CN213799133U - 一种新型轻量化双横臂独立悬架系统 - Google Patents

Abstract

一种新型轻量化双横臂独立悬架系统，包括转向节，转向节通过主销与支撑臂转动连接，支撑臂的上部与上控制臂通过圆锥滚子轴承转动连接，所述主销向下延伸通过球铰链与下控制臂连接；支撑臂上面集成接口安装安装弹性元件、阻尼元件、稳定杆等，支撑臂上端安装弹性元件，支撑臂的上部与上控制臂通过圆锥滚子轴承在弹性元件下方转动连接，阻尼元件在上控制臂下方与支撑臂通过衬套和衬垫连接，支撑臂上还连接有稳定杆；本实用新型是在轴承解耦式双摆臂独立悬架的基础上改进主销的结构与下控制臂的连接关系。

Description

一种新型轻量化双横臂独立悬架系统

技术领域

本实用新型涉及汽车底盘与传动领域，尤其涉及一种新型轻量化双横臂独立悬架系统。

背景技术

目前，中、大型商用车独立悬架有轴承解耦式（附图1）和球铰解耦式（附图2）两种主流结构。

图1-2中，图1中A为支撑臂6与上控制臂4的转动连接点，包括支撑臂6上设置的转轴，与转轴过盈配合的圆锥滚子轴承，以及设置在上控制臂4上与圆锥滚子轴承过盈配合的孔；图1中C为转向节1与支撑臂6通过主销7转动连接点，转向节1与支撑臂6上各分别设置销孔，主销7分别穿过转向节1与支撑臂6上的销孔将转向节1与支撑臂6转动连接；图1中D为支撑臂6与下控制臂5的转动连接点，包括支撑臂6上设置的转轴，与转轴过盈配合的圆锥滚子轴承，以及设置在下控制臂5上与圆锥滚子轴承过盈配合的孔；图2中E为转向节1与上控制臂4的铰接点，转向节1与上控制臂4通过球铰链连接，球铰链为上控制臂4上设置的球头与转向节1上设置的球碗；图2中F为转向节1与下控制臂5的铰接点，转向节1与下控制臂5通过球铰链连接，球铰链为下控制臂5上设置的球头与转向节1上设置的球碗。

轴承解耦式双摆臂独立悬架（附图1）主要由弹性元件2、阻尼元件3、上控制臂4、下控制臂5 、支撑臂6、转向节总成等组成,转向节总成包括转向节1，其结构和各部件之间的位置和连接关系如图1所示；支撑臂6和转向节1在C点连接，释放沿主销7的Y轴转动；上控制臂4和支撑臂6在A点（圆锥滚针轴承）连接，释放X轴方向的转动；下控制臂5与支撑臂6在D点（圆锥滚针轴承）连接，释放X轴方向的转动；这种悬架结构将车轮转向和跳动拆解为绕主销（C点）转动和绕轴承（A、B点）转动。

轴承解耦式独立悬架（附图1）存在以下缺点：

a、悬架结构复杂，支撑臂6结构笨重，整体重量偏重；

b、制动工况下支撑臂产生的力矩有A、B点圆锥滚子轴承承受，且存在过定位，A、B点轴承受力受上、下控制臂刚度、衬套刚度、安装精度的影响，A、B点轴承受力较多，支撑臂与上、下控制臂之间的相对运动不易控制；

c、支撑臂结构占用横向空间过多，不利于布置低地板宽通道公交客车。

球铰解耦式独立悬架（附图2）主要由弹性元件2、阻尼元件3、上控制臂4、下控制臂5、转向节车轮总成等组成，其结构和各部件之间的位置和连接关系如图2所示；转向节1和上控制臂4在A点连接，释放转动；转向节1和下控制臂5在B点连接，释放转动；A点和B点连线形成转动主销，使悬架具备转动和转向的功能。

球铰解耦式独立悬架（附图2）存在以下缺点：

a、弹性元件2和阻尼元件3利用率低；

b、悬架跳动过程气囊角度变化大，使用寿命低；

c、转向节与普通刚性悬架不通用，需新开发转向节，通用化差。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型设计一种结构简单、受力简化、通用化程度高、质量轻、更适用于低地板宽通道客车的新型轻量化双横臂式独立悬架系统。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种新型轻量化双横臂独立悬架系统，包括转向节，转向节通过主销与支撑臂转动连接，支撑臂的上部与上控制臂通过圆锥滚子轴承转动连接，所述主销向下延伸通过球铰链与下控制臂连接。

进一步地，支撑臂上面集成接口安装安装弹性元件、阻尼元件、稳定杆等，支撑臂上端安装弹性元件，支撑臂的上部与上控制臂通过圆锥滚子轴承在弹性元件下方转动连接，阻尼元件在上控制臂下方与支撑臂通过衬套和衬垫连接，支撑臂上还连接有稳定杆。

优选地，稳定杆通过吊杆与支撑臂连接。

相对于现有技术，本实用新型是在轴承解耦式双摆臂独立悬架的基础上改进主销的结构与下控制臂的连接关系，所以本实用新型的解耦原理与轴承解耦式双摆臂独立悬架相同，不存在球铰解耦式独立悬架中弹性元件和阻尼元件利用率低、悬架跳动过程气囊角度变化大，使用寿命低等问题，本实用新型没有改变转向节的结构，所以也不会出现转向节通用化差的问题，而相对于轴承解耦式双摆臂独立悬架通过改变下控制臂的连接关系，减少了支撑臂的受力和连接部件，设计人员在此前提下优化悬架系统中的连接关系支撑臂的结构，改变轴承解耦式双摆臂独立悬架结构复杂，支撑臂结构笨重，整体重量偏重的问题；同时由于下控制臂与主销是通过球铰链连接，在车轮出现跳动时，支撑臂产生的力矩由圆锥滚子轴承和球铰链承受，解决了轴承解耦式双摆臂独立悬架中支撑臂产生的力矩由两个圆锥滚子轴承承受而产生的过定位问题，本实用新型中上控制臂处的圆锥滚子轴承只承受使支撑臂绕上控制臂处的圆锥滚子轴承转动的力矩，改善了A点圆锥滚子轴承受力，提升圆锥滚子轴承的寿命；本实用新型中下控制臂可最大限度地向轮边移动，支撑臂也可以相应地减少横向空间的占用，整个悬架系统向轮边靠拢，有利于布置低地板宽通道公交客车。

附图说明

图1是轴承解耦式双摆臂独立悬架。

图2是球铰解耦式独立悬架。

图3是新型轻量化双横臂式独立悬架系统。

图4是低地板宽通道公交客车。

其中，1是转向节；2是弹性元件；3是阻尼元件；4是上控制臂；5是下控制臂；6是支撑臂；7是主销；8是稳定杆，9是吊杆。

具体实施方式

如图3所示，为新型轻量化双横臂式独立悬架系统的具体实施方式，图中A为支撑臂6与上控制臂4的转动连接点，包括支撑臂6上设置的转轴，与转轴过盈配合的圆锥滚子轴承，以及设置在上控制臂4上与圆锥滚子轴承过盈配合的孔；图中B为主销7与下控制臂5的铰接点，主销7与下控制臂5通过球铰链铰接，主销7向下延伸后再端部设置球头，下控制臂5靠近主销7的端部设置与球头配合的球碗；图中C为转向节1与支撑臂6通过主销7转动连接点，转向节1与支撑臂6上各分别设置销孔，主销7分别穿过转向节1与支撑臂6上的销孔将转向节1与支撑臂6转动连接。

关于X\Y轴的定义：以平行于A点圆锥滚子轴承的轴线方向的直线为X轴，以平行于主销7的轴线方向的直线为Y轴。

一种新型轻量化双横臂独立悬架系统，包括转向节1，转向节1通过主销7与支撑臂6在C点转动连接，释放绕Y轴的转动，当汽车车轮转向时，转向节1以主销7为旋转轴相对于支撑臂6转动，支撑臂6的上部与上控制臂4通过圆锥滚子轴承在A点转动连接，释放绕X轴的转动，在汽车车轮发生跳动时，支撑臂6以支撑臂6上设置的转轴为旋转轴通过圆锥滚子轴承与上控制臂4发生相对转动；所述主销7向下延伸通过球铰链与下控制臂5在B点连接，释放绕X轴和Y轴的转动，当汽车车轮转向时，主销7以自身轴线为旋转轴，通过球铰链与下控制臂5发生相对转动，当汽车车轮跳动时，主销7过主销7的端部设置的球头的几何中心且平行于X轴的直线为旋转轴，与下控制臂5发生相对转动；通过对主销7结构的改进，改变了下控制臂5在悬架系统中的连接关系，这样的改变使得上控制臂可最大限度的向轮边移动，简化A点圆锥滚子轴承受力的同时，也利于布置低地板宽通道（图4）公交客车。

进一步地，所述支撑臂6上面集成接口安装弹性元件2、阻尼元件3、稳定杆8，集成化程度高，重量轻；支撑臂6上端安装弹性元件2，支撑臂6的上部与上控制臂4通过圆锥滚子轴承在弹性元件2下方转动连接，阻尼元件3在上控制臂4下方与支撑臂6连接，阻尼元件3与支撑臂6的连接采用现有技术中的连接方式就可以满足使用要求，本实用新型采用的是现有技术中的衬套和衬垫连接，衬垫为橡胶材料。

支撑臂6上还连接有稳定杆8，稳定杆8的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾；目的是防止汽车横向倾翻和改善平顺性；稳定杆8与支撑臂6的连接同样采用现有的连接方式，稳定杆8通过吊杆9与支撑臂6连接。

新型轻量化双横臂独立悬架系统可以实现汽车悬架的跳动和转向功能，并且优化了汽车转向时车轮跳动和转向两个运动的解耦方案。

新型轻量化双横臂独立悬架系统将车轮跳动时弹性元件2和阻尼元件3的杠杆比优化为1，提高了弹性元件2和阻尼元件3的利用率，新型轻量化双横臂独立悬架系统的应用有利于整车操纵稳定性和平顺性的提升。

本实用新型虽然对悬架系统进行了改进，但是本实用新型的悬架系统中的转向节与普通的刚性悬架（轴承解耦式双摆臂独立悬架）中的转向节可以通用。

本实用新型是在轴承解耦式双摆臂独立悬架的基础上对主销7加以改进，使得下控制臂5由原来与支撑臂6的普通的铰链连接，变为与主销7通过球铰链的连接，通过改变下控制臂5的连接方式与连接对象，把悬架系统中实现车轮转动的系统和实现车轮跳动的系统有机地结合在一起，在保留轴承解耦式双摆臂独立悬架原有优点的同时，还解决了轴承解耦式双摆臂独立悬架存在的一些缺点：通过改变下控制臂5的连接关系，减少了支撑臂6的受力和连接部件，设计人员在此前提下优化悬架系统中的连接关系支撑臂6的结构，改变轴承解耦式双摆臂独立悬架结构复杂，支撑臂6结构笨重，整体重量偏重的问题；同时由于下控制臂5与主销7是通过球铰链连接，在车轮出现跳动时，支撑臂6产生的力矩由圆锥滚子轴承和球铰链承受，解决了轴承解耦式双摆臂独立悬架中支撑臂6产生的力矩由两个圆锥滚子轴承承受而产生的过定位问题，本实用新型中A点的圆锥滚子轴承只承受使支撑臂6绕X轴转动的力矩，改善了A点圆锥滚子轴承受力，提升圆锥滚子轴承的寿命；本实用新型中下控制臂5可最大限度地向轮边移动，支撑臂6也可以相应地减少横向空间的占用，整个悬架系统向轮边靠拢，有利于布置低地板宽通道公交客车。

本实用新型相对于球铰解耦式独立悬架，由于本实用新型的方案中车轮跳动时弹性元件2和阻尼元件3的杠杆比为1，使弹性元件2和阻尼元件3利用率提高，而且在本实用新型中车轮跳动时的各部件受力与变形和轴承解耦式双摆臂独立悬架类似，所以不存在悬架跳动过程气囊角度变化大，使用寿命低的问题；同时本实用新型并没有改变转向节1的结构，所以本实用新型中的转向节1也不需要重新开发，通用化程度高。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种新型轻量化双横臂独立悬架系统，包括转向节（1），转向节（1）通过主销（7）与支撑臂（6）转动连接，支撑臂（6）的上部与上控制臂（4）通过圆锥滚子轴承转动连接，其特征在于：所述主销（7）向下延伸通过球铰链与下控制臂（5）连接。

2.如权利要求1所述的一种新型轻量化双横臂独立悬架系统，其特征在于：所述支撑臂（6）上面集成接口安装安装弹性元件（2）、阻尼元件（3）、稳定杆（8），支撑臂（6）上端安装弹性元件（2），支撑臂（6）的上部与上控制臂（4）通过圆锥滚子轴承在弹性元件（2）下方转动连接，阻尼元件（3）在上控制臂（4）下方与支撑臂（6）通过衬套和衬垫连接，支撑臂（6）上还连接有稳定杆（8）。

3.如权利要求2所述的一种新型轻量化双横臂独立悬架系统，其特征在于：所述稳定杆（8）通过吊杆（9）与支撑臂（6）连接。

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