汽车独立悬挂系统及汽车的制作方法_2

文档序号:9918498阅读:来源:国知局
左支承点21c、右支承点22c用于安装车架(图中未示出)。第一减震器31的两端分别与左上连接点21a、右下连接点22b转动连接,第二减震器32的两端分别与左下连接点21b、右上连接点22a转动连接。
[0045]另外,左悬臂21相对于第一、第二减震器的另一侧还具有用于与左侧车轮11的左转向节Ila连接的左安装点21d,同样的,右悬臂22相对于第一、第二减震器的另一侧也具有用于与右侧车轮12的右12a转向节连接的右安装点22d。左、右悬臂分别在左、右安装点与对应的转向节连接,并通过转向节连接至车轮。
[0046]本实施例中,参照图5,同一悬臂的上连接点、支承点和下连接点不在一条直线上。也就是说,上连接点和支承点之间的连线、与下连接点和支承点的连线之间呈一定的夹角,一般以钝角为佳,且钝角的开口朝向另一侧车轮。这样设置可以增加悬臂的强度,防止其在运动过程中发生断裂。
[0047]左、右悬臂为板状,且每一悬臂具有三个顶点,其上连接点、下连接点和安装点分别位于上述三个顶点。可以理解为,悬臂的形状接近于三角形,其包括分别位于相邻两顶点之间的三条边。
[0048]进一步地,同一悬臂的三条边均朝向悬臂内部凹进,这样可以增加悬臂在该部位的强度,以抵抗其在汽车行驶时对悬臂的作用力。具体地,三条边均呈曲线状。
[0049]在其他实施例中,三条边中,也可以只有一条或者两条边朝向悬臂内部凹进,其中内凹的边可以呈曲线状,也可以呈折角状。并且,悬臂也可以是板状之外的其他形状,例如,悬臂在靠近顶点的可以是柱状。
[0050]参照图4-5,左支承点21c至左上连接点21a之间的距离A大于其至左下连接点21b的距离B,同样的,右支承点22c至右上连接点22a之间的距离A大于其至右下连接点22b的距离B。图4中只示出了左悬臂21上各点之间的距离。其中,左、右悬臂的形状完全相同,第一、第二减震器的结构和参数也完全相同。
[0051]当汽车行驶时,由于受到地面的冲击,车轮会发生弹跳,并与于车架或车身之间发生相对运动。此时,左、右悬臂相对于车架或车身分别围绕左支承点21c、右支承点22c发生转动,从而带动第一减震器31、第二减震器32被拉伸或压缩。参照图4-5,以左悬臂21为例,由于距离A大于距离B,则当左悬臂21围绕左支承点21c发生转动时,左上连接点21a的运动距离要大于左下连接点21b的运动距离(图5)。同理,当右悬臂22围绕右支承点22c发生转动时,右上连接点22a的运动距离要大于右下连接点22b的运动距离。相应的,第一减震器31、第二减震器32上端的运动距离要大于下端的运动距离。
[0052]下面对汽车行驶于不同工况时,悬挂系统的工作方式作详细说明:
[0053]参照图6,当汽车弹跳时,此时,假设车身稳定,即左、右支承点的高度位置不变,那么相对于左、右支承点(即车架)来说,左侧车轮11和右侧车轮12的位置都被抬高,左、右悬臂将分别围绕对应的支承点转动。具体为:左悬臂21将围绕左支承点21c顺时针转动,右悬臂22将围绕右支承点22c逆时针转动。而正是因为左悬臂21和右悬臂22朝向相反方向的转动,从而带动第一减震器31、第二减震器32的两端能够朝向相同的方向运动。
[0054]如图6,对于第一减震器31来说,其两端均朝向右下方运动,且上端(与左上连接点连接的一端)的运动距离Dl大于下端(与右下连接点连接的一端)的运动距离dl,第一减震器31被压缩。
[0055]对于第二减震器32来说,其两端均朝向左下方运动,且上端(与右上连接点连接的一端)的运动距离D2大于下端(与左下连接点连接的一端)的运动距离d2,第二减震器32被压缩。
[0056]因此,第一减震器31的变形量为Dl与dl的差值,第二减震器32的压缩变形量为D2与d2的差值。减震器两端的运动方向相同使得其不会被大幅压缩,从而辅助悬挂系统中的主减震器抵抗地面的冲击,增加悬挂系统的弹跳阻尼,使得汽车行驶的平顺性有所提高。从这里可以看出,A的值必须要大于B的值,这样才能使得Dl>dl、D2>d2,否则,如果A = B,则Dl = dl、D2 = d2,第一减震器和第二减震器在汽车弹跳时将不能发生变形,也就不能产生弹性阻尼。如果A〈B,则Dl〈dl、D2〈d2,第一减震器和第二减震器在汽车弹跳时将被拉伸,而由于减震器的拉伸阻尼较大,以使得拉伸非常困难,那么变形将很难发生,其能产生弹性阻尼非常有限甚至几乎不能产生弹性阻尼。
[0057]参照图6并结合图7,以左悬臂为例,下面分析当汽车弹跳时,左悬臂中各点的偏移及受力情况,此时右悬臂的运动和受力情况与左悬臂相同。
[0058]如图6-7,当车轮向上弹跳时,左安装点21d受到一个向上的力Fd,相应的,左上连接点21a受到一个背向第一减震器31的力Fa,左下连接点21b受到一个背向第二减震器32的力Fb。假设:
[0059]第一、第二减震器的弹性系数为Ks ;
[0060]左支承点21c与左安装点21d之间的距离为X ;
[0061]左侧车轮向上发生I个单位的弹跳(图7中虚线引出部分的距离)。
[0062]那么,可以得出:
[0063]左上连接点21a发生的偏移量=1*A/X ;
[0064]左下连接点21b发生的偏移量=1*Β/Χ0
[0065]因此,第一减震器31的偏移量为=(A-B)/X,第二减震器32的偏移量=(A-B)/Xo可见,第一、第二减震器的偏移量相等,则两者产生的弹性力也相等,弹性力=Ks* (A-B) /Xo也就是说,左上连接点21a受到的弹性力与左下连接点21b受到的弹性力相等,均为Ks*(A-B)/X0
[0066]对于左支承点21c来说,受到三个力矩的作用,分别是:在左上连接点21a产生的一个沿逆时针方向的力矩Ks* (A-B) *A/X,在左下连接点21b产生的一个沿顺时针方向的力矩Ks*(A-B)*B/X,以及在左安装点21d产生的一个沿顺时针方向的力矩Fd*X。左支承点21c所受力矩平衡,则:
[0067]Fd*X+Ks* (A-B)*B/X = Ks* (A-B)*A/X
[0068]得到,左支承点2Id受到的力Fd = Ks*(A-B)2/X2
[0069]贝lj,左支承点21d的弹跳阻尼系数Kd= Fd/1 = Ks* (A-B) 2/X2,即汽车的弹跳阻尼系数。
[0070]因此,对于左、右悬臂以及第一、第二减震器组成的系统来说,弹跳阻尼系数与(A-B)2正相关,由于A>B,弹跳阻尼系数始终大于零,则弹跳阻尼始终大于零,也就是说,本实施例的悬挂系统除了主减震器能够提供弹跳阻尼,第一减震器、第二减震器也始终能够提供弹跳阻尼,因此使得整个悬挂系统的弹跳阻尼得以提高。
[0071]参照图8,当汽车转弯或者由于地面不平而使得汽车发生侧倾时,假设如图8所示,地面朝向左侧车轮11倾斜,使得右侧车轮12的位置高于左侧车轮11。此时,假设车身稳定,即左、右支承点的高度位置不变,那么相对于左支承点21c来说,左侧车轮11的位置被降低;而相对于右支承点22c来说,右侧车轮12的位置被抬高,左、右悬臂将分别围绕对应的支承点转动。具体为:左悬臂21将围绕左支承点21c逆时针转动,右悬臂22也将围绕右支承点22c逆时针转动。而正是因为左悬臂和右悬臂朝向相同的方向转动,带动第一减震器31、第二减震器32的两端朝向相反的方向运动。
[0072]如图8,对于第一减震器31来说,其两端的运动方向相背,使得第一减震器31被拉伸,且其拉伸量为Dl与dl的和,即:Dl+dlo
[0073]对于第二减震器32来说,其两端的运动方向相对,使得第二减震器32被压缩,且其压缩量为D2与d2的和,即D2+d2。
[0074]也就是说,汽车侧倾时,第一减震器31由
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