一种控制臂、前悬架系统及车辆的制作方法

[0001]
本实用新型涉及车辆设计技术领域，尤其涉及一种控制臂、前悬架系统及车辆。


背景技术：

[0002]
悬架系统是现代汽车上的重要总成之一，是汽车车身与车轮之间的一切传递力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车身之间的力和力矩，缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击，并衰减由此引起的振动，对车辆的行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。
[0003]
控制臂作为车辆悬挂系统的导向和传力元件，将作用在车轮上的各种力传递给车身，同时保证车轮按一定轨迹运动。控制臂分别通过球铰或者衬套把车轮和车身弹性地连接在一起，因而要求控制臂(包括与之相连的衬套及球头)应有足够的刚度、强度和使用寿命。控制臂分为前控制臂和下控制臂，现有的下控制臂多为单球头式控制臂，大多呈弧形结构，且其外形较为简单，结构强度定义不明确，在遇到车辆损坏时，球头处的损坏为破坏性损伤，一经破坏，车辆将无法继续行驶。另外，现有控制臂强度较低，无法满足重型车辆在各种路况下的要求。
[0004]
因此，如何提出一种控制臂、前悬架系统及车辆，以解决现有技术中存在的上述技术问题。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的第一个目的在于提供一种控制臂，控制臂强度能在满足整车强度要求的同时，控制臂本体可以先于控制臂球头损坏而发生弯曲，以便及时发现故障进行维修，提高使用安全性。
[0006]
本实用新型的第二个目的在于提供一种前悬架系统，该前悬架系统具有较高的可靠性、稳定性和使用安全性。
[0007]
本实用新型的第三个目的在于提供一种车辆，该车辆的稳定性、可靠性和驾乘安全性均得到提高。
[0008]
如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：
[0009]
一种控制臂，包括：
[0010]
控制臂本体；
[0011]
控制臂球头和衬套，分别设置于所述控制臂本体的两端，所述控制臂本体的中部设有加强筋，所述控制臂本体的横截面面积自所述中部向所述控制臂球头和所述衬套的两端逐渐减小，所述控制臂本体的结构强度小于所述控制臂球头的结构强度。
[0012]
作为上述控制臂的优选技术方案，所述控制臂本体沿其延伸方向为变截面结构。
[0013]
作为上述控制臂的优选技术方案，所述控制臂本体沿其延伸方向的各截面形状均大致呈矩形。
[0014]
作为上述控制臂的优选技术方案，所述矩形的下表面设有凹槽；
[0015]
自所述控制臂球头至所述衬套的方向，所述凹槽的深度逐渐增大。
[0016]
作为上述控制臂的优选技术方案，所述控制臂本体的下侧两边缘处分别设有第一加强筋和第二加强筋，所述第一加强筋和所述第二加强筋与所述控制臂本体之间形成所述凹槽，所述第一加强筋的厚度与所述第二加强筋的厚度沿所述控制臂本体的延伸方向处处相等。
[0017]
作为上述控制臂的优选技术方案，所述第一加强筋和所述第二加强筋均垂直于所述控制臂本体。
[0018]
作为上述控制臂的优选技术方案，在垂直于所述控制臂本体的延伸方向的横截面中，所述第一加强筋和所述第二加强筋关于所述控制臂本体的中心轴线对称设置。
[0019]
作为上述控制臂的优选技术方案，所述控制臂本体整体呈弧形结构。
[0020]
一种前悬架系统，包括如上所述的控制臂。
[0021]
一种车辆，包括如上所述的前悬架系统，所述控制臂的一端与所述车辆的副车架连接，另一端与所述车辆的转向节连接。
[0022]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
[0023]
本实用新型提出的控制臂，包括控制臂本体、控制臂球头和衬套，控制臂本体的中部设有加强筋，控制臂本体的横截面面积自中部向控制臂球头和衬套的两端逐渐减小，以形成收缩的弱化区域，控制臂的中间部分为易变形区域，设置加强筋可提高其结构强度，满足各种路况要求。控制臂本体的上述结构设置，可使得控制臂的强度控制在一定范围内，既能保证控制臂在较弱区域具有足够强度以满足整车的强度要求，又不至于强度过强而导致控制臂本体晚于控制臂球头损坏。将控制臂本体的结构强度设置为小于控制臂球头的结构强度，以使车辆在遭受到冲击等恶劣工况时，控制臂本体能够在控制臂球头损坏前发生弯曲变形，此损坏肉眼可见，使得驾驶人员和维修人员能够及时观察到控制臂变形情况，并判断车辆是否需要维修，避免驾乘人员遭受由于球头损坏而导致的重大事故，提高车辆使用安全性。
[0024]
本实用新型提出的前悬架系统，包括上述的控制臂，该前悬架系统具有较高的可靠性和稳定性，使用安全性提高，使用寿命长。
[0025]
本实用新型提出的车辆，包括上述的前悬架系统，通过设置该前悬架系统，该车辆的稳定性、可靠性和驾乘安全性均得到提高。
附图说明
[0026]
图1是本实用新型提供的控制臂的结构示意图；
[0027]
图2是本实用新型提供的控制臂的侧视图；
[0028]
图3是图2中a-a、b-b、c-c、d-d处的截面示意图。
[0029]
图中：
[0030]
100、控制臂
[0031]
1、控制臂本体；2、控制臂球头；3、衬套；
[0032]
11、第一加强筋；12、第二加强筋。
具体实施方式
[0033]
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
[0034]
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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或两个元件的相互作用关系。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。
[0035]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0036]
在本实施例的描述中，术语“上”“下”“左”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0037]
如图1至图3所示，本实施例公开的控制臂100包括控制臂本体1和分别连接于控制臂本体1两端的控制臂球头2和衬套3，控制臂本体1的中部设有加强筋，控制臂本体1的横截面面积自中部向控制臂球头2和衬套3的两端逐渐减小，以形成收缩的弱化区域。控制臂本体1的结构强度小于控制臂球头2的结构强度，以在车辆遭受到冲击等恶劣工况时，控制臂本体1能够在控制臂球头2损坏前发生弯曲变形，此损坏肉眼可见，使得驾驶人员和维修人员能够及时观察到控制臂100变形情况，判断车辆是否需要维修，同时能够避免驾乘人员遭受由于球头损坏导致的重大事故，提高车辆使用安全性。
[0038]
进一步地，控制臂本体1沿其延伸方向为变截面结构。控制臂100的中间部分为易变形区域，设置加强筋可提高其结构强度，满足各种路况要求。控制臂本体1的上述结构设置，可使得控制臂100的强度控制在一定范围内，既能保证控制臂100在较弱区域具有足够强度以满足整车的强度要求，又不至于强度过强而导致控制臂本体1晚于控制臂球头2损坏。
[0039]
具体而言，如图1所示，控制臂本体1的下侧两边缘处分别设有第一加强筋11和第二加强筋12，第一加强筋11的厚度与第二加强筋12的厚度沿控制臂本体1的延伸方向处处相等。该结构可保证控制臂本体1的受力均匀性，进一步提高控制臂100的结构强度。
[0040]
进一步地，第一加强筋11和第二加强筋12相互平行延伸。优选地，第一加强筋11和第二加强筋12均沿着控制臂本体1的边缘的延伸轨迹延伸，使得第一加强筋11和第二加强筋12与控制臂本体111的边缘更加贴合，进一步提高控制臂100的强度。
[0041]
优选地，第一加强筋11和第二加强筋12均垂直于控制臂本体1设置。
[0042]
进一步优选地，在垂直于控制臂本体1的延伸方向的横截面中，第一加强筋11和第二加强筋12关于控制臂本体1的中心轴线对称设置，对称结构的设置能够进一步提高控制臂100的强度和稳定性。
[0043]
如图2和图3所示，给出了沿控制臂100的延伸方向控制臂本体1的几种不同的截面形状，各截面形状均大致呈矩形。进一步地，矩形的下表面设有凹槽，第一加强筋11和第二加强筋12与控制臂本体1之间形成该凹槽。结合图1可知，自控制臂球头2至衬套3的方向，凹槽的深度逐渐增大，即第一加强筋11和第二加强筋12的设置位置靠近衬套3一侧。优选地，在控制臂本体1、第一加强筋11和第二加强筋12的外轮廓的各个变化位置处，均优选采用圆角过渡，以避免尖角位置的应力集中，且能够改善控制臂100的外观。
[0044]
优选地，控制臂本体1整体呈弧形结构。进一步地，控制臂100采用锻钢工艺制成。金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能，保证金属纤维组织的连续性，使锻造件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，保证控制臂100具有良好的力学性能与较长的使用寿命。进一步优选地，本实施例中的控制臂本体1的延伸率达到18％，可以充分保证控制臂100在发生变形后，车辆可以继续行驶至维修点。
[0045]
本实施例还提供了一种前悬架系统，包括如上的控制臂100。该前悬架系统具有较高的可靠性和稳定性，使用安全性提高，使用寿命长。
[0046]
本实施例还提供了一种车辆，包括如上的前悬架系统，其中，控制臂100的一端与车辆的副车架连接，另一端与车辆的转向节连接。该车辆的稳定性、可靠性和驾乘安全性得到提高。
[0047]
以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。