一种汽车悬架及其控制臂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车悬架的控制臂，包括主体，所述主体包括形状相同的第一槽形件和第二槽形件，所述第一槽形件的背部平面与所述第二槽形件的背部平面紧贴，并固定连接，所述第一槽形件和第二槽形件的一端对应设置有具有环壁的、且用于与安装衬套配合的安装孔；在所述第一槽形件和第二槽形件的另一端，两者间的间隙从安装孔端至其相对端的方向逐渐增大，且当与转向节头部的宽度值相等后，间隙距离保持恒定。本发明所公开的汽车悬架控制臂，其主体包括两个形状结构完全相同的槽形件，两者的背部平面固定连接，因此在结构上对称，实现了汽车悬架的左右件通用性，降低了生产成本。本发明还公开了一种包括上述控制臂的汽车悬架。
【专利说明】
一种汽车悬架及其控制臂
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆工程【技术领域】，特别涉及一种汽车悬架的控制臂。本发明还涉及一种包括上述控制臂的汽车悬架。
【背景技术】
[0002]随着中国机械产业的发展，作为其三大支柱之一的汽车产业如今已逐渐成熟。众所周知，汽车整车包括多个系统，其中比较重要的有行驶系、转向系和制动系等。以行驶系为例，汽车行驶系统主要包括悬架、车架、车轮及车桥。其中悬架系统，是现代汽车上的重要总成，对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。而控制臂作为汽车悬架系统重要的导向和传力元件，一般通过球铰或衬套把车轮和车身弹性连接在一起，将作用在车轮上的各种力和力矩传递给车身，同时保证车轮按照一定轨迹运动。
[0003]目前，汽车悬架控制臂主要以冲压焊接件和铸造件为主。但是为控制成本，普通轿车控制臂使用铸造件的情况较少，使用冲压焊接件较多。
[0004]请参考图1和图2，图1为现有技术中一种悬架控制臂的整体结构示意图；图2为图1的所示悬架控制臂的俯视图。
[0005]在现有技术中，控制臂一般包括主体I和安装衬套2。为了保证控制臂具有足够的强度和刚度，通常从控制臂的结构设计和材料选取:料厚、力学特性等两方面入手。其中主体I的结构设计相对比较复杂，结构特征多，而且所用模具相对复杂。虽然控制臂的刚度和强度得到一定程度的保证，但是控制臂的主体由于自身结构复杂，不能在汽车的左右两边悬架上同时使用，因此需要在汽车的左右两边悬架上使用结构不同的控制臂，增加了汽车悬架的开发成本、制造成本和维修成本。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种汽车悬架的控制臂，通过自身对称的结构设计，使得汽车在左右两边的悬架上可以使用同一个控制臂，节省了开发成本和制造成本。本发明的另一目的是提供一种包括上述控制臂的汽车悬架。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车悬架的控制臂，包括主体，所述主体包括形状相同的第一槽形件和第二槽形件，所述第一槽形件的背部平面与所述第二槽形件的背部平面紧贴，并固定连接，所述第一槽形件和第二槽形件的一端对应设置有具有环壁的、且用于与安装衬套配合的安装孔；在所述第一槽形件和第二槽形件的另一端，两者间的间隙从安装孔端至其相对端的方向逐渐增大，且当与转向节头部的安装宽度值匹配后，间隙距离保持恒定。
[0008]优选地，所述第一槽形件与所述第二槽形件均为冲压件。
[0009]优选地，所述第一槽形件的背部平面与所述第二槽形件的背部平面焊接成型。
[0010]优选地，所述第一槽形件和所述第二槽形件的中间位置处设置有减重孔。
[0011]优选地，所述第一槽形件和所述第二槽形件的开叉端位置处均设置有加强筋。
[0012]优选地，所述第一槽形件和所述第二槽形件的开叉端末尾处均设置有使控制臂安装螺栓通过的通孔。
[0013]优选地，所述主体的开叉端的顶部和底部均设置有加强板。
[0014]优选地，所述安装衬套的安装芯轴上设置有用于标记控制臂安装方向的标记缺□。
[0015]本发明还提供一种汽车悬架，包括架体和设置于所述架体上的控制臂，其中，所述控制臂为上述任一项所述的控制臂。
[0016]本发明所提供的汽车悬架的控制臂，主要包括主体等，其中主体包括形状构造完全相同的第一槽形件和第二槽形件。由于是槽形件，所以第一槽形件和第二槽形件都具有凹面和平面，而一般在工程上，凹面为第一槽形件和第二槽形件的正面，而平面为第一槽形件和第二槽形件的背面。其中，第一槽形件的背部平面和第二槽形件的背部平面紧贴在一起，并固定连接，形成一个整体。由于第一槽形件和第二槽形件形状相同，且通过背部平面固定成型，因此控制臂主体在整体形状上是对称的。所以该控制臂可以在汽车的左右两边的悬架上同时使用，减少了开发成本和制造成本。同时，为了实现控制臂的固有功能，与汽车悬架上的其余零部件配合使用，在第一槽形件和第二槽形件的其中一端设置有安装孔，该安装孔是为了与安装衬套配合而存在的，而为了衬托起安装衬套，在安装孔的周围设置有环壁；另外，为了与转向节配合，在第一槽形件和第二槽形件的另一端，即安装孔端的相对端，第一槽形件和第二槽形件之间的间隙逐渐增大，且当与转向节头部的安装宽度值匹配后，间隙距离保持恒定。在结构上看，即主体在该相对端处开叉，而该开叉口的恒定距离就给转向节的安装提供了预留空间。综上所述，本发明所提供的汽车悬架的控制臂，通过形状相同的第一槽形件和第二槽形件对称固定连接成型，在实现悬架控制臂固有功能的基础上，实现了汽车悬架的左右控制臂通用性，因此在汽车的左右两侧悬架上只需使用同一种悬架，从而降低了开发成本、制造成本和维修成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018]图1为现有技术中一种悬架控制臂的整体结构示意图；
[0019]图2为图1所示悬架控制臂的俯视图；
[0020]图3为本发明所提供的第一种【具体实施方式】的整体结构示意图；
[0021]图4为图3所示第一槽形件的具体结构示意图；
[0022]图5为本发明所提供的第二种【具体实施方式】的整体结构示意图；
[0023]图6为图5所示第一槽形件的具体结构示意图；
[0024]图7为本发明所提供的第三种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0025]其中，图1—2中:
[0026]主体一 I，安装衬套一 2。
[0027]图3—图 4 中:
[0028]主体一 I，第一槽形件一 101，第二槽形件一 102，安装衬套一2，安装孔一3，环壁一301，通孔一 6。
[0029]图 5—6 中:
[0030]主体一 I，第一槽形件一 101，第二槽形件一 102，减重孔一 4，加强筋一 5。
[0031]图7 中:
[0032]主体一 I，加强板一7ο
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]请参考图2，图2为本发明所提供的第一种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0035]在本发明所提供的第一种【具体实施方式】中，汽车悬架的控制臂主要包括主体I。其中，主体I包括第一槽形件101和第二槽形件102。由于第一槽形件101和第二槽形件102呈凹槽形状，所以第一槽形件101和第二槽形件102的正面为凹槽状，而第一槽形件101和第二槽形件102的背面为普通平面。据此，在本实施中，第一槽形件101和第二槽形件102通过前述各自平整的背面固定连接在一起，并固化成型为一体。优选地，第一槽形件101和第二槽形件102各自的背部平面通过焊接成型，整体结构精致美观。当然，第一槽形件101和第二槽形件102还可以是通过螺栓固定连接或铆钉拉铆的方式固定连接。
[0036]从机械结构上看，第一槽形件101和第二槽形件102背对背地紧靠，其横截面的形状为“工”字形，类似于工程上的工字型梁，其特点和工字型梁的特性相近:结构轻便、具有足够的强度和刚度且承载力够大。另外，从整体结构上看，由于第一槽形件101和第二槽形件102形状完全相同，又通过各自的背面固定连接在一起，所以主体I以第一槽形件101和第二槽形件102相连接的平面为对称轴左右对称。
[0037]为了控制制造成本，第一槽形件101和第二槽形件102优选为经压力机和模具冲压而成的冲压件。由于第一槽形件101和第二槽形件102两个冲压件的形状结构完全相同，由同一副模具制造而成，且模具结构简单，开发费用低，因此大幅降低了第一槽形件101和第二槽形件102的制造成本。当然，第一槽形件101和第二槽形件102也可以是经铸造而成的铸造件。
[0038]同时为了更好地实现汽车悬架控制臂的固有功能，汽车悬架控制臂的一端需与车身零件相连，而另一端需与转向节相连。其中，汽车悬架控制臂与车身零件的连接关系需要通过安装衬套2的配合来保证。为此，在第一槽形件101和第二槽形件102的一端设置有安装孔3，其尺寸的设计能够很好地与安装衬套2配合。并且安装孔3的周围设置有环壁301，安装衬套2在插入安装孔3后两端伸出部分就由环壁301承载，稳固了安装衬套2和安装孔3的连接关系。
[0039]同理为了与转向节配合，在第一槽形件101和第二槽形件102的另一端，即安装孔端的相对端，第一槽形件101和第二槽形件102之间的间隙逐渐增大，即第一槽形件101和第二槽形件102在该相对端处并非如前面部分一样是固定连接成一体的，而是分叉开来，互相隔离。而且当与转向节头部的安装宽度值匹配后，间隙距离保持恒定。从整体结构上看，主体I的开叉端呈燕尾状，其中因分叉而留出的恒定间隙就是为安装转向节的预留空间。
[0040]接上述，为了稳固主体I与转向节的连接关系，优选地，在第一槽形件101和第二槽形件102的开叉端的末尾处都设置有通孔6。该通孔6能使控制臂安装螺栓顺利通过，从而使控制臂安装螺栓在贯穿通孔6和转向节的同时，将主体I和转向节牢牢固定。
[0041]综上所述，第一槽形件101和第二槽形件102因为形状结构完全相同，又通过背部平面固定连接在一起，因此主体I的自身结构以第一槽形件101和第二槽形件102的连接面为对称轴左右对称，从而实现了汽车悬架左右两侧控制臂的通用性。所以，对比现有技术中需在汽车的左右两边使用两个不同的控制臂，本实施例在汽车悬架的左右两侧可以使用同一个控制臂，降低了开发成本和制造成本，且汽车悬架左右两侧控制臂的通用性使得其左右两侧的控制臂可以随时互换，从而降低了维修费用。另外，由于主体I的结构从横截面看是“工”字型，其结构的力学特性和工字型梁相近，在满足刚度、强度和承载力的要求下，优化机械结构，减轻自身结构的自重，从而节省了原材料的消耗，一定程度上降低了制造成本。
[0042]进一步地，由于本实施例中的主体I在结构上自身对称，因此为防止操作工人误操作而导致控制臂安装不正确，本实施例在安装衬套2的安装芯轴201上设置有标记缺口202。所以，操作工人可根据标记缺口 202的缺口方向判断正确的安装方向，避免将结构对称的主体I装反。
[0043]本实施例还提供一种汽车悬架，包括架体和设置在架体上的控制臂，其中，控制臂与前述内容相同，此处不再赘述。
[0044]请参考图3，图3为本发明所提供的第二种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0045]本发明所提供的第二种【具体实施方式】，在第一种【具体实施方式】的基础上做了改进，具体为:在第一槽形件101和第二槽形件102上增设了减重孔4和加强筋5。本实施例中所提供的第一槽形件101和第二槽形件102的其余部分与前述内容相同，此处不再赘述。
[0046]在本实施例中，主要对主体I的整体结构进行了两方面的优化。
[0047]首先，在第一槽形件101和第二槽形件102的中间位置处都设置了减重孔4。由于在实际运行过程中，第一槽形件101和第二槽形件102的中间位置处受力比较小，其强度要求和刚度要求也比较小，因此可以通过镂空的方式在第一槽形件101和第二槽形件102的中间位置处设置减重孔4，从而不仅减少了原材料的消耗，降低了生产成本，还满足了主体I的局部强度和刚度的要求。
[0048]在另一方面，主体I局部有强度、刚度要求低的部分，同样也存在强度、刚度要求高的部分。在实际运行过程中，第一槽形件101和第二槽形件102的开叉端位置处受力比较大，因此其强度要求和刚度要求比较高。为此，本实施例在第一槽形件101和第二槽形件102的开叉端位置处设置了加强筋5。通过加强筋5的作用，就能够有效地使主体I在高强度的工作环境下提高工作性能和可靠度。
[0049]本实施例还提供一种汽车悬架，包括架体和设置在架体上的控制臂，其中，控制臂与上述内容相同，此处不再赘述。
[0050]请参考图4，图4为本发明所提供的第三种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0051]本发明所提供的第三种【具体实施方式】，在第二种【具体实施方式】的基础上做了改进，具体为:在主体I上增设了加强板7。本实施例中所提供的主体I的其余部分与前述内容相同，此处不再赘述。
[0052]在本实施例中，为了进一步提高控制臂的刚度、强度和承载力上限，改善控制臂主要受力部位的应力情况，在主体I的开叉端处的顶部和底部增设了加强板7。一般地，该加强板7呈梯形形状的平板结构，将主体I的左右开叉端连接成一体。由于加强板7的存在，主体I在汽车运行过程中可以有效避免受应力过大而出现破损的情况，提高了汽车悬架控制臂的工作性能和可靠度。
[0053]本实施例还提供一种汽车悬架，包括架体和设置在架体上的控制臂，其中，控制臂与上述内容相同，此处不再赘述。
【权利要求】
1.一种汽车悬架的控制臂，包括主体(I)，其特征在于，所述主体(I)包括形状相同的第一槽形件(101)和第二槽形件(102)，所述第一槽形件(101)的背部平面与所述第二槽形件(102)的背部平面紧贴，并固定连接，所述第一槽形件(101)和第二槽形件(102)的一端对应设置有具有环壁(301)的、且用于与安装衬套(2)配合的安装孔(3);在所述第一槽形件(101)和第二槽形件(102)的另一端，两者间的间隙从安装孔端至其相对端的方向逐渐增大，且当与转向节头部的安装宽度值匹配后，间隙距离保持恒定。
2.根据权利要求1所述的控制臂，其特征在于，所述第一槽形件(101)与所述第二槽形件(102)均为冲压件。
3.根据权利要求1所述的控制臂，其特征在于，所述第一槽形件(101)的背部平面与所述第二槽形件(102)的背部平面焊接成型。
4.根据权利要求1所述的控制臂，其特征在于，所述第一槽形件(101)和所述第二槽形件(102)的中间位置处均设置有减重孔(4)。
5.根据权利要求1所述的控制臂，其特征在于，所述第一槽形件(101)和所述第二槽形件(102)的开叉端位置处均设置有加强筋(5)。
6.根据权利要求1所述的控制臂，其特征在于，所述第一槽形件(101)和所述第二槽形件(102)的开叉端末尾处均设置有使控制臂安装螺栓通过的通孔(6)。
7.根据权利要求1所述的控制臂，其特征在于，所述主体(I)的开叉端的顶部和底部均设置有加强板(7)。
8.根据权利要求1所述的控制臂，其特征在于，所述安装衬套(2)的安装芯轴(201)上设置有用于标记控制臂安装方向的标记缺口(202)。
9.一种汽车悬架，包括架体和设置于所述架体上的控制臂，其特征在于，所述控制臂为权利要求1一8任一项所述的控制臂。
【文档编号】B60G7/00GK104260608SQ201410556963
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】陆海波, 李岩和, 徐铄, 张 杰 申请人:重庆长安汽车股份有限公司