專利名稱：特別用于汽車的懸架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別用于汽車、但不僅僅是用于四輪汽車的懸架結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)中，使用分開的構(gòu)件確保導(dǎo)向作用和剛度作用一方面，使用其作用是對(duì)每個(gè)車輪相對(duì)于汽車懸置部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向的構(gòu)件(三角件、支承臂等)，另一方面，使用構(gòu)成其作用是儲(chǔ)存和釋出能量的彈簧(螺旋彈簧、扭桿彈簧等)的彈性件。
這種技術(shù)的缺陷是配置大量部件，這尤其意味著裝配費(fèi)用高。
要使乘坐者具有良好的舒適性，就需要使車輪在汽車進(jìn)行側(cè)傾運(yùn)動(dòng)時(shí)比進(jìn)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有更大的剛度(具有大側(cè)傾慣量的整體式車身的汽車尤其如此)，以便對(duì)于一定的橫向加速度來說獲得最小的側(cè)傾角，而擺動(dòng)剛度同人行走的固有頻率相一致。
傳統(tǒng)的解決辦法是每個(gè)車軸增加一個(gè)防側(cè)傾穩(wěn)定桿。
這樣，除了增加部件數(shù)量之外，當(dāng)車輪在負(fù)荷狀態(tài)下越過一個(gè)孤立的障礙物時(shí)，還使車輪增加剛度。
傳遞到汽車懸架結(jié)構(gòu)的作用力相應(yīng)增大，因此，乘坐者經(jīng)受的加速度變化較大，這影響到乘坐者的舒適性。
另一方面，這種附加剛度在汽車的俯仰運(yùn)動(dòng)中不起作用，對(duì)于一定的減速來說，非常有利于限制制動(dòng)角。
因此，這種已知解決辦法不能令人滿意。
要限制懸架結(jié)構(gòu)的跳動(dòng)，使乘坐者具有良好的舒適性，就需要有可變的剛度無論是壓縮時(shí)還是放松時(shí)，剛度在靜載平衡位置時(shí)要小，在發(fā)車時(shí)要大。
這樣，車輪圍繞靜載平衡位置的位置變化小，導(dǎo)致加速度變化小，這有利于舒適性。
相反，大障礙物需要有大剛度，以便合力足以對(duì)汽車行駛線進(jìn)行調(diào)整，從而創(chuàng)造順利越過障礙物的條件。
文獻(xiàn)FR 2563301(Bertin)提出了一種不受側(cè)傾運(yùn)動(dòng)影響的裝置，這種裝置由一個(gè)布置在兩個(gè)剛性端部之間的橫向彈性鋼板彈簧構(gòu)成。
但是，這使車輪在負(fù)荷狀態(tài)下的剛度同其擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的剛度比較而言增加一倍，這使沖擊性顛簸的強(qiáng)度增大，不利于舒適性。
為了限制這種不良作用，一個(gè)辦法是減小裝置在擺動(dòng)時(shí)的剛度，并通過鋼板彈簧的預(yù)應(yīng)力調(diào)整所產(chǎn)生的大靜載撓度。
為了不在汽車裝配線上施加預(yù)應(yīng)力(這會(huì)增加裝配時(shí)間)，文獻(xiàn)FR2600016(Bertin)是將預(yù)應(yīng)力鋼板彈簧安裝在一個(gè)吊架上，然后將該吊架裝配到汽車上。
但是，這種辦法的缺陷是要配置大量的部件。
文獻(xiàn)FR 2624446(Bertin)以一個(gè)具有剛性端部的鋼板彈簧為基礎(chǔ)，減少部件的數(shù)量，采用漸變剛度法則，消除上述不良作用。
但是，這種辦法作為補(bǔ)償需要在鋼板彈簧的每個(gè)端部進(jìn)行復(fù)雜的嵌套。
另外，除了這些問題之外，任何使用橫向鋼板彈簧的辦法都存在很大的缺陷，即妨礙在車軸驅(qū)動(dòng)的車輪之間安裝發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體。
因此，這種結(jié)構(gòu)需要-或者使發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體以懸臂方式加以定位，這樣要增大俯仰慣性矩，不利于舒適性，-或者使發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體朝乘座室移動(dòng)，這樣尤其要影響到乘坐者的有效空間，而且影響到處理正面沖擊的性能狀態(tài)。
傳統(tǒng)懸架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)在車輪相對(duì)于汽車的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)前端和后端均產(chǎn)生較大的作用力，這需要在扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形方面有較大的結(jié)構(gòu)剛度。
這樣，限制了減輕這些構(gòu)件重量的可能性，對(duì)動(dòng)態(tài)性能、安全和動(dòng)力消耗都是不利的。
因?yàn)橐阎妮p型可變形材料可以至少局部地確保進(jìn)行沖擊處理，所以前端和后端的簡(jiǎn)化是可行的，這有利于減輕汽車的重量。
因此，尺寸上得到減小，重量上也得到減輕。
已知的防側(cè)傾裝置(例如防側(cè)傾穩(wěn)定桿)對(duì)地面支承的四邊形的扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生剛度，這對(duì)方向控制穩(wěn)定性不利。
文獻(xiàn)FR 2640205(Renault)提出一種均衡的懸架，例如地面承壓能力與地面支承的四邊形的扭轉(zhuǎn)變形無關(guān)，目的是限制汽車結(jié)構(gòu)所承受的扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形應(yīng)力。
但是，除了車軸軸線上的橫向鋼板彈簧妨礙發(fā)動(dòng)機(jī)的定位以外，這種辦法還需要配置大量的部件和連接件。
另外，由所提出的解決辦法的描述可見，汽車行駛線沒有因?yàn)檐囕喯鄬?duì)于汽車懸置部分的這種運(yùn)動(dòng)而加以改變。因此，這種相對(duì)移動(dòng)很容易達(dá)到懸架的幾何形狀所允許的最大值，從而產(chǎn)生沖擊性顛簸。
這種沖擊性顛簸一方面不利于舒適性，另一方面使汽車結(jié)構(gòu)承受很大的應(yīng)力，這違背了預(yù)期目的。
必須通過增加附加剛度對(duì)此加以校正，這樣，還要增加部件數(shù)量，從而削弱了所述解決辦法的好處。
最后，懸架必須具有縱向撓性，尤其要限制以一定速度越過很陡峭的障礙物(例如人行道邊)所產(chǎn)生的極限作用力。
通常使用的樞軸和彈性支承件在已知的結(jié)構(gòu)中由于需要保持容許的幾何形狀而僅僅具有有限的撓性。
文獻(xiàn)FR 2552718描述的Popinet懸架結(jié)構(gòu)通過由兩個(gè)橫向鋼板彈簧和兩個(gè)縱向鋼板彈簧構(gòu)成的一個(gè)撓性構(gòu)架連接四個(gè)車輪，尤其從該角度來看是有效的。但是，這種結(jié)構(gòu)存在的缺陷是妨礙在一個(gè)車軸的車輪之間安裝發(fā)動(dòng)機(jī)，而且側(cè)傾剛度小于擺動(dòng)剛度。
最后，懸架必須盡量減小輪胎在地面上的滾動(dòng)所造成的震動(dòng)。
已知的結(jié)構(gòu)通過一個(gè)中間吊架按兩個(gè)撓性連接階段使懸架連接到汽車結(jié)構(gòu)上，但是，這種中間吊架對(duì)由此而構(gòu)成的裝置的剛度的各向異性不起作用。
本發(fā)明提出一種彌補(bǔ)上述缺陷的懸架。
本發(fā)明彈性懸架結(jié)構(gòu)相對(duì)于通過汽車縱向軸線的豎直平面進(jìn)行對(duì)稱布置，主要在豎直方向上其次在水平方向上具有撓性，至少由三個(gè)撓性臂構(gòu)成，這些撓性臂彼此在其交匯的一端進(jìn)行連接，所述懸架結(jié)構(gòu)的豎直投影面面積內(nèi)接于一個(gè)對(duì)相鄰臂的自由端進(jìn)行連接的多邊形中，懸架結(jié)構(gòu)的每個(gè)所述端部直接或間接地與一個(gè)車輪支承件相連接。
一般來說，本發(fā)明彈性懸架結(jié)構(gòu)的每個(gè)臂在其同其它臂相連的端部和其同車輪支承件相連的端部之間連接到乘座室上。
更一般地說，連接件是一種具有剛度各向異性的撓性連接件，主要提供圍繞一條靠近在所述連接部位同所述臂相垂直的水平線的軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的自由度，其次提供在其它五條軸線中的每條軸線上進(jìn)行適當(dāng)選定的運(yùn)動(dòng)、尤其是沿其鉸接軸線移動(dòng)和圍繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一定自由度。
這種連接件可以制成一個(gè)撓性樞軸、一個(gè)長(zhǎng)方形支承件、一對(duì)彈性支承件或任何其它具有剛度各向異性的彈性裝置。
每個(gè)臂的通常部分的寬度厚度比最好至少在臂與乘座室的連接部位附近具有一個(gè)最小值，而在臂的交匯部位附近具有一個(gè)最大值。
每個(gè)臂的型面在一個(gè)豎直平面上的水平投影在大的垂直壓力下，從其與車輪支承件相連的端部直至其同乘座室的連接部位，基本呈直線。
在大的垂直壓力下，在臂的同車輪支承件相連的端部及其同乘座室相連的連接部位之間的部分，由于施加在其同車輪支承件相連的端部上的水平作用力，因此，扭轉(zhuǎn)變形消失。
為了增大其儲(chǔ)存能量的能力，每個(gè)臂可以在其同其它臂相連的端部及其同乘座室相連的連接部位之間的中央部分，具有一個(gè)或若干橫向加強(qiáng)肋。
可以在乘座室和懸架結(jié)構(gòu)的由其同乘座室相連的連接件加以限定的中央部分之間安裝至少一個(gè)提供附加剛度的構(gòu)件即彈簧或者最好是支座，所述支座用彈性材料制成，包括一個(gè)充滿增壓氣體的同汽車速度和/或負(fù)荷進(jìn)行良好配合的腔室。
尤其是對(duì)于四輪汽車來說，懸架結(jié)構(gòu)可以通過一個(gè)吊架同乘座室相連，所述吊架在其平面上呈剛性，相對(duì)于通過汽車縱向軸線的豎直平面進(jìn)行對(duì)稱布置，具有扭轉(zhuǎn)變形撓性，除了扭轉(zhuǎn)變形外對(duì)其它應(yīng)力具有更大的剛度，形成一個(gè)基本呈矩形的支架，但是，其邊可以彎曲，其通常部分最好朝支承同懸架結(jié)構(gòu)相連的連接件的連接點(diǎn)縮小，其間，吊架通過四個(gè)連接件連接到汽車上，兩個(gè)連接件因?yàn)槲挥诘跫艿目v向?qū)ΨQ平面上而稱為“縱向”連接件，兩個(gè)連接件因?yàn)槲挥谝粭l橫向軸線上而稱為“橫向”連接件，所述橫向軸線在一個(gè)基本同縱向連接件等距離的選擇合適的點(diǎn)與所述對(duì)稱平面相交。
一般來說，連接件是具有剛度各向異性的撓性連接件，每個(gè)連接件具有圍繞各自的縱向軸線或橫向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，還具有在其它五條軸線中的每條軸線上進(jìn)行選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)、尤其是沿鉸接軸線移動(dòng)和圍繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一定自由度。
這些連接件中每個(gè)連接件特別可以制成一個(gè)撓性樞軸、一個(gè)長(zhǎng)方形支承件、一對(duì)彈性支承件或任何其它具有剛度各向異性的彈性裝置。
如此獲得的撓性減小懸架結(jié)構(gòu)在扭轉(zhuǎn)變形運(yùn)動(dòng)中的剛度，這樣可以使動(dòng)態(tài)性能、特別是使舒適性達(dá)到最佳化。
本發(fā)明懸架結(jié)構(gòu)以及吊架可以用抗疲勞強(qiáng)度與彎曲模量之比高的任何材料，最好是由至少沿兩個(gè)方向定向的包埋在一種合成樹脂中的纖維構(gòu)成的合成材料、特別是玻璃纖維環(huán)氧樹脂層壓塑料制成。
現(xiàn)參照

圖1至10以及四輪汽車的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征加以說明。
附圖如下圖1是對(duì)照一輛汽車輪廓示出的本發(fā)明一個(gè)懸架結(jié)構(gòu)的沿圖2中B2-B2’的縱向剖面圖；圖2是沿圖1中A1-A1’的俯視剖面圖；圖3是當(dāng)一個(gè)車輪越過一個(gè)障礙物時(shí)本發(fā)明一個(gè)懸架結(jié)構(gòu)的視圖；圖4是這種情況下的俯視圖；圖5是當(dāng)一個(gè)車輪以一定的速度越過人行道邊的石頭時(shí)本發(fā)明一個(gè)彈性懸架結(jié)構(gòu)的沿圖6中B6-B6’的縱向剖面圖；圖6是這種情況下的俯視圖7-1是本發(fā)明一個(gè)懸架結(jié)構(gòu)的一個(gè)臂的正視圖，斷開處位于該臂同其它臂的交匯處；圖7-2是同一個(gè)臂的俯視圖，斷開處位于該臂同其它臂的交匯處；圖8是對(duì)照一輛汽車輪廓示出的本發(fā)明一個(gè)懸架結(jié)構(gòu)的沿圖9中B9-B9’的縱向剖面圖；圖9是對(duì)照一輛汽車輪廓示出的本發(fā)明一個(gè)懸架結(jié)構(gòu)的沿圖8中A8-A8’的縱向剖面圖；圖10是縱向剖面細(xì)部圖。
權(quán)利要求
1.根據(jù)權(quán)利要求2至6之一所述的懸架結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于，在乘座室(3)和懸架結(jié)構(gòu)(1)的由同乘座室(3)相連的連接件(6)加以限定的中央部分(199)之間安裝至少一個(gè)提供附加剛度的構(gòu)件(7)、即彈簧或者最好是支座，所述支座用彈性材料制成，包括一個(gè)充滿增壓氣體的同汽車速度和/或負(fù)荷進(jìn)行良好配合的腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的懸架結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于，這種懸架結(jié)構(gòu)包括四個(gè)臂(11，12，13，14)，每個(gè)臂與汽車的一個(gè)車輪(2)或(2’)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求8所述的懸架結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于，這種懸架結(jié)構(gòu)通過一個(gè)吊架(5)同乘座室(3)相連，所述吊架相對(duì)于通過汽車縱向軸線的豎直平面進(jìn)行對(duì)稱布置，在其平面上呈剛性，具有扭轉(zhuǎn)變形撓性，對(duì)其它應(yīng)力具有更大的剛度，尤其呈一個(gè)基本呈矩形的支架，但是，其邊可以彎曲，其通常部分最好朝支承同懸架結(jié)構(gòu)(1)相連的連接件(6)的連接點(diǎn)縮小，其間，吊架(5)通過四個(gè)連接件連接到汽車上，兩個(gè)連接件(41)因?yàn)槲挥诘跫艿目v向?qū)ΨQ平面上而稱為“縱向”連接件，兩個(gè)連接件(42)因?yàn)槲挥谝粭l橫向軸線上而稱為“橫向”連接件，所述橫向軸線在一個(gè)基本同縱向連接件等距離的選擇合適的點(diǎn)與所述對(duì)稱平面相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求9所述的懸架結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于，吊架的稱為“縱向”連接件(41)或者“橫向”連接件(42)的每個(gè)連接件是一個(gè)具有剛度各向異性的撓性連接件，主要提供圍繞一條縱向軸線或水平軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的自由度，其次提供在其它五條軸線的每條軸線上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、尤其是沿其鉸接軸線移動(dòng)和圍繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一定自由度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的懸架結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于，這種懸架結(jié)構(gòu)用一種由至少沿兩個(gè)方向定向的包埋在一種合成樹脂中的纖維構(gòu)成的材料制成。
6.一種車輪懸架，其特征在于，它包括至少一個(gè)臂，該臂屬于根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的懸架結(jié)構(gòu)(1)。
7.一種特別用于汽車的懸架，包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的彈性懸架結(jié)構(gòu)(1)。
8.具有一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求13所述的懸架的汽車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別用于汽車的彈性懸架結(jié)構(gòu),最好用合成材料制成。本發(fā)明懸架結(jié)構(gòu)(1)至少由三個(gè)撓性臂(11,12,13)構(gòu)成,這些臂在其交匯的一端(19)彼此連接。根據(jù)本發(fā)明,彈性懸架結(jié)構(gòu)的每個(gè)臂一方面與一個(gè)車輪支承件相連,另一方面通過一個(gè)具有剛度各向異性的撓性鉸接件同乘座室(3)相連。懸架結(jié)構(gòu)(1)可以通過一個(gè)彈性吊架(5)同乘座室(3)相連,所述吊架具有較小的扭轉(zhuǎn)剛度,以便提高動(dòng)態(tài)性能。本發(fā)明特別適用于小型貨車和越野汽車。
文檔編號(hào)B60G11/02GK1265068SQ98807479
公開日2000年8月30日 申請(qǐng)日期1998年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月16日
發(fā)明者帕特里克·帕斯卡爾·拉貝 申請(qǐng)人:帕特里克·帕斯卡爾·拉貝