并联式汽车独立悬架机构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及汽车工程领域，特别涉及一种并联式汽车独立悬架机构。
【背景技术】
[0002]悬架系统是现代汽车的重要总成之一，是影响汽车乘坐舒适性和操纵稳定性的关键总成。车架(或车身)与车轴(或车轮)通过悬架弹性连接，其主要作用是传递车轮和车架(或车身)之间的力和力矩;缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性;保证车轮在路面不平或者载荷变化时有理想的运动特性;保证汽车在行驶过程中具有良好的操纵稳定性。悬架系统主要由弹性元件、阻尼元件和导向机构三大部分组成，其中导向机构是由导向杆系组成的，用来决定车轮相对于车架(或车身)的运动特性，并传递弹性元件上的垂直力以外的各种力和力矩，在汽车行驶中起到控制车轮运动轨迹的作用。
[0003]汽车悬架根据导向机构的不同大致可分为非独立悬架和独立悬架两种类型。非独立悬架的结构特点是，悬架的两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。非独立悬架的优点是结构简单，制造容易，维修方便，传力可靠;其缺点是两轮受冲击震动时互相影响，且非悬架质量较重，悬架的缓冲性能较差，行驶时汽车振动冲击较大，占用空间大且其乘坐舒适性和高速时的操纵稳定性较差。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上，而较少在轿车中应用。
[0004]独立悬架特点是每个车轮通过单独的悬架安装于车身，车桥采用断开式，中间一段固定于车架或者车身上。独立悬架优点是两边车轮受冲击时互不影响，可减少车身的倾斜和振动，在实际工况下获得良好的附着力;弹性元件只承受垂直力，所以可以采用刚度较小的弹簧，使车身振动频率降低，从而改善汽车行驶的平顺性；同时由于可以降低发动机的位置高度，使整车质心高度下降，从而改善汽车行驶的稳定性;缓冲与减震能力强；占用空间小。因此在现代汽车领域得到广泛的应用，成为汽车领域发展的必然趋势。但是，独立悬架因其结构复杂，制造成本高，维修困难，主要用于轿车和部分轻型货车、客车及越野车上。
[0005]决定独立悬架机构性能优劣的因素主要是其引导的车轮定位参数的变化特性。车轮定位参数是悬架系统诸多运动学参数中最为重要的一组参数，对非转向悬架，主要包括车轮外倾角、前束角、轮距、轴距、侧倾中心、纵倾中心等，对转向悬架，还包括主销后倾角及后倾拖距、主销内倾角和内倾偏移距等，这些参数直接影响悬架的系统特性，与汽车的操纵稳定性的多种评价指标密切相关。合理的定位参数变化特性是保证汽车直线行驶稳定性、转向轻便性、车体侧倾和纵倾特性、轮胎与地面的附着力以及避免跑偏和轮胎过早磨损的关键。
[0006]目前，汽车中广泛采用的独立悬架的结构形式主要有:单臂式悬架(包括单横臂、单纵臂、单斜臂)、麦弗逊式悬架、双臂式悬架(包括双横臂式、双纵臂式)以及多连杆式悬架等。对于单臂式悬架、麦弗逊式悬架和双臂式悬架，由于其控制臂组件为单自由度机构，可选设计参数较少，不能很好的协调各定位参数变化特性，在保证某些特性参数优良的情况下，其它特性参数则变得较差:如双横臂悬架，当保证其外倾变化特性以及主销相关特性较小时，轮距变化显著增大，导致轮胎早期磨损。而对多连杆悬架而言，虽然设计参数众多，但其车轮定位参数对机构参数比较敏感，设计计算难度大，结构的复杂性导致空间布置上的困难，整体造价昂贵。
[0007]为解决以上问题，需要一种既能够克服单臂式悬架、双臂式悬架和麦弗逊式悬架存在的设计自由度少、定位参数协调性差的不足，又能比多连杆式悬架结构更简单、设计计算更简便，并且可用于汽车转向或非转向轮的并联式独立悬架机构。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种既能够克服单臂式悬架、双臂式悬架和麦弗逊式悬架存在的设计自由度少、定位参数协调性差的不足，又能比多连杆式悬架结构更简单、设计计算更简便，并且可用于汽车转向或非转向轮的并联式独立悬架机构;本发明的并联式汽车独立悬架机构，包括与车轮固定的输出构件、铰接于所述输出构件与车架之间的前控制臂组件和后控制臂组件以及连接于所述输出构件与车架之间的减震器组件;所述前控制臂组件和后控制臂组件均为与地面相互垂直的平行四边形连杆机构；
[0009]进一步，所述前控制臂组件包括与车架铰接的前控制臂上构件、前控制臂下构件以及铰接于前控制臂上构件和前控制臂下构件之间的前控制臂上下连接件;所述后控制臂组件包括与车架铰接的后控制臂上构件、后控制臂下构件以及铰接于后控制臂上构件和后控制臂下构件之间的后控制臂上下连接件;所述前控制臂上下连接件和后控制臂上下连接件均通过铰轴垂直于地面的铰链连接于所述输出构件；
[0010]进一步，所述输出构件为转向节，所述转向节包括同时与前控制臂上下连接件和后控制臂上下连接件铰接的转向节内构件以及与车轮固定的转向节外构件;所述转向节内构件和转向节外构件之间可转动配合；
[0011]进一步，所述前控制臂组件与后控制臂组件关于通过车轮轴线的竖直平面对称；
[0012]进一步，所述前控制臂组件所在的平面与后控制臂组件所在的平面相互平行；
[0013]进一步，所述前控制臂组件所在的平面与后控制臂所在的平面之间形成夹角；
[0014]进一步，所述减震器组件包括沿竖直方向设置的活塞筒和活塞杆，所述活塞筒和活塞杆均通过球型铰链分别与车架和输出构件铰接；
[0015]进一步，所述前控制臂上构件与前控制臂下构件均通过球型铰链与车架连接；
[0016]进一步，所述前控制臂连接件和后控制臂连接件均为“T”型构件。
[0017]本发明的有益效果是:本发明的并联式独立悬架机构可以利用具有较多设计参数的前、后控制臂组件，通过选取合适的结构参数实现车轮的零外倾变化以及任意期望的轮距、轴距及前束变化特性，保证车轮按期望的轨迹运动。此外，本前后控制臂组件均为并联结构，前后控制臂又相互并联连接，形成双层并联结构，其中与车体的连接为四连杆并联，可以有效分散通过车轮传递过来的路面作用力，承载能力强;而转向节为两臂并联，与传统四连杆悬架比较，简化了转向节的结构复杂度和结构设计难度，有利于与车轮上制动器等零部件的布置。特别适用于大型越野车、及载重汽车等。此外，当该机构使用于转向独立悬架时，主销轴线的位姿固定不变，能够实现主销后倾角、主销后倾拖距、主销内倾角及主销内倾偏移距等参数在车轮跳动过程中保持不变的特性，从而提高车辆的操纵稳定性。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0019]图1为本发明的轴测图；
[0020]图2为本发明的机构不意图；
[0021 ]图3为本发明运用于非转向悬挂系统的机构示意图；
[0022]图4为本发明运用于转向悬挂系统的机构示意图；
[0023]图5为本发明的转向节的结构示意图；
[0024]图6为本实施例的车轮前束特性曲线
[0025]图7为本实施例的车轮外倾角特性曲线；
[0026]图8为本实施例的轮距变化特性曲线
[0027]图9为本实施例的轴距变化特性曲线。
【具体实施方式】
[0028]图1为本发明的轴测图；图2为本发明的机构示意图；图3为本发明运用于非转向悬挂系统的机构示意图；图4为本发明运用于转向悬挂系统的机构示意图；图5为本发明的转向节的结构示意图。如图1、2所示，本实施例中的并联式汽车独立悬架机构，包括与车轮9固定的输出构件7、铰接于所述输出构件7与车架O之间的前控制臂组件和后控制臂组件以及连接于所述输出构件7与车架O之间的减震器组件8;所述前控制臂组件和后控制臂组件均为与地面垂直相互垂直的平行四边形连杆机构;本发明的并联式独立悬架机构可以利用具有较多设计参数的前、后控制臂组件，通过选取合适的结构参数实现车轮9的零外倾变化以及任意期望的轮距、轴距及前束变化特性，保证车轮9按期望的轨迹运动。此外，本前后控制臂组件均为并联结构，前后控制臂又相互并联连接，形成双层并联结构，其中与车体的连接为四连杆并联，可以有效分散通过车轮9传递过来的路面作用力，承载能力强;而转向节为两臂并联，与传统四连杆悬架比较，简化了转向节的结构复杂度和结构设计难度，有利于与车轮9上制动器等零部件的布置。特别适用于大型越野车、及载重汽车等。此外，当该机构使用于转向独立悬架时，主销轴线的位姿固定不变，能够实现主销后倾角、主销后倾拖距、主销内倾角及主销内倾偏移距等参数在车轮9跳动过程中保持不变的特性，从而提高车辆的操纵稳定性。
[0029]本实施例中，所述前控制臂组件包括与车架通过铰链Al铰接的前控