一种汽车独立悬架装置的制作方法

本发明涉及汽车生产制造的技术领域，尤其涉及一种汽车独立悬架装置。

背景技术：

近年来汽车悬架作为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间连接的传力机件，是保证乘坐舒适性的重要部件。汽车悬架分为独立悬架和非独立悬架，由于独立悬架和非独立悬架的结构特殊性，非独立悬架应用于普通路面车辆，而结构复杂、造价相对较高的独立悬架被应用于越野车辆。但普通路面也有路况不理想的，为了提高平稳性，改善汽车舒适性，越来越多的普通车辆也采用独立悬架机构。目前，独立悬架机构分为横臂式、纵臂式、多连杆式等，但这些独立悬架都存着这结构复杂、成本高、维修不便的缺点。

但目前仅针对轮胎受到向上作用力后转移至底盘支架进行缓冲，但忽视了轮胎同样受到向上作用力，例如轮胎起跳后的弹簧回弹力和轮胎自身重力，因此同样会对底部支架带来相当的损耗，也会对汽车稳定性造成影响。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：提出一种汽车独立悬架装置，解决将轮胎在受到向下作用力时，减小对底盘支架造成的挤压力。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种汽车独立悬架装置，：包括底盘架单元，所述底盘架单元为设置于车身底部的支撑架；悬挂单元，所述悬挂单元的上方与所述底盘架单元连接，且所述悬挂单元的一侧与轮胎盘连接，能够将所述轮胎盘受到的垂直作用力转移至所述底盘架单元上；连接臂，所述连接臂一端与所述悬挂单元的下方连接，另一端与所述底盘架单元连接。

作为本发明所述的汽车独立悬架装置的一种优选方案，其中：所述悬挂单元还包括减震弹簧、弧形面板和底部支撑板；所述弧形面板和所述底部支撑板的一端互相铰接，二者另一端分别与所述轮胎盘连接，所述减震弹簧穿过所述弧形面板后一端与所述底部支撑板铰接，另一端与所述底盘架单元连接。

作为本发明所述的汽车独立悬架装置的一种优选方案，其中：所述底盘架单元还包括支架本体、延伸部、弹簧固定销和连接臂固定销；所述支架本体为由若干钢管构成的“弓”字型支架，所述延伸部为设置于所述支架本体两侧的延伸支架，所述弹簧固定销设置于两所述延伸部之间，所述连接臂固定销设置于所述支架本体的下方。

作为本发明所述的汽车独立悬架装置的一种优选方案，其中：所述悬挂单元还包括上铰接端和下铰接端；所述上铰接端为所述弧形面板与所述轮胎盘的铰接结构，所述下铰接端为所述底部支撑板与所述轮胎盘的铰接结构。

作为本发明所述的汽车独立悬架装置的一种优选方案，其中：所述悬挂单元还包括底铰接和铰接总台；所述减震弹簧通过所述底铰接与所述底部支撑板铰接，且所述弧形面板和所述底部支撑板独立铰接于所述铰接总台。

作为本发明所述的汽车独立悬架装置的一种优选方案，其中：所述连接臂还包括缓冲垫、上转臂、下固定臂和延伸臂；所述上转臂和所述下固定臂一端铰接，所述缓冲垫设置于所述上转臂和所述下固定臂之间，所述延伸臂的一端与所述上转臂和所述下固定臂的铰接端连接，且另一端与所述底盘架单元底部连接。

作为本发明所述的汽车独立悬架装置的一种优选方案，其中：所述连接臂还包括铰接角板、铰接轴盘和固定角板；所述铰接角板设置于所述上转臂右侧且与所述铰接总台铰接，所述上转臂和所述下固定臂一端通过所述铰接轴盘铰接，所述固定角板设置于所述延伸臂的一端与所述底盘架单元底部连接。

作为本发明所述的汽车独立悬架装置的一种优选方案，其中：所述弧形面板为具有弧度的曲面，且设置供所述减震弹簧穿过运动的孔，且所述弧形面板还包括为具有两个相交平面的折板，且所述折板的折叠角度向内为120～125度之间。

本发明的有益效果：通过在悬挂单元的底部安装独立的缓冲装置，能够减少在轮胎受向下作用力时对底盘支架造成的挤压力，进一步减小底盘的损耗并增加车辆的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一种实施例所述汽车独立悬架装置的整体结构示意图；

图2为本发明第一种实施例所述现有汽车独立悬架装置的整体结构示意图；

图3为本发明第一种实施例所述底盘架单元的整体结构示意图；

图4为本发明第一种实施例所述减震弹簧整体结构示意图；

图5为本发明第二种实施例所述悬挂单元的整体结构示意图；

图6为本发明第二种实施例所述连接臂的整体结构示意图；

图7为本发明第二种实施例所述悬挂单元与连接臂的连接结构示意图；

图8为本发明第二种实施例所述受力点的表格对比数据示意图；

图9为本发明第二种实施例所述受力的曲线对比数据示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中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、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也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发明中的具体含义。

实施例1

参照图1～4的示意，目前针对轮胎受到向上作用力后转移至底盘支架进行缓冲，但忽视了轮胎同样受到向上作用力，例如轮胎起跳后的弹簧回弹力和轮胎自身重力，因此同样会对底部支架带来相当的损耗，也会对汽车稳定性造成影响，如图2示意为当轮胎盘300受到向上的垂直力F1时，会对底盘架单元100的上方挤压力F2，当轮胎盘300受力F1由于减震弹簧回复或自身重力产生向下的力时，会对悬挂单元200的铰接端产生力F3对底盘架单元100向下拉扯或对铰接端向内挤压产生力F4，因此同样存在对底盘架单元100的损耗以及车身起跳轮胎回弹时会降低车辆的稳定性。

因此本实施例中提出一种汽车独立悬架装置，该装置底盘架单元100、悬挂单元200、轮胎盘300和连接臂400。具体的，轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。也有不需要内胎的，其胎体内层有气密性好的橡胶层，且需配专用的轮辋。世界各国轮胎的结构，都向无内胎、子午线结构、扁平(轮胎断面高与宽的比值小)和轻量化的方向发展。外胎是由胎体、缓冲层(或称带束层)、胎面、胎侧和胎圈组成。外胎断面可分成几个单独的区域：胎冠区、胎肩区(胎面斜坡)、屈挠区(胎侧区)、加强区和胎圈区。胎体：又称胎身。通常指由一层或数层帘布层(具有强度、柔软性和弹性)与胎圈组成整体的(作为)充气轮胎的受力结构。而胎圈是轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯和胎圈包布组成，起固定轮胎作用。轮胎的规格以外胎外径D、胎圈内径或轮辋直径d、断面宽B及扁平比(轮胎断面高H/轮胎断面宽B)等尺寸加以表示，单位一般为英寸(in)(1in＝2.54cm)。

不难理解的是，本实施例中轮胎盘300和指的是轮辋部分，轮辋俗称轮圈，是在车轮上周边安装和支撑轮胎的部件，与轮辐组成车轮。轮辋和轮辐可以是整体式的、永久连接式的或可拆卸式的，轮辋的常见形式主要有两种：深槽轮辋和平底轮辋；此外还有对开式轮辋、半深槽轮辋、深槽宽轮辋、平底宽轮辋以及全斜底轮辋等。其采用铝合金经重力铸造、锻造、低压精密铸造的方式制得。胎圈通过安装在轮胎盘300上构成车轮胎。当然本领域技术人员不难理解的是，车轮胎若要实现转动，轮胎盘300需要与车架上安装的传动轴进行连接，该传动轴在受较大压力下会发生断轴，本实施例中未有示意图进行示意，其具体连接方式根据本实施例的公开并结合现有技术进行实现。

进一步的，底盘架单元100为设置于车身底部的支撑架，可与底盘连接用于整个车身底部的支撑；悬挂单元200的上方与底盘架单元100连接，且悬挂单元200的一侧与轮胎盘300连接，能够将轮胎盘300受到的垂直作用力转移至底盘架单元100上，即将力F1转移至力F2，对底盘架单元100的上端进行挤压；连接臂400一端与悬挂单元200的下方连接，另一端与底盘架单元100连接。其中支撑架由金属材料支撑的管体支架，设置于车身底部，为车身的底部支撑结构。本实施例中通过在悬挂单元200和底盘架单元100之间增加连接臂400进行连接，能够增加悬挂单元200和底盘架单元100连接的稳定性，以及将悬挂单元200的回弹力F3不直接转移至底盘架单元100上，而是经过连接臂400的缓冲后在转移至连接臂400与底盘架单元100底部的连接端，能够减轻车轮下降回弹时对底盘架单元100的冲击力，不仅减少底盘架单元100的损耗还能进一步增加车辆的稳定性。

本实施例中底盘架单元100还包括支架本体101、延伸部102、弹簧固定销103和连接臂固定销104；支架本体101为由若干钢管构成的“弓”字型支架，其中间部分为向下凹陷的部分，车身上的各部件安装此部分上，能够降低车辆底盘的整体高度，提升车辆的整体稳定性。延伸部102为设置于支架本体101两侧的延伸支架，弹簧固定销103设置于两延伸部102之间，连接臂固定销104设置于支架本体101的下方。延伸部102之间设置横杆部102a，位于横杆部102a中间设置安装孔，悬挂单元200的上方通过插入安装孔内领域螺栓配合实现固定连接。连接臂固定销104本实施例为插销，连接臂400的一端可以与连接臂固定销104进行焊接固定，不难理解的是，为了增加悬挂单元200的下端与支架本体101更稳固的连接，因此可以在支架本体101底部平行设置两组连接臂400进行连接。

实施例2

参照图4～6的示意，本实施例与第一个实施例不同之处在于：悬挂单元200还包括减震弹簧201、弧形面板202、底部支撑板203上铰接端204、下铰接端205、底铰接座206以及铰接总台207；同时连接臂400还包括缓冲垫401、上转臂402、下固定臂403、延伸臂404、铰接角板405、铰接轴盘406和固定角板407。具体的，轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。也有不需要内胎的，其胎体内层有气密性好的橡胶层，且需配专用的轮辋。世界各国轮胎的结构，都向无内胎、子午线结构、扁平(轮胎断面高与宽的比值小)和轻量化的方向发展。外胎是由胎体、缓冲层(或称带束层)、胎面、胎侧和胎圈组成。外胎断面可分成几个单独的区域：胎冠区、胎肩区(胎面斜坡)、屈挠区(胎侧区)、加强区和胎圈区。胎体：又称胎身。通常指由一层或数层帘布层(具有强度、柔软性和弹性)与胎圈组成整体的(作为)充气轮胎的受力结构。而胎圈是轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯和胎圈包布组成，起固定轮胎作用。轮胎的规格以外胎外径D、胎圈内径或轮辋直径d、断面宽B及扁平比(轮胎断面高H/轮胎断面宽B)等尺寸加以表示，单位一般为英寸(in)(1in＝2.54cm)。不难理解的是，本实施例中轮胎盘300和指的是轮辋部分，轮辋俗称轮圈，是在车轮上周边安装和支撑轮胎的部件，与轮辐组成车轮。轮辋和轮辐可以是整体式的、永久连接式的或可拆卸式的，轮辋的常见形式主要有两种：深槽轮辋和平底轮辋；此外还有对开式轮辋、半深槽轮辋、深槽宽轮辋、平底宽轮辋以及全斜底轮辋等。其采用铝合金经重力铸造、锻造、低压精密铸造的方式制得。胎圈通过安装在轮胎盘300上构成车轮胎。当然本领域技术人员不难理解的是，车轮胎若要实现转动，轮胎盘300需要与车架上安装的传动轴进行连接，本实施例中未有示意图进行示意，其具体连接方式根据本实施例的公开并结合现有技术进行实现。

进一步的，底盘架单元100为设置于车身底部的支撑架，用于整个车身底部的支撑；悬挂单元200的上方与底盘架单元100连接，且悬挂单元200的一侧与轮胎盘300连接，能够将轮胎盘300受到的垂直作用力转移至底盘架单元100上，即将力F1转移至力F2，对底盘架单元100的上端进行挤压；连接臂400一端与悬挂单元200的下方连接，另一端与底盘架单元100连接。其中支撑架由金属材料支撑的管体支架，设置于车身底部，为车身的底部支撑结构。本实施例中通过在悬挂单元200和底盘架单元100之间增加连接臂400进行连接，能够增加悬挂单元200和底盘架单元100连接的稳定性，以及将悬挂单元200的回弹力F3不直接转移至底盘架单元100上，而是经过连接臂400的缓冲后在转移至连接臂400与底盘架单元100底部的连接端，能够减轻车轮下降回弹时对底盘架单元100的冲击力，不仅减少底盘架单元100的损耗还能进一步增加车辆的稳定性。

进一步的，底盘架单元100还包括支架本体101、延伸部102、弹簧固定销103和连接臂固定销104；支架本体101为由若干钢管构成的“弓”字型支架，其中间部分为向下凹陷的部分，车身上的各部件安装此部分上，能够降低车辆底盘的整体高度，提升车辆的整体稳定性。延伸部102为设置于支架本体101两侧的延伸支架，弹簧固定销103设置于两延伸部102之间，连接臂固定销104设置于支架本体101的下方。延伸部102之间设置横杆部102a，位于横杆部102a中间设置安装孔，悬挂单元200的上方通过插入安装孔内领域螺栓配合实现固定连接。连接臂固定销104本实施例为插销，连接臂400的一端可以与连接臂固定销104进行焊接固定，不难理解的是，为了增加悬挂单元200的下端与支架本体101更稳固的连接，因此可以在支架本体101底部平行设置两组连接臂400进行连接。

在本实施例中更加具体的，悬挂单元200还包括减震弹簧201、弧形面板202、底部支撑板203、上铰接端204、下铰接端205、底铰接座206以及铰接总台207；其中弧形面板202和底部支撑板203的一端互相铰接，二者另一端分别与轮胎盘300连接。减震弹簧201穿过弧形面板202后一端与底部支撑板203铰接，另一端与底盘架单元100连接。在相关现有技术中为垂直弹簧，但本实施例中减震弹簧201具有一定的倾斜角度，这样设置一方面能够降低悬挂单元200的整体高度，从而降低与其连接支架本体101的高度，最终能够降低车身底盘的高度，提升稳定性；另一方面减震弹簧201的倾斜，将受力进行分解为多方向作用力，将力分散，能够进一步降低对支架本体101的冲击力。

该减震弹簧201包括上、下端分别位于互相垂直面上的连接环201a和铰接环201b，以及设置于连接环201a和铰接环201b间的连接伸缩杆，套设置于伸缩杆外部的弹簧。连接环201a能够插入位于横杆部102a中间设置安装孔内，通过螺栓插入安装孔内将连接环201a连接在横杆部102a上，而铰接环201b与设置于底部支撑板203上的底铰接座206配合连接，因此减震弹簧201与横杆部102a间能够发生水平转动，但无法发生竖直方向的转动，减震弹簧201与底部支撑板203间能够发生竖直方向上的转动，而无法进行水平方向的转动。当车轮跳动时，压缩减震弹簧201将车轮受到的垂直冲击力转至对支架本体101的冲击力，减轻轮胎盘300对传动轴杆的扭矩力，增加传动轴的使用寿命以及增强车辆自身的稳定性。

还需要说明的是，本实施例中首先为了增加悬挂单元200的稳固性，在底部支撑板203和轮胎盘300增加铰接的弧形面板202，该弧形面板202与底部支撑板203、轮胎盘300间形成近似三角的结构，当轮胎盘300发生倾斜跳动时，将部分向上的冲击力转移至弧形面板202上，减小对支架本体101的部分冲击力。进一步的，本实施例中作为一种优选方案，由于弧形面板202也属于受力的部分，因此对其稳定性以及受力均匀性进行改进，包括将弧形面板202具有两个相交曲面或者平面的折板，且该折板的折叠角度向内为120～125度之间，在此角度下的弧形面板202表面的受力更加均匀。

上铰接端204为弧形面板202与轮胎盘300的铰接结构，下铰接端205为底部支撑板203与轮胎盘300的铰接结构。减震弹簧201通过底铰接座206与底部支撑板203铰接，且弧形面板202和底部支撑板203独立铰接于铰接总台207。弧形面板202为具有弧度的曲面，且设置供减震弹簧201穿过运动的孔202a，减震弹簧201能够通过位于孔202a实现减震伸缩所需的转动空间。

连接臂400还包括缓冲垫401、上转臂402、下固定臂403和延伸臂404、铰接角板405、铰接轴盘406和固定角板407。更加具体的，上转臂402和下固定臂403一端铰接，缓冲垫401设置于上转臂402和下固定臂403之间，延伸臂404的一端与上转臂402和下固定臂403的铰接端连接，且另一端与底盘架单元100底部连接。铰接角板405设置于上转臂402右侧且与铰接总台207铰接，上转臂402和下固定臂403一端通过铰接轴盘406铰接，固定角板407设置于延伸臂404的一端与底盘架单元100底部连接。还需要说明的是，本实施例中下固定臂403与延伸臂404可以为一体式结构，也可以是分体式结构，延伸臂404通过固定角板407与支架本体101底端连接，下固定臂403与延伸臂404为悬挂单元200的支撑臂，通过支撑臂将力传导至支架本体101的底部，当车轮受到回弹力时，上转臂402通过铰接角板405与悬挂单元200铰接总台207上的铰接转轴连接。首先车轮向下运动使得悬挂单元200产生冲击力，一般情况下，悬挂单元200产生的冲击力(包括弹簧的回弹力和车轮自身重力)将直接作用于支架本体101，对支架造成损伤降低车辆的稳定性，而本实施例设置上转臂402受力作用会发生转动冲击缓冲垫401，且缓冲垫401可以采用橡胶减震垫或缓冲弹簧，由该缓冲垫401进行缓冲卸力后作用于下固定臂403，再传到至支架本体101上，对支架本体101进行二次保护减小其损耗，并提高车辆行驶过程中的稳定性。

本实施例中减震原理为：当轮胎盘300遇到路面不平整且为凸起障碍情况下，轮胎盘300碰到障碍物受向上的力作用转移为对底盘架单元100顶部的挤压力，当车速较快时车辆会发生起跳，轮胎盘300向上弹起，由于减震弹簧201的相互作用力，因此轮胎盘300下弹时具有自身重力加弹簧的回弹力，对底盘架单元100支架进行二次挤压，但本实施例通过在悬挂单元200下方安装连接臂400进行轮胎回弹时的缓冲，具有明显的缓冲效果，且缓冲至部分挤压力减少对底盘支架的作用力，该作用力包括回弹时悬挂单元200对底部支架的上和下的同时作用力，增加其使用寿命，增加稳定性。同理，当车辆越低洼路面时，轮胎下陷，连接臂400对下弹力进行缓冲，增加车辆稳定性，减少对底部支架的损耗。

实施例3

本实施例中在未加入本申请的弧形面板202和连接臂400的对汽车支架本体101的受力点S1、M1，以及加入本申请弧形面板202和连接臂400后对支架本体101的受力点S1、M1的受力分析情况对比，通过在对应受力点传感器下安装压力传感器，将上述两种情况的汽车经过不同车速下经过地面同一障碍物(如减速带)下分别进行测试，其测试结果如图8～9的示意，其中压力的单位为MPa，由图8的示意，可以看出本申请弧形面板202和连接臂400后对支架本体101的受力点S1、M1的受力明显有显著的降低，同时由图9可以看出曲线间的差距越来越大，即在速度越大时，减震效果越好。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。