专利名称：新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构的制作方法
技术领域：
本发明属于电动汽车领域，涉及轮边减速传动及其相关的双纵臂悬架结构。
背景技术：
电动汽车根据电动机驱动车轮方式的不同可以分为集中电机驱动形式与电 动轮驱动形式。集中电机驱动形式动力传递一般须经过减速器，差速器，传动 轴，万向节等机械装置传递至驱动轮。这种驱动型式结构复杂，传动效率低， 车轮不能独立控制。电动轮驱动形式则将电动机直接安装在驱动轮上，驱动系 统和整车结构简洁、可利用空间大、传动效率高，各电动轮的驱动力独立可控, 动力学控制更为灵活、方便，有利于提高恶劣路面条件下的行驶性能。电动轮 驱动所用电机主要有高速内转子电机和低速外转子电机。高速内转子电机体积 小、质量轻、成本低、功率密度高，但一般须经行星齿轮减速器减速后将动力
传递到车轮上；外转子电机可提供较高转矩直接驱动车轮，机构简单，但它的 体积大，质量高，功率密度低。另外电动轮的轮边机构结构复杂，非簧载质量 大，电机尺寸及质量受到很大限制。电动轮传动与集中电机传动相比存在较大 优势，但不足也相当明显。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型电动车双纵臂式悬 架轮边驱动，它兼有电动轮的突出优点，又可克服电动轮簧下质量过大的缺点。 为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是
一种新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其包括电机、制动盘、制动 钳、轮毂支承件、桥壳、同步带、张紧轮、大带轮、小带轮，及双纵臂式悬架。 其中双纵臂式悬架的上、下两纵臂平行且等长，同主销以及上下纵臂与车架铰 接点的连线，在车身的侧平面内，形成一个平行四边形机构。
进一步，电机输出轴与车轮轴分别安装在所述的平行四边形的两竖直边的
中心位置，电机固结于车架；或仅满足电机轴与车轮轴安装位置的连线平行于 上(下)纵臂。
该小带轮与电机输出轴连接，其通过同步带传递动力至大带轮，同时可起 减速增扭作用。
该大带轮与传动半轴连接一体，通过花键与轮毂支承件相连；传动半轴通
过轴肩及轴端挡板相对轮毂支承件轴向定位；轮毂支承件通过轮毂轴承支承在 桥壳上；传动半轴于桥壳之间设有小轴承。
该张紧轮安装于张紧轮横支架上；张紧轮横支架与车架、张紧轮竖支架通 过旋转副铰接；张紧轮竖支架与下纵臂、张紧轮横支架通过旋转副铰接；张紧 轮横支架与车架的交接点在电机轴的轴线上；且张紧轮横支架平行于上(下) 纵臂，张紧轮竖支架平行于主销。
该张紧轮安装于张紧轮横支架上；张紧轮竖支架被省略；横支架的一端与 主销直接铰接在车轮轴线位置上；张紧轮横支架与车架的交接点在电机轴的轴 线上。
该轮毂支承件上设有制动盘。 该制动钳通过制动盘安装板安装于桥壳上。
该轮毂轴承由桥壳上凸台轴向定位，通过锁紧螺母锁紧。
该轮毂支承件有内部挡肩与轮毂轴承轴向定位，通过限位挡板锁紧。
该张紧轮通过可上下调整位置的螺钉安装于张紧轮横支架上。 由于采用了上述方案，本发明具有以下特点本发明传动时可起到减速增 扭的作用，还便于采用高速内转子电机以获得较高的比功率，同时省去了内转 子电机电动轮常用的减速装置。本发明保留了电动轮独立可控的优点，克服了 电动轮簧下质量过大的缺点，同时电机在结构及安装布置上获得了较大的设计 空间。
图1为本发明实施例方向上的电动车双纵臂悬架轮边驱动模块结构图。 图2为图1所示实施例另外一方向上的结构图。
图3为图1所示实施例的电动车双纵臂悬架轮边驱动模块结构爆炸图。 图4为图1所示实施例的轮毂结构剖面图。
图5为图1所示实施例的双纵臂悬架及张紧轮机构运动关系原理图。 图6为图1所示实施例的双纵臂悬架及张紧轮机构三维模型图。
具体实施例方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
本发明主要包括下纵臂1、电机2、上纵臂3、大带轮4、小轴承5、桥壳6 、 制动钳安装板7、制动钳8、轮毂支承件9、轴端挡板IO、制动盘12、锁紧螺母 13、轮毂轴承14、限位挡板15、张紧轮横支架16、张紧轮17、张紧轮竖支架 18、小带轮19、同步带20、传动半轴21。
本发明巧妙也运用了双纵臂式悬架的运动特性。该悬架的特点是上下两 纵臂平行且等长，那么连同主销以及上下纵臂与车架铰接点的连线，在车身的 侧平面内，就形成一个平行四边形机构。这样把电机输出轴与车轮轴分别安装 在这个平行四边形的两竖直边的中心位置，在悬架跳动过程中，车轮轴和电机 输出轴的距离始终保持不变。电机直接安装在车架上，与车轮轴之间通过带传 动或链传动，传动的同时亦可起到减速增扭的作用。
图l-2所示为不同方向上的电动车双纵臂悬架轮边驱动模块结构图。从两个 方向上的三维视图，可清晰看出模块的空间结构布局。
如图3所示，同步带20靠可调节的张紧轮17张紧。张紧轮17通过可上下 调整位置的螺钉安装在张紧轮橫支架16上。橫支架16的两端分别与车架以及 竖支架18通过旋转副铰接，竖支架18的两端分别与下纵臂1以及横支架16通 过旋转副铰接。其中横支架16与车架铰接点位于电机轴的轴线上，并且横支架 16与纵臂平行，竖支架18与主销平行。这样在车轮上下跳动过程中，小带轮 19、大带轮4、张紧轮17之间的相对距离始终保持不变，张紧可靠。
电机2固结在车架上，其动力输出通过小带轮19、同步带20传递至大带轮 4上，同时起减速增扭效果。大带轮4与传动半轴21制成一体，并通过端部的 花键与轮毂支承件9相连将动力传递至轮毂支承件9上，直至车轮ll。地面对 车轮纵向力及垂向力引起的弯矩，由轮毂传递至轮毂支承件9，而轮毂支承件9 通过轮毂轴承14支承在桥壳6上，这样就将弯矩转移至车桥及悬架上。传动半 轴21并不承受弯矩作用，所以它为全浮式半轴，受力状况良好。
轮毂支承件9上还安装了制动盘12，所以制动时，引起的扭矩经轮毂支承 件9、制动盘12、制动钳8、制动钳安装板7及桥壳6传递至悬架上。传动半轴 21只在驱动时传递扭矩。制动钳8经制动盘安装板7用螺栓连接在桥壳6上。
大带轮4由于同步带的张紧，受到了一定的径向力。为了避免该径向力产 生的副作用，提高传动效率，在半轴与桥壳6之间安装了小轴承5。这样传动半 轴21避免承受较大的弯矩作用，同时端部花键获得较好的承载受力状况，提高 了传动效率。
轮毂轴承14由桥壳6上的凸台轴向定位，并由锁紧螺母13锁紧。轮毂支 承件9由内部挡肩与轮毂轴承14轴向定位，并通过限位挡板15锁紧。车轮ll 受到的侧向力通过轮毂、轮毂支承件9传递至轮毂轴承14上，再通过锁紧螺母 13或直接由桥壳上的凸台传递至桥壳6及悬架上。传动半轴21 (大带轮4)通 过轴肩及轴端挡板10相对轮毂支承件9轴向定位。图3中轮毂部分的构件排列 反映出了轮毂内部结构的装配关系。通过图5可分析出轮毂内部的受力关系。
双纵臂悬架采用了平行四边形的结构，使得小带轮与大带轮之间在悬架跳 动时，中心位置的距离保持不变。现结合图5加以说明。图5为双纵臂悬架及 张紧轮机构运动关系原理图，图示平面与车轴中心线垂直。BC、 AD分别为上 下纵臂，满足BC:AD且BCZ/AD，通过C、 D点与车架交接；E点为车轮轴，
亦即大带轮的中心，固结在AB上；F点位于CD的连线上，为电机轴，亦即小 带轮的中心，电机固结在车架上，且满足AE-DF; HFI为张紧轮横支架，通过 F点与车架铰接，I点为张紧轮安装点；HG为张紧轮竖支架，通过G点铰接在 AD上，通过H点与张紧轮横支架铰接；且满足关系HG/ZFD， HF//GD。
当车轮相对车架上下跳动时，有平行四边形机构ABCD、 GHFD。因为 AE=DF，所以EF/ZAD且EF二AD，即E、 F点之间的距离始终保持不变，那么 在E、 F点分别安装大带轮、小带轮即可实现同步带传动。在平行四边形机构 GHFD中，HF〃GD，又EF〃AD，所以E在FH的延长线上，进一步讲，E、 I 之间的距离保持不变。这样E、 F、 I三点，任何两点距离不变，亦即大带轮、 小带轮、张紧轮两两中心位置之间距离不变。那么在I点安装张紧轮就实现了同 步带的张紧。
进一步，DG大于O且小于等于DA都能实现上述运动特性。对于有较大结 构设计空间的机构，可使当H、 E点重合，即竖支架被省略，横支架直接铰接在 主销上。
图6为双纵臂悬架及张紧轮机构三维模型图。图中清晰地表达出悬架、张 紧轮机构及车架的连接定位关系。由张紧轮的局部放大图可以看出，张紧轮靠 螺母安装在带有滑槽的张紧轮横支架上，可上下调节位置以达到最佳的张紧力 要求；弹簧及减震器安装在下纵臂3的凹槽23内，与周边结构不发生干涉，且 能保证较长的运动行程。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用 本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改， 并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此， 本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明 做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其包括电机、制动盘、制动钳、轮毂支承件、桥壳、同步带、张紧轮、大带轮、小带轮，其还包括双纵臂式悬架，其特征在于其上、下两纵臂平行且等长，同主销以及上下纵臂与车架铰接点的连线，在车身的侧平面内，形成一个平行四边形机构。
2、 如权利要求1所述的新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其特征在于电机输出轴与车轮轴分别安装在所述的平行四边形的两竖直边的中心位置， 电机固结于车架；或者电机轴与车轮轴安装位置的连线平行于上下纵臂。
3、 如权利要求l所述的新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其特征在于该小带轮与电机输出轴连接，通过同步带与大带轮相连并传送动力。
4、 如权利要求l所述的新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其特征在于该大带轮与传动半轴连接一体，通过花键与轮毂支承件相连；传动半轴通 过轴肩及轴端挡板相对轮毂支承件轴向定位；轮毂支承件通过轮毂轴承支承在 桥壳上；传动半轴于桥壳之间设有小轴承。
5、 如权利要求l所述的新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其特征在于该张紧轮安装于张紧轮横支架上；张紧轮横支架与车架、张紧轮竖支架通 过旋转副铰接；张紧轮竖支架与下纵臂、张紧轮横支架通过旋转副铰接；张紧 轮横支架与车架的交接点在电机轴的轴线上；且张紧轮横支架平行于上下纵臂， 张紧轮竖支架平行于主销。
6、 如权利要求1所述的新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其特征在于该张紧轮安装于张紧轮横支架上；张紧轮竖支架被省略；横支架的一端与 主销直接铰接在车轮轴线位置上；张紧轮横支架与车架的交接点在电机轴的轴 线上。
7、 如权利要求4所述的新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其特征在于该轮毂轴承由桥壳上凸台轴向定位，通过锁紧螺母锁紧。
8、 如权利要求4所述的新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，其特征在于该轮毂支承件有内部挡肩与轮毂轴承轴向定位，通过限位挡板锁紧。
9、 如权利要求5或6任一项所述的新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构， 其特征在于该张紧轮通过可上下调整位置的螺钉安装于张紧轮横支架上。
全文摘要
本发明新型电动车双纵臂式悬架轮边驱动结构，采用了一种双纵臂式悬架，其上下两纵臂平行且等长，那么连同主销以及上下纵臂与车架铰接点的连线，在车身的侧平面内，就形成一个平行四边形机构。同时电机输出轴与车轮轴分别安装在这个平行四边形的两竖直边的中心位置，在悬架跳动过程中，车轮轴和电机输出轴的距离始终保持不变。电机直接安装在车架上，与车轮轴之间通过带传动或链传动，传动的同时亦可起到减速增扭的作用，还便于采用高速内转子电机以获得较高的比功率，同时省去了内转子电机电动轮常用的减速装置。本发明克服了电动轮簧下质量过大的缺点，同时电机在结构及安装布置上获得了较大的设计空间。
文档编号B60K7/00GK101342848SQ20081004174
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月15日 优先权日2008年8月15日
发明者磊 余, 丹 李, 松 薛, 陈辛波 申请人:同济大学