[发明专利]并联式汽车独立悬架机构

说明书

本发明公开了一种并联式汽车独立悬架机构，包括与车轮固定的输出构件、铰接于所述输出构件与车架之间的前控制臂组件和后控制臂组件以及连接于所述输出构件与车架之间的减震器组件；所述前控制臂组件和后控制臂组件均为与地面相互垂直的平行四边形连杆机构，本悬架机构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。

技术领域

本发明涉及汽车工程领域，特别涉及一种并联式汽车独立悬架机构。

背景技术

悬架系统是现代汽车的重要总成之一，是影响汽车乘坐舒适性和操纵稳定性的关键总成。车架(或车身)与车轴(或车轮)通过悬架弹性连接，其主要作用是传递车轮和车架(或车身)之间的力和力矩；缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平或者载荷变化时有理想的运动特性；保证汽车在行驶过程中具有良好的操纵稳定性。悬架系统主要由弹性元件、阻尼元件和导向机构三大部分组成，其中导向机构是由导向杆系组成的，用来决定车轮相对于车架(或车身)的运动特性，并传递弹性元件上的垂直力以外的各种力和力矩，在汽车行驶中起到控制车轮运动轨迹的作用。

汽车悬架根据导向机构的不同大致可分为非独立悬架和独立悬架两种类型。非独立悬架的结构特点是，悬架的两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。非独立悬架的优点是结构简单，制造容易，维修方便，传力可靠；其缺点是两轮受冲击震动时互相影响，且非悬架质量较重，悬架的缓冲性能较差，行驶时汽车振动冲击较大，占用空间大且其乘坐舒适性和高速时的操纵稳定性较差。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上，而较少在轿车中应用。

独立悬架特点是每个车轮通过单独的悬架安装于车身，车桥采用断开式，中间一段固定于车架或者车身上。独立悬架优点是两边车轮受冲击时互不影响，可减少车身的倾斜和振动，在实际工况下获得良好的附着力；弹性元件只承受垂直力，所以可以采用刚度较小的弹簧，使车身振动频率降低，从而改善汽车行驶的平顺性；同时由于可以降低发动机的位置高度，使整车质心高度下降，从而改善汽车行驶的稳定性；缓冲与减震能力强；占用空间小。因此在现代汽车领域得到广泛的应用，成为汽车领域发展的必然趋势。但是，独立悬架因其结构复杂，制造成本高，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。

为解决以上问题，需要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，并且可用于汽车转向或非转向轮的并联式独立悬架机构。

发明内容