悬架控制臂结构、悬架及车辆的制作方法

本实用新型涉及汽车悬架技术领域，尤其是涉及一种悬架控制臂结构、悬架及车辆。

背景技术：

悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的传力连接装置的总称。它的作用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架上，以保证车辆的正常行驶。

传统独立悬架的控制臂由于旋转副的限制，在车轮上下跳动过程的同时也会造成横向移动，造成车轮接地点的横向变化。车轮的横向移动会使轮胎包络面变大，造成车身轮罩板的尺寸变大，进一步影响到车内的空间尺寸，车轮的横向移动时轮胎接地点横向变化，会使轮胎磨损加大。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种悬架控制臂结构、悬架及车辆，以缓解现有技术中存在车轮上下跳动时会发生横向移动的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种悬架控制臂结构，包括控制臂；所述控制臂包括第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件和限位件，所述第一连接件、所述第二连接件、所述第三连接件和所述第四连接件均具有两个连接点，即第一连接点和第二连接点；

所述第一连接件的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离等于所述第二连接件的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离；

所述第一连接件的第一连接点、所述第二连接件的第一连接点和所述第三连接件的第一连接点铰接于一点，所述第一连接件的第二连接点、所述第二连接件的第二连接点和所述第三连接件的第二连接点均连接于所述限位件，以使所述第一连接件第二连接点的旋转轴线、所述第二连接件第二连接点的旋转轴线和所述第三连接件第二连接点的旋转轴线共面且平行，所述第一连接件的第二连接点、所述第二连接件的第二连接点和所述第三连接件的第二连接点沿自身旋转轴线的平面投影共线；

所述第四连接件的第一连接点铰接于所述第二连接件的第二连接点，所述第四连接件第二连接点的旋转轴线与所述第三连接件第二连接点的旋转轴线的距离等于所述第四连接件的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离。

进一步地，所述限位件包括第五连接件、第六连接件和第七连接件，所述第五连接件、所述第六连接件和所述第七连接件均具有两个连接点，即第一连接点和第二连接点；

所述第五连接件的第一连接点与所述第六连接件的第一连接点铰接；

所述第五连接件的第二连接点与所述第一连接件的第二连接点铰接，所述第六连接件的第二连接点与所述第二连接件的第二连接点铰接；

所述第五连接件的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离、所述第六连接件的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离均等于所述第一连接件的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离；

所述第七连接件的两个连接点分别铰接于所述第五连接件的第二连接点和所述第三连接件的第二连接点。

进一步地，所述第一连接件、所述第二连接件、所述第三连接件、所述第四连接件、所述第五连接件、所述第六连接件、所述第七连接件均为杆件，且连接点为杆件的端部。

进一步地，所述悬架控制臂结构包括支撑件和两个所述控制臂；

所述支撑件具有两个连接点，所述支撑件的其中一连接点铰接于其中一所述第一连接件的第二连接点，所述支撑件的另一连接点铰接于另一所述第一连接件的第二连接点。

进一步地，所述支撑件两个连接点的旋转轴线形成的平面垂直于所述第四连接件第二连接点的旋转轴线与所述第三连接件第二连接点的旋转轴线形成的平面。

进一步地，所述支撑件为转向节。

一种悬架，包括减振机构和上述的悬架控制臂结构；

所述减振机构的一端与所述悬架控制臂结构连接。

进一步地，所述减振机构包括弹簧和减振器；

所述弹簧的下端和所述减振器的下端均与所述悬架控制臂结构连接。

一种车辆，包括车身和上述的悬架；

所述第四连接件的第二连接点与所述第三连接件的第二连接点均铰接于所述车身；

所述第一连接件的第二连接点与转向节连接；

所述减振机构的远离所述悬架控制臂结构的端部与所述车身连接。

一种车辆，包括副车架和上述的悬架；

所述第四连接件的第二连接点与所述第三连接件的第二连接点均铰接于所述副车架；

所述第一连接件的第二连接点与转向节连接；

所述减振机构的远离所述悬架控制臂结构的端部与所述副车架连接。

结合以上技术方案，本实用新型带来的有益效果分析如下：

本实用新型提供了一种悬架控制臂结构，该悬架控制臂结构包括控制臂；控制臂包括第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件和限位件，第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件均具有两个连接点，即第一连接点和第二连接点；第一连接件的第一连接点与第二连接点的距离等于第二连接件的第一连接点与第二连接点的距离；第一连接件的第一连接点、第二连接件的第一连接点和第三连接件的第一连接点铰接于一点，第一连接件的第二连接点、第二连接件的第二连接点和第三连接件的第二连接点均连接于限位件，以使第一连接件的第二连接点、第二连接件的第二连接点和第三连接件的第二连接点位于同一直线；第四连接件的第一连接点铰接于第二连接件的第二连接点，第四连接件的第二连接点与第三连接件的第二连接点的距离等于第四连接件的第一连接点与第二连接点的距离。

该悬架控制臂结构安装于车辆上时，第三连接件的第二连接点和第四连接件的第二连接点铰接于车架、车身或副车架，并且，第四连接件第二连接点的旋转轴线与第三连接件第二连接点的旋转轴线所形成的平面与地面平行。根据该悬架控制臂结构的连接关系，可以得知第一连接件的第二连接点、第三连接件的第二连接点互为反演点，所以，第一连接件的第二连接点的运动轨迹垂直于第四连接件第二连接点的旋转轴线与第三连接件第二连接点的旋转轴线所形成的平面，即第一连接件的第二连接点的运动轨迹垂直于地面。转向节连接于第一连接件的第二连接点，车轮安装于转向节，该悬架控制臂结构使车轮跳动时只有垂直于地面的运动，没有沿车身横向的运动，进而减小了轮胎的包络面，使车身轮罩板的尺寸能够减小，增大车内空间，同时使车轮在跳动时，轮胎的接地点不会发生横向变化，减少了轮胎的磨损。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书和附图所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的悬架控制臂结构的第一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的悬架控制臂结构的第二种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的悬架控制臂结构的第二种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的悬架控制臂结构的原理图。

图标：100－控制臂；110－第一连接件；120－第二连接件；130－第三连接件；140－第四连接件；150－限位件；151－第五连接件；152－第六连接件；153－第七连接件；200－支撑件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对实施例1至实施例4进行详细描述：

实施例1

本实施例提供了一种悬架控制臂结构，请一并参照说明书附图中图1至图4。

如图1所示，该悬架控制臂结构包括控制臂100；控制臂100包括第一连接件110、第二连接件120、第三连接件130、第四连接件140和限位件150，第一连接件110、第二连接件120、第三连接件130和第四连接件140均具有两个连接点，即第一连接点和第二连接点；第一连接件110的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离等于第二连接件120的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离；第一连接件110的第一连接点、第二连接件120的第一连接点和第三连接件130的第一连接点铰接于一点，第一连接件110的第二连接点、第二连接件120的第二连接点和第三连接件130的第二连接点均连接于限位件150，以使第一连接件110第二连接点的旋转轴线、第二连接件120第二连接点的旋转轴线和第三连接件130第二连接点的旋转轴线共面且平行，第一连接件110的第二连接点、第二连接件120的第二连接点和第三连接件130的第二连接点沿自身旋转轴线的平面投影共线；第四连接件140的第一连接点铰接于第二连接件120的第二连接点，第四连接件140第二连接点的旋转轴线与第三连接件130第二连接点的旋转轴线的距离等于第四连接件140的第一连接点旋转轴线与第二连接点旋转轴线的距离。

具体地，将该悬架控制臂结构简化为如图4所示结构，SQ相当于第一连件，SP相当于第二连件，SO相当于第三连件，PR相当于第四连接件140。过S点作ST⊥PQ于点T，由于SQ＝SP，则PT＝QT。

OP·OQ＝(OT－PT)·(OT+QT)

＝(OT－PT)·(OT+PT)

＝OT²－PT²

＝(OT²+ST²)－(PT²+ST²)

＝OS²－SP²

OS、SP的长度均固定，所以OS²－SP²为常数，令OS²－SP²＝r²，所以，P和Q是以O为圆心、r为半径的圆的反演点。根据圆的反演定理可以得知Q的运动轨迹为直线，证明如下。

如图4所示，由于第四连接件140的第二连接点与第三连接件130的第二连接点的距离等于第四连接件140的第一连接点与第二连接点的距离，则点P和点O始终位于R为圆心RP为半径的圆周上。连接点O和点R并延长，与圆周交于点W。在OR延长线上找一点V，进而使得OW·OV＝OP·OQ，并连接QV。

由于OW·OV＝OP·OQ，则OW/OQ＝OP/OV，同时∠POW＝∠QOV，所以，△OVQ∽△OWP，进而∠OVQ＝∠OPW＝90°。

由于OW·OV＝OP·OQ＝常数，OW＝2RP，所以，V点的位置是固定不变的。同时，OQ的方向是任意的，所以Q点的移动路径为过V点的垂线，即第一连接件110的第二连接点的运动轨迹垂直于第四连接件140第二连接点的旋转轴线与第三连接件130第二连接点的旋转轴线所形成的平面。

该悬架控制臂结构安装于车辆时，第三连接件130的第二连接点和第四连接件140的第二连接点铰接于车架、车身或副车架，第四连接件140第二连接点的旋转轴线与第三连接件130第二连接点的旋转轴线所形成的平面与地面平行，第一连接件110的第二连接点的运动轨迹垂直于第四连接件140第二连接点的旋转轴线与第三连接件130第二连接点的旋转轴线所形成的平面，所以，第一连接件110的第二连接点的运动轨迹垂直于地面。

转向节连接于第一连接件110的第二连接点，车轮安装于转向节，该悬架控制臂结构使车轮跳动时只有垂直于地面的运动，没有沿车身横向的运动，进而减小了轮胎的包络面，使车身轮罩板的尺寸能够减小，增大车内空间，同时使车轮在跳动时，轮胎的接地点不会发生横向变化，减少了轮胎的磨损。

进一步地，如图1所示，限位件150包括第五连接件151、第六连接件152和第七连接件153，第五连接件151、第六连接件152和第七连接件153均具有两个连接点，即第一连接点和第二连接点；第五连接件151的第一连接点与第六连接件152的第一连接点铰接；第五连接件151的第二连接点与第一连接件110的第二连接点铰接，第六连接件152的第二连接点与第二连接件120的第二连接点铰接；第五连接件151的第一连接点的旋转轴线与第二连接点的旋转轴线的距离、第六连接件152的第一连接点的旋转轴线与第二连接点的旋转轴线的距离均等于第一连接件110的第一连接点的旋转轴线与第二连接点的旋转轴线的距离；第七连接件153的两个连接点分别铰接于第五连接件151的第二连接点和第三连接件130的第二连接点。

通过第五连接件151、第六连接件152和第七连接件153，使第一连接件110第二连接点的旋转轴线、第二连接件120第二连接点的旋转轴线和第三连接件130第二连接点的旋转轴线共面且平行，第一连接件110的第二连接点、第二连接件120的第二连接点和第三连接件130的第二连接点沿自身旋转轴线的平面投影共线，证明如下。

连接TU，由于ST⊥PQ、SP＝PU＝UQ＝QS，所以T点位于SU的中点。

连接PQ，直线PQ过T点，由于OS＝OU，即△SOU为等腰三角形，所以，O点位于直线QP的延长线上。所以，点O、点P和点Q位于一条直线上，即第一连接件110的第二连接点、第二连接件120的第二连接点、第三连接件130的第二连接点位于同一直线。

需要说明的是，能够使得第一连接件110的第二连接点、第二连接件120的第二连接点和第三连接件130的第二连接点位于同一直线上的结构的限位件150除了采用上述结构外，还可以采用其他结构形式。例如，限位件150包括滑动直杆，第一连接件110的第二连接点、第二连接件120的第二连接点和第三连接件130的第二连接点均与滑动直杆滑动连接。

进一步地，如图1至图3所示，第一连接件110、第二连接件120、第三连接件130、第四连接件140、第五连接件151、第六连接件152、第七连接件153均为杆件，且连接点为杆件的端部。

第一连接件110、第二连接件120、第三连接件130、第四连接件140、第五连接件151、第六连接件152、第七连接件153均采用杆件，并且将连接点设置在杆件的端部，使得该悬架控制臂结构在实现车轮跳动时只有垂直于地面的运动，没有沿车身横向的运动的同时，该悬架控制臂100的结构更加紧凑，占用空间更小，进而能够增大车内空间，方便车内部件的布置。

当然，第一连接件110、第二连接件120、第三连接件130、第四连接件140、第五连接件151、第六连接件152、第七连接件153也可以采用其他结构。以第一连接件110为例，第一连接件110还可以为钣金件，在保证钣金件刚度的同时，在钣金件上开设两个通孔作为连接点。

进一步地，如图2和图3所示，悬架控制臂结构包括支撑件200和两个控制臂100；支撑件200具有两个连接点，支撑件200的其中一连接点铰接于其中一第一连接件110的第二连接点，支撑件200的另一连接点铰接于另一第一连接件110的第二连接点。

两个控制臂100使该控制臂100结构的结构强度增大，进而使该控制臂100结构承载能力较强，该控制臂100结构在工作时，两个控制臂100一同运动，使车轮在垂直于地面方向的运动更精准。

进一步地，支撑件200两个连接点的旋转轴线形成的平面垂直于第四连接件140第二连接点的旋转轴线与第三连接件130第二连接点的旋转轴线形成的平面。

该悬架控制臂结构安装于车辆上时，第三连接件130的第二连接点和第四连接件140的第二连接点铰接于车架、车身或副车架，并且，第四连接件140第二连接点的旋转轴线与第三连接件130第二连接点的旋转轴线形成的平面与地面平行。支撑件200两个连接点的旋转轴线形成的平面垂直于第四连接件140第二连接点的旋转轴线与第三连接件130第二连接点的旋转轴线形成的平面，支撑件200两个连接点的旋转轴线形成的平面与地面垂直，方便了车轮的安装，将转向节连接于支撑件200，车轮安装于转向节，车轮的轴线平行于地面。

进一步地，连支撑件200为转向节。

具体地，转向节的两端分别与两个第一连接件110的第二连接点铰接，车轮安装到转向节。

将转向节作为支撑件200使该悬架控制臂结构更加紧凑，进而使车身轮罩板的尺寸能够进一步减小，增大车内的空间。

实施例2

本实施例提供了一种悬架，该悬架包括减振机构和实施例1提供的悬架控制臂结构。

减振机构的一端与悬架控制臂结构连接。

该悬架具有实施例1提供的悬架控制臂结构使安装到该悬架上的车轮能够只有垂直于地面运动，没有沿车身横向的运动，能够减小轮胎包络面的尺寸，减小车身轮罩板的尺寸变小，使轮胎接地点不会发生变化，减少轮胎磨损。

减振机构可以与悬架控制臂结构的任意一个连杆连接，也可以与两个连杆的铰接点连接。

减振机构能够使车轮贴紧地面、同时能够过滤车轮的振动，减弱向车体内传递的振动，保证车辆的舒适性，给驾乘人员一个舒适的感受。

进一步地，减振机构包括弹簧和减振器；弹簧的下端和减振器的下端均与悬架控制臂结构连接。

弹簧始终处于被压缩状态，能够给予悬架控制臂结构远离车身的作用力，使车轮始终与地面贴合，同时对振动起到缓冲作用。减振器在该悬架被压缩的行程内，即车轮与车身相互靠近的行程内，减振器的阻尼力较小，弹簧能够充分缓和冲击；减振器在该悬架伸张行程内，即车轮与车身相互远离的行程内，减振器的阻尼较大，能够迅速减振。

弹簧的结构形式并不进行限制，弹簧可以为圆柱弹簧、钢板弹簧、扭杆弹簧等。

实施例3

本实施例提供了一种车辆，该车辆包括车身和实施例2提供的悬架。

第四连接件140的第二连接点与第三连接件130的第二连接点均铰接于车身；第一连接件110的第二连接点与转向节连接；减振机构的远离悬架控制臂结构的端部与车身连接。

该车辆的车身为承载式车身，实施例1提供的悬架连接到车身上，车轮安装于转向节，车轮只有垂直于地面运动，没有沿车身横向的运动。轮胎的包络面较小，能够使该车辆的车身的轮罩板的尺寸设计的较小，增大车内的空间。同时，该车辆的轮胎上下跳动时，轮胎的接地点没有横向变化，减少了该车辆的轮胎磨损，延长了轮胎的使用寿命。

实施例4

本实施例提供了一种车辆，该车辆包括副车架和实施例2提供的悬架。

第四连接件140的第二连接点与第三连接件130的第二连接点均铰接于副车架；第一连接件110的第二连接点与转向节连接；减振机构的远离悬架控制臂结构的端部与副车架连接。

该车辆的车身为具有副车架的承载式车身，实施例1提供的悬架连接到副车架上，车轮安装于转向节，车轮只有垂直于地面运动，没有沿车身横向的运动。轮胎的包络面较小，能够使该车辆的车身的轮罩板的尺寸设计的较小，增大车内的空间。同时，该车辆的轮胎上下跳动时，轮胎的接地点没有横向变化，减少了该车辆的轮胎磨损，延长了轮胎的使用寿命。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。