲柄96。横拉杆88、90在外端部连接到转向节(未示出)，在内端部分别连接到空转臂92和钟形曲柄96。中继杆94连接空转臂92和钟形曲柄96。钟形曲柄96又通过一个转向纵拉杆(未示出)连接到一个转向器输出轴(未示出)。曲柄96随转向器输出轴的旋转而旋转，并且引起中继杆94、空转臂92和横拉杆88、90的相应运动，使车轮(未示出)转动。
现在参见附图5-6，将描述根据本发明的一个实施例的副车架62。提供副车架62用以提高使用分总成22的车轴的横向强度，副车架62可以由铝铸造而成。副车架62结构上是整体式的，并且包括一对侧向件98、100和一对横向件102、104。
当副车架62安装到车架20上时，侧向件98、100大致平行于轴线28延伸。每个件98、100分别包括一对安装凸缘106、108和110、112，这些凸缘从件98、100开始按大致垂直于轴线28的方向延伸。凸缘106、108和110、112被配置成在其间接收相应的上控制臂44、46(且尤其是臂44、46的衬套64)并且具有孔114，孔114用来接收螺栓、螺钉或其它紧固件，以便将上悬架控制臂44、46铰接地连接到副车架62。件98、100还可以分别包括安装凸缘114、116和118、120，这些安装凸缘从件98、100开始按大致平行于轴线28的方向延伸。参见附图1，凸缘114、116和118、120用来接收螺栓、螺钉或其它紧固件，以便将副车架62连接到车架20的安装托座40、42。
当副车架62安装到车架20上时，横向件102、104大致垂直于轴线28延伸。每个横向件102、104与每个侧向件98、100整体成型。在所示的实施例中，每个横向件102、104分别包括一个中间部分122、124，并分别包括两个端部126、128和130、132，这些端部从中间部分122、124开始以一定的角度向上延伸，以便将横向件102、104连接到侧向件98、100。每个端部126、128、130、132规定有用来将下悬架控制臂48、50安装到副车架62上的装置。在所示的实施例中，该安装装置包括从横向件102、104的端部126、128、130、132开始按大致平行于轴线28的方向向外延伸的C形安装件134、136、138、140。件134、136、138、140的尺寸适于容纳臂48、50的衬套78，并且包括孔142，所述孔142用来接收将衬套78连接到件134、136、138、140上用螺栓、螺钉或其他的紧固件。件138、140本身还可以包括用来将支撑杆56、58(在附图1中清楚地示出)安装到副车架62上的装置。特别是，每个件138、140可以分别包括一对安装凸缘144、146和148、150，这些凸缘通常从件138、140开始按大致平行于轴线28的方向延伸。凸缘144、146和148、150被配置成能在其间接收杆56、58的衬套86，并且包括若干个孔，该孔用来接收将支撑杆56、58铰接地连接到副车架62上用的螺钉、螺栓或其他紧固件。
侧向件98、100和横向件102还可以进一步接收转向杆系60。特别是，件98、100、102可以规定几对相互保持一定间距的安装盘152、154、156、158，这些安装盘被用来接收转向杆系60的各个部分。参见附图3和4，当盘156、158可用来接收钟形曲柄96时，盘152、154可以接收空转臂92。盘152、154、156、158包括孔160，该孔用来接收一个轴或销(未示出)，空转臂92和曲柄96可以分别铰接地安装于其上。
参见附图7，在本发明进一步的改进中，副车架62可以被配置成接收一个转向器162，且转向杆系60可以通过用一个转向器臂164代替钟形曲柄96而得到改进。配用转向器162是有利的，因为这样免去了钟形曲柄96以及将曲柄96连接到转向器用的一个单独的转向纵拉杆。转向器臂164经转向器162将杆系60连接到转向柱，并且左右移动杆系60。
根据本发明的副车架62与传统的用于重型卡车的副车架相比有重大的改进。由于侧向件98、100、横向件102、104和副车架62上的安装零件彼此整体成型，构建副车架62不需要螺栓、焊接或者其他紧固件。因此减少了组装时间和成本。然而更重要的是，由于误差累积得到限制，所以保证了更好的悬架和转向安装点的尺寸控制。副车架62还允许相对容易地制造和生产包括多个传统的悬架和转向部件的分总成22。此外，与传统的副车架相比，副车架62较轻，需要的空间较小并且允许车辆发动机相对于地面安装得更低，从而增大了驾驶室的空间。
本领域的技术人员应当理解，本发明的副车架的尺寸、形状和配置可以根据与副车架配装的车辆的车架、悬架、转向和其他部件的设计需要而改变。同样，附图5-6中所示的实施例和上述实施例并不意味着限制请求保护的发明的范围。相反，本发明的副车架可以采取各种形式，其中一个例子在附图8中示出。
现在参见附图8，描述本发明的副车架166的第二实施例。类似于副车架62，副车架166包括一对侧向件168、170和一对横向件172、174。
当副车架166安装到车架20上时，侧向件168、170大致平行于轴线28延伸，并且位于横向件172、174外端部的内侧。每个件168、170分别包括一对相交的支撑臂176、178和180、182，所述支撑臂从件168、170开始大致向外侧方向延伸。臂176、178和180、182在交叉点分别包括轴向延伸的孔184，该孔用于接收将上悬架控制臂(未示出)连接到所述臂上的螺栓、螺钉或其他紧固件，并且允许上悬架控制臂枢转。每个件168、170还分别包括一对安装凸缘186、188和190、192，所述凸缘从件168、170开始沿着大致垂直于轴线的方向延伸。凸缘186、188和190、192与横向件172、174的外端部一起，被配置成在其间接收相应的下悬架控制臂(且特别是臂的衬套，臂未示出)，并且包括孔194，该孔用来接收将下悬架控制臂连接到副车架166上用的螺栓、螺钉或其他紧固件。
当副车架166安装到车架20上时，横向件172、174大致垂直于轴线28延伸。每个横向件172、174与每个侧向件168、170整体成型。在所示的实施例中，每个横向件172、174分别包括一个中间部分196、198，并分别包括两个端部200、202和204、206，所述端部从中间部分196、198开始以一定的角度向上延伸。端部200、202分别规定有安装凸缘208、210，所述安装凸缘从端部200、202开始按大致垂直于轴线28的方向延伸。凸缘208、210被配置成接收螺栓、螺钉或其他紧固件，以便将副车架166连接到车架20(未示出)的安装托座40、42。应当理解，端部204、206可以规定类似的安装凸缘(未示出)。
虽然在本实施例中未示出，但是应当理解，件174还可以规定一些装置，以便将支撑杆56、58以与副车架62的件104(见附图3和4)相似的方式安装到副车架166上。侧向件168、170和另一个横向件172还可以进一步设计成接收转向杆系60。特别是，件168、170、172可以规定多对安装盘，使所述安装盘以与副车架62相似的方式接收转向杆系60的部分。
现在参见附图9，描述本发明的副车架212的第三实施例。副车架212大致类似于副车架62。但是，副车架212包括与副车架212的其他部件整体成型的一个横向件214。如图9所示，件214用来支撑车辆发动机，并且可以代替附图1-2中所示的车架20的横向件34。件214大致横截轴线28延伸。应当理解件214的尺寸、形状和配置可以根据车辆发动机和车架20相关的设计需要而改变。
虽然本发明被特别地示出并参照其优选实施例进行了描述，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明进行各种改变和改进。

Claims (20)

1.一种用于机动车的副车架，包括
第一和第二侧向件；
第一和第二横向件，上述每个第一和第二横向件与上述第一和第二侧向件整体成型；
其中，上述第一和第二侧向件与上述第一和第二横向件被配置成接收第一和第二下悬架控制臂以及第一和第二上悬架控制臂。
2.如权利要求1所述的副车架，其特征在于，上述第一和第二横向件被配置成接收上述第一和第二下悬架控制臂。
3.如权利要求1所述的副车架，其特征在于，上述第一和第二侧向件被配置成接收上述第一和第二上悬架控制臂。
4.如权利要求1所述的副车架，其特征在于，还包括与上述第一和第二侧向件整体成型的一个第三横向件，该第三横向件被配置成支撑该车的一台发动机。
5.如权利要求1所述的副车架，其特征在于，上述第一横向件被配置成接收一个支撑杆。
6.一种用于机动车的副车架，包括
第一和第二侧向件；
第一和第二横向件，上述每个第一和第二横向件与上述第一和第二侧向件整体成型；
其中，上述第一和第二侧向件与上述第一和第二横向件被配置成接收第一和第二下悬架控制臂、第一和第二上悬架控制臂以及一个转向杆系。
7.如权利要求6所述的副车架，其特征在于，上述第一和第二横向件被配置成接收上述第一和第二下悬架控制臂。
8.如权利要求6所述的副车架，其特征在于，上述第一和第二侧向件被配置成接收上述第一和第二上悬架控制臂。
9.如权利要求6所述的副车架，其特征在于，还包括与上述第一和第二侧向件整体成型的一个第三横向件，该第三横向件被配置成支撑该车的一台发动机。
10.如权利要求6所述的副车架，其特征在于，上述第一横向件被配置成接收一个支撑杆。
11.如权利要求6所述的副车架，其特征在于，上述第一和第二侧向件以及上述第一和第二横向件被配置成接收上述转向杆系的一个空转臂。
12.如权利要求6所述的副车架，其特征在于，上述第一和第二侧向件以及上述第一和第二横向件被配置成接收一个转向器。
13.一种车辆分总成，包括
一个副车架，该副车架具有
第一和第二侧向件；
第一和第二横向件，上述每个第一和第二横向件与上述第一和第二侧向件整体成型；
第一和第二下悬架控制臂，该控制臂连接到上述副车架；以及
第一和第二上悬架控制臂，该控制臂连接到上述副车架。
14.如权利要求13所述的总成，其特征在于，上述第一和第二横向件被配置成接收上述第一和第二下悬架控制臂。
15.如权利要求13所述的总成，其特征在于，上述第一和第二侧向件被配置成接收上述第一和第二上悬架控制臂。
16.如权利要求13所述的总成，其特征在于，上述副车架包括与上述第一和第二侧向件整体成型的一个第三横向件，该第三横向件被配置成支撑该车的一台发动机。
17.如权利要求13所述的总成，其特征在于，还包括连接到上述副车架的一个支撑杆。
18.如权利要求13所述的总成，其特征在于，还包括连接到上述副车架的一个转向杆系。
19.如权利要求13所述的总成，其特征在于，上述副车架包括与上述第一和第二侧向件整体成型的一个第三横向件，该第三横向件被配置成支撑该车的一台发动机。
20.如权利要求13所述的总成，其特征在于，还包括一个安装在上述副车架上的转向器。
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