本發(fā)明涉及用于車輛的懸架。

背景技術(shù)：

車輛需要懸架系統(tǒng)以便保持車輪與車輛在其上驅(qū)動的表面接觸，并將車輛本體從此表面中的起伏的至少一些隔離。前一需要是必要的以便確保車輛的安全和有效操縱，且后者是必要的以便提供乘坐舒適性的必要水平。大體上，這兩個需要在相反方向上起作用，且懸架系統(tǒng)因此是兩者之間的折衷。已知一系列懸架系統(tǒng)。

通常用于前懸架的麥弗遜(MacPherson)支柱懸架包括叉骨或由第二連桿穩(wěn)定的大致受壓的連桿，其為輪轂或輪軸提供底部安裝點(diǎn)。此下臂系統(tǒng)提供車輪的側(cè)向和縱向位置。轂的上部部分剛性地固定至支在彈簧上和緩沖的支柱的內(nèi)部部分，支柱直接向上延伸至車輛的本體殼中的安裝件。

雙叉骨懸架通過兩個(上和下)臂的使用而定位車輪，每一個成“A”或叉骨的形狀。各個臂具有在底盤上的兩個安裝點(diǎn)和在轉(zhuǎn)向節(jié)處的一個接頭。減震器和螺旋彈簧安裝至叉骨以控制垂直運(yùn)動。雙叉骨設(shè)計允許工程師貫穿懸架行程細(xì)致地控制車輪的運(yùn)動，從而控制諸如外傾角、后傾角、前束模式、側(cè)傾中心高度、主銷偏移距、磨損和更多的參數(shù)。

多連桿懸架使用三個或更多側(cè)向臂連同一個或多個縱臂來限定和約束輪轂的運(yùn)動。這些臂不必為相同長度，且可遠(yuǎn)離其“明顯”的方向成角度。通常各個臂在各個端部具有球節(jié)(球形接頭)或橡膠襯套，且因此在張力或壓力方面但不在彎曲方面沿其自身長度對負(fù)載起作用。一些多連桿也使用拖曳臂或叉骨，其在一個端部處具有兩個襯套。

所有方案具有相對優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，通常反映相對于系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性可達(dá)到的乘坐舒適性或操縱的水平方面的變化。

本發(fā)明的概要

本發(fā)明探索提供用于車輛的懸架系統(tǒng)，其提供滿足或超過現(xiàn)在設(shè)定的要求標(biāo)準(zhǔn)的乘坐舒適性和/或操縱的水平，但通過使用顯著較少的零件數(shù)目。

零件數(shù)目的此減少在使用中提供很大優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，直接的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)的成本，因?yàn)槿绻^少零件需要制造和裝配，則所得的組件的成本直接降低。然而，其它優(yōu)點(diǎn)也從減少的零件數(shù)目中出現(xiàn)，因?yàn)檠b配者和經(jīng)銷商需要的零件庫存的水平降低，材料使用減少，系統(tǒng)和車輛的重量降低，等等。還降低車輛的建造成本，這些因素直接地促進(jìn)車輛在其燃料消耗、服務(wù)成本和環(huán)境影響方面的運(yùn)行成本的降低。

本發(fā)明因此提供一種車輛懸架，包括：轂托架和支撐臂的組件，支撐臂在行駛的方向上從彼此間隔開的兩個點(diǎn)處附接至轂托架且從其向內(nèi)延伸至用于固定至底盤的支撐臂附接點(diǎn)，在橫向于支撐臂的方向上從組件朝用于固定至底盤的拖曳連桿附接點(diǎn)延伸的拖曳連桿，以及在從兩個點(diǎn)垂直地間隔開的位置處附接至轂托架且從那里向內(nèi)延伸至用于固定至底盤的附接點(diǎn)的前束控制連桿。

拖曳連桿優(yōu)選地在向前方向上從組件延伸，由此使其置于張力下，降低其失穩(wěn)的可能性，且因此允許具有較少重量且在其生產(chǎn)中使用較少材料的更加纖細(xì)的物品。其優(yōu)選地直接連接至轂托架。

可提供朝用于固定至底盤的附接點(diǎn)向上延伸的支柱，以與通常彈簧和阻尼器一起(優(yōu)選地)提供懸架必要的垂直定位。

前束控制連桿理想地在位于支撐臂附接至轂托架之處的兩個點(diǎn)外側(cè)的點(diǎn)處附接至轂托架。類似地，我們推薦的是，前束控制連桿可附接至底盤之處的單個附接點(diǎn)位于支撐臂可附接至底盤之處的支撐臂附接點(diǎn)的內(nèi)側(cè)。

支撐臂可包括從附接點(diǎn)發(fā)散地延伸至這兩個點(diǎn)中的每一個的一對臂。在這兩個臂中，一個優(yōu)選地比前束控制連桿更短。即，事實(shí)上，形成叉骨但以與通常定向相反的定向安裝。支撐臂附接點(diǎn)的固定優(yōu)選地是允許支撐臂相對于底盤在所有方向上的運(yùn)動的一種，諸如其中支撐臂經(jīng)由圓柱形區(qū)段(經(jīng)由橡膠襯套安裝在柱上)安裝至底盤的一種。

轂托架可包括以前/后對準(zhǔn)延伸的樞軸銷，穿過支撐臂上的兩個樞軸點(diǎn)以由此限定這兩個點(diǎn)。樞軸銷的合適端部然后提供用于將拖曳連桿附接至轂托架的便利位置。此配置在我們較早的專利申請WO2010/100412中示出。備選地，可使用球形接頭以將支撐臂的兩個臂中的各個連接至轂托架。

轂托架優(yōu)選地攜帶輪軸，輪軸可經(jīng)由從發(fā)動機(jī)或從合適的差速器或其它齒輪箱延伸的驅(qū)動軸驅(qū)動。車輪可配合至輪軸。

前束控制連桿提供額外的動態(tài)幾何結(jié)構(gòu)控制，尤其是在高負(fù)載條件下，諸如通常在運(yùn)動型或高性能汽車中要求的那樣。

本發(fā)明還涉及車輛，包括底盤和至少兩個車輪，在車輛的各側(cè)上一個車輪，各個車輪經(jīng)由如上文限定的懸架附接至底盤。

此類設(shè)計對于帶有窄輪距的車輛具有特定優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠湓试S懸架在非常窄的界限內(nèi)封裝。這也使懸架特別適合于帶有后置發(fā)動機(jī)或中置發(fā)動機(jī)的動力系安裝(橫向和直列)的車輛，因?yàn)閼壹芩蟮母佑邢薜目臻g允許用于發(fā)動機(jī)和動力系的較大空間。大多數(shù)設(shè)計者竭盡全力來將懸架、驅(qū)動軸和動力系封裝在可用的空間內(nèi)，且不得不使用復(fù)雜的加壓金屬懸架。

在此申請中，參照的方向或定向意在解釋為相對于懸架安裝或意在安裝在其上的車輛。因此，“向前”或“前部”方向意味著朝車輛的前方的方向，且“向后”或“后部”方向?qū)㈩愃频亟忉?。類似地，諸如“向內(nèi)”的方向意味著朝車輛的中心線的方向，“向外”意味著相反的。其不意在表示嚴(yán)格的幾何對準(zhǔn)(除非另外指出)；因此“向前”方向不一定限于與車輛行駛的方向精確地對準(zhǔn)，但指出與向后或向內(nèi)方向相反的向前方向。

附圖的簡要描述

現(xiàn)在將參照附圖通過示例描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：

圖1示出了懸架系統(tǒng)的透視圖；

圖2從上方示出了懸架系統(tǒng)的視圖；

圖3從后方示出了懸架系統(tǒng)的視圖；且

圖4示出了與本發(fā)明的懸架系統(tǒng)配合的車輛的后部的視圖。

實(shí)施例的詳細(xì)描述

現(xiàn)代輕量且高效的超緊湊型城市汽車需要帶有優(yōu)異的外傾角和前束控制的獨(dú)立的輕量后懸架。為了封裝原因，我們也需要懸架允許后部橫向安裝的發(fā)動機(jī)和傳動單元安裝得非常接近。正常實(shí)踐是使用拖曳臂、半拖曳臂、De-Dion或半De-Dion類型懸架。然而，這些是非常重、昂貴的且在輪胎接觸塊處提供非常差的后傾角控制和前束控制。在許多情況下，它們從一側(cè)到另一側(cè)不提供獨(dú)立性。我們探索設(shè)計一種系統(tǒng)，其提供常規(guī)麥弗遜支柱系統(tǒng)的全部優(yōu)點(diǎn)，帶有更加有效地將橫向柔度與縱向柔度去耦合的增加的優(yōu)點(diǎn)。

圖1示出了以如下形式示出的本發(fā)明的實(shí)施例，其中車輪和關(guān)聯(lián)的懸架從其將在使用中附接至的車輛底盤分離。

因此，包括配合到輪圈14上的輪胎12的車輪10栓接至輪轂16。其附接至輪軸且組件可旋轉(zhuǎn)地支撐在轂托架20上。驅(qū)動軸21從差速器引導(dǎo)至輪軸18以便傳送驅(qū)動轉(zhuǎn)矩至車輪10且推進(jìn)車輛。

轂托架20包括用于輪軸18和轂16的安裝件，安裝件包括合適的軸承(不可見)以允許其旋轉(zhuǎn)，以及一組加強(qiáng)凸緣，它們從其向內(nèi)延伸以提供剛性給轂托架20且為懸架元件提供安裝點(diǎn)。上凸緣22從轂托架20的上邊緣延伸，連同兩個側(cè)凸緣(前側(cè)凸緣24和后側(cè)凸緣26的形式)和下凸緣27。主要懸架構(gòu)件連接至這些凸緣，如下。

第一，反向的叉骨28對系統(tǒng)提供側(cè)向柔度。其為反向的，因?yàn)榕c通常實(shí)踐相反，在底盤處存在單個附接點(diǎn)30，兩個叉骨臂32、34從附接點(diǎn)(分別)延伸至下凸緣27上的前附接點(diǎn)36和后附接點(diǎn)38，接近下凸緣與轂托架20的相應(yīng)側(cè)凸緣24、26的接合處。各個附接點(diǎn)30經(jīng)由球形接頭允許連接的合適鉸接。

用于前附接點(diǎn)和后附接點(diǎn)的備選形式是穿過側(cè)凸緣24、26中的孔且穿過叉骨臂32、34的端部處的相應(yīng)圓柱形區(qū)段的桿。因此，叉骨臂32、34錨固到桿40上，在車輪上升和下降時允許必要的相對轉(zhuǎn)動。此配置在我們較早的申請WO2010/100412中示出。

類似的球形接頭包括在底盤附接點(diǎn)30中，垂直地定向以便允許一些前/后可調(diào)性。其經(jīng)由橡膠襯套44安裝到底盤上的合適的柱42(圖1中未示出)或類似物上，以允許叉骨臂28在全部方向上的受限運(yùn)動。

還設(shè)有拖曳連桿46以便提供前柔度和后柔度。其通過經(jīng)由橡膠襯套52安裝在類似的柱上的水平對準(zhǔn)的圓柱形連接物48連接至底盤。這在車輪10上升和下降時允許拖曳連桿46在垂直平面上容易轉(zhuǎn)動，且也允許在其它方向上的一些運(yùn)動以適應(yīng)懸架幾何結(jié)構(gòu)。

在其另一端部，拖曳連桿46經(jīng)由另一個球形接頭附接至下凸緣27的前端部。作為備選，拖曳臂可如我們的申請WO2010/100412中所示的那樣連接。

第三個主要懸架元件是支柱60。這是常規(guī)彈簧和阻尼器單元，其經(jīng)由頂部安裝件62附接至底盤且經(jīng)由支架64附接至轂托架20，支架64夾緊至支柱60的下端部且在兩個位置栓接至前側(cè)凸緣24。支柱因此以大體直立對準(zhǔn)保持轂托架且對車輪10提供向下力以保持其與地面接觸，以及車輪10的向上和向下的運(yùn)動的緩沖。

最后，設(shè)有前束控制連桿66。其為從轂托架20延伸至底盤硬點(diǎn)(未示出)的剛性桿，大體與后叉骨臂34平行但從其向上間隔開。在兩端經(jīng)由球形接頭或常規(guī)襯套70分別作出連接，從而允許連接的一些鉸接。此連桿66在高負(fù)載條件下增強(qiáng)動態(tài)幾何結(jié)構(gòu)控制，通過將轂托架26的運(yùn)動進(jìn)一步限制到由叉骨28和支柱60指定的方式。雖然這在低負(fù)載條件下不影響幾何結(jié)構(gòu)，但這在高負(fù)載下通過提供額外支撐和剛性來防止瞬態(tài)扭曲，因此確保幾何結(jié)構(gòu)保持正確。

圖3從一側(cè)示出了系統(tǒng)。車輪10示意性示出安裝在轂16上。示出反向的叉骨28，附接至桿40，可看出桿朝車輛的前方成角度向上。類似地，拖曳臂46從其底盤安裝件50成角度向下至桿40上的U形截面支架54。支柱略微成角度向前，頂部安裝件62在支架64的前方一些。這些角度和定向可在懸架系統(tǒng)的設(shè)計中調(diào)整以便提供期望的操縱性能。

圖2從上方示出了系統(tǒng)，示出了支柱60的略微向前角度，頂部安裝件62在支架64的前方一些。后叉骨臂34相比于前臂32較短，意味著至底盤的附接點(diǎn)30在車輪中心線的后方。這允許用于使驅(qū)動軸21穿過附接點(diǎn)30的前方和前叉骨臂32的上方到達(dá)輪轂16的空間。

圖3從后方示出了系統(tǒng)，其中驅(qū)動軸21經(jīng)過反向的叉骨28的上方?？煽闯龅氖牵糜诤蟛婀潜?4的附接點(diǎn)38相比用于前臂32的附接點(diǎn)36略微較低。這些和其它的角度和定向當(dāng)然可在懸架系統(tǒng)的設(shè)計中調(diào)整以便提供期望的操縱性能。

如圖2和圖3中可見，前束控制連桿66相比于前叉骨臂32和后叉骨臂34中的各個較長。經(jīng)由襯套70附接的底盤硬點(diǎn)位于用于叉骨28的底盤附接點(diǎn)的內(nèi)側(cè)；類似地，與轂16的附接點(diǎn)位于用于前叉骨臂32和后叉骨臂34中的每一個的附接點(diǎn)的外側(cè)。這些長度和安裝點(diǎn)影響懸架在負(fù)載下的運(yùn)動且有助于提供上文概括的益處。

圖4示出了從安裝有上述懸架系統(tǒng)的緊湊型城鎮(zhèn)汽車的后方的示意圖。底盤72提供了必要安裝點(diǎn)且容納發(fā)動機(jī)和齒輪箱74。一對驅(qū)動軸21從齒輪箱74在兩個方向上向外且在車輛的任一側(cè)上朝輪轂16凸出。一個車輪10安裝在每個輪轂16上，且各個車輪如上文描述的那樣由懸架系統(tǒng)支撐，包括反向的叉骨28、支柱60和拖曳臂(在圖4中不可見)。

如從圖4中顯而易見，示出的系統(tǒng)設(shè)計得滿足后置發(fā)動機(jī)、后車輪驅(qū)動構(gòu)造的后車輪的需要。然而，其可應(yīng)用在其它構(gòu)造中，諸如前車輪驅(qū)動(或其它)布局的從動或非驅(qū)動車輪。

此“反向的叉骨”系統(tǒng)不僅提供獨(dú)立懸架系統(tǒng)的乘坐和操縱優(yōu)點(diǎn)，而且還設(shè)計帶有兩部分聯(lián)接(反向的叉骨28加拖曳連桿46)以允許用于乘坐和舒適性的前柔度和后柔度與用于車輛操縱控制(外傾角控制和前束控制)的側(cè)向柔度的分離。連同支柱60和前束控制臂66，總體系統(tǒng)極其輕量且具有低生產(chǎn)成本，因?yàn)槠浒寇囕v側(cè)僅三個連桿和每車輛側(cè)僅四個柔性元件。

描述的系統(tǒng)也僅需要較少數(shù)目的至底盤的附接點(diǎn)，且允許它們與驅(qū)動軸適當(dāng)間隔開。這使該系統(tǒng)尤其適合于小的和高效的城鎮(zhèn)汽車，其中構(gòu)件空間受限且車輪可接近發(fā)動機(jī)、齒輪箱等安裝。

當(dāng)然將理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可對上述實(shí)施例作出許多變化。