车辆底盘结构及具有该底盘结构的车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种车辆底盘结构和具有该底盘结构的车辆。

背景技术：

鉴于车辆底盘系统的复杂性，轮式车辆底盘的设计开发是一个比较漫长的过程，然而，漫长的研发过程与快速产品迭代形成了一组鲜明的矛盾，这样的矛盾会使得众多企业陷入两难选择的境地，一方面，很多企业难以及时提供多样化的产品去适应快速变化的市场，另一方面，还有很多企业付出大量的研发投入而获得的收益却有限。

因此，研发一种模块化设计的车辆底盘系统是十分迫切的，车辆底盘系统的模块化设计能够突破现有车辆底盘系统的研发瓶颈，同时也符合车辆标准化的新形势。所以，很有必要将轮式车辆底盘相关系统集成为模块化单元。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现要素：

为了解决上述缺陷，本发明提供了一种，一种车辆底盘结构，其特征在于,其包括车架和悬架系统，所述车架内部设有容置空间，所述车架的两侧均设置有用于安装所述悬架系统的安装架，所述车架的两侧分别连接有悬架系统，所述车架的内部设有吊装支架组，所述车架能够与车身连接。

较佳地，所述安装架包括第一安装架和第二安装架，所述车架的左侧上下设置两个所述第一安装架，所述车架的右侧上下设置两个所述第一安装架，所述车架的左侧上下设置两个所述第二安装架，所述车架的右侧上下设置两个所述第二安装架。

较佳地，所述悬架系统包括上横臂总成、下横臂总成和弹簧总成，所述上横臂总成共有三个连接端，所述上横臂总成的两个连接端分别连接在上部的所述第一安装架和上部的所述第二安装架上，所述上横臂总成的另一个连接端连接在对应一侧的车轮端上；所述下横臂总成共有三个连接端，所述下横臂总成的两个连接端分别连接在下部的所述第一安装架和下部的所述第二安装架上，所述下横臂总成的另一个连接端连接在对应一侧的车轮端上；所述弹簧总成分别与所述车身和所述所述下横臂总成连接。

较佳地，其还包括转向杆系，所述转向杆系通过转向杆系连接件与所述车架连接，所述转向杆系包括左摆臂总成、右摆臂总成和横拉杆，所述左摆臂总成通过所述转向杆系连接件与所述车架左侧上部的所述第二安装架连接，所述右摆臂总成通过所述转向杆系连接件与所述车架右侧上部的所述第二安装架连接，所述左摆臂总成和所述右摆臂总成还通过所述横拉杆连接，所述车架上设有用于容纳所述横拉杆运动的空间。

较佳地，所述转向杆系还包括纵拉杆、摇臂和转向机，所述摇臂分别与所述转向机和所述纵拉杆连接，所述纵拉杆还连接在所述左摆臂总成或所述右摆臂总成上，所述左摆臂总成通过节臂拉杆和转向节臂与左轮端连接，所述右摆臂总成通过节臂拉杆和转向节臂与右轮端连接；所述转向机能够通过转向机连接板与所述车身连接。

较佳地，其还包括车桥总成，所述车桥总成车桥中段、左轮端和右轮端，所述车桥中段通过传动轴与所述左轮端连接，所述车桥中段通过传动轴与所述右轮端连接，所述车桥中段通过弹性悬置组件与所述车架上的吊装支架组连接。

较佳地，所述吊装支架组包括对置的左吊装支架和右吊装支架，所述车桥中段上设有左支架总成和右支架总成，左侧的所述弹性悬置组件能够将所述左支架总成与所述左吊装支架连接，右侧的所述弹性悬置组件能够将所述右支架总成与所述右吊装支架连接，同侧的若干所述弹性悬置组件之间还能通过压板相互连接。

较佳地，所述弹性悬置组件包括弹性悬置块和连接件，所述弹性悬置块和所述连接件连接，所述连接件能够与所述右吊装支架和/或所述左吊装支架连接，所述弹性悬置块包括内部刚性套总成、弹性件和外部刚性套，所述弹性件套接在所述内部刚性套总成上，所述外部刚性套套接在所述弹性件上。

较佳地，所述弹性悬置块的刚度和数量满足：

∑ksili≥mmax

其中：k表示所述弹性悬置块的刚度，s表示所述弹性悬置块最大允许行程，l表示所述弹性悬置块对所述车桥总成力臂，i表示所述弹性悬置块数量，mmax表示不同档位总扭矩的矢量和中的最大值。

本发明还提供一种车辆，其包括上述的车辆底盘结构。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种车辆底盘结构，将车架、悬架系统和车桥总成等子系统集成在一起，组成底盘结构，该车辆底盘结构属于模块化的底盘结构，模块化的底盘结构在外观上是一个整体，工作时具备底盘各个子系统的功能，并且可根据需求，局部调整底盘结构中的相关子系统，这样可快速完成车辆轴数的变化或底盘参数的调整。同系列新产品开发时，该底盘结构可快速完成车辆轴数的变化或底盘参数的调整，大幅度缩短新产品的开发周期，降低研发成本，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例1中车辆底盘结构的整体示意图；

图2为本发明实施例1中车架的结构示意图；

图3为本发明实施例1中悬架系统的结构示意图；

图4为本发明实施例1中转向杆系的结构示意图；

图5为本发明实施例1中车桥总成的结构示意图；

图6为本发明实施例1中左支架总成和右支架总成的爆炸视图；

图7为本发明实施例1中弹性悬置组件的结构示意图；

图8为本发明实施例1中弹性悬置块的剖面结构示意图。

附图标记：

车架1、悬架系统2、转向杆系3、车桥总成4、弹性悬置组件5、内部刚性套总成6、弹性件7、外部刚性套8、第一安装架11、第二安装架12、贯通孔13、右吊装支架14、左吊装支架15、上横臂总成21、下横臂总成22、弹簧总成23、转向杆系连接件30、节臂拉杆31、转向节臂32、左摆臂总成33、纵拉杆34、摇臂35、转向机36、转向机连接板37、横拉杆38、右摆臂总成39、左轮端41、传动轴42、左支架总成43、车桥中段44、右支架总成45、右轮端46、压板47、弹性悬置块51、第一螺栓52、第一螺母53、第二螺母54、固定螺栓55、弹簧垫圈56、连接件57、左支架431、车桥441和右支架451。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

图1为本发明实施例1中车辆底盘结构的整体示意图。如图1所示，本发明实施例1提供一种车辆底盘结构，其包括车架1、悬架系统2和车桥总成4，悬架系统2和车桥总成4分别与车架1连接。车桥总成4吊装在车架1上，车架1的两侧分别安装有悬架系统2。车架1内部设有用于容置车桥的容置空间。车架1能够与车身连接。车架1的两侧均设置有用于安装悬架系统2的安装架，在本实施例中，优选地，车架1的两侧均设置有用于安装悬架系统2的第一安装架11和第二安装架12。

将车架1、悬架系统2和车桥总成4这些子系统集成在一起，组成底盘结构，该车辆底盘结构属于模块化的底盘结构，模块化的底盘结构在外观上是一个整体，工作时具备底盘各个子系统的功能，并且可根据需求，局部调整底盘结构中的相关子系统，这样可快速完成车辆轴数的变化或底盘参数的调整。同系列新产品开发时，该底盘结构可快速完成车辆轴数的变化或底盘参数的调整，大幅度缩短新产品的开发周期，降低研发成本，提高经济效益。

如需要实现转向功能，则优选地，本实施例中提供的一种车辆底盘结构还包括转向杆系3，转向杆系3与车架1连接。进一步，转向杆系3通过车架1两侧的安装架固定，即转向杆系3与第二安装架12固定连接。

此时，将车架1、悬架系统2、转向杆系3和车桥总成4这些子系统集成在一起，组成底盘结构，该车辆底盘结构属于模块化的底盘结构，模块化的底盘结构在外观上是一个整体，工作时具备底盘各个子系统的功能，并且可根据需求，局部调整底盘结构中的相关子系统，这样可快速完成车辆轴数的变化或底盘参数的调整。

车架1是车辆底盘结构的承载基体，也是车辆底盘结构的主体框架。作为汽车的承载基体，车辆底盘结构上的车架1承载着所有的簧上质量，并承受传给它的各种力和力矩。车架1作为本车辆底盘结构的主体框架，车架1连接着其余三个子系统，以使装在其上的三个子系统之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身变形最小。

图2为本发明实施例1中车架的结构示意图，如图2所示，车架1内部设有用于容置车桥的容置空间，容置空间的左右两侧的车架1上分别设有右吊装支架14和左吊装支架15，右吊装支架14和左吊装支架15用于安装车桥总成4。右吊装支架14上设有若干用于贯穿弹性悬置组件5的第一通孔，任意第一通孔附近的右吊装支架14上匹配设有用于安装弹性悬置组件5的孔，优选地，用于安装弹性悬置组件5的孔与固定螺栓55和螺母匹配使用。左吊装支架15上设有若干用于贯穿弹性悬置组件5的第一通孔，任意第一通孔附近的左吊装支架15上匹配设有用于安装弹性悬置组件5的孔，优选地，用于安装弹性悬置组件5的孔与固定螺栓55和螺母匹配使用。

车架1上部平面开有18个通孔，车架1上部平面的通孔可穿入螺栓，车身能够通过螺栓螺母组件与车架1可拆卸连接。

车架1的两侧还设有贯通孔13，传动轴42能够穿过贯通孔13。优选地，两侧的贯通孔13分别设置在右吊装支架14和左吊装支架15的下方。

车架1上还设有两个纵梁，两纵梁之间连接有若干横梁，容置空间设置在两纵梁的内侧。

车辆底盘结构中的悬架系统装于2车架1两侧，由弹性元件、阻尼元件及横臂总成等零部件组成，必要时还可加装横向稳定杆。该子系统传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性，并保证车轮按设计的位移特性行驶。图3为本发明实施例1中悬架系统的结构示意图。如图3所示，悬架系统2包括上横臂总成21、下横臂总成22和弹簧总成23。上横臂总成21共有三个连接端，上横臂总成21的两个连接端分别连接在上部第一安装架11和上部第二安装架12上，上横臂总成21的两个连接端上带有螺栓件，螺栓件能够穿入车架1，然后用螺母紧固螺栓件，这样上横臂总成21能够与车架1良好固定。上横臂总成21的另一个连接端连接在对应一侧的车轮端上(左轮端41或右轮端46)。下横臂总成22共有三个连接端，下横臂总成22的两个连接端分别连接在下部第一安装架11和下部第二安装架12上，下横臂总成22的两个连接端上带有螺栓件，螺栓件能够穿入车架1，然后用螺母紧固螺栓件，这样下横臂总成22能够与车架1良好固定。下横臂总成22的另一个连接端连接在对应一侧的车轮端上(左轮端41或右轮端46)。优选地，上横臂总成21和下横臂总成22呈y字型结构。下横臂总成22上还连接有弹簧总成23。弹簧总成23上部与车身连接。优选地，弹簧总成23为油气弹簧总成，弹簧总成23通过其上部的螺栓螺母组件与车身连接。

本实施例中的车辆底盘结构左右两侧分别连接有一个悬架系统2。

图4为本发明实施例1中转向杆系的结构示意图。如图4所示，转向杆系3通过转向杆系连接件30与第二安装架12连接。通过对转向杆系3的合理匹配，使车辆能沿着设想的轨迹运动。转向杆系3包括左摆臂总成33、右摆臂总成39、横拉杆38、纵拉杆34、摇臂35和转向机36，左摆臂总成33上连接有转向杆系连接件30，左摆臂总成33上连接的转向杆系连接件30能够与车架1左侧上部的第二安装架12连接。右摆臂总成39上连接有转向杆系连接件30，右摆臂总成39上连接的转向杆系连接件30能够与车架1右侧上部的第二安装架12连接。左摆臂总成33和右摆臂总成39之间连接有横拉杆38。

左摆臂总成33通过节臂拉杆31和转向节臂32与左轮端41连接。左侧的节臂拉杆31一端与转向节臂32连接，另一端与左摆臂总成33连接。转向节臂32与左轮端41连接，优选通过4个螺栓与左轮端41连接。右摆臂总成39通过节臂拉杆31和转向节臂32与右轮端46连接。右侧的节臂拉杆31一端与转向节臂32连接，另一端与右摆臂总成39连接。转向节臂32与右轮端46连接，优选通过4个螺栓与右轮端46连接。

摇臂35分别与转向机36和纵拉杆34一端连接，转向机36通过摇臂35带动纵拉杆34运动。纵拉杆34的另一端连接在左摆臂总成33或右摆臂总成39上，优选地，基于左舵车，纵拉杆34的另一端连接在左摆臂总成33上；基于右舵车，纵拉杆34的另一端连接在右摆臂总成39上。

转向机36能够通过转向机连接板37与车身连接，优选地，转向机连接板用螺栓与车身固定。

图5为本发明实施例1中车桥总成的结构示意图，图6为本发明实施例1中左支架总成和右支架总成的爆炸视图。如图5和图6所示，车桥总成4包括车桥中段44、传动轴42、左轮端41和右轮端46，车桥中段44通过左侧的传动轴42与左轮端41连接，车桥中段44通过右侧的传动轴42与右轮端46连接。传动轴42与穿过贯通孔13。车桥中段44置于容置空间中。车桥中段44通过弹性悬置组件5吊装在车架1上。

车桥中段44的左侧连接有左支架总成43，左支架总成43与左吊装支架15连接。左支架总成43包括左支架431，左支架431连接在车桥中段44的左侧，弹性悬置组件5能够与左吊装支架15连接，弹性悬置组件5还能够与左支架431连接。弹性悬置组件5将车桥中段44的左侧安装在车架1上。弹性悬置组件5还能够与压板47连接。同侧的若干弹性悬置组件5之间还能通过压板47相互连接，增加压板47的有益效果在于，使车桥总成4与车架1的连接更加稳固和可靠，也增强了弹性悬置组件5的避震效果。

车桥中段44的右侧连接有右支架总成45，右支架总成45与右吊装支架14连接。右支架总成435括右支架451，右支架451连接在车桥中段44的右侧，弹性悬置组件5能够与右吊装支架14连接，弹性悬置组件5还能够与右支架451连接。弹性悬置组件5将车桥中段44的右侧安装在车架1上。弹性悬置组件5还能够与压板47连接。同侧的若干弹性悬置组件5之间还能通过压板47相互连接，增加压板47的有益效果在于，使车桥总成4与车架1的连接更加稳固和可靠，也增强了弹性悬置组件5的避震效果。

一般情况下，在使用独立悬架的车辆上，车桥总成的中段部分与车架是刚性连接在一起的，车辆行驶时，这种连接形式会将传动系统的震动直接通过车架传递到车身上，导致车内人员乘坐的舒适性变差，如果将这种刚性连接变为柔性连接，那么就可以把传动系带来的大部分振动隔离掉，人员的乘坐舒适性会得到提高。

图7为本发明实施例1中弹性悬置组件的结构示意图。如图7所示，弹性悬置组件5包括弹性悬置块51和连接件57，弹性悬置块51和连接件57连接，连接件57能够与右吊装支架14和/或左吊装支架15连接。连接件57与右吊装支架14之间通过固定螺栓55和螺母连接。固定螺栓55上套接有弹簧垫圈56，弹簧垫圈56介于固定螺栓55的螺栓头与连接件57之间。优选地，连接件57外轮廓为方形，其四个角落分别通过固定螺栓55和螺母固定在右吊装支架14上。连接件57与左吊装支架15之间通过固定螺栓55和螺母连接。固定螺栓55上套接有弹簧垫圈56，弹簧垫圈56介于固定螺栓55的螺栓头与连接件57之间。弹簧垫圈56用于减小固定螺栓55与螺母之间发生松动的概率。优选地，连接件57外轮廓为方形，其四个角落分别通过固定螺栓55和螺母固定在左吊装支架15上。

弹性悬置块51上设有弹性悬置块通孔，弹性悬置块通孔能够容纳第一螺栓52，通过第一螺栓52和第一螺母53，能够将弹性悬置块51固定在左支架431上。或者通过第一螺栓52和第一螺母53，能够将弹性悬置块51固定在右支架451上。通过第一螺栓52和第二螺母54配合能够将弹性悬置块51固定在压板47上。

先用螺栓螺母将弹性悬置组件5固定在车架1上，再将弹性悬置块51与左支架431和/或右支架451连接，然后在弹性悬置块51上放置压板47，进而通过第一螺栓52和第二螺母54将弹性悬置块51和压板47固定。车辆行驶时，将传动系带来的大部分震动隔离于弹性悬置块。

图8为本发明实施例1中弹性悬置块的剖面结构示意图。如图8所示弹性悬置块51包括内部刚性套总成6、弹性件7和外部刚性套8，内部刚性套总成6中间设有弹性悬置块通孔，弹性件7套接在内部刚性套总成6上，外部刚性套8套接在弹性件7上，即弹性件7设置在内部刚性套总成6和外部刚性套8之间。外部刚性套8能够与连接件57连接，优选地，外部刚性套8与连接件57接触连接，连接件57套设在外部刚性套8上。

本发明实施例1中还提供一种具有车辆底盘结构的车辆，车辆的其他部件为现有技术，在此不做赘述。

该车辆底盘结构采用了一定数量具有合适刚度的悬置块，将车桥总成中段44与车架1柔性的连接在一起，有效地隔离了传动系工作时带来的震动，提高了乘坐人员的舒适性。

首先，根据变速箱各档速比，计算出车桥桥总成4的输入扭矩xn，n为档位序号，再根据车桥中段速比j，计算出车桥总成4的输出扭矩tn，车桥总成4的输出扭矩tn的计算公式为tn＝xn×j，然后计算出各档位总扭矩的矢量和mn，总扭矩的矢量和mn中的最大值mmax,一般为一档或倒档时为最大值。

结合布置空间，对称布置弹性悬置组件5，几个弹性悬置组件5中心点构成一个对称几何图形，旋转中心就为该几何图形的中心，旋转中心线过该中心，方向与最大值mmax平行。

选取合适的悬置块刚度和悬置块数量，以总扭矩的矢量和mn最大值时车桥总成4的输出扭矩矢量方向为旋转中心线，试算在悬置块能承受的载荷范围内，能否平衡桥总成产生的扭矩，即刚度及数量的选取需满足以下条件：

∑ksili≥mmax

其中：k表示悬置块刚度，s表示悬置块最大允许行程，l表示悬置块对车桥总成力臂，i表示悬置块数量，mmax表示不同档位总扭矩的矢量和中的最大值。

本实施例中使用的车桥总成4重量较轻，相对车桥总成4工况，车桥总成4重量可忽略，若使用的桥总成较重，以上计算需使用多体分析进行。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：

该车辆底盘结构不包括车桥总成4，即不包括传动轴42和车桥中段44，这样的车辆底盘结构为非驱动型的底盘结构。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于：

该车辆底盘结构不包括转向杆系3，这样的车辆底盘结构为于非转向型的底盘结构。

实施例4

本实施例与实施例2不同之处在于：

该车辆底盘结构不包括转向杆系3，这样的车辆底盘结构为于非转向型的底盘结构。

实施例5

本实施例与实施例1和实施例3不同之处在于：

车桥中段44并不是吊装在车架上1，而是车架1通过支架托起车桥中段44，即将右吊装支架14、左吊装支架15均改为托装支架，托装支架置于容置空间的下方。托装支架通过弹性悬置组件5与车桥中段44连接。

以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。