CN113460156A - 一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构。它包括转向电机，所述转向电机通过行星齿轮与主销滑柱上端传动连接，所述主销滑柱下端与转向节之间刚性连接，所述主销滑柱上端和下端分别与减震器上摆臂、减震器下摆臂的一端铰接，所述减震器上摆臂、减震器下摆臂另一端之间相互铰接；所述减震器上摆臂、减震器下摆臂与主销滑柱铰接的一端之间铰接减震器。本发明主销滑柱位置固定，转向电机模块固定在主销滑柱上端，在运动过程中状态稳定，电机工作稳定性高，扭矩传递效率高。
Description
技术领域
本发明属于汽车悬架技术领域，具体涉及一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构。
背景技术
汽车行业发展迅速，越来越多的先进技术应运而生。比如线控四轮90度转向。目前已经出现的线控四轮90度转向系统，主要是通过给每个车轮都配备一个转向电机来实现。但悬架如何与该转向系统配合，在保证车辆行驶稳定性的同时，又能将转向力矩有效地传递到车轮上。四轮90度转向系统目前匹配的悬架系统主要以烛式悬架和麦弗逊悬架为主。但是两种悬架系统都存在明显的缺陷，配合使用效果不佳。
主销：车轮绕一个轴旋转，这个轴就是主销。一般轿车的主销是虚拟的，是从减震器的一头(也就是车身上固定减震器的中心位置)到转向节的下端位置的中心直线。
现有的烛式悬挂系统的结构特点是车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动。如图1所示，烛式悬架的主销5-1刚性地固定在车身或车架上，转向节与通气管1-1连接在一起。当车轮跳动时，转向节与通气管1-1一起沿主销轴线移动。这种悬架对于转向轮来说，在悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅轮距、轴距稍有改变。四轮90度转向电机模块与之匹配，电机工作环境稳定，转向力矩传递效率较高。
但是如图1所示，受烛式悬架结构影响，车轮产生的侧向力全部由套在主销5-1上的长套筒3-1和主销5-1承受，则套筒与主销之间的磨擦阻力大，磨损严重。产品的耐久稳定性很差，传统车已基本不使用。四轮90度转向系统与其配套使用，多出于无更优的悬架机构可供使用，将面临着极高的产品损坏风险，耐久性和使用寿命很差。
现有的麦弗逊式悬挂属于独立悬挂，综合性能较好，传统车使用最广泛。主要结构是由螺旋弹簧加上减震器组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。
以图2的麦弗逊悬架示意图为例：其外端通过球铰链1501与转向节801相连。减震器的上端通过带轴承的隔震块总成201(可看做减震器的上铰链点)与车身相连，减震器的下端与转向节相连。车轮所受的侧向力通过转向节大部分由横摆臂承受，其余部分由减震器活塞和活塞杆承受。因此，这种结构形式较烛式悬架在一定程度上减少了滑动摩擦和磨损。
麦弗逊悬架的构造为直筒式，横向刚度小，行驶在不平路面时，车轮容易自动转向，当受到剧烈冲击时，滑柱易造成弯曲，因而影响转向性能。抗侧倾和制动点头能力弱，对左右方向的冲击缺乏阻挡力。传统车非90度转向的转向系统可以通过增加稳定杆来缓解。但若四轮90转向系统与麦弗逊悬架配合使用，则无空间增加稳定杆，无法规避这些缺点。且与烛式悬架相比，其主销稳定性差，主销容易晃动。四轮90度转向电机模块与之匹配容易产生颠簸和振动，影响电机模块的性能和转向力矩传递的稳定性。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构。既能像烛式悬架一样为转向电机模块提供稳定的工作环境和较高的力矩传递效率；同时在受到车轮侧向力冲击的时候，也能像麦弗逊悬架一样具有良好的横向和纵向减震能力，提高了产品的使用寿命。
本发明采用的技术方案是：一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，包括转向电机，所述转向电机通过行星齿轮与主销滑柱上端传动连接，所述主销滑柱下端与转向节之间刚性连接，所述主销滑柱上端和下端分别与减震器上摆臂、减震器下摆臂的一端铰接，所述减震器上摆臂、减震器下摆臂另一端之间相互铰接；所述减震器上摆臂、减震器下摆臂与主销滑柱铰接的一端之间铰接减震器。
进一步优选的结构，所述主销滑柱外套设减震弹簧，所述减震弹簧上端与主销滑柱限位连接，下端与转向节接触连接。
进一步优选的结构，所述转向电机固定在车架上的电机固定板上。
进一步优选的结构，所述主销滑柱与电机固定板之间设有调心轴承。
进一步优选的结构，所述主销滑柱内设有无油轴承，所述无油轴承位于转向节与主销滑柱之间。
进一步优选的结构，还包括下摆臂，所述下摆臂一端与转向节球铰链连接，另一端与车架阻尼连接。
进一步优选的结构，所述转向节连接车轮。
进一步优选的结构，所述车轮通过轮毂电机驱动。
进一步优选的结构，所述主销滑柱上端套设有上连接环，所述主销滑柱通过上连接环与减震器上摆臂的一端铰接。
进一步优选的结构，所述主销滑柱下端套设有下连接环，所述主销滑柱通过下连接环与减震器下摆臂的一端铰接。
本发明的有益效果是：
1、主销滑柱位置固定，转向电机模块固定在主销滑柱上端，在运动过程中状态稳定，电机工作稳定性高，扭矩传递效率高。
2、主销滑柱上固定点位置增加调心轴承，能对轻微的倾角进行修正，避免转向运动卡死，提高了转向系统工作的稳定性。
3、通过增加了下摆臂，车轮所受的侧向力通过转向节大部分由下摆臂承受，其余小部分部分由减振器承受，这样增加整体悬架的稳定性，提高了悬架的使用寿命。
附图说明
图1为烛式悬架结构示意图；
图2为麦弗逊悬架结构示意图；
图3为本发明结构示意图；
图4为本发明局部剖视图；
图5为本发明轴测图。
图中：1-1-通气管、2-1-减震器、3-1-套筒、4-1-第一防尘罩、5-1-主销、6-1-第二防尘罩；
101-连接板总成、201-带轴承的隔震块总成、301-螺旋弹簧上托盘、401-前缓冲垫块、501-防尘罩、601-螺旋弹簧、701-筒式减震器、801-转向节、901-转向拉杆内铰链、1001-横摆臂内铰链、1101-横向稳定杆、1201-横摆臂、1301-橡胶缓冲块、1401-传动轴、1501-横摆臂球铰链；
1-电机固定板、2-转向电机、3-行星齿轮、4-调心轴承、5-主销滑柱、6-无油轴承、7-减震器、8-减震器上摆臂、9-减震器下摆臂、10-减震弹簧、11-转向节、12-车架、13-下摆臂、14-轮毂电机、15-车轮、16-上连接环、17-下连接环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图3-5所示，本发明包括转向电机2，所述转向电机2通过行星齿轮3与主销滑柱5上端传动连接，所述主销滑柱5下端与转向节11之间刚性连接，所述主销滑柱5上端和下端分别与减震器上摆臂8、减震器下摆臂9的一端铰接，所述减震器上摆臂8、减震器下摆臂9另一端之间相互铰接；所述减震器上摆臂8、减震器下摆臂9与主销滑柱5铰接的一端之间铰接减震器7。
所述主销滑柱5外套设减震弹簧10，所述减震弹簧10上端与主销滑柱5限位连接，下端与转向节11接触连接。
所述转向电机2固定在车架上的电机固定板1上。
所述主销滑柱5与电机固定板1之间设有调心轴承4。
所述主销滑柱5内设有无油轴承6，所述无油轴承6位于转向节11与主销滑柱5之间。
还包括下摆臂13，所述下摆臂13一端与转向节11球铰链连接，另一端与车架12阻尼连接。
所述转向节11连接车轮15。
所述车轮15通过轮毂电机14驱动。
所述主销滑柱5上端套设有上连接环16，所述主销滑柱5通过上连接环16与减震器上摆臂8的一端铰接。
所述主销滑柱5下端套设有下连接环17，所述主销滑柱5通过下连接环17与减震器下摆臂9的一端铰接。
本发明工作过程：在所述的悬架转向结构中，转向电机2固定在车架上的电机固定板1上，通过行星齿轮3降速增扭，扭矩带动件主销滑柱5转向，带动减震器上摆臂8和件减震器下摆臂9，最后带动转向节11转动，从而实现整套机构的转向。
在所述的悬架跳动结构中，主销滑柱5与转向节11通过件减震弹簧10实现纵向跳动；主销滑柱5与转向节11通过无油轴承6接触，提高滑柱受径向冲击时的承受能力，同时减小摩擦；通过减震器7上下限位。从而实现整套机构的跳动。
在所述的悬架结构中，调心轴承4可以实现轻微的径向移动，在悬架受到侧向冲击的时候避免转向系统卡死。
在所述的悬架结构中，通过增加下摆臂13，一端与转向节11球铰链连接，一端与车架12阻尼连接，在车轮15受到侧向冲击的时候，冲击力通过转向节11传递到下摆臂13处，侧向力主要由下摆臂13吸收，其余小部分部分由减振器7承受，从而有限地提高了整套悬架系统的使用寿命。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，包括转向电机(2)，其特征在于：所述转向电机(2)通过行星齿轮(3)与主销滑柱(5)上端传动连接，所述主销滑柱(5)下端与转向节(11)之间刚性连接，所述主销滑柱(5)上端和下端分别与减震器上摆臂(8)、减震器下摆臂(9)的一端铰接，所述减震器上摆臂(8)、减震器下摆臂(9)另一端之间相互铰接；所述减震器上摆臂(8)、减震器下摆臂(9)与主销滑柱(5)铰接的一端之间铰接减震器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：所述主销滑柱(5)外套设减震弹簧(10)，所述减震弹簧(10)上端与主销滑柱(5)限位连接，下端与转向节(11)接触连接。
3.根据权利要求1所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：所述转向电机(2)固定在车架上的电机固定板(1)上。
4.根据权利要求3所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：所述主销滑柱(5)与电机固定板(1)之间设有调心轴承(4)。
5.根据权利要求1所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：所述主销滑柱(5)内设有无油轴承(6)，所述无油轴承(6)位于转向节(11)与主销滑柱(5)之间。
6.根据权利要求1所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：还包括下摆臂(13)，所述下摆臂(13)一端与转向节(11)球铰链连接，另一端与车架(12)阻尼连接。
7.根据权利要求1所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：所述转向节(11)连接车轮(15)。
8.根据权利要求7所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：所述车轮(15)通过轮毂电机(14)驱动。
9.根据权利要求1所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：所述主销滑柱(5)上端套设有上连接环(16)，所述主销滑柱(5)通过上连接环(16)与减震器上摆臂(8)的一端铰接。
10.根据权利要求1所述的一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，其特征在于：所述主销滑柱(5)下端套设有下连接环(17)，所述主销滑柱(5)通过下连接环(17)与减震器下摆臂(9)的一端铰接。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211001 |