竖向平移式空间多连杆独立悬架制造技术

竖向平移式空间多连杆独立悬架，包括车身或车架，前摇臂，前摆臂，竖向移动臂，后摆臂和后摇臂；其中后悬架的竖向移动臂的中间平板上设置了一个中间通孔，前悬架的竖向移动臂的中间平板上沿竖直方向设置了一个具有定主销内倾角和后倾角的主销轴套筒。竖向移动臂两端的左、右吊耳非共面且不平行，与中间平板相交而成的两条交线平行；运动链ＡＢＣ的转动副Ａ、Ｂ和Ｃ的轴线互相平行且垂直于连杆ＡＢ和ＢＣ决定的平面，运动链ＦＥＤ的转动副Ｆ、Ｅ和Ｄ的轴线也互相平行且垂直于ＦＥ和ＥＤ决定的平面；连杆ＡＢ和ＢＣ决定的平面与ＦＥ和ＥＤ决定的平面之间的夹角与左、右吊耳所在平面的夹角相等。本发明专利技术结构简单，应用方便，可用于汽车的前、后独立悬架、飞机的起落架及其它做定直线平移运动的机械结构中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车悬架系统，特别涉及空间多连杆独立悬架系统，属于汽车工程领域。
技术介绍
从机构学上来看，悬架与转向系都是空间多连杆机构，它们的性能在很大程度上决定了汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间一切传力连接装置的总称，其功用主要有①缓和由路面不平引起的冲击而导致的振动。有合适的减振性能，使汽车的振动频率较低，振动衰减快。保证汽车具有良好的行驶平顺性以及乘员承受的振动加速度不超过国际标准界限值。②能可靠地传递车轮与车身间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命。③保证汽车有良好的操纵稳定性，有适当的抗侧倾能力，有良好的抗“点头”和抗“仰头”能力。④当车轮跳动时，能够有利于减轻轮胎的磨损。⑤导向机构应使车轮外倾角、主销内倾角和后倾角等车轮的定位参数变化不大，车轮与导向机构的运动协调，无摆振现象。转向时保证汽车具有不足转向特性。上述五条的具体内容请参见刘惟信 主编.汽车设计.北京清华大学出版社.2001年7月.过学迅，邓亚东 主编.汽车设计.北京人民交通出版社.2005年8月.Madhusudan Raghavan，Number andDimensional Synthesis of Independent Suspension Mechanisms，Mechanism and Machine Theory，Vol.31，No.8，November，1996，pp.1141-1153.。“高速、安全、环保、舒适”已成为二十一世纪汽车发展的必然趋势。“高速和安全”要求汽车有良好的操纵稳定性；“舒适”则要求汽车有良好的行驶平顺性。虽然现代悬架结构多种多样，但是悬架一般都由弹性元件、阻尼元件以及导向装置三个部分组成。其中，导向装置具有传递除垂直力以外其它力和全部力矩的作用，保证车轮按最佳轨迹相对于车身运动。常见的导向装置有斜置单臂式、单横臂式、双横臂式、单纵臂式、双纵臂式、烛式、麦弗逊式以及多连杆式导向装置。目前，悬架在机械结构上大致可分为两大类非独立悬架和独立悬架。随着汽车速度的不断提高，非独立悬架已不能满足行驶平顺性和操纵稳定性方面的要求。因此独立悬架得到了很大的发展。独立悬架的结构特点是两侧的车轮单独地通过弹性悬架挂在车架(或车身)的下面。采用独立悬架时，车桥都做成断开的。因此有以下优点①在悬架弹性元件一定的变形范围内，两侧车轮可以独立运动，而互不影响，这样在不平道路上行驶时可以减少车架和车身的振动，而且有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象。②减少了汽车非簧载质量(即不由弹簧支承的质量)。在非独立悬架情况下，整个车桥和车轮都属于非簧载质量部分。在独立悬架情况下，对驱动桥而言，由于主减速器，差速器及其外壳都固定在车架上，成了簧载质量对转向桥而言，它仅具有转向主销和转向节，而中部的整体梁不再存在。所以采用独立悬架时，非簧载质量包括车轮质量和悬架系统中的一部分零件的全部或部分质量，显然比用非独立悬架时非簧载质量要小得多。在道路条件和车速相同时非簧载质量愈小，则悬架所受到的冲击载荷愈小。故采用独立悬架可以提高汽车的平均行驶速度。③采用断开式车桥时，发动机总成的位置便可以降低和前移使汽车重心下降，提高了汽车行驶稳定性。同时给予车轮较大的上下运动空间，因而可以将悬架刚度设计得较小，使车身振动频率降低，以改善行驶平顺性。以上优点使独立悬架被广泛地应用在现代汽车上，特别是轿车的转向轮都普遍采用了独立悬架。独立悬架多采用螺旋弹簧或扭杆弹簧作为弹性元件，钢板弹簧和其它形式的弹簧用得较少。而近二十年来发展起来的多连杆式悬架则不属于以上三种，其车轮作空间运动，而不能归于以上任何一种。现阶段虽然以麦弗逊式悬架和双横臂式悬架应用较为广泛，但是多连杆式悬架也获得了设计者的青睐，现在已用在了许多豪华轿车上。参见Madhusudan Raghavan，Number and Dimensional Synthesis of Independent Suspension Mechanisms，Mechanism andMachine Theory，Vol.31，No.8，November，1996，pp.1141-1153.。从理论上讲，为了满足运动学要求，使用三条连杆的悬架系统就足够了。但三连杆悬架或者为保证轮胎导向精度选用足够大的连接刚度而使平顺性恶化，或者为满足平顺性采用足够的连接弹性而使操纵性能恶化。因而，三连杆悬架系统很难既满足平顺性又能很好地满足操纵稳定性的要求，所以多连杆悬架得到了广泛的应用。五连杆悬架系统是由Daimler-Benz最先用在W201以及W124系列车型中，并最早命名为多连杆悬架系统。参见P.A.Simionescu and D.Beale，Synthesis and Analysis of the Five-LinkRear Suspension System Used in Automobiles，Mechanism and Machine Theory，Vol.37，No.9，September，2002，pp.815-832.。目前，已经有很多类型的高级轿车使用了五连杆悬架系统；其基本结构形式如图1所示，其中Ai(i＝1，2，…，5)为车身上的点，Bi(i＝1，2，…，5)为车轮上的点，弹簧-减振器系统C1C2通过C1点连接杆件A5B5，通过C2点连接车身。因此，五连杆悬架转向节的空间运动受到五条空间并联的连杆的约束，外部受力则由弹簧-减振器吸收。如W201(Mercedes 190/190E)和W124(200D/300E)、BMW的后悬架系统、Nisan 240Sxey Volvo760GLE等都采用了五连杆独立悬架机构。尽管以上汽车开发商开发出了五连杆悬架系统，但空间五连杆悬架系统的车轮定位参数对结构参数比较敏感。这里，车轮的定位参数主要指车轮外倾角、主销内倾角和后倾角、左右轮距以及前后轴距。空间五连杆悬架在提高汽车操纵稳定性和平顺性的同时并不能保证车轮定位参数不变，因而，轮胎的磨损仍很严重，乘坐舒适性也受到了一定程度的影响。虽然常规的悬架系统基本上能够满足上述悬架的五条功能要求，但在实际应用上，只要当车轮跳动时，车轮的定位参数发生任何变化，都会导致轮胎的磨损和对车身的冲击。而这一点是目前几乎所有悬架都共有的缺点。如何能够保证车轮跳动时车轮的定位参数不会发生变化是独立悬架结构创新设计中的一个重点和难点。迄今为止，在国内外汽车独立悬架系统的导向装置中，我们尚未发现能够使车轮的定位参数不随车轮的跳动而发生任何改变的机构来。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可用于汽车独立悬架系统的竖向平移式空间多连杆悬架，实现车轮的外倾角、主销内倾角和后倾角、左右轮距以及前后轴距在车轮上下跳动过程中能够始终保持不变，从而提高汽车的操纵稳定性、平顺性以及乘坐的舒适性，并能够有效降低轮胎的磨损；同时，允许驾驶员根据汽车对不同路面通过性要求的不同对悬架的高度进行主动调控。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的一种竖向平移式空间多连杆后独立悬架，含有弹簧-减振器系统，通过主销轴和万向节连接的内、外半轴，车身或车架，其特征在于该独立悬架还包括前摇臂，前摆臂，竖向移动臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竖向平移式空间多连杆后独立悬架，含有弹簧－减振器系统（７），通过主销轴（１７）和万向节（４）连接的内、外半轴（１、２０），车身或车架（２），其特征在于：该独立悬架还包括前摇臂（３），前摆臂（５），竖向移动臂（６），后摆臂（９）和后摇臂（８）；所述的前摇臂、前摆臂、竖向移动臂、后摆臂和后摇臂之间分别通过转动副连接，所述的车身或车架（２）分别通过转动副与所述的前摇臂和后摇臂连接；所述的竖向移动臂由中间平板（１３）以及设置在两端的左、右吊耳（１１、１５）组成，所述的左、右两吊耳位于中间平板（１３）的同侧，左、右吊耳所在的两平面与中间平板（１３）的两条交线相互平行；所述的左、右吊耳所在的两平面非共面且不平行，在左、右吊耳上分别设有与转动副的转轴相匹配的通孔，左、右吊耳分别通过运动链ＡＢＣ和ＦＥＤ与车身或车架（２）相连接，这两条运动链均为平面ＲＲＲ运动链；所述的运动链ＡＢＣ的三个转动副Ａ、Ｂ和Ｃ的轴线互相平行且都垂直于连杆ＡＢ和ＢＣ决定的平面；所述的运动链ＦＥＤ的三个转动副Ｆ、Ｅ和Ｄ的轴线互相平行且都垂直于连杆ＦＥ和ＥＤ决定的平面；所述的连杆ＡＢ和ＢＣ决定的平面与连杆ＦＥ和ＥＤ决定的平面之间的夹角与所述左、右吊耳两平面的夹角相等；在竖向移动臂的中间平板（１３）上设置了一个中间通孔（１４），所述的外半轴（２０）通过该通孔与竖向移动臂（６）连接；所述的弹簧－减振器系统（７）固定在竖向移动臂的上方。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景山，褚福磊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]