專利名稱：轎車減振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轎車減振裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，轎車減振裝置的結(jié)構(gòu)如

圖1所示，它包括水平安裝的減振臂2、減振臂軸1、車輪3和垂直安裝的減振彈簧4等，這種裝置在減振時的形變運動沿鉛垂方向，以減少轎車在垂直方向上的顛簸，但這種裝置在轎車高速行駛，遇到比較明顯的凹凸路面或凸起高臺時，其顛簸振動仍會非常強烈，往往需要放慢車速來減小振動，或者通過增加車輪輪徑來降低振動。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點提供一種全新的減振裝置，該裝置是可減小轎車快速行駛時遇凹凸路面所產(chǎn)生的強烈顛簸振動。
為完成上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)解決方案是一種轎車減振裝置，包括減振臂9、減振臂軸7、與減振臂9相連的車輪11和減振彈簧10，其特征在于，所述減振臂9與水平面之間具有夾角α，該夾角α在25°～90°之間變化。
本發(fā)明的特征是改變單一垂直方向減振形變運動而引入重要的水平減振運動，是將垂直減振形變運動與水平減振形變運動相結(jié)合的減振裝置，它使得車輪減振臂9從在水平面上下變化的狀態(tài)改為在向下旋轉(zhuǎn)25°～90°的范圍內(nèi)變化的狀態(tài)，即使得車輪11以減振臂軸7為圓心，以減振臂9為半徑在向后向上或向下向前的弧線運動方式進行減振運動。
附面說明如下圖1是現(xiàn)有轎車減振裝置的結(jié)構(gòu)及受力分析平面圖；圖2是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的一個受力分析示意圖。
圖中各標號的說明如下1-減振臂軸，2-減振臂，3-車輪，4-減振彈簧，5-車體，6-車架鏈盤，7-減振臂軸，8-鏈條，9-減振臂，10-減振彈簧，11-車輪，12-車輪軸，13-車輪鏈盤，14-障礙物。
圖1在說明書第三部分已經(jīng)作過敘述，以下將對其運動時的受力情況進行分析，轎車快速行駛時，遇到凹凸路面或凸起高臺時所感受到的顛簸振動作用主要有二個力，一是f1減振沖擊力，二是f2阻礙沖擊力，f2是感覺更為明顯的一種沖擊力。其中f1主要與車輪3在遇到凸起時抬起加速度相關(guān)。這里當(dāng)車速越高，其車輪3抬起速度越高(當(dāng)車輪接觸凸起瞬間，抬起速度從vy＝0變?yōu)関y＝vctgβ，即有速度的瞬變要求，加速度無限大，但有車胎減緩作用，加速度會變?yōu)橛邢拗?，通過車輪與障礙物相撞的沖量轉(zhuǎn)化過程，加速度越大，f1越大。同時f亦越大，分力f2相應(yīng)越大，f2將直接對車體有一個阻礙沖擊力也就越強烈。
參見圖2，該轎車減振裝置具有一個安裝在車體5上的減振臂軸7、安裝在減振臂軸7上的車架鏈盤6、車輪軸12、車輪11、安裝在車輪軸12上的車輪鏈盤13、連接在減振臂軸7和車輪軸12之間的減振臂9、聯(lián)接在車架鏈盤6和車輪鏈盤13之間的傳動鏈條8以及安裝在減振臂9上的減振彈簧10。所述減振臂9與水平面之間的夾角α為60°時接觸障礙物。該裝置是一個主動輪減振裝置，若去掉鏈傳動部分即構(gòu)成被動輪減振裝置，其減振臂9的長度可以大于、等于或小于車輪半徑的任意長度，應(yīng)視轎車軸距、路面特征等因素確定。
參見圖3，當(dāng)車輪11繞減振臂軸7下移與水平夾角α從0°增大時，其障礙物14作用于車輪11的力f之分力f2將明顯減小，相應(yīng)地作用于減振彈簧10上的力f1有些增加，當(dāng)f2減小時，f2水平分力f22更小，車輪11所感受到的阻礙沖擊力大大減小，其顛簸振動減小。當(dāng)轎車快速行駛時，遇到障礙物高臺時，車輪11通過減振臂9繞減振臂軸7相對車體向后向上運動，車輪相對車體向后運動相當(dāng)于車輪水平運動速度降低，亦相當(dāng)于圖1所示狀態(tài)下當(dāng)轎車行使至障礙物時車速瞬間降低一樣；而向上運動相當(dāng)于障礙物高度降低。綜合起來，車體產(chǎn)生的顛簸振動明顯降低或減小了。
為了使車輪快速跟隨路面變化，需減輕車輪質(zhì)量，即減小車輪慣性，達到車輪跟隨路面變化的運動時車體的振動減弱，就需要適當(dāng)縮小輪徑，有利減小減振運動部分質(zhì)量。如圖3所示，減振臂及設(shè)置α＝25°～90°范圍變化時，車輪可減小輪徑以降低質(zhì)量，其減振臂的作用亦相當(dāng)于更大的一個車輪。
當(dāng)α角增大，如在50°～70°間變化時，其水平減振作用明顯，更有利于高速減振。如α在50°～90°之間變化的情況下，當(dāng)α＝90°時接觸障礙物，此時，其垂直抬起速度從零漸變增加。
下面我們分析車輪遇到凸起障礙時的動態(tài)受力情況，將忽略車體重量的靜力作用及作用方向的變化等。
如圖3所示，其各種受力情況推算如下①減振臂作用力f2＝fcos(α+β)減振臂軸水平分力f22＝f2cosα或f22＝fcosαcos(α+β)②車輪抬起速度vy＝vxctgβ車輪遇到凸起時的水平運行速度vx＝vcosα設(shè)轎車(車體)速度v不變，輪徑為d，半徑為r，凸起高為h則vy＝vcosαctgβctgβ=r2-(r-h)2r-h=2rh-h2r-h]]>即vy=v·2rh-h2r-h·cosα]]>v車速，r車輪半徑，h凸起高度，減振臂角α當(dāng)α＝0°時r＝4h時
當(dāng)
r＝2h時α＝？cosα=73·h3h=733=0.51]]>即輪徑縮小一倍時，α角增加到59.4°時，其垂直抬起速度vy相同。
而當(dāng)α增大時，其水平阻礙沖擊力減小到接近零。
假定轎車高速行使時遇到凸起時其高度不變，即車體高度不因凸起與車輪撞擊而改變時，分析各方面受力情況當(dāng)α＝0°r＝3h時
當(dāng)
r＝1.5h時cosα=52·0.52=542=0.395]]>α＝66.7°當(dāng)α＝0°時 r＝3hT=r2-(r-h)2v=5hv=2.236hv]]>當(dāng)α＝66.7°時r＝1.5hT=r2-(r-h)2v·cosα=2rh-h2v·cosα]]>=2h0.39v=3.6hv]]>當(dāng)α＝50°時
通過制圖方法較為容易得出給定減振臂長度下的α角范圍下的車輪避越凸起時間，可知其平均速度關(guān)系。
vy＝vx.ctgβ＝vcosα.ctgβctgβ=2rh-h2r-h]]>下表是表示vy、α、h、r之間關(guān)系的一組數(shù)據(jù)
從表中可以看出車輪抬起速度隨α增大而減小，隨凸起增大而增大，隨輪徑增加而減小。
如車輪抬起初始速度增加一倍，則加速度α增加一倍左右，車輪等可動部分折算質(zhì)量m(主要是車輪重量)，需要抬起力f11＝ma增加一倍左右，f增加一倍左右，f2增加一倍左右，f22相應(yīng)地也增加一倍左右，即阻礙沖擊力增加一倍左右。
如圖3所示，當(dāng)γ＝α+β增大到90°時，則f分力f2＝0，繼續(xù)增大，f2方向變反，其阻礙沖擊作用改變?yōu)橥七M力f2其分力f22有益于減弱f12作用，改善了減振效果。γ＝α+β增大有兩個因素，一個是α角增大，另一個是阻礙物h減小。
本發(fā)明所述減振裝置，當(dāng)車輛啟動加速時，車體不產(chǎn)生剛性沖擊，當(dāng)車輛制動剎車時，車體相對車輪可向前彈性緩沖，使制動有效平穩(wěn)。本發(fā)明所述減振裝置，承載剛度增強，車輛轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性改善，而低速行駛時，減振效果有所降低。
如圖3所示，當(dāng)車速增加一倍時，其f與圖1中的f力相近，而水平阻礙沖擊力大為降低，這樣本發(fā)明對相同輪徑其速度提高一倍時，所感受到的顛簸還會減弱。減振沖擊力的大大減小，對底盤剛度要求也隨之大大降低。
權(quán)利要求
1.一種轎車減振裝置，包括減振臂9、減振臂軸7、與減振臂9相連的車輪11和減振彈簧10，其特殊之處在于，所述減振臂9與水平面之間具有夾角α，該夾角α在25°～90°之間變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轎車減振裝置,主要解決已有技術(shù)減振效果較差,在轎車高速行駛、遇明顯凹凸路面時,其顛簸振動會非常強烈的缺點,該裝置包括減振臂和減振臂軸、與減振臂相連的車輪和減振彈簧,本發(fā)明的特殊之處在于,所述減振臂與水平面之間具有夾角α,該夾角α在25°～90°之間。本發(fā)明改變單一垂直方向的減振運動而引入重要的水平減振運動,可明顯提高轎車快速向前行駛的減振效果,適合于在各類轎車及越野車上使用。
文檔編號B60G3/02GK1198385SQ97108480
公開日1998年11月11日 申請日期1997年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月6日
發(fā)明者馬玉林 申請人:西安磁林電氣公司