前车轮安装总成及汽车的制作方法

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及前车轮安装总成及汽车。


背景技术：

2.前车轮安装总成用于连接前车轮和车身，以将前车轮安装在车身上。小偏置碰撞工况指汽车正面与车身横向宽度的重叠量较小的壁障撞击时的工况。中国保险汽车安全指数和美国公路安全保险协会均以与车身横向宽度的重叠量为25％的壁障来进行小偏置碰撞工况测试。汽车在发生小偏置碰撞时，碰撞部位受到的压强大、溃缩程度大，会使前车轮受到猛烈的撞击。此时，为避免前车轮后移侵入驾乘空间，影响驾乘人员的生存空间，可使受到撞击的前车轮向车身横向的外侧甩出。
3.现有的前车轮安装总成包括前副车架和摆臂，前副车架用于与车身紧固连接，摆臂用于连接前车轮和前副车架。为使受到撞击的前车轮向车身横向的外侧甩出，摆臂设有呈三角形分布的安装端、脱开端和转动端，安装端用于与前车轮紧固连接，脱开端在发生碰撞前与前副车架紧固连接，转动端与前副车架转动连接，脱开端和安装端均在转动端的前方，脱开端与前副车架连接处的强度小于摆臂的强度、安装端与前车轮的连接强度以及转动端与前副车架的连接强度。在前车轮受到来自前方的撞击时，脱开端脱开，并使安装端连接的前车轮绕转动端转动，以将前车轮横向甩到驾乘空间的外侧
4.现有的前车轮安装总成，依靠弱化脱开端与前副车架连接处的强度，在前车轮受到来自前方的撞击时使脱开端从前副车架上脱开，脱开端和前副车架的连接处的强度弱化后，其抗疲劳和耐久性能会随之减弱。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供前车轮安装总成及汽车，以解决现有技术中须要弱化摆臂的脱开端与前副车架连接处的强度才能使脱开端从前副车架上脱开的问题。
6.一方面，本发明提供一种前车轮安装总成，该前车轮安装总成包括：前副车架和摆臂，前副车架的左侧和右侧均连接有摆臂。
7.摆臂包括相交的第一臂段和第二臂段，第一臂段包括前方的连接端和后方的转动端，第二臂段包括靠近前副车架的脱开端和远离前副车架的安装端，连接端与第二臂段的后部紧固连接，转动端与前副车架转动连接，脱开端与前副车架紧固连接。
8.摆臂被构造为在安装端受到来自前方且大于预设阈值的第一作用力时，第一臂段朝向前副车架发生形变并触压前副车架，以使脱开端从前副车架上脱开。
9.可选的，第一臂段至少部分的抗弯强度小于第二臂段的抗弯强度。
10.可选的，第一臂段包括第一段和第二段，第一段的前端为连接端，第一段的后端与第二段的前端紧固连接，第二段的后端为转动端，第二段的抗弯强度小于第一段的抗弯强度，且小于第二臂段的抗弯强度。
11.可选的，第一段的径向截面和第二段的径向截面均为由多条侧边首尾依次连接围
成的平面，第一段的径向截面的侧边的数量大于第二段的径向截面的侧边的数量。
12.可选的，第一段周向的至少一个拐角处设有倒角结构或者圆角结构。
13.可选的，第一段的表面紧固连接有加强板。
14.可选的，第二段上设有减重孔。
15.可选的，连接端到前副车架的距离大于转动端到前副车架的距离，第一臂段为朝向前副车架方向弯曲的弧形臂段。
16.可选的，第二臂段上设有沿其长度方向延伸的加强筋。
17.另一方面，本发明还提供一种汽车，该汽车包括车身、前车轮以及上述的前车轮安装总成。
18.前车轮安装总成的前副车架与车身的前端紧固连接，前车轮安装总成左右两侧的摆臂的安装端与均紧固连接有车轮。
19.本发明提供的前车轮安装总成及汽车，该前车轮安装总成的摆臂被构造为在安装端受到来自前方且大于预设阈值的第一作用力时，第一臂段朝向前副车架发生形变并触压前副车架，第一臂段发生形变并触压前副车架时，前副车架对第一臂段会产生一个与第一臂段对前副车架的触压力大小相等、方向相反的第二作用力，第二作用力可随摆臂传递到脱开端，与随摆臂传递到脱开端的第一作用力一起形成使脱开端脱开的脱开力。在遭受相同程度的撞击产生同样大小的第一作用力时，脱开端处增加了来自前副车架产生的第二作用力的作用，脱开端受到的脱开力显著增大，可在脱开端与前副车架的连接强度更高时，依然能够使脱开端脱开，脱开端的脱开可不依靠弱化脱开端与前副车架连接处的强度，脱开端与前副车架的连接强度可更高，利于提高脱开端与前副车架的连接处的抗疲劳和耐久性能，解决了前车轮安装总成的抗疲劳和耐久性能与碰撞安全性能之间的设计矛盾。
附图说明
20.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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明提出的前车轮安装总成的实施例中，前副车架与摆臂连接处在第一视角下的示意图；
22.图2为本发明提出的前车轮安装总成的实施例中，前副车架与摆臂连接处在第二视角下示意图；
23.图3为本发明提出的前车轮安装总成的实施例中，前副车架与摆臂连接处在第三视角下示意图；
24.图4为本发明提出的前车轮安装总成的实施例中，摆臂的第一臂段发生形变并与触压前副车架时的示意图；
25.图5为图4的受力分析图；
26.图6为本发明提出的前车轮安装总成的实施例中，摆臂的脱开端从前副车架脱开后的示意图；
27.图7为本发明提出的前车轮安装总成的实施例中的摆臂在第四视角下示意图；
28.图8为本发明提出的前车轮安装总成的实施例中的摆臂在第五视角下的示意图；
29.图9为本发明提出的前车轮安装总成的实施例中的摆臂的底面视图。
30.附图标记说明：
31.100、前副车架；200、摆臂；210、第一臂段；211、第一段；212、第二段；213、连接端；214、转动端；215、倒角结构；216、减重孔；217、加强板；220、第二臂段；221、安装端；222、脱开端；223、第二加强筋。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
33.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
37.如背景技术中记载的，现有的前车轮安装总成，在前车轮受到到来自前方的撞击时，与前车轮连接的安装端受到来自前方的第一作用力，第一作用力可分解为朝向脱开端的脱开方向的第一分力和垂直于脱开端的脱开方向的第二分力，第一分力和第二分力随摆臂传递到脱开端，脱开端脱开仅能依靠第一作用力的作用，须要保证在第一分力的作用下，脱开端能从前副车架上脱开。由于第一作用力分解出的第一分力的大小有限，若脱开端与前副车架的连接强度过高，第一分力无法使脱开端脱开，由此，必须依靠弱化脱开端与前副
车架连接处的强度，才能在前车轮受到来自前方的撞击时使脱开端从前副车架上脱开，而弱化脱开端与前副车架连接处的强度后，其抗疲劳度和耐久性能会降低，前车轮总成的抗疲劳和耐久性能与碰撞安全性能之间的设计矛盾凸出。
38.为解决上述技术问题，本方案发明人将前车轮安装总成的摆臂构造为在安装端受到来自前方且大于预设阈值的第一作用力时，第一臂段朝向前副车架发生形变并触压前副车架，第一臂段发生形变并触压前副车架时，前副车架对第一臂段会产生一个与第一臂段对前副车架的触压力大小相等、方向相反的第二作用力，第二作用力可分解为朝向脱开端的脱开方向的第三分力和垂直于脱开端的脱开方向的第四分力，第三分力和第四分力随摆臂传递到脱开端，第三分力与随摆臂传递到脱开端的第一作用力分解出的朝向脱开方向的第一分力一起形成使脱开端脱开的脱开力。在遭受相同程度的撞击产生同样大小的第一作用力时，脱开端处增加了来自前副车架产生的第二作用力的作用，脱开端受到的脱开力显著增大，可在脱开端与前副车架的连接强度更高时，依然能够使脱开端脱开，脱开端的脱开可不依靠弱化脱开端与前副车架连接处的强度，脱开端与前副车架的连接强度可更高，利于提高脱开端与前副车架的连接处的抗疲劳和耐久性能，解决了前车轮安装总成的抗疲劳和耐久性能与碰撞安全性能之间的设计矛盾。
39.下面结合具体实施例对本技术提供的前车轮安装总成及汽车进行详细说明。
40.图1为提出的前车轮安装总成的实施例中，前副车架与摆臂连接处在第一视角下的示意图；图2为提出的前车轮安装总成的实施例中，前副车架与摆臂连接处在第二视角下示意图；图3为提出的前车轮安装总成的实施例中，前副车架与摆臂连接处在第三视角下示意图；图4为提出的前车轮安装总成的实施例中，摆臂的第一臂段发生形变并与触压前副车架时的示意图；图5为图4的受力分析图；图6为提出的前车轮安装总成的实施例中，摆臂的脱开端从前副车架脱开后的示意图。
41.如图1-图6所示，本实施例提供的前车轮安装总成，该前车轮安装总成包括：前副车架100和摆臂200，前副车架100的左侧和右侧均连接有摆臂200。
42.摆臂200包括相交的第一臂段210和第二臂段220，第一臂段210包括前方的连接端213和后方的转动端214，第二臂段220包括靠近前副车架100的脱开端222和远离前副车架100的安装端221，连接端213与第二臂段220的后部紧固连接，转动端214与前副车架100转动连接，脱开端222与前副车架100紧固连接。
43.摆臂200被构造为在安装端221受到来自前方且大于预设阈值的第一作用力时，第一臂段210朝向前副车架100发生形变并触压前副车架100，以使脱开端222从前副车架100上脱开。
44.在上述实施方式中，在安装端221受到来自前方且大于预设阈值的第一作用力时，第一臂段210朝向前副车架100发生形变并触压前副车架100，第一臂段210发生形变并触压前副车架100时，前副车架100对第一臂段210会产生一个与第一臂段210对前副车架100的触压力大小相等、方向相反的第二作用力，第二作用力可分解为朝向脱开端222的脱开方向的第三分力和垂直于脱开端222的脱开方向的第四分力，第三分力和第四分力随摆臂200传递到脱开端222，第三分力与随摆臂200传递到脱开端222的第一作用力分解出的朝向脱开方向的第一分力一起形成使脱开端222脱开的脱开力。在遭受相同程度的撞击产生同样大小的第一作用力时，脱开端222处增加了来自前副车架100产生的第二作用力的作用，脱开
端222受到的脱开力显著增大，可在脱开端222与前副车架100的连接强度更高时，依然能够使脱开端222脱开，脱开端222的脱开可不依靠弱化脱开端222与前副车架100连接处的强度，脱开端222与前副车架100的连接强度可更高，利于提高脱开端222与前副车架100的连接处的抗疲劳和耐久性能，解决了前车轮安装总成的抗疲劳和耐久性能与碰撞安全性能之间的设计矛盾。
45.可以理解的是，本技术中以汽车行驶的方向为前方，对应的，在前车轮安装总成中，以其安装于汽车上后朝向汽车行驶的方向为前方，第一臂段210发生的形变可为折弯、其朝向前副车架100的侧面发生凸起等，只要能够使第一臂段210发生形变后能够与前副车架100触压并使脱开端222从前副车架100上脱开即可。
46.安装端221用于安装前车轮，可在安装端221设置用于安装前车轮的球销，脱开端222可通过安装架与前副车架100紧固连接，前副车架100的左右两侧均可设置纵梁，两侧的摆臂200的脱开端222和转动端214可分别与对应的纵梁连接，第一臂段210可朝向前副车架100上对应的纵梁发生形变并触压对应的纵梁，以使脱开端222从前副车架100上脱开。
47.在一些可能的实施方式中，第一臂段210至少部分的抗弯强度小于第二臂段220的抗弯强度。
48.如此设置，利于在保持第一臂段210形状不变的情况下使第二臂段220先发生弯折，以触压前副车架100。通过调节摆臂200各部分强度的方式使第一臂段210在安装端221受到第一作用力作用时发生弯折，结构简单，制造方便，成本低廉。
49.在一些示例中，第一臂段210和第二臂段220为一体结构。
50.如此设置，可减小第一臂段210和第二臂段220连接处的应力集中，减小第一臂段210和第二臂段220连接处受力发生弯折的风险。
51.当然，第一臂段210和第二臂段220也可为独立制造的两段，通过连接结构使第一臂段210和第二臂段220紧固连接，只要保证第一臂段210至少部分的抗弯强度小于第一臂段210和第二臂段220的连接强度即可。
52.图7为提出的前车轮安装总成的实施例中的摆臂在第四视角下示意图；
53.图8为提出的前车轮安装总成的实施例中的摆臂在第五视角下的示意图；图9为提出的前车轮安装总成的实施例中的摆臂的底面视图。
54.如图7-图9所示，并参看图1-图6，在一些可能的实施方式中，第一臂段210包括第一段211和第二段212，第一段211的前端为连接端213，第一段211的后端与第二段212的前端紧固连接，第二段212的后端为转动端214，第二段212的抗弯强度小于第一段211的抗弯强度，且小于第二臂段220的抗弯强度。
55.如此设置，安装端221受到第一作用力作用时，与前副车架100转动连接的第二段212发生折弯，折弯位置靠近第二段212转动连接的位置，利于折弯位置触压前副车架100，可减小对发生弯折的形变量的需求，此外，还可降低发生形变后对摆臂200的转动半径的影响。
56.在一些可能的实施方式中，第一段211的径向截面和第二段212的径向截面均为由多条侧边首尾依次连接围成的平面，第一段211的径向截面的侧边的数量大于第二段212的径向截面的侧边的数量。
57.如此设置，第一段211的径向的应力相对于第二段212更加分散，第一段211相对于
第二段212更不易折弯，可使第一段211的抗弯强度大于第二段212的抗弯强度。
58.可以理解的是，第一段211和第二段212的径向截面的侧边可以是直边，也可以是弧边，对应的，第一段211和第二段212的侧面可以是平面，也可以是弧面。
59.在一些可能的实施方式中，第一段211周向的至少一个拐角处设有倒角结构215或者圆角结构。
60.如此设置，通过在第一段211周向的拐角处设置倒角结构215或圆角结构来增加第一段211的径向截面的侧边的数量，制造简单。
61.举例来说，在第一段211上表面左右侧的拐角处均设有倒角结构215。
62.当然，也可设计对应的模具，以制造出第一段211的径向截面的侧边的数量大于第二段212的径向截面的侧边的数量的第一臂段210。
63.在一些示例中，第一段211和第二段212为一体结构。
64.如此设置，可减小第一段211和第二段212连接处的应力集中，减小第一段211和第二段212连接处受力发生折断的风险。
65.当然，第一段211和第二段212也可为独立制造的两段，通过连接结构使第一段211和第二段212紧固连接，只要保证第二段212的抗弯强度小于第一段211和第二段212的连接强度即可。
66.在一些可能的实施方式中，第一段211的表面紧固连接有加强板217。
67.如此设置，可通过加强板217提高第一段211的抗弯强度，制造方便。
68.举例来说，可在第一段211的底面紧固连接有加强板217。
69.在一些示例中，第一段211的表面紧固连接的加强板217延伸至第二臂段220对应的侧面并与第二臂段220紧固连接。
70.如此设置，可提高连接端213与第二臂段220连接处的强度，减小连接端213与第二臂段220连接处受力发生弯折的风险。
71.在一些示例中，第一段211的厚度大于第二段212的厚度。
72.如此，利于使第一段211的抗弯强度大于第二段212的抗弯强度，利于采用同样的材料一体制造第一段211和第二段212。
73.在一些示例中，第一段211的宽度大于第二段212的宽度。
74.如此，利于使第一段211的抗弯强度大于第二段212的抗弯强度，利于采用同样的材料一体制造第一段211和第二段212。
75.在一些示例中，形成第一段211和第二臂段220的材料的强度大于形成第二段212的材料的强度。
76.在一些示例中，第一段211上设有沿其长度方向延伸的加强筋。
77.如此设置，利于提高第一段211的抗弯强度。
78.在一些可能的实施方式中，第二段212上设有减重孔216。
79.如此设置，一方面可减轻摆臂200的重量，利于汽车轻量化设计，另一方面，可减小第二段212的强度，利于使第二段212发生折弯。
80.在一些可能的实施方式中，连接端213到前副车架100的距离大于转动端214到前副车架100的距离，第一臂段210为朝向前副车架100方向弯曲的弧形臂段。
81.如此设置，利于安装端221在受到来自前方的第一作用力时使第一臂段210发生朝
向前副车架100方向的形变。
82.在一些可能的实施方式中，第二臂段220上设有沿其长度方向延伸的加强筋223。
83.如此设置，利于提高第二臂段220的抗弯强度。
84.在一些示例中，加强筋223包括膨大部，膨大部延伸至第一臂段210对应的表面。
85.如此设置，利于提高连接段与第二臂段220连接处的强度，减小连接端213与第二臂段220连接处受力发生弯折的风险。
86.举例来说，第二臂段220的上表面设有沿其长度方向延伸的加强筋223，加强筋223朝向脱开端222的端部为膨大部。
87.在一些可能的实施方式中，第二臂段220的表面紧固连接有加强板。
88.如此设置，可通过加强板提高第二臂段220的抗弯强度，制造方便。
89.在一些示例中，第二臂段220的厚度大于第二段212的厚度。
90.如此，利于使第二臂段220的抗弯强度大于第二段212的抗弯强度，利于采用同样的材料一体制造第一臂段210和第二臂段220。
91.在一些示例中，第二臂段220的宽度大于第二段212的宽度。
92.如此，利于使第二臂段220的抗弯强度大于第二段212的抗弯强度，利于采用同样的材料一体制造第一臂段210和第二臂段220。
93.在一些可能的实施方式中，第二臂段220的径向截面和第二段212的径向截面均为由多条侧边首尾依次连接围成的平面，第二臂段220的径向截面的侧边的数量大于第二段212的径向截面的侧边的数量。
94.如此设置，第二臂段220的径向的应力相对于第二段212更加分散，第二臂段220相对于第二段212更不易折弯，可使第二臂段220的抗弯强度大于第二段212的抗弯强度。
95.可以理解的是，第二臂段220和第二段212的径向截面的侧边可以是直边，也可以是弧边，对应的，第二臂段220和第二段212的侧面可以是平面，也可以是弧面。
96.在一些可能的实施方式中，第二臂段220周向的至少一个拐角处设有倒角结构215或者圆角结构。
97.如此设置，通过在第二臂段220周向的拐角处设置倒角结构215或圆角结构来增加第二臂段220的径向截面的侧边的数量，制造简单。
98.在其他的一些示例中，也可在安装端221设置压力传感器，第一臂段210被构造为根据压力传感器的控制信号发生形变。
99.例如，可在第一臂段210朝向前副车架100的一侧设置可伸缩的触压结构，触压结构在压力传感器的控制下伸缩，触压结构伸出时触压前副车架100。
100.或者，第一臂段210被构造为可折叠结构，在压力传感器的控制下折叠或者展开，第一臂段210折叠时触压前副车架100。
101.本实施例提供的汽车，该汽车包括：包括车身、前车轮以及上述任一实施方式中的前车轮安装总成。
102.前车轮安装总成的前副车架与车身的前端紧固连接，前车轮安装总成左右两侧的摆臂的安装端与均紧固连接有车轮。
103.在上述实施方式中，摆臂的脱开端的脱开可不依靠弱化脱开端与前副车架连接处的强度，脱开端与前副车架的连接强度可更高，利于提高脱开端与前副车架的连接处的抗
疲劳和耐久性能，解决了前车轮安装总成的抗疲劳和耐久性能与碰撞安全性能之间的设计矛盾。
104.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。