[发明专利]一种混联式汽车独立悬架机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车独立悬架系统，特别涉及一种混联式汽车独立悬架机构。

背景技术

悬架是汽车车身（或车架）与车轮（或车轴）之间的连接装置。其功能是引导和约束车轮的运动，使之在不同工况下具有合适的定位参数，并将路面作用在车轮上的各种力传递到车身（或车架），保证汽车的正常行驶。悬架是保证汽车乘坐舒适性和操纵稳定性的关键部件，亦是保证汽车行驶安全的重要部件。

悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架(或车身)连接。独立悬架的结构特点是左、右车轮通过各自的悬架与车架(或车身)连接。非独立悬架的主要优点是结构相对简单，制造容易，维修方便，承载能力强，工作可靠，从而广泛应用于载重汽车的前、后悬架。而其缺点是占用空间大、非簧载质量大，乘坐舒适性和高速时的操纵稳定性较差，因此在轿车中应用较少。独立悬架的优点是非簧载质量小；悬架占用的空间小；弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶平顺性；由于有可能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，又改善了汽车的行驶稳定性；左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。但是，独立悬架因其结构复杂，成本较高，维修困难，主要用于轿车和部分轻型货车、客车及越野车上。

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。

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。

发明内容

通过对当前悬架设计的现状分析，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、设计计算更简便的可用于汽车前、后轮的新型混联式独立悬架机构。本发明提供一种混联式汽车独立悬架机构,包括与车架铰接的控制臂组件、与车轮连接的转向节和连接于车架与转向节间的减震器组件；所述控制臂组件包括上臂内构件、下臂内构件、上臂外构件、下臂外构件和上下臂连接件,减震器组件包括活塞杆和与活塞杆沿轴向滑动配合连接的活塞筒,上臂内构件内端铰接于车架，外端铰接于上臂外构件内端,下臂内构件内端铰接于车架，外端铰接于下臂外构件内端,上下臂连接件上端铰接于上臂内构件，下端铰接于下臂内构件,上臂外构件外端与下臂外构件的外端均铰接于转向节;

进一步，所述活塞杆上端通过球面副铰接于车架，活塞筒下端与转向节固定连接；

进一步，所述上臂内构件、下臂内构件、上臂外构件、下臂外构件、上下臂连接件和转向节之间通过轴线相互平行且垂直于活塞杆轴线的转动副铰接；

进一步，所述上臂内构件、下臂内构件、上臂外构件、下臂外构件和上下臂连接件之间通过轴向相互平行的转动副铰接，上臂外构件外端与下臂外构件外端均通过球面副铰接于转向节且所述活塞杆的轴线通过球面副的球心；

进一步，所述上臂内构件与下臂内构件长度相等且相互平行，上臂外构件与下臂外构件长度相等且相互平行；

进一步，所述上下臂连接件上端与上臂内构件外端同轴铰接于上臂外构件内端，上下臂连接件下端与下臂内构件外端同轴铰接于下臂外构件内端；

进一步，所述活塞杆上固设有上弹簧座，活塞筒上固设有下弹簧座；上弹簧座与下弹簧座之间沿活塞杆轴向设有减震弹簧并通过该减震弹簧弹性连接。