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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2010-84568 , eingereicht am 31. August 2010, deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur einer Motoraufhängung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Struktur einer Motoraufhängung, z. B. einer Aufhängung bzw. einer Lagerung eines Verbrennungsmotors (im Folgenden: Motoraufhängung), für ein Fahrzeug, in welcher basierend auf einer bekannten Motoraufhängung gemäß der Drei-Punkt-Aufhängung ein Hilfsaufhängungshalter bzw. eine Hilfshaltestange bzw. eine Hilfsrollstange bzw. ein pleuelähnliches Hilfsstützelement (im Folgenden: Hilfsaufhängungshalter) zusätzlich montiert ist, um einen Hochleistungsmotor effizienter stützen zu können.
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Ein Fahrzeug (FF: Frontmotor und Frontantrieb) eines Typs, bei dem ein Motor, z. B. ein Verbrennungsmotor, in einem Vorderbereich eines Fahrzeugs angeordnet ist und bei dem ein Vorderrad bzw. beide Vorderräder angetrieben sind, weist im Vergleich mit anderen Antriebsarten Vor- und Nachteile auf, wobei ein Vorteil darin liegt, dass die Struktur eines Antriebssystems vereinfacht ist, so dass weitere Vorteile bezüglich der Gewichtseinsparung und der Kompaktheit erzielt werden, und dass der Innenraum vergrößert werden kann, weil auf Teile, wie z. B. eine Propellerwelle, die eine Triebkraft an ein Hinterrad übermittelt, verzichtet werden kann.
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Da das FF-Fahrzeug insbesondere auch aus der Sicht der Produktion bzw. der Herstellbarkeit bzw. Massenfertigung vorteilhaft ist, ist das FF-Fahrzeug als Personenkraftwagen weit verbreitet. Da hier allerdings ein Vorderrad sowohl angetrieben als auch gelenkt wird, beeinflusst die Drehmomentfluktuation, die auf beide Vorderräder wirkt, das Lenken bzw. das Lenkverhalten und zudem ist das Fahrzeuggewicht beim FF-Fahrzeug in einem Vorderbreich des Fahrzeugs konzentriert.
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Das heißt, ein allgemeines Kraftübertragungsverfahren des FF-Fahrzeugs weist auf: (1) einen Motor, (2) ein Schwungrad des Motors, (3) eine Eingangswelle bzw. Antriebswelle eines Getriebes, z. B. eines Schalt- bzw. Übersetzungsgetriebes (im Folgenden: Getriebe), (4) eine Ausgangswelle bzw. Abtriebswelle des Getriebes, (5) ein Differentialgetriebe bzw. ein Differential (im Folgenden: Differentialgetriebe), (6) ein Gleichlaufgelenk (CVJ), und (7) ein Rad. Da jedoch der Motor, das Getriebe (T/M) und das Differentialgetriebe, die vorher zu einer Einheit gekoppelt wurden, auf dem Fahrzeugaufbau bzw. der Fahrzeugkarosserie montiert werden, ist das Differentialgetriebe bezüglich der Mitte des Fahrzeugs zu einer Seite hin abweichend angeordnet, wie in 1A gezeigt.
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Daher sind die Längen des rechten und linken Gleichlaufgelenks voneinander unterschiedlich, so dass ein Lenkdrehmoment erzeugt wird, das das Lenken des Lenkrads beeinflusst.
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Um die Probleme einer Antriebswelle einander ungleicher Längen zu lösen, die, wie oben beschrieben, Gleichlaufgelenke mit unterschiedlichen Längen aufweist, wurden Antriebswellen gleicher Längen entwickelt.
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Eine Mittelwelle wird in die Antriebswellen gleicher Längen montiert, so dass die Gleichlaufgelenke mit gleichen Längen an beiden zu koppelnden Seiten angeordnet sind. Die Mittelwelle rotiert, während sie an der einen Seite davon mit dem Differentialgetriebe im Eingriff ist, das mit dem Getriebe gekoppelt ist, und während die andere Seite an einem Lagerträger bzw. Lagerbock bzw. Lagerhalterung (im Folgenden: Lagerträger) gestützt wird, der mit dem unteren Teil des Motors gekoppelt ist. Zusätzlich ist ein Mittellager, z. B. ein Kugellager, das eine Rotation der Mittelwelle ermöglicht, am Lagerträger montiert.
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Mittlerweile verwenden Automobile, insbesondere Personenkraftwagen, in erster Linie einen Monocoque-Aufbau bzw. eine Monocoque-Karosserie bzw. einen selbstragenden Schalenaufbau bzw. einen Ganzschalenaufbau (im Folgenden: Monocoque-Aufbau) anstelle eines Rahmenaufbaus, da der Monocoque-Aufbau ein geringes Gewicht aufweist und hervorragend bezüglich der Herstellbarkeit ist. Der Monocoque-Aufbau ist eine Struktur ohne einen zusätzlichen Rahmen und weist einen Antriebsstrang auf, der direkt auf dem Fahrzeugaufbau montiert ist. Da in dem Monocoque-Aufbau der Fahrzeugaufbau selbst als ein Rahmen agiert, sind daher eine Federung und Chassisteile jeweils auf dem Monocoque-Aufbau montiert, aber eine Vibration des Antriebsstrangs (konfiguriert durch eine integrale Kopplung des Motors, des Getriebes und des Differentialgetriebes) wird daran gehindert, direkt auf den Fahrzeugaufbau übertragen zu werden, und ein Hilfsrahmen ist an einem unteren Bereich eines Fahrzeugs montiert, um einen Aufprall zu verteilen, wenn das Fahrzeug kollidiert.
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Der Hilfsrahmen kann in Abhängigkeit von der Leistung und der Größe des Fahrzeugs in verschiedenen Formen hergestellt sein, aber ein Antriebsstrang mit einem großen Hubraum und einem hohen Drehmoment benutzt einen „#”-förmigen bzw. einen rautenzeichenförmigen bzw. einen doppelkreuzförmigen Hilfsrahmen (im Folgenden: „#”-förmiger Rahmen), in welchem vier Stäbe bzw. Stangen miteinander gekoppelt sind, um ein Rechteck zu formen. Wenn ein „#”-förmiger Hilfsrahmen an einem unteren Abschnitt eines Motorraums eines Fahrzeugaufbaus installiert ist, sitzt der Antriebsstrang darauf und Montageteile bzw. Aufhängungsteile (eine Motoraufhängung bzw. eine Motorlagerung, eine Getriebelagerung, ein Vorderaufhängungshalter und ein Hinteraufhängungshalter) stützen bzw. befestigen den Antriebsstrang an vier Punkten (ein Vier-Punkt-Aufhängungssystem).
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Des Weiteren, wie in 1B gezeigt, weist ein Motor mit einem geringen Hubraum und einem geringen Drehmoment einen plattenförmigen Hilfsrahmen auf, der an dem Fahrzeugaufbau befestigt werden kann und eine Lenkvorrichtung darauf montiert sein kann, wobei der Hilfsrahmen eine „H”-Form aufweist, deren Ecken vorstehen, um ein Federbein und einen Achsschenkel zu verbinden. Das Fahrzeug, das einen „H”-förmigen Hilfsrahmen benutzt, wird mittels der Aufhängungsteile an drei Punkten gestützt (ein Drei-Punkt-Aufhängungssystem). An einer jeweils zugehörigen Seite des Fahrzeugaufbaus werden die Motoraufhängung bzw. die Getriebelagerung montiert, um den Motor und das Getriebe zu stützen, und ein Aufhängungshalter, der am Hilfsrahmen montiert ist, ist mit dem unteren Bereich des Getriebes an der hinteren Seite gekoppelt.
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Unterdessen ist das Vier-Punkt-Aufhängungssystem effizienter, um ein Geräusch, eine Vibration und eine Härte (NVH) des Fahrzeugs mittels einer effizienteren Stützung der Bewegung des Antriebsstrangs zu unterdrücken, allerdings ist ein größerer Hilfsrahmen montiert, wodurch das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zunimmt.
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Dagegen hat das Drei-Punkt-Aufhängungssystem einen Vorteil darin, dass die Herstellungskosten reduziert werden, allerdings ist das Stützen der Bewegung des Antriebsstrangs sowie das Unterdrücken der NVH des Fahrzeugs begrenzt, da die Anzahl der Aufhängungspunkte reduziert ist, und ferner wird eine größere Ermüdung in den Aufhängungen des Motors und des Getriebes verschlimmert.
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Die hier im Zusammenhang mit dem allgemeinen Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen sollen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung dienen und sollen nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Form von Hinweis verstanden werden, dass diese Informationen einen dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik darstellen.
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Die vorliegende Erfindung bemüht sich, eine Struktur einer Motoraufhängung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die die Bewegung eines Antriebsstrangs effizient stützt und die ein NVH-Verhalten verbessert, dass es dem eines Vier-Punkt-Aufhängungssystems gleichkommt, indem ein Drei-Punkt-Aufhängungssystem verbessert wird.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen eine Struktur einer Motoraufhängung für ein Fahrzeug bereit, in welcher ein Motor im Vorderbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, ein Vorderrad angetrieben ist und der Motor integral mit einem Getriebe so gekoppelt ist, dass er in einer transversalen Einbaurichtung, d. h. einer Breitenrichtung eines Fahrzeugaufbaus, auf einem Fahrzeugaufbau bzw. Fahrzeugkörper sitzt, wobei die Struktur aufweist: eine Antriebswelle, die eine Antriebskraft des Motors über das Getriebe aufnimmt und die ein Mittellager, das an einem Lagerträger angeordnet ist, durchdringt, wobei der Lagerträger am Motor befestigt ist; einen Hilfsrahmen, der eine Plattenform aufweist und der mit dem Fahrzeugaufbau an einem hinteren, unteren Teil des Motors gekoppelt ist und mit einem unteren Teil des Getriebes mittels eines Hauptaufhängungshalters bzw. einer Hauptrollstange bzw. eines pleuelähnlichen Hauptstützelements (im Folgenden: Hauptaufhängungshalter) gekoppelt ist, der im Vorderbereich des Hilfsrahmens montiert ist; und einen Hilfsaufhängungshalter, dessen eines Ende mit dem Hilfsrahmen und dessen anderes Ende mit dem Lagerträger verbunden sind.
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Vorzugsweise ist das eine Ende des Hilfsaufhängungshalters mit einem Aufhängungshalterträger, der an der oberen Seite des Hilfsrahmens nach oben vorspringt, gekoppelt und das andere Ende des Hilfsaufhängungshalters ist unterhalb der Antriebswelle mit einem Ende des Lagerträgers gekoppelt, so dass ein Koppelpunkt des Hilfsaufhängungshalters mit dem Hilfsrahmen höher positioniert ist als ein Koppelpunkt des Hilfsaufhängungshalters mit dem Lagerträger.
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Vorzugsweise sind der Hauptaufhängungshalter und der Hilfsaufhängungshalter mit Abstand zueinander und an einander verschiedenen Seiten bezüglich einer longitudinalen Mittellinie des Hilfsrahmens angeordnet.
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Vorzugsweise ist der Hilfsaufhängungshalter derart ausgebildet, dass eine Buchse bzw. Muffe (im Folgenden: Buchse), die den Hilfsaufhängungshalter mit dem Hilfsrahmen koppelt, größer ist als eine Buchse, die den Hilfsaufhängungshalter mit dem Lagerträger koppelt.
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Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung können ein Antriebsstrang, der aus einem Motor, z. B. einem Verbrennungsmotor, und einem Getriebe gebildet wird, effizienter gestützt werden und das NVH-Verhalten eines Fahrzeugs verbessert werden, sogar wenn nur ein Hilfsrahmen mit einem geringen Gewicht benutzt wird.
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Darüber hinaus kann die Produktionsleistung erhöht werden, indem der gleiche Hilfsrahmen dem gleichen Typ von Fahrzeugen, in denen Motoren mit unterschiedlichen Drehmomenten montiert sind, zur Verfügung gestellt wird. Das heißt, dass eine Plattform des Fahrzeugs vereinheitlicht werden kann, indem eine zusätzliche Aufhängung in Anhängigkeit davon, ob ein Motor mit einem hohen Drehmoment eingebaut wird, bereitgestellt wird.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, wie im Detail aus den angehängten und den folgenden näheren Beschreibungen sichtbar werden, die hierin einbezogen sind und die zusammen zur Erläuterung gewisser Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
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1A ist eine Schnittansicht, die einen Vergleich der Strukturen einer Antriebswelle mit gleichen Längen und einer Antriebswelle mit ungleichen Längen zeigt.
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1B ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Hilfsrahmen am Fahrzeugaufbau montiert ist, und ferner eine Draufsicht eines plattenähnlichen Hilfsrahmens.
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur einer beispielhaften Motoraufhängung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Betrachtung von oben.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein beispielhafter Hilfsaufhängungshalter gekoppelt ist gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Betrachtung von unten erfolgt.
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4 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Motoraufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Während die Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindungen auf diese beispielhafte Ausführungsformen zu beschränken. Auf der anderen Seite ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen Äquivalente und andere Ausführungsformen decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
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Bezugnehmend auf 2 sind in einem Fahrzeug gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung ein Motor, ein Getriebe und ein Differentialgetriebe integral miteinander gekoppelt, um einen Antriebsstrang zu konstituieren, und sitzen auf einem Fahrzeugaufbau in einer transversalen Einbaurichtung.
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Das heißt, dass der Motor in der Nähe des einen Rades montiert ist und dass das Getriebe bezüglich des Motors in der Breitenrichtung des Fahrzeugs versetzt sitzt, um in der Nähe des anderen Rades zu sein. Zusätzlich sind eine Motoraufhängung und eine Getriebeaufhängung an dem Motor bzw. dem Getriebe montiert.
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Unterdessen weist eine Antriebswelle gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die eine Antriebswelle mit gleichen Längen ist, eine Mittelwelle 10 auf, so dass die beiden Gleichlaufgelenke 13 die gleiche Länge haben. Die Mittelwelle 10 ist mit dem Differentialgetriebe gekoppelt, das mit dem Getriebe gekoppelt ist, und derart montiert, dass sie einen Lagerträger 11 durchdringt, der mit einem unteren Abschnitt des Motors gekoppelt ist, um die Mittelwelle 10 so stützen zu können, dass sie parallel zu einer Bodenfläche ist. Ein Mittellager 12, das die Mittelwelle 10 stützt, während die Rotation der Mittelwelle 10 ermöglicht wird, ist an dem Lagerträger 11 installiert und das Gleichlaufgelenk 13 ist mit dem Ende der Mittelwelle 10, die das Mittellager 12 durchdringt, gekoppelt.
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Unterdessen ist ein Hilfsrahmen 20 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als ein plattenähnlicher Hilfsrahmen (wie in 1B gezeigt) implementiert, der bei dem bekannten Drei-Punkt-Aufhängungssystem verwendet wird. Der Hilfsrahmen 20 ist an einem unteren Abschnitt des Fahrzeugaufbaus in einem in longitudinaler Richtung hinteren, unteren Abschnitt des Motors und des Getriebes angeordnet, um mit Aufhängevorrichtungen (nicht dargestellt) gekoppelt zu werden, und Komponenten einer Lenkvorrichtung, wie z. B. ein Lenkgetriebegehäuse, und dergleichen sitzen auf dem Hilfsrahmen 20. Zusätzlich ist ein Hauptaufhängungshalter 21 an dem Hilfsrahmen 20 im Vorderabschnitt des Fahrzeugs montiert und der Hauptaufhängungshalter 21 ist mit dem unteren Abschnitt des Getriebes verbunden, um die Vibration zu dämpfen und das Getriebe zu stützen. Der Hauptaufhängungshalter 21 weist die gleiche Konfiguration auf wie die des bekannten Aufhängungshalters für eine Motoraufhängung. Eine Buchse bzw. eine Muffe aus Gummimaterial ist an dessen Ende montiert und wird wiederholt elastisch verformt und wiederhergestellt, um die Vibration zu dämpfen.
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Unterdessen ist ein Hilfsaufhängungshalter 30 an einem Abschnitt, der in horizontaler Richtung von dem Hauptaufhängungshalter 21 versetzt liegt, an der Oberseite des Hilfsrahmens 20 montiert. Das eine Ende des Hilfsaufhängungshalters 30 ist mit einem Aufhängungshalterträger 22 verbunden, der auf den Hilfsrahmen 20 montiert und verschweißt ist, und das andere Ende des Hilfsaufhängungshalters 30 ist mit dem Lagerträger 11 bzw. dem Mittellagerträger verbunden. Zum Verbinden kann an dem Lagerträger 11 der vorliegenden Erfindung ein Ansatzstück, das mit dem Hilfsaufhängungshalter 30 gekoppelt werden kann, von der Mittelwelle 10 aus zusätzlich nach unten vorspringen, so dass der Hilfsaufhängungshalter 30 mittels einer Niet- oder einer Schraubverbindung montiert werden kann, wie in 3 gezeigt ist.
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Unterdessen sind auch aus Gummi hegestellte Buchsen 30a und 30b an beiden Seiten des Hilfsaufhängungshalters 30 gekoppelt, so dass als Ergebnis die Vibration mittels der Elastizität der Buchsen 30a und 30b gedämpft werden kann. In diesem Fall ist bezüglich der Buchsen zu sagen, dass die Buchse 30a, die mit dem Aufhängungshalterträger 22 gekoppelt ist, größer ist als die Buchse 30b, die mit dem Lagerträger 11 gekoppelt ist.
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Daher ist der Hilfsaufhängungshalter 30, wie in 4 dargestellt, so angeordnet, dass seine Längsachse in etwa tangential zu einer Rotationsrichtung bzw. zu einem gedachten Kreisabschnitt (als Pfeil mit Strich-Punkt-Linie dargestellt) des Antriebsstrangs ausgerichtet ist (wobei als Rotationsachsen ein Koppelpunkt der Motoraufhängung und ein Koppelpunkt der Getriebeaufhängung benutzt werden).
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Da sowohl der Hauptaufhängungshalter 21 als auch der Hilfsaufhängungshalter 30 mit dem Antriebsstrang gekoppelt sind, können der Hauptaufhängungshalter 21 und der Hilfsaufhängungshalter 30 mit einem Abstand zueinander angeordnet sein, so dass es als Resultat möglich ist, die Vibration in sowohl longitudinaler als auch in horizontaler Richtung effizienter zu dämpfen.
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Zwecks Erläuterung und genauer Definition der angehängten Ansprüche werden Begriffe wie zum Beispiel „obere”, „untere”, „innere” und „äußere” zur Beschreibung der Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen verwendet, wie sie in den Figuren dargestellt sind.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden. Es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsäte der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und damit dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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