[实用新型]一种将主要零件安装于车轮内部的悬架装置

说明书

本实用新型涉及独立悬架和车轮结构方面的技术领域。

现代汽车的独立悬架，种类较多，但广泛应用的，主要有以下几种：烛式悬架、麦克弗逊式悬架、双横臂式悬架、单横臂式悬架、单纵臂式悬架等等。以上的各种独立悬架主要存在以下几个方面的缺点：其一是悬架均安装于车轮的一个侧面外，并占据一个较大的空间位置，给其它零部件的布置与安装造成了一定的困难；其二是悬架的各主要零件都裸露在路面之上，极易受到雨水、污物的侵蚀，而降低了使用寿命；其三是由于悬架的高度和刚度不可调整或难以调整，以致使车辆载重时与空载时相比，不仅车身的高度差异较大，而且车辆行驶时的平顺性、稳定性，以及乘员的舒适性等，都存在较大的差异；其四是它们的振动轨迹都是竖直方向的，因此它们主要是承受来自地面垂直方向的冲击，而对车辆的起动、制动，以及车轮碰撞障碍物时所产生的冲击性载荷，等等，却无法使之得到应有的缓和。另外，它们还分别或多或少地存在或轮距变化较大、或主销角变化较大、或车轮定位角变化较大等缺点。(参见人民交通出版社出版的《汽车技术词典》894～898页。)

本实用新型的目的就是为了全面或部分地解决与改善上述中的各种独立悬架所存在的缺点，并提供一种新类型的、可作多种设计的、能够或多或少地具备以下优点的，即占据空间位置少；各主要零件布置与封闭在车轮内部，不易受雨水、污物的侵蚀；悬架的高度和刚度经特殊的设计可作适当的调整；悬架的结构经特殊的设计不仅可缓和垂直方向的冲击性载荷，还可缓和车辆起动、制动，以及车轮碰撞障碍物时所产生的冲击性载荷；轮距、主销角、车轮定位角均变化很小或无变化，可使车辆行驶更加平稳的悬架装置。

本实用新型的目的是通过下列的技术方案(包括各实施例中所描述的技术方案)来实现的：1、将车轮制作成空壳状(参见图3、4)。车轮的一个侧面(左侧面或右侧面)是轮辐(41)，它可与制动鼓(6)连成一体，并共同承受驱动力矩和制动力矩；车轮的另一个侧面则由环形防尘板(15)和环形防尘罩(14)二者共同组成；它们(15和14)二者的连接关系，视情况而定，可制作成是相互紧固的关系，或制作成是相互滑动的关系。它们可阻止车轮外的杂物进入车轮内。2、车轮的两个侧面，即轮辐(41)和环形防尘板(15)，二者中至少要有一个侧面(41或15)虽然与轮辋(19)是紧固相连的关系，但却是可拆卸的，以便能使悬架的各主要零件能够顺畅地安装于轮内；而另一个侧面(41或15)则可以与轮辋(19)铸成一体，或者是永久性地紧固相连。3、轮辋(19)的外面，可安装充气轮胎或实心轮胎(5)；轮辋(19)的内面，则是一个内圆滑面(18)，供整个支架(46)在其上滑动(参见图5、17)。4、支架(46)视情况而定，可制作成“十字架”状(参见图5)，或其它形状(参见图17)。它(46)布置于车轮内。支架(46)上固装着四个滑块(17)(参见图5、17)，每个滑块均设有三个滑面(参见图3、4)即一个主滑面(16)和两个侧滑面(20、42)。其主滑面(16)与轮辋的内圆滑面(18)二者是相互紧贴与相互滑动的关系，即整个支架(46)可在车轮内作滑动运动；其两个侧滑面(20、42)，则分别与轮辐(41)的内面、环形防尘板(15)的内面相紧贴，并可相互滑动。此两个侧滑面(20、42)主要是起传递横向力的作用。为减少摩擦力，亦可在每个滑动(17)的三个滑面(16、20、42)上，布置上滚柱或滚珠。5、支架上的两个横撑臂(43)(参见图5、6)可制作成实心体，它(43)的一端紧固于支架立住(27)的中部，另一端则固装着滑块(17)；两个横撑臂(43)之所以都倾斜一个角度β(参见图5)，其作用是当车轮前进或后退并碰撞上障碍物时，可增强轮辋(19)的K′区段或K″区段(参见图5)的刚度，使之不易变形与损坏。6、支架(46)的主体是立柱(27)，其外部可制作成圆柱形状；其内部设有一个六边形状的管孔(39)(参见图7)，即此管孔的管壁是由六个滑面(44)所组成。其目的在于迫使布置于其内的滑动件(23)，只能作上、下运动，而不能作旋转运动(参见图4)。即迫使滑动件(23)能起导向机构的作用。7、滑动件(23)(参见图4、10)的外部也设有六个滑面(45)它们与支架的立柱(27)内部的六个滑面(44)相对应，并可相互滑动，即滑动件(23)可在立柱的六边形状管孔(39)内作上、下运动；滑动件(23)的上、下两头，可用大钻头钻成两个凹坑(21、26)其主要目的是减轻整个滑动件的重量(参见图11、3)；滑动件的上部凹坑(21)内，可安装一个挂耳(37)，此挂耳可钢索(38)的一端相接(参见图3、5)；此钢索的另一端则与螺旋拉伸弹簧(40)的一端相接；此拉伸弹簧的另一端则固定于六边形状管孔(39)的顶部；滑动件的下部凹坑(26)则与减震器(29)的上端相接；滑动件(23)下端的环状平面(31)则触压着一个螺旋压缩弹簧(30)(参见图3、5、10)；此弹簧的下端，安装于六边形状管孔(39)底部的一个环形弹簧座(28)上；滑动件的中部可制作成实心体(47)(参见图11)，此实心体的一个侧面外，固装有一个横柱(24)；此横柱可穿过支架立柱(27)壁上的一个为之预留的长条孔(22)(参见图3、6)并可在此长条孔内作上、下运动；此横柱(24)可制作成圆柱体，但横柱头(13)则可制作成正方体，其目的是当它(13)伸出车轮外与支承板(4)的底端相连接时，能迫使它不作旋转运动(参见图2、3)。另外，为减少摩擦力，亦可在滑动件(23)外部的六个滑面(45)上，布置上滚柱或滚珠。8、减震器(29)直立于螺旋压缩弹簧(30)的中心(参见图3、5)，它(29)的上端与滑动件(23)的下部凹坑(26)相接；它(29)的下端安装于六边形状管孔(39)的底面中心上。(减震器采用现有技术，因此对它的构造与原理等不再赘述)。9、制动鼓(6)内的制动底板(33)，可由四个(或若干个)螺栓(34)所固定(参见图3、4、8)；此四个螺栓通过各自的螺栓基座(32)固定在支架(46)的一个侧面上(参见图3、4、8)。由于制动装置采用现有技术，因此对其原理、构造等不再赘述。同时在制图上也作了简化。如图3、4、16、21中的制动鼓(6)内，本应有的制动蹄、制动轮缸等零件均省略了。另外，视情况而定，亦可设计成盘式制动，或者其它方式的制动。10、支承板(4)的上端可通过螺丝(1)固装于车箱(2)的底部(参见图1、13)；它(4)的下端则和滑动件(23)的横柱头(13)相紧固连接(参见图2、15)。11、环形防尘罩(14)(参见图2、3、16)它具有可伸缩的结构与功能，它罩于车轮的一侧上。它(14)的中心圆孔上固装着一个硬质的密封环(25)，此环可套于滑动件的横柱(24)或方向传动半轴(10)之外，并可相互滑动；它(14)的外缘则与车轮的环形防尘极(15)相连接，并视情况而定，二者可以是紧固关系的相连接(参见图3)，也可以是滑动关系的相连接(参见图16、21)。但采用滑动关系相连接时，应在它(14)的外缘上再固装一个硬质的密封环(54)。此罩(14)的作用是，保证横穿其中的横柱(24、71)或万向传动半轴(10)等能顺利地做上、下运动，并且阻挡车轮外的杂物进入轮内。12、主减速器及差速器(12)固装于托架(7)内(参见图1、13)；此托架(7)可通过螺丝(3)固装于车箱(2)的底部。13、万向传动半轴(10)的中部设有花键及花键护套(9)(参见图1、13)；它(10)的一端经万向节(11)与主减速器及差速器(12)相连接；它(10)的另一端也是经过万向节(8)及其螺栓(35)与车轮一侧面上的制动鼓(6)的中心相连接(参见图3、4、16)。但用于转向驱动轮上的万向传动半轴，其设计与安装可参见图18、21，及实施例三中的说明。14、安装在滑动件(23)上的挂耳(37)(参见图3、5、12)可设计成能通过机械控制或电子控制，使之能升、能降，进而使与之相连接的钢索(38)既可绷紧，也可松驰。即当车辆载重时，可控制挂耳(37)下移，钢索(38)便随之被绷紧，让螺旋转拉伸弹簧(40)与螺旋压缩弹簧(30)一道共同承受载荷，以达到提高悬架刚度的目的；当车辆空载时，可控制挂耳(37)上移，钢索(38)随之便松驰，使螺旋拉伸弹簧(40)不承受载荷，只让螺旋压缩弹簧(30)承受载荷，以达到降低悬架刚度的目的。15、安装于六边形状管孔(39)底部的环形弹簧座(28)(参见图3、7)可设计成能通过机械控制或电子控制，使之能升、能降，其作用在于保证滑动件(23)无论是在车辆载重时，还是在车辆空载时，它(23)的长度中间点(A)(参见图5)都能以六边形状管孔(39)长度的中间点(B)为中心，而作上、下滑动运动，并在车辆停止行驶时，它(23)的长度中间点(A)也自动停止在六边形状管孔(39)长度的中间点(B)上，由此达到控制车身高度的目的，从而提高车辆行驶时的稳定性，以及车辆停止时美观性。16、控制挂耳(37)升、降的液压装置(或另类装置)可安置于滑动件中部的实心体(47)内(参见图12)；控制环形弹簧座(28)升、降的液压装置(或另类装置)可安置于此环形弹簧座(28)下部的滑块(17)内。17、用于控制环形弹簧座(28)升、降，或控制挂耳(37)升、降的液压油管(49)(或电线等)，由车轮外部进入车轮内部的线路可以如此布置：a、先在滑动件的横柱(24)内钻个圆洞(53)(参见图12)，此圆洞(53)不仅有入口(50)和出口(51)，而且还可直通滑动件中部实心体(47)内的S处，即挂耳(37)的底部；b、将来自于车箱底部的液压油管(49)(或电线等)用固定卡子(48)固定在支承板(4)的一个侧面上，然后经过横柱(24)外的入口(50)便进入了圆洞(53)内；c、控制挂耳(37)升、降的液压油管(49)(或电线等)，便可直接由此圆洞(53)而进入挂耳的(37)底部的S处；d、控制环形弹簧座(28)升、降的液压油管(49)(或电线等)，则由圆洞(53)的出口(51)伸出，便进入了一条具有伸缩功能的软管(52)内；e、此软管(52)的另一端，则与环形弹簧座(28)底部滑块(17)上的某个孔眼相对接。[注：&#601&#62、由于整个滑动件(23)需要作上、下滑动运动，因此必须使软管(52)具有伸缩功能。&#602&#62、由于液压控制装置(或其它类的控制装置)，均可采用现有技术，因此本实用新型对此控制装置的具体设计与布置不再赘述，同时在制图上也作了简化，即对此控制装置省略未画。]18、当本实用新型用于转向轮或转向驱动轮时(参见图18、19、20)，可将支承板(4)拦腰截断，取其下半段，并在其上焊接上、下两块横板(57、60)，由此它们(57、60)便与车轮内的滑动件(23)及其横柱(24)一道共同组成了转向节(59)；转向主销(58)的上、下两端可按设定的角度安装在转向节(59)上的上、下两块横板(57、60)内即可。[注：转向主销(58)实质上是存在后倾角和内倾角的，但附图(图18、20、22)对此作了简化，即将转向主销(58)画成垂直状。]19、车轮的定位角(即外倾角和前束角等)可以完全由滑动件(23)及其横柱(24)的安装角度来确定与控制。20、拆除上述方案中的支架(46)上的四个滑块(17)而后相应地换上四个钢板弹簧(69)及其小轮(66)等零件(参见图23)；或者干脆拆除整个支架(46)，悬架装置主要由三个钢板弹簧(74、75、76)及其小轮(66)等零件所组成(参见图27)。其作用是当车辆起动与加速时，或车辆制动与紧急制动时，以及车轮碰撞上障碍物时，等等情况下，车轮内的悬架装置的中心点，可朝车轮圆周的任意一个方向移动一段距离，使各种冲击性载荷得到缓和。其具体的设计与布置，请参阅实施例五、六、七，以及相应的附图。