專利名稱：一種減震柱的調(diào)整方法和測量臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及麥克弗森(Macpherson)式懸架。

圖1表示這種懸架。已知這種型式的懸架包含基本上形成減震器的支柱1，所述減震器同時也是轉(zhuǎn)向輪的一部分。
減震器包括主體2和桿3。桿的上端30通過一個聯(lián)結(jié)點31依附于車身，一般是彈性聯(lián)接關(guān)節(jié)。螺簧4安裝在上座圈40和下座圈41之間。下座圈41依附于減震器的主體2，上座圈40依附于車身，一般也經(jīng)過所述彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)的過濾，在某些情況下，對于彈簧和減震器來說，這種過濾作用可以是相同的。
再有，主體2被穩(wěn)固地裝配在輪轂座5上。所以在主體2和輪轂座5之間沒有自由度。下臂6的一側(cè)與車身聯(lián)結(jié)，另一側(cè)通過聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)65聯(lián)結(jié)在輪轂座5上。輪轂座5支持輪轂50，輪轂50上裝有帶輪胎52的轉(zhuǎn)向輪51。
在主體附近區(qū)域，減震柱1對主體施加來自彈簧和來自減震器的力。雖然精確地確定這些力的作用點是困難的，特別是與減震柱1的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)，，但已經(jīng)知道，對于這種型式的懸架的正確工作狀況來說，掌握減震器的桿3所受的剪切力，是具有決定作用的。為了模擬麥克弗森(Macpherson)式懸架，可以考慮車身對減震柱的反作用力為R。它的方向經(jīng)過點C，而點C是下臂6施加在聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)65上的力B與地面作用于輪胎52上的合力S的交會點。在首次近似中，車輛是靜止的，所述合力S是垂直方向并經(jīng)過輪胎接觸區(qū)的中心(車輛在直線穩(wěn)速行駛時，這個力的數(shù)值取決于輪胎的特性以及前軸幾何學(xué)特性的調(diào)整情況)。B和S的交會給出C點。反作用力R分解為彈簧的推力P和作用于減震器的桿3上的方向與所述桿3垂直的剪切力T，所以，適用的關(guān)系式為R＝T＋P(矢量和)。
為了得到減震柱良好的工作狀況(沒有或很小的干摩擦力，最少的磨損等等)，對施加在桿3上的剪切力T加以嚴(yán)格控制，被認(rèn)為是有利的。為此目的，已經(jīng)提出過使彈簧4的軸相對于桿3的軸傾斜，如附圖所示。因此，實際上現(xiàn)時所用的所有麥克弗森式懸架的彈簧，它的軸不與減震器桿的軸同一。為減小桿3上的剪切力，這個彈簧4的傾斜角度已經(jīng)被計算出來。
再有，申請人的研究已表明彈簧所施加的這些力的合力，可施加一個圍繞轉(zhuǎn)向軸的力矩Cp，所述轉(zhuǎn)向軸是由聯(lián)結(jié)點31和聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)65的中心66確定的。這個轉(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定有影響。為了使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有良好的工作狀況，有必要適當(dāng)?shù)乜刂?例如減小，來自左懸架和右懸架的轉(zhuǎn)矩Cp的復(fù)合影響。
不幸的是，許許多多的車輛至今只有較粗糙的懸架和/或轉(zhuǎn)向性能。車輛的動態(tài)性能取決于大量的參數(shù)，其中有一些參數(shù)的影響更是知道得很少，卻又是很重要的。其結(jié)果是即使設(shè)計者在設(shè)計懸架時充分注意全部技術(shù)規(guī)范，其結(jié)果未必總能體現(xiàn)設(shè)計中的貢獻(xiàn)。
本發(fā)明提出一些手段，能使成批生產(chǎn)的車輛中的每輛車實際上最佳化。事實上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，懸架的所有部件，更確切地說是減震柱，在特性方面的分散性是不可避免的，這種分散性會引起一輛車和另一輛車之間性能上更大的差異。本發(fā)明提出最佳化所需的零件，以及使彈簧4的推力P和桿3上的剪切力T之間，反作用力R的分布，和彈簧施加的圍繞轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)矩Cp的分布最佳化的方法。
本發(fā)明提出，在減震柱中的彈簧，它的傾斜度已按使殘余剪切力T最佳化的方法預(yù)先計算出來，例如殘余剪切力盡可能地小，采用一些零件，使有可更精細(xì)地調(diào)整這個殘余剪切力T或轉(zhuǎn)矩Cp。用這種方法，就有可能考慮到特性的分散性，特別是彈簧特性的分散性，它似乎是造成成批車輛實際剪切力T和轉(zhuǎn)矩Cp非常分散的主要原因。
本發(fā)明的目的是，控制彈簧對上座圈和下座圈的推力的中心位置，和所述推力的方向，而不會影響到懸架的通常幾何學(xué)參數(shù)，這些參數(shù)是車輪側(cè)傾角，轉(zhuǎn)向軸傾斜角和車輛前輪轉(zhuǎn)向節(jié)銷的主銷后傾角，這些都保持不變。
本發(fā)明為麥克弗森式懸架提出一種減震柱，所述減震柱包括由主體和桿組成的減震器，所述減震柱有一個圍繞所述桿的螺旋形彈簧，并包括一個由減震器主體支持的座圈，和一個可通過聯(lián)結(jié)裝置依附于車身的上座圈，所述下座圈有一個下座，接納所述彈簧的一端，所述上座圈有一個上座，接納所述彈簧的另一端，所述上座圈被所述桿貫穿，減震器主體一個接合表面，用于接合配有接合裝置的輪轂座，所述輪轂座確定所述輪子的旋轉(zhuǎn)軸，所述接合裝置使主體和輪轂座之間處于預(yù)定的方位角位置，其特征在于即所述減震柱包含調(diào)整裝置，用于調(diào)整彈簧軸相對于所述接合表面的相對位置。
通過下面對一個例子的描述，并參考附圖，本發(fā)明將被更好地了解，所給的例子以圖形說明并且不局限于此，其中圖1表示麥克弗森(Macpherson)式懸架；圖2至4和圖8至12說明下座圈相對于減震器桿的軸位移，所形成的偏心的調(diào)整；圖5至7和圖13至15說明傾斜的調(diào)整，下座圈相對于減震器桿的方向作各種傾斜；圖16和17說明座圈對彈簧支承的不同幾何形狀的調(diào)整；圖18至21說明下座圈相對于減震器桿軸的平移調(diào)整；圖22、23和24說明根據(jù)本發(fā)明的三種測量臺；圖25說明一個雙測量臺，是本發(fā)明特有的一個方面；圖26和27表示轉(zhuǎn)向輪用的麥克弗森式懸架，前視圖和側(cè)視圖；圖28和29以示意圖有示主軸和主力；圖30，31和32說明一種可能的調(diào)整情況；圖33和34說明電控調(diào)整用的裝備。
圖2至7描述減震柱，所用的調(diào)整方法是減震器的主體2相對于輪轂座5作相對旋轉(zhuǎn)。到輪轂座的接合裝置包括標(biāo)示機(jī)構(gòu)(也就是參照機(jī)構(gòu))，用于減震器主體相對于輪轂座的相對定向，所述標(biāo)示機(jī)構(gòu)被設(shè)置在接合表面的附近。例如，它有一個刻度區(qū)，可指示和改變主體2和輪轂座5之間的相對位置。因此，可以控制下座圈的相對角度位置和/或偏心距。
在描述下面所示的調(diào)整裝置之前，我們指出一點就轉(zhuǎn)向輪來說，減震柱包括滾珠軸承42，在圖2，5，6，8，至14，22，23和26至30中可以見到，其目的是使輪子的轉(zhuǎn)向不受彈簧4的妨礙。
滾珠軸承42設(shè)置在彈簧4的下座圈41下面的減震柱中，滾珠軸承42定位于偏心軸套27的中心，使?jié)L珠軸承42的中心相對于減震器2的軸有一個偏移量e(圖2至4)。比較圖3和4可以看出，減震器主體2相對于輪轂座5旋轉(zhuǎn)一個角度ε，可使?jié)L珠軸承42的中心移位，因此使下座圈41移位。
圖5所表示的減震柱，滾珠軸承42也是設(shè)置在下座圈41的下面，滾珠軸承42是傾斜的，所以下座圈支承面的垂直線相對于桿3的軸線形成一個α角。圖6表示的是由于主體2相對于輪轂座5旋轉(zhuǎn)，滾珠軸承42的軸和在下座圈41上的彈簧4的姿態(tài)有所改變。偏心距e和傾斜角α也可以被聯(lián)合運用。
在后軸減震柱或前軸減震柱中，滾珠軸承42設(shè)置在彈簧的上座圈上面的情況下(圖7)，彈簧4的下座圈41與減震器的主體2是一個整體。下座圈41的軸相對于減震器主體2的軸傾斜一個β角，和/或相對于減震器主體2的軸有一個偏心距e。這里，也可調(diào)整減震器主體2相對于輪轂座5的角度定向，所述角度定向的變化，可改變下座圈41相對于上座圈的位置，從而調(diào)整彈簧4的推力的方向。
圖8至12說明偏心旋轉(zhuǎn)的調(diào)整下座圈41通過旋轉(zhuǎn)可調(diào)的偏心器420，安裝在減震器主體2上。偏心器420可以是滾珠軸承42的一部分(圖10和12)，或者獨立于滾珠軸承(圖8，9和11)。偏心器420相對于主體2旋轉(zhuǎn)(圖8和9)，或相對于座圈41旋轉(zhuǎn)(圖11)，使座圈41相對于主體2位移。也可以通過帶有偏心器的聯(lián)結(jié)構(gòu)件，將上座圈安裝在主體上。
圖13和14表示用楔形物調(diào)整，該楔形物有一個最大厚度截面和徑向相對的一個最小厚度截面，厚度在所述截面之間連續(xù)變化，所述楔形物71以其一面支承所述下座圈，另外，用相對旋轉(zhuǎn)的方法，可以調(diào)整所述楔形物71。這種設(shè)置被用于例如滾珠軸承42裝在下座圈41下面的前軸減震柱中。當(dāng)然，如所述那樣，使用如楔71那樣的楔形物支承上座圈(未示)也能對上座圈起作用。
楔形物71，它的兩面彼此傾斜一個γ角，被安裝在下座圈41和滾珠軸承42之間(圖13)，或滾珠軸承42和與減震器主體2成為一體的支承軸套25之間(圖14)。作為一種變形，軸套25可以相對于減震器主體2的軸傾斜一個α角(圖15)，并仍能支承楔形物。調(diào)整的內(nèi)容是楔形物71相對于所述座圈41的角度定向(圖13)，或相對于所述主體2的角度定向(圖14)。所述方向的變化，可改變下座圈41相對于減震器2的軸的傾斜度，從而調(diào)整彈簧4的推力的方向。在調(diào)整以后，最好通過機(jī)械鎖定裝置或用粘合的方法，將楔形物71剛性連接至下座圈41(圖13)，或連接至支承軸套25(圖14)。同樣的調(diào)整原則也適用于無滾珠軸承的減震柱，或滾珠軸承42裝在彈簧上座上面的減震柱。
圖16說明一個環(huán)78形成支承件，裝在彈簧4和座圈，在這里是下座圈41之間。所述環(huán)78形成一個座圈的座，裝在所述座圈41的周圍，可以在所述周圍作旋轉(zhuǎn)移動，所述環(huán)在彈簧和所述座圈之間形成一個支承件，所述環(huán)貼靠座圈的面是轉(zhuǎn)動面，所述環(huán)有一個最大厚度截面和一個最小厚度截面，通過相對于所述座圈的相對轉(zhuǎn)動，所述環(huán)可以調(diào)整。在圖17中，表示的是一種變形，其中，環(huán)79除了厚度可變以外，有一個座相對于與座圈41的貼靠面是偏心的，所述貼靠面是轉(zhuǎn)動面。在這兩種情況下，通過環(huán)78或79相對于座圈41旋轉(zhuǎn)，而支承在環(huán)上的彈簧無相對移動，以此實施調(diào)整。如果彈簧允許，環(huán)的偏心特性也可獨立于厚度變化的特征而被使用。
在無轉(zhuǎn)向軸，或轉(zhuǎn)向軸上滾珠軸承是裝在彈簧上座圈上面的減震柱(圖18至21)的情況下，減震柱也能使用所述調(diào)整方法，主要包括以下配置下座圈41安置在與減震器的主體2組成一體的軸套21上，所述軸套形成滑路，引導(dǎo)所述座圈在與減震器軸交叉的平面上平移，所述減震柱構(gòu)件設(shè)有機(jī)構(gòu)，用于選擇所述下座圈相對于所述軸套的相對位置，以及用于在所選擇的位置上鎖定所述下座圈和所述軸套。
在所述例子中，下座圈41和軸套21之間的相對平移，是在圖19至21的平面的垂直方向上進(jìn)行的。軸套21的兩個平行而相對的邊緣設(shè)有齒22，該齒形成滑路(圖18和19)。兩邊的齒確保引導(dǎo)下座圈41平移(通過所述平行邊緣)，并由齒本身在相對位置上鎖定。
下座圈41可由金屬板沖壓產(chǎn)生(圖18和19)。在這種情況下，下座圈有兩個平行的彎曲邊緣。從圖18中可以見到，每個彎曲邊緣的中間開有一個切口23。這個切口23嵌合到軸套21的齒22中，以便固定所選的相對位置。
下座圈41也可以用模制的方法制造(圖20和21)，這樣，這個下座圈就有兩個邊板部24(圖20)，它的下表面有壓制的互補(bǔ)于齒22的部分。這個壓制的部分與軸套21的齒22嵌合，以便固定所選的相對位置。
上述調(diào)整元件，在車輛性能偏差的任何一種檢測方法中，當(dāng)然可以用于校準(zhǔn)。它們可以單獨作用，其中某些也可以彼此結(jié)合使用。本發(fā)明能夠?qū)ρb在車輛上的減震柱實際性能的苛嚴(yán)容差予以關(guān)照。調(diào)整元件可以結(jié)合測量來使用，例如對加在桿上的剪切力的測量，其方法例如使桿的頂部從上座圈分開，或更一般地從主體上的聯(lián)結(jié)部件分開，測量為保持桿的頂部于初始形狀所需的力，或者用任何適當(dāng)?shù)姆椒▉頊y量。如果希望檢測轉(zhuǎn)矩的聯(lián)合影響，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能進(jìn)行測量是恰當(dāng)?shù)?，以便對調(diào)整元件進(jìn)行調(diào)整，例如對為維持車輛在給定斜坡上直線行駛，而施加在轉(zhuǎn)向輪上的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測量。因此，有幾種參數(shù)可以測量，例如，桿上的剪切力，圍繞轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)動力矩，或轉(zhuǎn)向輪上的轉(zhuǎn)矩，或車輛實際使用中與減震柱操作有關(guān)的，有代表性的直接或間接的其他參數(shù)。
因此，可以期望在生產(chǎn)線的終端進(jìn)行精細(xì)調(diào)整?？梢愿嗟剡\用試驗的方法，對調(diào)整的效果進(jìn)行觀察，例如對裝有本發(fā)明減震柱的每一輛車歸結(jié)為一張經(jīng)歷卡，由此建立校準(zhǔn)規(guī)則。這些規(guī)則特別地可以在維修過程中，供驅(qū)動系統(tǒng)的專家用來對車輛進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出在制造過程中，在安裝到車輛上以前，對減震柱進(jìn)行工作。對剪切力T和/或轉(zhuǎn)矩Cp進(jìn)行測量，如它們在減震柱裝的車輛上的時候，會在減震柱上表現(xiàn)的那樣。這種測量可以在減震柱的組合體上完成。通過如下所述的一種裝置，這種測量可以在良好的工業(yè)條件下進(jìn)行，所述裝置的結(jié)構(gòu)被控制為隨裝所述減震柱的車輛的特性而變。根據(jù)測量的結(jié)果，對彈簧加在上座圈的力的方向進(jìn)行調(diào)整的裝置，一直動作到調(diào)整元件被鎖定的相應(yīng)之處。
圖22、23和24說明為麥克弗森懸架的減震柱而設(shè)的測量臺，所述減震柱包括--準(zhǔn)備裝到輪轂座上的接合面；--準(zhǔn)備裝在車身上的聯(lián)結(jié)構(gòu)件，接受所述桿并為它形成一個彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)；--圍繞所述桿的螺旋形彈簧；--裝在減震器主體上的下座圈，和裝在所述聯(lián)結(jié)構(gòu)件上的上座圈，所述彈簧插裝在所述座圈之間；--所述測量臺包括并裝在一個框架上--板，其一面配有用于接合聯(lián)結(jié)構(gòu)件的裝置；
--準(zhǔn)備接受所述主體的心軸；--將心軸朝向板或背離板而移動的裝置；--測量臺構(gòu)形裝置，用于使測量臺成為裝有所述減震柱的車輛的功能操作臺；--用于至少測量一個代表聯(lián)結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)力值的裝置。
在一個特定的實施例(圖22)中，板90通過第一組三根連桿B1，B2，B3，被安裝在框架92上，用球關(guān)節(jié)或等效彈性去耦的方式安裝，這樣對測量有利，即不引進(jìn)磨擦，連桿一方面裝在板90的表面，與接受所述聯(lián)結(jié)構(gòu)件的表面相對，另一方面在可成形的凹部裝在與板90相對的框架92上，同時，使用第二組三根共面的連桿B4，B5，B6，一方面以球關(guān)節(jié)裝在所述板面上，另一方面裝在所述框架上，使它們的平面垂直于桿的軸線，所述連桿中的至少一根連桿，包括一個拉伸和壓縮力傳感器(I)。最好是第二組B4，B5，B6中的至少兩根連桿，或者全部三根連桿，裝有這種傳感器I。這種測量臺有可能在最接近實際情況的條件下，模擬減震柱的實際應(yīng)力。為此目的，將三根連桿B1，B2，B3，一起連結(jié)于E點是適宜的。
如果希望測量剪切力
，E點的最好位置是當(dāng)減震柱裝到車上時，空間上對減震柱而言，相應(yīng)于C點被確定的位置。如果希望測量轉(zhuǎn)矩Cp，E點的最好位置是當(dāng)減震柱裝到車上時，空間上對減震柱而言，相應(yīng)于點66被確定的位置。在這兩種情況下，測量可得到良好的近似，而不必調(diào)整測量臺，也就是說，以一種測量臺的構(gòu)形可進(jìn)行兩種測量，只要測量臺這樣來調(diào)整即將E點定位在連接66至C的線段上。
不管怎樣，E點是從有關(guān)車輛的完整的幾何學(xué)特性所得出的。讀者參考本說明的引言部分，那里指出點C和66被確定在何處，那是與輪轂座的確切形狀，聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)65，以及輪胎的尺寸有關(guān)的。測量臺的調(diào)整，通過機(jī)械進(jìn)行，它可以使凹進(jìn)的部分移動，要不然測量臺可借助于許多預(yù)先調(diào)整好的箱體，能快速地插入測量臺，例如用夾鉗接合，每一個箱體相應(yīng)于一種車輛。
減震柱已經(jīng)預(yù)先組裝。但是，它在測量臺上測量時，要求減震器的桿不與上座圈聯(lián)結(jié)。對所有準(zhǔn)備通過上座圈裝在主體上的減震柱而言，桿的端部不裝配(或拆開)，并將桿推入主體，這就足夠了。在上座圈已裝在桿的端部的情況下，可行的是，提供一個與桿的頂部相同形狀的適配器部分，以使減震柱能被裝在測量臺上，而使減震器的桿不受力，并被推入減震器的主體。
減震柱通過它的上座圈40(或通過適配器部分)被安裝在板90上，精確得如同它被裝在車身上，這就是說，以這種方法安裝即減震器桿的彈性聯(lián)結(jié)(點31)被確定在合適的地方。減震器的主體2用插入的方法，被裝在心軸91上。測量臺使有可能將彈簧4壓縮至這樣的位置即在車輛重力作用下它應(yīng)有的位置，這種壓縮方法是心軸91向板90作相對運動，平行于減震器的軸線移動。
然后進(jìn)行測量，特別是剪切力測量。通過對一個或幾個傳感器送來的信號的適當(dāng)處理，可以得到作用在板90平面上的點31上力的直接讀數(shù)。這是假設(shè)桿緊固于減震柱的上緊固件時，所應(yīng)受到的剪切力。連桿B5上的傳感器I，如果連桿B5上提供了一個傳感器，也能測出圍繞從點E延伸到點31的軸線推壓彈簧4時所施加的轉(zhuǎn)矩。
這些測量的結(jié)果，使有可能對彈簧的推力方向做精細(xì)的調(diào)整，也就是說，通過對減震柱上所加的調(diào)整元件施加作用，來校準(zhǔn)矢量P。這就有可能校正桿上的剪切力，或板90上的聯(lián)結(jié)構(gòu)件所施加的任何其他力的分量。當(dāng)所希望的數(shù)值獲得時，調(diào)整元件被鎖定，減震柱可以用車輛上，而確信它的彈性和導(dǎo)向性能實際上處于最佳值。
圖23表示另一個測量臺實施例，其中，板90通過由軸裝配的板P3，被安裝在框架92上，板P3一方面裝在所述板90上與連有所述聯(lián)結(jié)構(gòu)件的表面相對的表面上，另一方面裝在與所述板90(軸或等效彈簧桿)相對的框架92(可構(gòu)形軸)上，另外，連桿B3，形成一根與板P3所確定的平面交叉于E的軸線，連桿B3，一方面以球關(guān)節(jié)裝在所述板與連有所述聯(lián)結(jié)構(gòu)件的表面相對的表面，另一方面在可構(gòu)形凹部裝在與所述板90相對的框架92上，的述凹部和所述可構(gòu)形軸位置的確定，實際上構(gòu)成所述構(gòu)形手段，另外，第二根連桿B4，一方面以球關(guān)節(jié)裝在所述板90上，另一方面裝在所述框架92上，致使所術(shù)第二根連桿垂直于桿的軸線，所述第二根連桿有一個拉伸和壓縮力傳感器I。這個測量臺的構(gòu)形類似于上面已敘述過的測量臺，并按相同的規(guī)則被使用。
圖24表示測量臺的另一個變形實施例，其中，板90包括一個基本上平行于減震柱的立柱900。該立柱通過兩個連桿B1和B2，安裝在框架上，連桿B1和B2，相對于要測量的減震柱而言，被設(shè)置在下懸架三角形平面上(見圖1的臂6)。連桿B1和B2會聚于D點，與點66(臂6的球關(guān)節(jié)65的中心，見圖1)的幾何學(xué)焦點相合。板90也通過連桿B3安裝在框架92上，連桿B3設(shè)置在車輪平面上，沿載荷S-的方向。連桿B3的軸線經(jīng)過C點。板90也通過連桿B4和B6安裝在框架92上，連桿B4和B6設(shè)置在垂直于減震器軸線的平面上，它們互相垂直并會聚于點31。板90也通過連桿B5安裝到框架上，連桿B5與連桿B6平行。連桿B5和B6所決定的平面，垂直于轉(zhuǎn)向軸線80，并與該軸線相交于點31。連桿B3，B4，B5和B6都裝有傳感器I。減震器的桿沒有與座圈40聯(lián)結(jié)，彈簧像在正常載荷下會受到壓縮那樣被壓縮。這個測量臺有以下幾種用處B4直接測量減震器桿的橫向剪切力，B5和B6測量減震器桿的縱向剪切力，B5測量彈簧圍繞轉(zhuǎn)向軸80所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，B3測量在彈簧壓縮狀態(tài)下從車輛轉(zhuǎn)向輪看的豎直載荷。測量臺的形狀類似于上面已說明的測量臺形狀，影響到框架的不同連桿的錨定。
因此，這種測量臺，包括第一組共面的兩根連桿B1和B2，并有與轉(zhuǎn)向軸80一致的軸，基本上在下臂球關(guān)節(jié)的中心，測量臺還包括第二組共面的兩根連桿B4和B6，其設(shè)置方法，是使它們所在的平面垂直于桿軸，處于容納所述桿的所述彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)的高度，測量臺還包括一個連桿B5，與B6共面，從而使連桿B5和B6所形成的平面垂直于轉(zhuǎn)向軸80，并在所述彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)的高度上與所述轉(zhuǎn)向軸相交，還有一根連桿B3，定位在車輪的中央平面上。
進(jìn)一步，還可能采用一種測量臺，具有兩個像上述那樣的測量系統(tǒng)，這就可能接受為同一車輛設(shè)計的右減震柱和左減震柱。這種測量臺的優(yōu)點是能在極接近實際情況的條件下，通過對兩個測量系統(tǒng)的傳感器信號的適當(dāng)處理，就可能獲得這兩個減震柱對車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所產(chǎn)生的聯(lián)合效果的直接讀數(shù)。這些測量的結(jié)果，使有可能通過這兩個減震柱的每個柱上的調(diào)整元件的作用，精細(xì)地調(diào)整兩個減震柱對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的聯(lián)合作用。
這種調(diào)整臺的一個例子如圖25所示。在調(diào)整以后，這兩個減震柱配對，并安裝到車上?？梢钥闯?，兩個位置都和剛才敘述過的一樣，每個位置上都備有板90和心軸91。連桿B1，B2，B3被調(diào)整為會聚于點E，并被選擇為隨這對減震柱所要裝備的車輛的幾何學(xué)特性而變。某些連桿配有上述拉伸/壓縮力傳感器。兩個心軸91安裝在可在框架92上滑動的橫梁94上，橫梁94在汽缸/活塞作用下沿框架滑動。用這種方法，測量臺就可能同時壓縮每個支柱構(gòu)件的彈簧。
本發(fā)明還提出轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特殊的適配方法，利用圖26至34加以說明。在車輪作轉(zhuǎn)向運動的過程中，在通過連桿53以球關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)于輪轂座5的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的促動下，由減震柱，輪轂座，輪轂以及車輪所組成的組合體，圍繞由點31和點66所決定的轉(zhuǎn)向軸80轉(zhuǎn)動。
減震柱1包括滾珠軸承42，它可以使車輪轉(zhuǎn)向，而不使彈簧4在扭動中受力。事實上，彈簧4的推力作用在車身和減震器的主體2之間。所述減震器主體引起圍繞轉(zhuǎn)向軸80的旋轉(zhuǎn)。這個滾珠軸承42，既可以被設(shè)置在主體和彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)之間，也可以被設(shè)置在彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)和彈簧的上座圈40之間，中圖26和27所示，或者，最后也可以在下座圈41和減震器主體2之間。
如在各種情況下所看到的，旋轉(zhuǎn)軸70通常與轉(zhuǎn)向軸80不同。在所有已知實施例中，這兩個軸是交叉的。事實上，滾珠軸承的軸，通常等同于桿3和減震器主體2的共用軸。這種結(jié)構(gòu)，使有可能限制轉(zhuǎn)矩Cp的作用，而轉(zhuǎn)矩Cp是彈簧的推力P圍繞轉(zhuǎn)向軸80所施加的，并通過連桿53影響到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定。
盡管所有這些設(shè)計嘗試，引起駕駛員對進(jìn)一步改進(jìn)性能的注意，不僅在于車輛結(jié)構(gòu)要非常可靠，而且車輛應(yīng)能夠被舒適地駕駛，但至今許多車輛的轉(zhuǎn)向性能仍然較差。這種駕駛性能事實上取決于許多參數(shù)，其中一些參數(shù)的影響所知甚少，而不幸的是它們卻可能是重要的。這種結(jié)果就是雖然設(shè)計者在計算轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸時，已遵循所有的技術(shù)規(guī)范，但結(jié)果并不總是得到與設(shè)計時已經(jīng)注意到的那樣同等的效果。
本發(fā)明所提出的，是減震柱設(shè)計的發(fā)展，這就有可能控制并更精細(xì)地調(diào)整由彈簧的推力所產(chǎn)生的圍繞轉(zhuǎn)向軸80的轉(zhuǎn)矩Cp的影響，從而就有可能控制減震柱對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能所共擔(dān)的作用，而不必對前軸系統(tǒng)的幾何學(xué)性質(zhì)(特征角度和偏移)作進(jìn)一步修改。所以，這個發(fā)明為懸架的設(shè)計者提供附加的設(shè)計自由度，它完全與習(xí)慣上要在前軸的定義中考慮的參數(shù)無關(guān)。這種附加的設(shè)計參數(shù)進(jìn)一步提供調(diào)整的能力，可以使減震柱的調(diào)整變得比較容易，并因此縮短未來車輛懸架的發(fā)展進(jìn)程。
根據(jù)本發(fā)明的麥克弗森式車輪懸架的減震柱，有一個包含主體和桿的減震器所述減震柱，有一個圍繞所述桿的螺旋形彈簧，有一個由減震器主體支承的下座圈，所述下座圈有一個接受所述彈簧一端的下座，還有一個預(yù)定聯(lián)結(jié)在車身上的上座圈，所述上座圈有一個接受所述彈簧另一端的上座，所述上座圈被所述桿貫穿，減震器主體有一個表面與接合裝置一起接合輪轂座，所述輪轂座決定所述車輪的旋轉(zhuǎn)軸，上座圈和下座圈中的一個，包含一個滾珠軸承，以允許輪轂座轉(zhuǎn)向，其特征在于所述滾珠軸承的軸與轉(zhuǎn)向軸不是一個軸。
本發(fā)明因此提出一種麥克弗森式轉(zhuǎn)向輪懸架用的減震柱，其中，滾珠軸承42的旋轉(zhuǎn)軸的定位方法是不與轉(zhuǎn)向軸80交叉。所以，這個旋轉(zhuǎn)軸既可以與轉(zhuǎn)向軸平行，也可以與轉(zhuǎn)向軸不共面。然后就有可能在這兩種情況下，決定兩個軸之間的距離d。這個距離d是這兩個軸可測得的兩個有關(guān)點之間的最小距離。在滾珠軸承42裝在上座圈40上面的情況下，如圖27或29中所示，這個距離在與每個軸都垂直的方向上被確定。
由于是這樣一種結(jié)構(gòu)，就有可能對彈簧的推力
圍繞轉(zhuǎn)向軸80所施加的轉(zhuǎn)矩Cp進(jìn)行控制，如在下面敘述并以圖28和29說明的那樣。因此，由右面和左面的減震柱所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩Cp，在完善的控制方法下聯(lián)合作用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
彈簧對下座圈41施加一具推力
。這個推力
經(jīng)過滾珠軸承42。這個滾珠軸承42的內(nèi)磨擦很小，在這些條件下，彈簧的推力
沿軸承的軸70所加的旋轉(zhuǎn)力矩為零。這個零力矩是由于這樣的事實彈簧的推力
的方向與滾珠軸承42的軸相交于B點，如圖28和29中所示。如果由于減震柱的調(diào)整，來自點B的推力
的指向不與轉(zhuǎn)向軸80交會，其結(jié)果是彈簧的推力
圍繞轉(zhuǎn)向軸80施加一個轉(zhuǎn)矩Cp，這個轉(zhuǎn)矩正比于彈簧的所述推力
垂直于轉(zhuǎn)向軸80的分量，以及前面所述的距離d。對距離d和力的方向的完善控制，就有可能提供很精確的轉(zhuǎn)矩Cp值。
這個距離d可以在減震柱的設(shè)計中決定，所以能控制右面和左面的減震柱的轉(zhuǎn)矩Cp對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，這個距離d可以被調(diào)整。在這種情況下，就變成有可能調(diào)節(jié)兩個減震柱的轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用，以便校正在車上發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能上的任何缺陷，無論是什么檢測方法。因此，人們可以在組裝線的終端進(jìn)行所述調(diào)整，或者，更多的是經(jīng)驗上的，通過觀察所述調(diào)整的影響，例如，借助于裝有本發(fā)明的減震柱的每輛車的經(jīng)歷卡，從而建立一些供驅(qū)動系統(tǒng)方面的專家們使用的校正規(guī)范。因此，這種調(diào)整可以被利用，特別是在車輛的維修保養(yǎng)過程中，用來對轉(zhuǎn)向性能進(jìn)行可能的校正。由于測量臺能測量轉(zhuǎn)矩Cp，所以，也就可能在減震柱的組裝過程中進(jìn)行調(diào)整。例如，可以使用上述測量臺中的一個。圖27，30至32說明偏心滾珠軸承42。通過裝在直接接觸車身的支持件上的楔形物72的相對轉(zhuǎn)動，進(jìn)行調(diào)整，所述楔形物72有一個凹部接納滾珠軸承42。例如，可以看出，圖31中的推力軸承的軸，距離轉(zhuǎn)向軸比圖30中所示的更遠(yuǎn)。在這個例子中，調(diào)整是在車輛維修站或在測量臺上，安裝減震柱時，所進(jìn)行的操作。
距離d的調(diào)整方法可表現(xiàn)為推力軸承的平移，而不改變軸的定向，例如，對偏心于減震器桿3的推力軸承42的上環(huán)74進(jìn)行調(diào)整(圖30至34)。這種調(diào)整以這樣的方法來決定它將改變彈簧的推力特性，特別是它的剛度盡可能地小。因此，推力軸承的平移，將優(yōu)先地沿關(guān)垂直于彈簧的幾何軸的平面進(jìn)行，而它的傾斜，將圍繞最好是與彈簧的幾何軸交叉的軸。
距離d也可以在車輛行駛過程中調(diào)整，以便一旦發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向性能的缺陷，立即對這種缺陷進(jìn)行校正。這種缺陷可能被車輛的駕駛員注意到。在這種情況下，這種通過調(diào)整距離d而進(jìn)行的校正，可以利用由車輛駕駛員本身控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)而實現(xiàn)。缺陷的檢測也可以自動地進(jìn)行，例如對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測量，所述轉(zhuǎn)矩是為了保持車輛的直線軌道而需要加在轉(zhuǎn)向輪上的。在這種情況下，距離d的調(diào)整可以被完全自動化的主動校正系統(tǒng)所控制。
圖33和34表示一個包括能改變距離d的機(jī)械化系統(tǒng)的實施例。滾珠承42的上環(huán)74靠裝在低磨擦的襯套上。這個環(huán)74被操縱圍繞垂直于所述環(huán)平面的軸73旋轉(zhuǎn)，并被定位于其周緣的一點，另外，這個環(huán)包括與所述軸相對的齒條75，該齒條75由聯(lián)結(jié)于電控機(jī)械化系統(tǒng)77的軸的小齒輪76促動。這個機(jī)械化系統(tǒng)77有一種不可逆特性，這就是說，在沒有饋電電壓的情況下，加在小齒輪76的軸上的轉(zhuǎn)矩，不能使它旋轉(zhuǎn)。這個機(jī)械化裝置可以實現(xiàn)，例如，利用與減速器如蝸桿系統(tǒng)相連接的電馬達(dá)，或者利用直接驅(qū)動小齒輪76的壓電式馬達(dá)來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.麥克弗森(Macpherson)式車輪懸架的減震柱，包括設(shè)有主體(2)和桿(3)的減震器，所述減震柱包括圍繞所述桿(3)的螺旋形彈簧(4)，它有一個支承在減震器主體(2)上的下座圈(41)，所述下座圈有一個下座，接納所述彈簧的一端，還有一個上座圈(40)，準(zhǔn)備安置于車身，所述上座圈有一個上座，接納所述彈簧的另一端，所述上座圈被所述桿貫穿，減震器主體有一個表面，用于接合帶有接合裝置的輪轂座(5)，所述輪轂座確定所述車輪的旋轉(zhuǎn)軸，所述接合裝置支配主體和輪轂座之間的預(yù)定方位，其特征在于所述減震柱有調(diào)整裝置，用于調(diào)整彈簧軸相對于所述接合表面的相對位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的減震柱，其中，所述調(diào)整裝置基本上包括下述安排所述下座圈通過一個偏心器(420)，安裝在減震器主體上，偏心器旋轉(zhuǎn)可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的減震柱，其中，所述調(diào)整裝置基本上包括下述安排座圈之一安置在一個楔形物(71)上，楔形物包括一個最大厚度截面，和一個在徑向上與這個截面相對的最小厚度截面，厚度在所述截面之間連續(xù)變化，所述楔形物以其一個表面支承所述座圈，所述楔形物可作相對旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的減震柱，其中，所述座圈是下座圈，所述楔形物(71)以其一個表面接受下座圈(41)，所述楔形物的另一個表面，安裝在與減震器主體合為一體的支承軸套上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的減震柱，其中，所述調(diào)整基本上包括下述安排一個座圈的座，用一個環(huán)(78)來形成，這個環(huán)安裝在所述座圈的周圍，并可在所述周圍旋轉(zhuǎn)運動，所述環(huán)在彈簧和所述座圈之間形成一個支撐物，所述環(huán)貼附在座圈上的表面是一個旋轉(zhuǎn)面，所述形成的環(huán)，有一個最大厚度截面和一個最小厚度截面，所述環(huán)相對于所述座圈旋轉(zhuǎn)可調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的減震柱，其中，所述調(diào)整裝置，基本上包括下述安排一個座圈的座，由形成偏心器(79)的環(huán)組成，所述環(huán)有一個安裝面，安置在所述座圈上，所述環(huán)相對于所述座圈旋轉(zhuǎn)可調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的減震柱，其中，所述關(guān)于桿軸的力的方向調(diào)整裝置，基本上包括下述安排所述輪轂座的接合裝置，包括標(biāo)示減振器主體相對于輪轂座的相對方向的裝置，所述標(biāo)示裝置設(shè)置在接合表面上或其附近，通過所述減震器主體相對于輪轂座的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的減震柱，其中，所述調(diào)整裝置基本上包括下述安排將下座圈(41)安置在與減震器主體(2)合為一體的軸套(22)上，所述軸套形成一個滑路，引導(dǎo)所述座圈在與減震器軸交叉的平面上平移，所述減震柱包括用于選擇所述下座圈相對于所述軸套的相對位置的裝置，以及在所選擇的位置上鎖定所述下座圈和所述軸套的裝置。
9.麥克弗森(Macpherson)式懸架的減震柱用的測量臺，所述減震柱包括-減震器，包括主體和桿，所述主體包括準(zhǔn)備裝到輪轂座上的接合面；-準(zhǔn)備裝到車身上的聯(lián)結(jié)構(gòu)件，該構(gòu)件容納所述桿，并為它形成彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)；-圍繞桿的螺旋形彈簧；-安裝在減震器主體上的下座圈，和安裝在所述聯(lián)結(jié)構(gòu)件上的上座圈，所述彈簧被插裝在所述座圈之間；-所述測量臺被設(shè)置在框架(92)上，包括-第一塊板(90)，它的一個面上裝有接合聯(lián)結(jié)構(gòu)件的裝置；-心軸(91)，準(zhǔn)備用于容納所述主體；-保障心軸朝向和背離板，而作相對運動的裝置；-構(gòu)形裝置，用于使測量臺的形狀隨準(zhǔn)備安裝所述減震柱的車輛而變；-裝置用于保證至少獲得一個代表聯(lián)結(jié)構(gòu)件所受應(yīng)力的參數(shù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的測量臺，其中，板通過第一組三根連桿(B1，B2，B3)安裝在框架上，這些連桿的軸，同時以球關(guān)節(jié)一方面裝在所述第一塊板(90)的一個面上，相對的一面連有所述聯(lián)結(jié)構(gòu)件，另一方面在可構(gòu)形的凹部，裝在面對所述板的框架(92)上，所述凹部的定位，實質(zhì)上成為構(gòu)形手段，同時，板通過第二組三根共面的連桿(B4，B5，B6)安裝在框架上，這些連桿的軸，以球關(guān)節(jié)一方面裝在所述第一塊板上，另一方面裝在所述框架上，其聯(lián)結(jié)方式是使它們的平面垂直于桿的軸，所述連桿中的至少一根連桿，包含拉伸和壓縮力傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的測量臺，其中，所述第二組連桿中的至少兩根連桿，包含力傳感器(I)，以便測量減震器桿上的剪切力。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的測量臺，其中，第一塊板通過另一塊板(P3)安裝在框架上，所述另一塊板，一方面通過可構(gòu)形的軸裝在所述第一塊板與聯(lián)有所述聯(lián)結(jié)構(gòu)件的面相對的面上，另一方面裝在面對所述第一塊板的框架上，第一塊板還通過連桿(B3)安裝在框架上，連桿(B3)以球關(guān)節(jié)一方面裝在所述第一塊板與聯(lián)有上座圈的面相對的面上，另一方面在可構(gòu)形的凹部，裝在面對所述第一塊板的框架上，所述凹部的調(diào)整，實質(zhì)上成為所述構(gòu)形手段，第一塊板還通過第二連桿(B4)安裝在框架上，連桿(B4)以球關(guān)節(jié)一方面裝在所述第一塊板上，另一方面裝在所述框架上，以使所述第二連桿垂直于桿的軸，所述第二連桿包含拉伸和壓縮力傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的測量臺，其中，板(90)和連接柱(900)組件，通過六根連桿(B1至B6)裝在框架(92)上，這些連桿以球關(guān)節(jié)一方面裝在所述組件上，另一方面在可構(gòu)形的凹部，裝在面對所述組件的框架上，其中第一組兩根連桿(B1和B2)是共面的，共面的軸與轉(zhuǎn)向軸(80)一致，基本上在下臂的球關(guān)節(jié)的接合中心，其中第二組兩根連桿(B4和B6)是共面的，并這樣安排使它們的平面垂直于桿的軸，并位于容納所述桿的彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)的高度上，其中連桿(B5)與連桿(B6)共面，其它排方法是連桿(B5和B6)形成的平面垂直于轉(zhuǎn)向軸(80)，并在所述彈性聯(lián)結(jié)關(guān)節(jié)的高度上，與所述轉(zhuǎn)向軸相交，其中連桿(B3)定位在車輪的中央平面上。
14.用于測量減震柱的整套裝置，包括兩個相同的測量臺，每個測量臺根據(jù)權(quán)利要求9至13之一所述構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的減震柱調(diào)整方法，使用根據(jù)權(quán)利要求9至13之一的測量臺，包括下列步驟-根據(jù)準(zhǔn)備安裝所述減震柱的車輛的幾何學(xué)特征，調(diào)整測量臺的構(gòu)形；-操作調(diào)整裝置，目的是獲得所觀察的參數(shù)的預(yù)定最佳數(shù)值。
16.麥克弗森(Macphenson)式車輪懸架的減震柱，包括設(shè)有主體(2)和桿(3)的減震器，所述減震柱有一個圍繞所述桿(3)的螺旋形彈簧(4)，所述彈簧有一個由減震器主體(2)支承的下座圈，所述下座圈有一個接納所述彈簧的一端的下座，另外，有一個準(zhǔn)備安置于車身的上座圈(40)，所述上座圈有一個接納所述彈簧另一端的上座，所述上座圈被所述桿貫穿，減震器主體有一個表面，用于接合帶有接合裝置的輪轂座(5)，所述輪轂座確定所述車輪的旋轉(zhuǎn)軸，上下座圈中的一個，包含一個滾珠軸承，以允許輪轂座擺動，其特征在于所述滾珠軸承(70)的軸與轉(zhuǎn)向軸(80)不重合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的減震柱，包括調(diào)整所述滾珠軸承軸的軸與轉(zhuǎn)向軸之間距離的裝置。
18根據(jù)權(quán)利要求16的減震柱，其中，所述裝置包括一個滾珠軸承(42)的上環(huán)(74)貼靠在低摩擦襯套上，所述環(huán)(74)被控制圍繞垂直于所述環(huán)平面的軸(73)旋轉(zhuǎn)，并定位于其周緣的一點，還包括與所述軸相對的一個齒條(75)，齒條由連接在不可逆電控馬達(dá)系統(tǒng)的軸上的小齒輪(76)驅(qū)動。
全文摘要
減震柱，包括設(shè)置在彈簧4的下座圈41下面的滾珠軸承42。滾珠軸承42定中心于偏心軸套27，以使?jié)L珠軸承42的中心，從減振器2的軸偏移一個距離e。減震器主體2與輪轂座5之間的旋轉(zhuǎn)，使?jié)L珠軸承42的中心偏移，從而使下座圈41位移。采用適當(dāng)?shù)臏y量臺，減震柱在組裝中被精細(xì)地調(diào)整。
文檔編號B60G17/0185GK1157226SQ96114060
公開日1997年8月20日 申請日期1996年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月19日
發(fā)明者安東尼·迪克盧, 雅克·福雷, 雅克·富爾基耶, 蒂埃里·奧爾薩 申請人:米什蘭集團(tuán)總公司