CN205130835U - 一种汽车前悬架控制臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽车前悬架控制臂，包括控制臂本体(1)和前减震组件安装座(3)，所述控制臂本体(1)呈人字形结构，在控制臂本体(1)顶部固定连接前减震组件安装座(3)，在控制臂本体(1)两个分支上分别设置后减震组件安装孔(11)、球铰组件安装孔(13)，所述后减震组件安装孔(11)、球铰组件安装孔(13)、前减震组件安装座(3)共同形成三角形结构。本实用新型结构简单，加工容易，能够使控制臂实现以相对较轻的结构重量满足其高刚度、高强度和良好的疲劳耐久性能要求，有效地满足其承受汽车行驶时底盘载荷的结构高刚性需要，同时减重效果好，易于实现大批量生产，性价比高。

Description

一种汽车前悬架控制臂

技术领域

本实用新型涉及一种汽车控制臂，尤其是涉及一种汽车前悬架控制臂。

背景技术

在汽车麦弗逊前悬架的设计中，控制臂是底盘承载纵向力和侧向力的关键部件。整车在制动、转向等各种工况下的行车载荷都会作用在控制臂上，在车辆运行中，一旦因该部件强度不够而导致失效，则会发生严重的车辆和人身事故。

传统的控制臂部件的设计都采用了高强度的实心铸钢件，以确保结构的可靠性。但是，在全球降低燃油消耗和降低碳排放等环保新形势下，汽车轻量化设计的需求迫在眉睫，并逐渐占据了首要地位。怎样在保证强度的前提下优化设计，降低整车质量成为新的挑战。

目前，控制臂的设计逐渐形成了采用铝合金锻造的减重设计思路，但是，由于工艺性较差和材料本身性能局限，难以批量生产，而且，所设计的产品结构常常会因结构强度的需要而致使结构设计粗壮笨重，造成减重效果差；或者因强度不足而容易出现疲劳断裂，或者在局部出现高应力集中，导致产品结构承载时出现应力集中，高应力区的存在也会大大降低产品的疲劳寿命，甚至导致疲劳断裂的现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单、加工容易的汽车前悬架控制臂，不仅在设计结构上能够满足底盘高载荷的强度需要，而且减重效果好。

本实用新型要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种汽车前悬架控制臂，包括控制臂本体和前减震组件安装座，所述控制臂本体呈人字形结构，在控制臂本体顶部固定连接前减震组件安装座，在控制臂本体两个分支上分别设置后减震组件安装孔、球铰组件安装孔，所述后减震组件安装孔、球铰组件安装孔、前减震组件安装座共同形成三角形结构。

优选地，所述控制臂本体与前减震组件安装座的连接处设置有圆弧过渡部。

优选地，所述的圆弧过渡部半径为R40-R50mm。

优选地，所述的控制臂本体中部开设翻边增强孔。

优选地，还包括加强板，在加强板上开设减重孔，所述加强板固定连接在控制臂本体中部，且所述减重孔与翻边增强孔相通。

优选地，所述的加强板与控制臂本体之间焊接固定。

优选地，所述的加强板和/或控制臂本体是采用高强钢材料S550MC制成的钣金件。

优选地，所述的前减震组件安装座与控制臂本体之间焊接固定。

优选地，所述的前减震组件安装座是管状件。

优选地，所述的前减震组件安装座是钢管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于控制臂本体呈人字形结构，其两个分支上分别设置后减震组件安装孔、球铰组件安装孔，且后减震组件安装孔、球铰组件安装孔与前减震组件安装座共同形成三角形结构，结构简单，通过这种三角形支撑结构能够使得控制臂实现以相对较轻的结构重量满足其高刚度、高强度和良好的疲劳耐久性能要求，从而有效地满足其承受汽车行驶时底盘载荷的结构高刚性要求，同时，又可实现减重效果好的目标，加工容易，易于实现大批量生产，具有很高的性价比。

附图说明

图1为本实用新型一种汽车前悬架控制臂的结构图。

图2为图1中的加强板的结构图。

图中部品标记名称：1-控制臂本体，2-加强板，3-前减震组件安装座，11-后减震组件安装孔，12-翻边增强孔，13-球铰组件安装孔，14-圆弧过渡部，21-减重孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示的一种汽车前悬架控制臂，主要包括控制臂本体1和前减震组件安装座3，所述控制臂本体1呈人字形钣金结构，在控制臂本体1中部开设翻边增强孔12，在控制臂本体1顶部焊接固定前减震组件安装座3，所述控制臂本体1两个分支尾端的翻孔构成后减震组件安装孔11和球铰组件安装孔13，所述后减震组件安装孔11、球铰组件安装孔13、前减震组件安装座3共同形成三角形结构。其中，所述前减震组件安装座3采用钢管等管状件，其中心孔即形成前减震组件安装孔。

所述控制臂本体1采用高强钢材料S550MC制成，在控制臂本体1与前减震组件安装座3的连接处设置有圆弧过渡部14，该圆弧过渡部14通常采用R40mm、R45mm、R50mm等大半径圆弧的结构设计，以减少应力集中，而且方便加工。设置该圆弧过渡部14的作用是当控制臂安装到车架时，能够很好地避让车架，防止产生相互干涉。另外，通过有限元分析的方法分析得知，由于控制臂与车架之间安装有实现减震作用的弹性元件，造成了连接支点存在大变形的柔性摆动，从而在圆弧结构处极易形成应力集中。如果设计的圆弧半径越小，则应力集中越明显，也就越容易发生疲劳断裂。因此，本处圆弧过渡部14优先按较大的半径尺寸做结构设计，并应用有限元分析的方法进行验证，满足结构应力低于材料疲劳极限。同时，此处结构冲压成型时处于拉应力状态，需要校核拉伸系数，采用大半径圆弧设计可提高拉伸系数，从而有效地防止了应力集中以及冲压成型开裂。

如图1所示，在控制臂本体1中部焊接固定加强板2，所述加强板2是采用高强钢材料S550MC制成的钣金件，其结构如图2所示，在加强板2上开设减重孔21，所述减重孔21与翻边增强孔12重合且相通。所述加强板2的主要作用是对控制臂本体1中部承担复杂的弯扭载荷的结构进行补强，以提高控制臂本体1的结构强度。这种局部的补强优于整体的补强，如果采用整体补强，虽然控制臂的结构刚性更好，但不利于减重的目标，而且焊接边过长，也容易产生变形。本发明只针对控制臂本体1中部进行补强，既可以实现增强作用，同时减重效果明显，且焊接不易变形。通过有限元分析的验证，对加强板2的低应力区还可以继续优化，去除低应力区的材料，如采用开孔结构和开U形槽结构，从而实现更好的减重效果。

本发明的控制臂采用钣金结构设计，实施简单、易行，灵活性很强，具有很高的性价比。其中的控制臂本体1、加强板2采用高强钢材料S550MC，大大提高了控制臂的整体结构强度，材料屈服点提高到原有性能的2倍以上，因此，控制臂得以相对较轻的结构重量实现了较高的结构刚度、强度和良好的疲劳耐久性能，使控制臂的承载能力提升明显，在结构不变的前提下也能满足承载更大的底盘载荷，对设计的变更影响不大，不会影响底盘相关零件的装配，也不会有新的干涉问题存在，而且，钣金结构的冲压和焊接工艺性较好，易于实现大批量生产。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：包括控制臂本体(1)和前减震组件安装座(3)，所述控制臂本体(1)呈人字形结构，在控制臂本体(1)顶部固定连接前减震组件安装座(3)，在控制臂本体(1)两个分支上分别设置后减震组件安装孔(11)、球铰组件安装孔(13)，所述后减震组件安装孔(11)、球铰组件安装孔(13)、前减震组件安装座(3)共同形成三角形结构。

2.根据权利要求1所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：所述控制臂本体(1)与前减震组件安装座(3)的连接处设置有圆弧过渡部(14)。

3.根据权利要求2所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：所述的圆弧过渡部(14)半径为R40-R50mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：所述的控制臂本体(1)中部开设翻边增强孔(12)。

5.根据权利要求4所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：还包括加强板(2)，在加强板(2)上开设减重孔(21)，所述加强板(2)固定连接在控制臂本体(1)中部，且所述减重孔(21)与翻边增强孔(12)相通。

6.根据权利要求5所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：所述的加强板(2)与控制臂本体(1)之间焊接固定。

7.根据权利要求5所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：所述的加强板(2)和/或控制臂本体(1)是采用高强钢材料S550MC制成的钣金件。

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：所述的前减震组件安装座(3)与控制臂本体(1)之间焊接固定。

9.根据权利要求8所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：所述的前减震组件安装座(3)是管状件。

10.根据权利要求9所述的一种汽车前悬架控制臂，其特征在于：所述的前减震组件安装座(3)是钢管。