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CN111907278A - 车辆的后悬架装置 - Google Patents

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CN111907278A
CN111907278A CN201910953220.9A CN201910953220A CN111907278A CN 111907278 A CN111907278 A CN 111907278A CN 201910953220 A CN201910953220 A CN 201910953220A CN 111907278 A CN111907278 A CN 111907278A
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body frame
longitudinal
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

本发明涉及一种车辆的后悬架装置，包括：横向辅助片簧，所述横向辅助片簧连接到后轴并沿横向方向设置；以及第一止动机构和第二止动机构，当车辆移动时，第一止动机构和第二止动机构与横向辅助片簧接触。后悬架装置能够通过使用在装载货物并且车身框架向下移动时由横向辅助片簧产生的新的弹簧常数值来改善乘坐质量，并在引起侧倾时限制车辆的侧倾运动，从而增加侧倾刚度并改善行驶稳定性。

Description

车辆的后悬架装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的后悬架装置，更具体地，涉及一种车辆的后悬架装置，其通过使用应用于后轴的横向辅助片簧来改善乘坐质量和行驶稳定性。
背景技术
车辆的悬架装置是这样一种装置，其在行驶时通过防止来自路面的振动或冲击直接传递到车身而防止对车身或货物造成损坏并提供良好的乘坐质量。
用于小型或中型公共汽车、货车等的后悬架装置包括在车辆的左右两侧沿纵向方向设置的片簧(leaf spring)。通常，车辆的这种弹簧的功能是吸收路面产生的冲击并支撑车辆的重量。
大体而言，弹簧用于吸收冲击但需要一定水平的弹簧常数(K)值，因为需要保证耐用性以支撑车辆的重量。
然而，车辆的固有频率与质量成反比并且与弹簧常数K值成正比。因此，K值越大，固有频率越高，因此乘坐质量变差。
因此，需要一种技术来根据货物装载状态(例如，空载状态、满载状态、介于空载状态和满载状态之间的半满载状态)有效地支撑车辆的重量并同时改善乘坐质量。
提供作为现有技术描述的内容仅仅旨在帮助理解本发明的背景，并且不应该被认为对应于本领域普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有后悬架装置的车辆，该后悬架装置通过使用应用于后轴的纵向主片簧、纵向辅助片簧和横向辅助片簧来根据货物装载状态(例如，空载状态、满载状态、介于空载状态和满载状态之间的半满载状态)有效地支撑车辆的重量并同时改善乘坐质量。这种后悬架装置可增加车辆的侧倾刚度，以改善行驶稳定性。
根据本发明示例性实施例，一种车辆的后悬架装置包括：横向辅助片簧，其固定到后轴并沿车辆的横向方向设置；以及第一止动机构和第二止动机构，其安装成固定至车身框架。当车身框架向下移动或侧倾时，第一止动机构和第二止动机构与横向辅助片簧接触以限制车身框架的移动。
第一止动机构可位于横向辅助片簧的一侧，并且第二止动机构可位于横向辅助片簧的另一侧。第一止动机构和第二止动机构各自可包括：止动支架，其固定地连接到车身框架，并具有突出到横向辅助片簧的一侧或另一侧的上方的止动部分；以及防侧倾支架，其连接到止动支架，并突出到横向辅助片簧的一侧或另一侧的下方。
第一止动机构和第二止动机构中的每一个可进一步包括上部橡胶体，其固定地连接到止动部分的内表面以面向横向辅助片簧。当车身框架向下移动时，上部橡胶体可与横向辅助片簧接触。
第一止动机构和第二止动机构中的每一个可进一步包括下部橡胶体，其连接到防侧倾支架的顶面以面向横向辅助片簧。当车身框架侧倾时，下部橡胶体可与横向辅助片簧接触。
横向辅助片簧可构造为具有彼此堆叠的多层板簧(plate spring)的多板弹簧。
弹簧座可固定地连接到后轴，上支架可连接到弹簧座，以及横向辅助片簧的中间部分可位于弹簧座和上支架之间，使得横向辅助片簧可与弹簧座和上支架连接在一起。
横向辅助片簧可包括在车身框架的纵向方向上在其中心点处一体形成的中心销，所述中心销可在车辆的垂直方向上突出。当横向辅助片簧连接在弹簧座和上支架之间时，中心销穿过形成在弹簧座中的孔和形成在上支架中的孔。
后悬架装置可进一步包括沿车身框架的纵向方向设置的纵向主片簧和纵向辅助片簧。纵向主片簧和纵向辅助片簧可各自连接到车身框架的一侧和另一侧，并可通过U型螺栓在纵向方向上固定到后轴的中间部分。当将纵向主片簧的弹簧常数值定义为“K1”，将由纵向主片簧和纵向辅助片簧的复合作用产生的弹簧常数值定义为“K2”，并将由纵向主片簧、纵向辅助片簧和横向辅助片簧的复合作用产生的弹簧常数值定义为“K3”时，K1、K2和K3之间的关系可为K1＜K2＜K3。
后悬架装置可进一步包括沿车身框架的纵向方向设置的纵向主片簧。各纵向主片簧可连接到车身框架的一侧和另一侧，并可通过U型螺栓在纵向方向上固定到后轴的中间部分。当将纵向主片簧的弹簧常数值定义为“K1”，并且将由纵向主片簧和横向辅助片簧的复合作用产生的弹簧常数值定义为“K4”时，K1和K4之间的关系可为K1＜K4。
附图说明
图1是示出根据本发明示例性实施例的车辆的后悬架装置的立体图。
图2是示出图1中的横向辅助片簧连接的部分的立体图。
图3是图2的正视图。
图4是图2的分解立体图。
图5是示出空载状态、半满载状态和满载状态下的操作过程的视图。
图6和图7是示出车辆侧倾时的操作过程的视图。
图8是示出车辆的后悬架装置的另一示例性实施例的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本发明优选实施例的车辆的后悬架装置。
如图1至图7所示，根据本发明的示例性实施例的后悬架装置可包括纵向主片簧10和纵向辅助片簧20，其设置在车辆的左侧和右侧并且沿车辆的纵向方向(L)延伸。每个纵向主片簧10和纵向辅助片簧20可连接到车身框架1的一侧(例如，车辆前端)和另一侧(例如，车辆后端)，并且可安装成通过U型螺栓3在纵向方向上固定到后轴5的中间部分。后悬架装置可进一步包括：横向辅助片簧30，其固定到后轴5并设置在车辆的横向方向(T)上，该横向方向(T)是后轴5的轴向方向；以及第一止动机构40和第二止动机构50，其安装成固定到车身框架1。当车身框架1向下移动或侧倾时，第一和第二止动机构40和50可与横向辅助片簧30接触，以限制车身框架1的移动。
纵向主片簧10、纵向辅助片簧20和横向辅助片簧30都可构造为具有彼此堆叠的多层板簧的多板弹簧。
第一止动机构40和第二止动机构50可分别固定地连接到车身框架1的左侧和右侧，并且分别位于横向辅助片簧30的一侧(左端)和另一侧(右端)。第一止动机构40和第二止动机构50可包括相同的部件。
第一止动机构40和第二止动机构50各自可包括：止动支架41或51，其固定地连接到车身框架1，其中止动部分41a或51a突出到横向辅助片簧30的一侧(左端)或另一侧(右端)的上方；防侧倾支架42或52，其连接到止动支架41或51并且突出到横向辅助片簧30的一侧(左端)或另一侧(右端)的下方。
第一和第二止动机构40和50各自可进一步包括：上部橡胶体43或53，其固定地连接到止动部分41a或51a的内表面以面向横向辅助片簧30并且当车身框架1向下移动时与横向辅助片簧30接触；以及下部橡胶体44或54，其连接到防侧倾支架42或52的顶面以面向横向辅助片簧30，并且当车身框架1侧倾时与横向辅助片簧30接触。
上部橡胶体43或53以及下部橡胶体44或54在与横向辅助片簧30接触时防止噪音产生并吸收冲击，从而改善系统的耐久性。
根据本发明的示例性实施例，弹簧座61可固定地连接到后轴5，上支架62通过多个螺栓63连接到弹簧座61，并且横向辅助片簧30的中间部分位于弹簧座61和上支架62之间，使得横向辅助片簧30与弹簧座61和上支架62连接在一起。
根据本发明的示例性实施例，横向辅助片簧30可包括在纵向方向(L)在其中心点处一体形成的中心销31，并且中心销31在车辆的垂直方向(V)上突出。当横向辅助片簧30连接于弹簧座61和上支架62之间时，中心销31穿过形成在弹簧座61中的孔61a和形成在上支架62中的孔62a，从而能够固定横向辅助片簧30的位置，以防止横向辅助片簧30在横向方向上移动。
根据本发明的示例性实施例，当纵向主片簧10的弹簧常数值定义为K1，由纵向主片簧10和纵向辅助片簧20的复合作用产生的弹簧常数值定义为K2，并且由纵向主片簧10、纵向辅助片簧20和横向辅助片簧30的复合作用产生的弹簧常数值定义为K3时，K1、K2和K3之间的关系为K1＜K2＜K3。
在货物装载状态为空载状态下，后轴5的垂直移动可仅通过使用纵向主片簧10的弹力来控制。此时产生的弹簧常数值是K1，其是最低的弹簧常数值。
在半满载状态下，由于负载重量，车身框架1可进一步低于空载状态下的车身框架1。此时，纵向辅助片簧20的两侧(两端)可与止动件接触，并且弹簧常数值K2通过纵向主片簧10和纵向辅助片簧20的复合作用而产生。
在满载状态下，车身框架1可进一步低于半满载状态下的车身框架1，并且横向辅助片簧30的两侧(两端)可与止动支架41和51接触。此时，弹簧常数值K3由纵向主片簧10、纵向辅助片簧20和横向辅助片簧30的复合作用而产生。
在下文中，将描述根据本发明示例性实施例的后悬架装置的操作。
根据本发明的示例性实施例的后悬架装置可包括纵向主片簧10、纵向辅助片簧20和横向辅助片簧30。
在图5中，左侧的图可描述货物装载状态为空载状态，右侧的图可描述满载状态，并且中间的图可描述介于空载状态和满载状态之间的半满载状态。
在空载状态下，后轴5的垂直移动可通过使用具有最低弹簧常数值的纵向主片簧10的弹力来控制。此时，产生最低弹簧常数值K1。
在半满载状态下，后轴5的垂直移动可通过使用纵向辅助片簧20的弹力来控制。此时，弹簧常数值K2由纵向主片簧10和纵向辅助片簧20的复合作用而产生。
在半满载状态下，由于负载重量，车身框架1可进一步低于空载状态下的车身框架1(箭头M1)。在空载状态和半满载的状态下，横向辅助片簧30的两侧(两端)可保持不与分别连接到止动支架41和51的上部橡胶体43和53接触。
当通过对其施加较大的负载重量使车辆从半满载状态变为满载状态时，车身框架1可进一步降低(箭头M2)，并因此横向辅助片簧30的两侧(两端)最终与分别连接到止动支架41和51的上部橡胶体43和53接触。从这时起，可通过纵向主片簧10、纵向辅助片簧20和横向辅助片簧30的复合作用产生作为新的弹簧常数值的K3。
因此，新的弹簧常数值K3能够细分现有的高的弹簧常数值K2，从而可根据货物装载状态(空载状态、满载状态、介于空载状态和满载状态之间的半满载状态)有效地支撑车辆的重量并同时改善乘坐质量。
在仅包括纵向主片簧和纵向辅助片簧的传统结构中，弹簧常数值仅在空载状态或满载状态下是最佳的。然而，在质量低且弹簧常数值高，即半满载状态的情况下，固有频率迅速增加，因此乘坐质量变得很差。
根据本发明的示例性实施例的后悬架装置可根据货物装载状态(例如，空载状态、满载状态、介于空载状态和满载状态之间的半满载状态)有效地支撑车辆的重量，同时通过降低由纵向辅助片簧20产生的现有弹簧常数值K2并产生由横向辅助片簧30产生的新弹簧常数值K3来改善乘坐质量，从而在装载货物时不可避免地产生的半满载状态(即，1/2GVW，车辆总重量)下，该弹簧常数值可以是最佳的。
根据本发明的示例性实施例，图6示出了由于作用在车辆上的横向力而使车身框架1绕侧倾中心沿逆时针方向侧倾的情况(箭头R1)，以及图7示出了车身框架1沿顺时针方向侧倾的情况(箭头R2)。在车辆的侧倾运动时，车身框架1旋转，并且横向辅助片簧30的一侧(左端)或另一侧(右端)与分别连接到防侧倾支架42和52的下部橡胶体44和54中的一个接触，从而可限制侧倾运动，并因此，可增加侧倾刚度并且可改善行驶稳定性。
对于轻型货车或小型公共汽车这种重量可能较轻的情况，后悬架装置可包括纵向主片簧10和横向辅助片簧30而没有纵向辅助片簧，如图8所示。
此时，纵向主片簧10的弹簧常数值可定义为K1，并且由纵向主片簧10和横向辅助片簧30的复合作用产生的弹簧常数值可定义为K4。K1和K4之间的关系可以是K1＜K4。新生成的弹簧常数值K4也可以改善乘坐质量，并限制侧倾运动，从而改善行驶稳定性。
如上所述，根据本发明的示例性实施例的后悬架装置包括：横向辅助片簧30，其连接到后轴5并沿横向方向设置；以及第一止动机构40和第二止动机构50，其在车辆移动时、与横向辅助片簧30接触。当货物装载并且车身框架1向下移动时，通过使用横向辅助片簧30产生的新的弹簧常数值，后悬架装置可根据货物装载状态(空载状态、满载状态、介于空载状态和满载状态之间的半满载状态)有效地支撑车辆的重量并同时改善乘坐质量。
此外，本发明的优点在于，当由作用在车辆上的横向力引起侧倾时，可通过使用横向辅助片簧30以及第一和第二止动机构40和50来限制车辆的侧倾运动，并因此，可增加侧倾刚度并改善行驶稳定性。
尽管已经关于特定实施例示出和描述了本发明，但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离由以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (9)

1.一种车辆的后悬架装置，包括：
横向辅助片簧，固定到后轴并沿所述车辆的横向方向设置；以及
第一止动机构和第二止动机构，安装成固定至车身框架，
其中，当所述车身框架向下移动或侧倾时，所述第一止动机构和所述第二止动机构与所述横向辅助片簧接触以限制所述车身框架的移动。
2.如权利要求1所述的后悬架装置，
其中，所述第一止动机构位于所述横向辅助片簧的一侧，并且所述第二止动机构位于所述横向辅助片簧的另一侧，并且
所述第一止动机构和所述第二止动机构中的每一个包括：
止动支架，所述止动支架固定地连接到所述车身框架，并具有突出到所述横向辅助片簧的所述一侧或所述另一侧的上方的止动部分；以及
防侧倾支架，所述防侧倾支架连接到所述止动支架，并突出到所述横向辅助片簧的所述一侧或所述另一侧的下方。
3.如权利要求2所述的后悬架装置，其中，所述第一止动机构和所述第二止动机构中的每一个还包括上部橡胶体，所述上部橡胶体固定地连接到所述止动部分的内表面以面向所述横向辅助片簧，当所述车身框架向下移动时，所述上部橡胶体与所述横向辅助片簧接触。
4.如权利要求2所述的后悬架装置，其中，所述第一止动机构和所述第二止动机构中的每一个还包括下部橡胶体，所述下部橡胶体连接到所述防侧倾支架的顶面以面向所述横向辅助片簧，当所述车身框架侧倾时，所述下部橡胶体与所述横向辅助片簧接触。
5.如权利要求1所述的后悬架装置，其中，所述横向辅助片簧构造为具有彼此堆叠的多层板簧的多板弹簧。
6.如权利要求1所述的后悬架装置，
其中，弹簧座固定地连接到所述后轴，
上支架连接到所述弹簧座，并且
所述横向辅助片簧的中间部分位于所述弹簧座和所述上支架之间，使得所述横向辅助片簧与所述弹簧座和所述上支架连接在一起。
7.如权利要求6所述的后悬架装置，
其中，所述横向辅助片簧包括在所述车身框架的纵向方向上在所述横向辅助片簧的中心点处一体形成的中心销，所述中心销在所述车辆的垂直方向上突出，并且
当所述横向辅助片簧连接在所述弹簧座和所述上支架之间时，所述中心销穿过形成在所述弹簧座中的孔和形成在所述上支架中的孔。
8.如权利要求1所述的后悬架装置，还包括沿所述车身框架的纵向方向设置的纵向主片簧和纵向辅助片簧，
其中，所述纵向主片簧和所述纵向辅助片簧中的每一个连接到所述车身框架的一侧和另一侧，并通过U型螺栓在纵向方向上固定到所述后轴的中间部分，
其中，当将所述纵向主片簧的弹簧常数值定义为“K1”，将由所述纵向主片簧和所述纵向辅助片簧的复合作用产生的弹簧常数值定义为“K2”，并将由所述纵向主片簧、所述纵向辅助片簧和所述横向辅助片簧的复合作用产生的弹簧常数值定义为“K3”时，K1、K2和K3之间的关系为K1＜K2＜K3。
9.如权利要求1所述的后悬架装置，还包括沿所述车身框架的纵向方向设置的纵向主片簧，
其中，各所述纵向主片簧连接到所述车身框架的一侧和另一侧，并通过U型螺栓在纵向方向上固定到所述后轴的中间部分，
其中，当将所述纵向主片簧的弹簧常数值定义为“K1”，并将由所述纵向主片簧和所述横向辅助片簧的复合作用产生的弹簧常数值定义为“K4”时，K1和K4之间的关系为K1＜K4。
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