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CN102458887A - 用于包括具有横向叶片的悬挂装置的机动车的前端组件 - Google Patents

用于包括具有横向叶片的悬挂装置的机动车的前端组件 Download PDF

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CN102458887A CN2010800264550A CN201080026455A CN102458887A CN 102458887 A CN102458887 A CN 102458887A CN 2010800264550 A CN2010800264550 A CN 2010800264550A CN 201080026455 A CN201080026455 A CN 201080026455A CN 102458887 A CN102458887 A CN 102458887A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的前端组件，所述机动车尤其是汽车，所述前端组件利用枢转车轮保持器(4)支撑所述机动车的每个转向车轮(11)，所述前端组件包括悬挂装置，所述悬挂装置包括复合材料制成的横向叶片(1)，所述横向叶片(1)附接到机动车的车身壳体(5)上，所述横向叶片(1)的每个端部分(2)刚性地连接到所述枢转车轮保持器(4)，其特征在于，所述横向叶片(1)的每个端部(10)利用将所述叶片(1)的端部(10)夹在中间的保持器(6)悬挂在所述机动车的车身壳体(5)下方，并且用于吸收对制动器的纵向应力的装置(12；17)布置在所述叶片(1)的保持器(6)和枢转车轮保持器(4)之间；所述叶片(1)的端部(10)。保持器(6)和吸收力的装置(12；17)大致且分别限定悬挂三角形的三侧。

Description

用于包括具有横向叶片的悬挂装置的机动车的前端组件
技术领域
本发明涉及包括具有横向叶片的悬挂装置的机动车的前轴，以及涉及一种装配有这种前轴的机动车，其中，所述具有横向叶片的悬挂装置也称为集成悬挂装置。
背景技术
机动车一般具有定向的前轴，安装在机动车车身上，支撑车轮毂，并且同时保证车轮被导向，同时允许悬挂装置移位，另一方面，当转弯时，允许车轮转动。
在前轴体系结构中的家族中，Pseudo Mac-Phearson(PMP)轴是提供最佳性价折中方案的体系结构。这也是该项技术在初始设备制造商中应用得非常广泛的原因。
该体系结构包括称为“支柱”的元件和盘簧，所述称为“支柱”的元件主要包括减震器，所述盘簧放置在减震器主体上。
所述支柱依据特定的力/速度定律控制车轮在相对于所述机动车在其上行驶的路面的垂直方向上移位。
所述支柱的上部部分利用允许在竖直方向上旋转的接头附接到机动车车身的上部部分，同时下部部分附接到称为车轮“万向接头”的元件，车轮通过车轮轴承的中介作用而安装于该元件上。
所述万向接头本身通过冲压板制成的称作下部悬挂臂的零件的中介作用连接到车身上。
所述万向接头利用销安装到悬挂臂上，所述销允许所述车轮在转弯过程中与万向接头旋转。
所述悬挂臂通过两个接头的中介作用附接到称为“吊架”的机动车车身的下部部分，所述两个接头在纵向方向上对齐，平行于机动车的纵向方向。这两个接头允许所述悬挂臂在车轮的竖直移位过程中进行枢转运动。
所述前轴还包括抗横摇杆，连接所述轴的两个车轮，以便补偿或吸收独立地作用到每个车轮上的力，该力导致施加到所述前轴的扭矩。
最后，为了控制所述车轮的转弯，用促动臂操纵的齿条和小齿车轮将转向控制设备(方向盘)连接到所述车轮万向接头。
该体系结构随着时间进行演变。该变化允许重量增加和结构紧凑。所提出的变化包括由横向叶片代替悬挂臂、吊架、弹簧和抗横摇杆。
在文献FR 2 503 054A1中描述了一种第一体系结构。该文献完整地描述了具有横向叶片的PMP轴的设计。所述叶片在两个点处附接到车身上，保证抗横摇杆的弹簧功能。
在文献WO 8301758A1中描述了第二体系结构，其发展了第一体系结构。该第二体系结构改进了横向叶片概念，利用包括单向玻璃纤维和环氧树脂的复合材料制成的叶片，叶片在末端较厚以补偿前轴车轮在车轮的制动和/或转弯过程中受到的横向力和纵向力。
根据在文献EP 436 407A1中描述的第三体系结构，所述横向叶片在四点通过竖直地连接的臂的中介作用附接到机动车车身。所述叶片是Omega形状的，以环绕动力系。
发明内容
本发明提出了一种新的前轴体系结构，包括横向叶片悬挂装置，其中，所述叶片优选用复合材料制成，并且其中，因制动而吸收纵向力的功能从所述叶片上去除。
这样，由于本发明而能够显著地减小复合叶片的体积，进而降低其成本。考虑到制造所述叶片的材料的高成本，所述叶片成本的降低影响了所述前轴体系结构的总价格。
这个优点增加了与传统PMP轴相比重量增益和结构紧凑的优点。
为此，本发明涉及一种车辆的前轴，通过车轮万向接头支撑的中介作用支撑机动车的两个定向车轮，其中，所述车辆尤其是汽车，所述前轴包括悬挂装置，所述悬挂装置包括安装到机动车车身上的复合材料的横向叶片，由此，所述叶片的每个末端牢固地连接到所述车轮万向接头支撑上，其特征在于，所述横向叶片的每个末端利用将所述叶片的末端夹在中间的支撑，被悬挂在机动车车身下方，并且在于一种用于吸收纵向制动力的装置，其布置在所述叶片支撑和车轮万向接头支撑之间；所述叶片的末端、所述支撑和所述吸收力的装置分别限定悬挂臂的三侧。
根据一个特征，所述支撑安置在叶片上，并且在平行于机动车纵轴线的方向上相对所述叶片横向地延伸；第一和第二紧固装置通过第一和第二弹性接头的中介作用分别布置在所述支撑的两个末端处；同时所述第一接头邻近所述横向叶片。
根据另一特征，所述用于在制动过程中吸收纵向力的装置包括直线臂，所述直线臂的末端分别经由弹性接头附接到万向接头支撑上，和附接到所述支撑的第二接头上。
根据一个变型，所述用于在制动过程中吸收纵向力的装置包括平行于所述横向叶片延伸的弯曲的抗横摇杆的直的部分；所述弯曲的抗横摇杆的直的部分的末端利用弹性安装装置附接到所述车轮万向接头支撑，和抗横摇杆的不弯曲的直的部分的末端利用弹性万向接头联杆在所述第二接头附近附接到所述支撑。
根据另一特征，所述叶片支撑还用作转向齿条的支撑；用于将齿条安装在所述支撑上的装置布置在所述第二支撑接头附近。
根据另一特征，每个支撑布置在所述叶片的末端和机动车的纵轴线之间。
根据另一特征，所述叶片的纵轴线在所述车轮的轴上对中。
本发明还以上述的前轴为目标。
附图说明
参照附图，通过阅读作为非限制性实例提供的下述说明，将更好地理解本发明，本发明的其他特征和优点也将变得清楚，在附图中：
图1和2分别示意性地显示根据本发明的前轴的一半的俯视图和侧视图；
图3显示根据本发明的前轴的一半的示意性后视图；以及
图4以俯视图的形式显示根据本发明的前轴的一半的变型。
具体实施方式
各附图表示在参考坐标系XYZ的空间中描绘的机动车的右前轴的一半。
由于前轴是关于机动车的纵轴线X’对称的，这里只显示和描述右前轴的一半。
机动车用其纵轴线X’和竖轴线Z’表示，其中，竖轴线Z’垂直于纵轴线X’，并且垂直于机动车在其上行驶的地面平面S。
在各附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。
各附图没有按照比例进行绘制。
最后，在图1和图4中出于清晰的原因有意没有显示机动车的车身。
根据本发明的前轴包括横向叶片1，其优选用复合材料制成，并且在相对于机动车的方向Y上横向地延伸。
叶片1的纵轴线在车轮11的轴上对中。
叶片1的末端2通过万向接头支撑4的中介作用联结车轮万向接头3，万向接头支撑4将叶片1的末端2牢固地夹在中间。
叶片1通过支撑6的中介作用悬挂在机动车的车身5下方(图2)，支撑6布置在叶片1的末端2和机动车的纵轴线X’之间并且在平行于机动车的纵轴线X’的方向上相对于叶片1横向地延伸。
支撑6例如包括两个相互装配的矩形截面的直杆，其中一个是平坦的，另一个是以使得以夹层结构模式绕叶片1紧配合的方式弯曲的。
支撑6利用第一和第二紧固件7和8附接到机动车车身5上，第一和第二紧固件7和8例如是螺栓，分别安装在支撑6的两个末端中。第一和第二弹性接头9和10介于支撑6和车身5之间，第一和第二弹性接头9和10形成间隔件，所述紧固装置通过第一和第二弹性接头9和10插入。
紧固件7和8与接头9和10在纵向方向X上对齐，并且第一紧固件7和第二接头9邻近于横向叶片1。
叶片1的末端BS以这样的方式悬挂在车身5下方，延伸超过车身5，并且形成相对于车身5成悬臂的悬挂臂(图3)。
在车轮11在(竖向)方向Z上移位过程中，叶片1根据经由两个接头9和10支撑在车身5下方的挠曲梁的原理进行变形。
由于叶片1的厚度相对于其宽度和长度是小的，由叶片1保证对于车轮11相对于纵轴线X’的对称竖向移位(抽吸作用)的弹簧功能。
在车轮11的不对称的竖向移位(滚动状态)过程中，连接前轴的两个车轮11的叶片1假设在Y方向上为S形，并且保证抗横摇功能。
在制动时吸收纵向力的功能(反作用于机动车沿X轴的移位的力)由直臂12保证，直臂12安装在叶片1的末端2，在万向接头支撑4上，和叶片1的支撑6之间(反作用于机动车沿X轴的移位的力)。
臂12的末端分别经由弹性接头13安装在万向接头支撑4和安装到支撑6的第二接头10。
由于根据本发明的前轴不使用吊架，转向齿条14安装在叶片1的两个支撑6之间和叶片1的两个支撑6上。
转向臂15的自由末端利用已知的枢转联杆联接到车轮万向接头3。
利用这种类型的体系结构，能够控制车轴组件的几何结构。也就是说，保证转向装置相对于叶片的适当定位和因此转向装置相对于万向接头的适当定位。
用于将齿条14安装到支撑6的附接装置16安置在第二接头10的附近。
如图3中更具体地显示，叶片1“吸收”在转弯过程中施加在车轮11的基部的横向力。这样，所述叶片保证车轮11的平面面对箭头F表示的横向力的良好刚性；同时臂12在制动时“吸收”纵向力。这样，叶片1在车轮11移位过程中在竖向方向Z上弯曲和在转弯过程中拉/压。叶片1不在制动过程中在纵向方向上弯曲。
叶片1的尺寸能够减小，降低成本，在叶片1是用复合材料制成的情况下甚至更重要。这降低了相对于以前解决方案的体系结构的总成本。
叶片1优选用玻璃纤维/环氧树脂复合材料制成，以便保证在不损坏材料的条件下车轮11的充分竖向移位。另一方面，纤维的定向能够是横向的，以便增强在这个方向上的性能。
图4显示根据本发明的前轴实施方式的变型，其中，在制动过程中吸收纵向力的包括臂12的装置用抗横摇杆17代替。
在整体的Mac-Pherson类型的前轴体系结构的方式中是抗横摇杆17，在这个变型中，“吸收”纵向力。
抗横摇杆17的直的部分18平行于横向叶片1延伸。
抗横摇杆17在每个末端终结于具有成角度杆19的直的部分中，成角度杆19朝向机动车的前部成45°角地延伸。
成角度杆19的末端利用例如橡胶接头的弹性固定件21附接到万向接头支撑4，且抗横摇杆17的直的部分18，恰位于成角度杆19前面，在第二接头10的附近利用例如橡胶轴承的弹性枢转联结件22附接到支撑6。
这个变型消除了叶片1的尺寸的约束，因而不再单独地保证轴的抗横摇杆功能。
利用根据本发明的前轴，叶片1的末端BS，支撑6和吸收力的装置12或17分别限定悬挂臂的三侧。

Claims (8)

1.一种车辆的前轴，尤其是汽车的前轴，其通过车轮万向接头支撑(4)的中介作用支撑每个机动车的定向车轮(11)，所述前轴包括悬挂装置，所述悬挂装置包括附接到机动车的车身(5)的复合材料的横向叶片(1)，且所述叶片(1)的每个末端(2)与所述车轮万向接头支撑(4)牢固地连接，其特征在于，
所述横向叶片(1)的每个末端(BS)利用将所述叶片(1)的末端(BS)夹在中间的支撑(6)，被悬挂在所述机动车的车身(5)下方，并且用于在制动时吸收纵向力的装置(12；17)被布置在所述叶片的支撑(6)和车轮万向接头支撑(4)之间；所述叶片(1)的末端(BS)、所述支撑(6)和所述用于吸收力的装置(12；17)分别限定悬挂臂的三侧。
2.根据权利要求1所述的前轴，其特征在于，
所述支撑(6)安置在所述叶片(1)上，并且在平行于机动车的纵轴线(X’)的方向上相对于所述叶片横向地延伸；第一和第二紧固装置(7和8)分别安置在所述支撑(6)的两个末端，通过第一和第二弹性接头(9和10)的中介作用将所述支撑(6)安装到所述机动车的车身(5)；同时所述第一接头(9)邻接所述横向叶片(1)。
3.根据权利要求2所述的前轴，其特征在于，
所述用于在制动时吸收纵向力的装置包括直臂(12)，所述直臂(12)的末端分别经由弹性接头(13)附接到所述万向接头支撑(4)，以及附接到所述支撑(6)的第二接头(10)。
4.根据权利要求2所述的前轴，其特征在于，
所述用于在制动时吸收纵向力的装置包括平行于所述横向叶片(1)延伸的抗横摇杆(17)的成角度部分(19)；所述抗横摇杆(17)的成角度部分(19)的末端(20)利用弹性固定件(21)附接到所述车轮万向接头支撑(4)上，并且抗横摇杆(17)的不成角度的直的部分(18)的末端在所述第二接头(10)的附近利用弹性枢转联结件(22)附接到支撑(6)。
5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的前轴，其特征在于，
所述叶片(1)的支撑(6)还用作所述转向齿条(14)的支撑；用于将所述齿条(14)安装在支撑(6)上的装置(16)布置在支撑(6)的第二接头(10)附近。
6.根据前述权利要求中的任意一项所述的前轴，其特征在于，
每个支撑(6)布置在所述叶片(1)的末端(2)和机动车的纵轴线(X’)之间。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的前轴，其特征在于，
所述叶片(1)的纵轴线在所述车轮(11)的轴上对中。
8.一种包括前述权利要求中的任意一项所述的前轴的汽车。
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