专利名称：轿车减振装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轿车减振装置。
在现有技术中，轿车减振装置的结构如
图1所示，它包括水平安装的减振臂2、减振臂轴1、车轮3和垂直安装的减振弹簧4等，这种装置在减振时的形变运动沿铅垂方向，以减少轿车在垂直方向上的颠簸，但这种装置在轿车高速行驶，遇到比较明显的凹凸路面或凸起高台时，其颠簸振动仍会非常强烈，往往需要放慢车速来减小振动，或者通过增加车轮轮径来降低振动。
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点提供一种全新的减振装置，该装置是可减小轿车快速行驶时遇凹凸路面所产生的强烈颠簸振动。
为完成上述目的，本发明所提供的技术解决方案是一种轿车减振装置，包括减振臂9、减振臂轴7、与减振臂9相连的车轮11和减振弹簧10，其特征在于，所述减振臂9与水平面之间具有夹角α，该夹角α在25°～90°之间变化。
本发明的特征是改变单一垂直方向减振形变运动而引入重要的水平减振运动，是将垂直减振形变运动与水平减振形变运动相结合的减振装置，它使得车轮减振臂9从在水平面上下变化的状态改为在向下旋转25°～90°的范围内变化的状态，即使得车轮11以减振臂轴7为圆心，以减振臂9为半径在向后向上或向下向前的弧线运动方式进行减振运动。
附面说明如下图1是现有轿车减振装置的结构及受力分析平面图；图2是本发明一个实施例的结构示意图；图3是本发明的一个受力分析示意图。
图中各标号的说明如下1-减振臂轴，2-减振臂，3-车轮，4-减振弹簧，5-车体，6-车架链盘，7-减振臂轴，8-链条，9-减振臂，10-减振弹簧，11-车轮，12-车轮轴，13-车轮链盘，14-障碍物。
图1在说明书第三部分已经作过叙述，以下将对其运动时的受力情况进行分析，轿车快速行驶时，遇到凹凸路面或凸起高台时所感受到的颠簸振动作用主要有二个力，一是f1减振冲击力，二是f2阻碍冲击力，f2是感觉更为明显的一种冲击力。其中f1主要与车轮3在遇到凸起时抬起加速度相关。这里当车速越高，其车轮3抬起速度越高(当车轮接触凸起瞬间，抬起速度从vy＝0变为vy＝vctgβ，即有速度的瞬变要求，加速度无限大，但有车胎减缓作用，加速度会变为有限值)，通过车轮与障碍物相撞的冲量转化过程，加速度越大，f1越大。同时f亦越大，分力f2相应越大，f2将直接对车体有一个阻碍冲击力也就越强烈。
参见图2，该轿车减振装置具有一个安装在车体5上的减振臂轴7、安装在减振臂轴7上的车架链盘6、车轮轴12、车轮11、安装在车轮轴12上的车轮链盘13、连接在减振臂轴7和车轮轴12之间的减振臂9、联接在车架链盘6和车轮链盘13之间的传动链条8以及安装在减振臂9上的减振弹簧10。所述减振臂9与水平面之间的夹角α为60°时接触障碍物。该装置是一个主动轮减振装置，若去掉链传动部分即构成被动轮减振装置，其减振臂9的长度可以大于、等于或小于车轮半径的任意长度，应视轿车轴距、路面特征等因素确定。
参见图3，当车轮11绕减振臂轴7下移与水平夹角α从0°增大时，其障碍物14作用于车轮11的力f之分力f2将明显减小，相应地作用于减振弹簧10上的力f1有些增加，当f2减小时，f2水平分力f22更小，车轮11所感受到的阻碍冲击力大大减小，其颠簸振动减小。当轿车快速行驶时，遇到障碍物高台时，车轮11通过减振臂9绕减振臂轴7相对车体向后向上运动，车轮相对车体向后运动相当于车轮水平运动速度降低，亦相当于图1所示状态下当轿车行使至障碍物时车速瞬间降低一样；而向上运动相当于障碍物高度降低。综合起来，车体产生的颠簸振动明显降低或减小了。
为了使车轮快速跟随路面变化，需减轻车轮质量，即减小车轮惯性，达到车轮跟随路面变化的运动时车体的振动减弱，就需要适当缩小轮径，有利减小减振运动部分质量。如图3所示，减振臂及设置α＝25°～90°范围变化时，车轮可减小轮径以降低质量，其减振臂的作用亦相当于更大的一个车轮。
当α角增大，如在50°～70°间变化时，其水平减振作用明显，更有利于高速减振。如α在50°～90°之间变化的情况下，当α＝90°时接触障碍物，此时，其垂直抬起速度从零渐变增加。
下面我们分析车轮遇到凸起障碍时的动态受力情况，将忽略车体重量的静力作用及作用方向的变化等。
如图3所示，其各种受力情况推算如下①减振臂作用力f2＝fcos(α+β)减振臂轴水平分力f22＝f2cosα或f22＝fcosαcos(α+β)②车轮抬起速度vy＝vxctgβ车轮遇到凸起时的水平运行速度vx＝vcosα设轿车(车体)速度v不变，轮径为d，半径为r，凸起高为h则vy＝vcosαctgβctgβ=r2-(r-h)2r-h=2rh-h2r-h]]>即vy=v·2rh-h2r-h·cosα]]>v车速，r车轮半径，h凸起高度，减振臂角α当α＝0°时r＝4h时
当
r＝2h时α＝？cosα=73·h3h=733=0.51]]>即轮径缩小一倍时，α角增加到59.4°时，其垂直抬起速度vy相同。
而当α增大时，其水平阻碍冲击力减小到接近零。
假定轿车高速行使时遇到凸起时其高度不变，即车体高度不因凸起与车轮撞击而改变时，分析各方面受力情况当α＝0°r＝3h时
当
r＝1.5h时cosα=52·0.52=542=0.395]]>α＝66.7°当α＝0°时 r＝3hT=r2-(r-h)2v=5hv=2.236hv]]>当α＝66.7°时r＝1.5hT=r2-(r-h)2v·cosα=2rh-h2v·cosα]]>=2h0.39v=3.6hv]]>当α＝50°时
通过制图方法较为容易得出给定减振臂长度下的α角范围下的车轮避越凸起时间，可知其平均速度关系。
vy＝vx.ctgβ＝vcosα.ctgβctgβ=2rh-h2r-h]]>下表是表示vy、α、h、r之间关系的一组数据
从表中可以看出车轮抬起速度随α增大而减小，随凸起增大而增大，随轮径增加而减小。
如车轮抬起初始速度增加一倍，则加速度α增加一倍左右，车轮等可动部分折算质量m(主要是车轮重量)，需要抬起力f11＝ma增加一倍左右，f增加一倍左右，f2增加一倍左右，f22相应地也增加一倍左右，即阻碍冲击力增加一倍左右。
如图3所示，当γ＝α+β增大到90°时，则f分力f2＝0，继续增大，f2方向变反，其阻碍冲击作用改变为推进力f2其分力f22有益于减弱f12作用，改善了减振效果。γ＝α+β增大有两个因素，一个是α角增大，另一个是阻碍物h减小。
本发明所述减振装置，当车辆启动加速时，车体不产生刚性冲击，当车辆制动刹车时，车体相对车轮可向前弹性缓冲，使制动有效平稳。本发明所述减振装置，承载刚度增强，车辆转弯稳定性改善，而低速行驶时，减振效果有所降低。
如图3所示，当车速增加一倍时，其f与图1中的f力相近，而水平阻碍冲击力大为降低，这样本发明对相同轮径其速度提高一倍时，所感受到的颠簸还会减弱。减振冲击力的大大减小，对底盘刚度要求也随之大大降低。
权利要求
1.一种轿车减振装置，包括减振臂9、减振臂轴7、与减振臂9相连的车轮11和减振弹簧10，其特殊之处在于，所述减振臂9与水平面之间具有夹角α，该夹角α在25°～90°之间变化。
全文摘要
本发明涉及一种轿车减振装置,主要解决已有技术减振效果较差,在轿车高速行驶、遇明显凹凸路面时,其颠簸振动会非常强烈的缺点,该装置包括减振臂和减振臂轴、与减振臂相连的车轮和减振弹簧,本发明的特殊之处在于,所述减振臂与水平面之间具有夹角α,该夹角α在25°～90°之间。本发明改变单一垂直方向的减振运动而引入重要的水平减振运动,可明显提高轿车快速向前行驶的减振效果,适合于在各类轿车及越野车上使用。
文档编号B60G3/02GK1198385SQ97108480
公开日1998年11月11日 申请日期1997年5月6日 优先权日1997年5月6日
发明者马玉林 申请人:西安磁林电气公司