[发明专利]独立前悬挂系统

说明书

发明领域

本发明涉及车辆转向轮的悬挂系统，特别是使用S-凸轮制动器的独立前悬挂系统，所述S-凸轮制动器的转向半径改善，承载能力提高，但仍具有良好的操作性能。

相关技术描述

有多种悬挂系统可用于小汽车、卡车及其他轮式车辆。对某一具体车辆，其具体的悬挂系统设计取决于多种考虑因素。这些考虑因素包括：车辆的用途，车辆的总重，该悬挂系统是否支承车辆的前部或后部，该车轮是否是可转向的，该车轮是否是驱动车轮。没有哪一个悬挂系统理想到适用于所有的应用场合。

对于重型车辆来说，传统的前车轴悬挂系统设计提供了强度、刚度、精确的转向和轮胎磨耗控制。但是，前车轴悬挂系统将单一的轮胎输入(颠簸)传递给了其他侧轮，因而会影响车辆的转向性能参数。独立车轮悬挂系统把右侧轮输入和左侧轮输入隔离开来。

在独立悬挂系统设计中的一个重要的考虑因素是最大转向角。转向角越大，转弯半径越小，因此，在增加车辆的灵活性上就更优越。在美国，S-凸轮型制动器常用在重型卡车和公共汽车车轮上。这些制动器有凸轮轴、间隙调节器和制动驱动器装置，它们全都安装在车轮上，因此，转向时随着车轮一起转向。这些部件对于在狭小的空间中设计悬挂系统以及同时使悬挂系统的转向半径小来说是一个难题。一般，这些部件需要悬挂系统中相当大的空间，以防止在车辆转弯时它们与悬挂系统的支承件发生干涉。但是，如果增加从车轮到悬挂系统的空间，就会导致增大悬挂系统的转向主销内倾内置量(scrub radius)。

转向主销内倾内置量是地面上从车辆的前面看时，通过车辆轮胎中心的垂直线和车轮旋转轴线的投影之间的距离。实际上，转向主销内倾内置量限定了路面引起的力的力臂，给悬挂系统上施加了一个力矩。但是，方向稳定性和直线性能要求有一定的转向主销内倾内置量。转向主销内倾内置量越大，加到悬挂系统上的力矩就越大。随着该力矩值的增加，需要更大的例如大的气垫或强度大的悬挂系统/转向部件形式的阻力。此外，转向主销内倾内置量较大时，悬挂系统的操作和灵活性就大大下降。而且，为了处理增大的阻力需要，要求使用大而重的零部件。所以，在不对稳定性和性能产生负面影响的前提下，希望使得转向主销内倾内置量尽可能地小。然而，使转向主销内倾内置量最小会影响S-凸轮制动器悬挂系统的转弯半径的减小。所以，S-凸轮制动器悬挂系统迄今为止一直是重量、灵活性、转向半径和承载能力之间的折中解决办法。没有一个悬挂系统能够在重型悬挂系统中的S-凸轮制动器方面最大地满足这些悬挂系统要求。

因此存在这样的需要：在不牺牲其它诸如承载能力、重量和操作性等悬挂系统质量的前提下，具有重型的独立前悬挂系统，其S-凸轮制动器的转向角更小。

按照本发明，用于车辆的可转向的独立前悬挂系统具有一个安装该独立前悬挂系统的框架，且该独立前悬挂系统包括：至少一个上臂，该上臂具有第一端和第二端，该第二端适于相对于车架铰接安装；至少一个下臂，该下臂具有第一端和第二端，该第二端适于相对于车架铰接安装；一个转向节柱，该转向节柱具有一个上部、一个下部和一个外支腿，该上部铰接所述至少一个上臂的第一端，该下部铰接所述至少一个下臂的的第一端，该外支腿连接所述上部和下部；一个转向节，它铰接安装在所述转向节柱上，围绕一转向轴线绕枢轴作旋转运动；以及一根主轴，它从所述转向节横向伸出，其纵轴线限定了车轮的旋转轴线。一个S-凸轮制动器安装在所述转向节上，并与所述转向节一起绕所述转向轴线旋转，位于径向偏离车轮旋转轴线的位置上，并可操作定位而把制动力施加到安装在主轴上的车轮上。按照本发明，转向节柱的外支腿制成这样一种形状，即：在转向节在一个方向上绕所述转向轴线旋转，使S-凸轮制动器移向所述转向节柱从而增加所述悬挂系统的旋回角时，避免转向节柱与S-凸轮制动器的某一部分发生干涉。最好，使得所述转向节柱的外辐板的尺寸和定位在所述转向节转向所述转向节柱时，能容纳S-凸轮制动器的至少一个部分。

在一个实施例中，转向节柱还有一个内支腿，它延伸在转向节柱的上端和下端之间，与外辐板、转向节柱的上部和下部限定了一个制动驱动器孔，该孔容纳S-凸轮制动器的所述部分。另外，转向节柱外支腿有一个带开口的主销套，它定位于转向节柱的上部和下部之间，转向节有一对隔开的带开口的主销套，它们之间容纳着转向节柱主销套，一个主销穿过转向节的开口和转向节柱主销套开口延伸，绕枢轴旋转地把转向节安装到转向节柱上，限定了转向轴线。