一种汽车悬架

1.本实用新型涉及汽车技术领域，具体地，涉及一种汽车悬架。


背景技术：

2.为了提升车辆的平顺性与操作稳定性，加速车架与车身震动的衰减，我们通常会在车辆上装配悬架系统。悬架影响着车身稳定性、平顺性、操纵稳定性、安全性等性能。现有车辆大多数使用麦弗逊、双叉臂、多连杆或扭力梁结构的悬架，车轮主要通过弹性元件与减震器的推力支撑车架与车身。悬架能够缓解路面不平造成的振动和冲击，从而保证车辆良好的平稳性；迅速衰减车体和车桥的振动；传递作用在车轮和车体之间的各种力和力矩；保证行驶时必要的安全性和操纵稳定性。
3.现有汽车悬架结构在支撑车架的同时会降低车轮与车身间连接的刚性，在汽车侧倾或转向时，会进一步加大车身的倾斜角度，增加侧翻的可能性。实用新型专利cn201821025987.2公开了一种电动车防转向侧翻式悬架结构，包括上摇臂，上摇臂的内端与车架铰接相连，上摇臂的外端与前轮的转向节铰接相连；前减震器，前减震器的上端与车架铰接相连，前减震器的下端与上摇臂铰接相连，所述前减震器的压缩行程的阻尼力大于伸张行程产生的阻尼力。该悬架一定程度上提高了车辆在转向过程中的平稳性，但其支撑车架的着力点在车身重心的下方。而实际上，这种现有的汽车悬架结构在汽车侧倾或转向时，会进一步加大车身的倾斜角度，增加侧翻的可能性；另一方面车辆制动时车轮受到一个向后的力，该力作用点低于车辆重心，使车辆旋转，前悬架弹簧压缩，使车辆出现点头现象，这种现象会降低乘客的舒适度。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种汽车悬架，该悬架解决了现有悬架因车轮支撑车架的着力点在车身重心的下方而易使车辆出现点头现象和侧翻事故的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：一种汽车悬架，其连接车轮与车架，包括支座、减震器与弹性元件总成、上摆臂、下摆臂、第一延长支撑臂和第二延长支撑臂；所述支座的一端连接车轮，另一端通过所述上摆臂和下摆臂与车架可转动连接；所述减震器与弹性元件总成包括减震器和弹性元件，该弹性元件嵌套在减震器外部；所述第一延长支撑臂固定在支座或下摆臂上，所述第二延长支撑臂固定在车架上，第一延长支撑臂和第二延长支撑臂之间可转动连接有所述减震器与弹性元件总成；所述减震器与弹性元件总成的下端连接位点为车轮支撑车架的着力点，该着力点在车身重心的上方。
6.优选的，所述减震器的伸张行程产生的阻尼力小于压缩行程产生的阻尼力。
7.优选的，所述支座连接有转向结构，该转向结构分别连接上摆臂和下摆臂各自的一端，上摆臂和下摆臂各自的另一端连接所述车架。
8.优选的，所述减震器与弹性元件总成是靠向第一延长支撑臂方向倾斜设置。
9.优选的，所述第一延长支撑臂呈j型，其弯曲的一端与减震器与弹性元件总成的顶
部铰接，另一端固定在所述支座的顶部或下摆臂上。
10.优选的，所述第二延长支撑臂呈v型，其一端与减震器与弹性元件总成的底部铰接，另一端固定在所述车架的顶部。
11.优选的，所述减震器为双向作用筒式减震器。
12.优选的，所述弹性元件为螺旋弹簧。
13.优选的，所述支座包括支座主体、上支架和下支架，所述支座主体其中一端的顶部设有上支架，底部设有下支架；所述上支架与所述上摆臂铰接，所述下支架与所述下摆臂铰接。
14.优选的，所述支座的一端嵌套有制动盘，该制动盘固定在车轮上；所述支座的另一端设有通孔，该支座通过该通孔与汽车传动轴连接。
15.采用上述方案后，本实用新型至少具有以下有益效果：
16.1．本实用新型将车轮支撑车架的着力点移动到车身重心上方，使减震器与弹性元件总成和车架之间连接的方式由“支撑”更改为“挂载”，这种结构下汽车侧倾或转向时车身倾斜的角度会减小，出现侧翻的可能性降低，提升了车辆的平顺性与操作稳定性；并且本实用新型能够一定程度上解决汽车“点头翘尾”现象，装配该悬架的汽车在制动时，整个车身会出现“翘头点尾”现象。
17.2．本实用新型的减震器伸张行程产生的阻尼力可以小于压缩行程产生的阻尼力，以更好地适应本实用新型“挂载”式悬架使减震器的受力由压缩力改为拉伸力的情况。具体的，伸张行程减震器阻尼力较小，以便充分利用弹性元件的弹性来缓和冲击；压缩行程减震器阻尼力较大，以求迅速减震。
18.3．本实用新型的悬架零部件构成与常规麦弗逊、双叉臂悬架类似，结构简单，加工方便。
19.4. 本实用新型减震器与弹性元件总成可以是靠向第一延长支撑臂方向倾斜设置，使减震器与弹性元件总成主要受到拉伸方向的力，减小侧方向受到的剪切力，增加了零部件的使用寿命。
20.5. 运用本实用新型“挂载”式悬架，车辆转向时离心力方向与车辆对乘客支撑力方向呈顿角，降低乘客所需克服的离心力，增强乘车舒适度。同时降低车身重心，让车身向转向方位侧倾，降低发生侧翻的可能，提高安全性。
21.6. 本实用新型悬架可为后悬架，也可为带有转向功能的前悬架。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例一的支座结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例一的车架结构示意图；
25.图4是本实用新型的减震器与弹性元件总成结构示意图；
26.图5（a）是本实用新型实施例一的汽车悬架常态图，（b）是本实用新型实施例一的汽车悬架运作示意图；
27.图6是本实用新型实施例二的结构示意图；
28.图7（a）是使用传统悬架的汽车在斜坡上侧倾的状态，（b）是使用本实用新型悬架
的汽车在斜坡上侧倾的状态；
29.图8是使用本实用新型悬架的汽车左转时受力的示意图。
30.图中：1-制动盘、2-车架、21-连接元件、3-支座、31-支座主体、32-上支架、33-下支架、34-通孔、4-减震器与弹性元件总成、41-减震器、42-弹性元件、5-上摆臂、6-下摆臂、7-第一延长支撑臂、8-第二延长支撑臂、9-转向结构、91-转向节主体、92-横拉杆、93-转向节臂、94-转向节。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本实用新型各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
32.本实用新型所揭示的是一种汽车悬架，其连接车轮（图中未示出）与车架2，该汽车悬架可以是后悬架，也可以是带有转向功能的前悬架，如图1-5所示是实施例一后悬架，图6所示是实施例二带有转向功能的前悬架。
33.参见图1-5，实施例一所示的后悬架包括支座3、减震器与弹性元件总成4、上摆臂5、下摆臂6、第一延长支撑臂7和第二延长支撑臂8。所述支座3连接车轮，所述车架2与支座3之间由第一延长支撑臂7、减震器与弹性元件总成4、第二延长支撑臂8以及上摆臂5、下摆臂6进行连接。其中主要由减震器与弹性元件总成4受力，上摆臂5与下摆臂6起到活动限位作用。
34.如图2所示，所述支座3包括支座主体31，还可以包括上支架32和下支架33。所述支座主体31可以是圆柱体，其一端可嵌套有制动盘1，该制动盘1固定在车轮上；所述支座主体31另一端的顶部设有所述上支架32，底部设有所述下支架33。所述上支架32与上摆臂5铰接，所述下支架33与下摆臂6铰接，同时，上摆臂5和下摆臂6分别与车架1铰接。所述第一延长支撑臂7固定在所述支座主体31的顶部，所述第二延长支撑臂8固定在所述车架2的顶部（配合图3所示）。所述第二延长支撑臂8与第一延长支撑臂7之间可转动连接有所述减震器与弹性元件总成4。所述减震器与弹性元件总成4的下端连接位点为车轮支撑车架2的着力点，该着力点在车身重心的上方，减震器与弹性元件总成4和车架2之间连接的方式由传统的“支撑”式更改为“挂载”式。这种结构降低了汽车侧翻的可能性，同时，汽车制动时，车轮受到的力通过第一延长支撑臂7被移动到上方，该力作用点高于车重心，使汽车旋转出现翘头现象，一定程度上解决了汽车“点头翘尾”现象给乘客带来的不适。
35.进一步地，所述第一延长支撑臂7呈j型，其弯曲的一端与减震器与弹性元件总成4的顶部铰接，另一端固定在所述支座主体31的顶部。所述第二延长支撑臂8呈v型，其一端与减震器与弹性元件总成4的底部铰接，另一端固定在所述车架2的顶部。所述减震器与弹性元件总成4是靠向第一延长支撑臂7方向倾斜设置，使得减震器与弹性元件总成4的受力尽量平行于第一延长支撑臂7的长臂。如图5所示，减震器与弹性元件总成4的倾斜角度使其受力尽量平行于第一延长支撑臂7的长臂，主要受到拉伸方向的力，减小了侧方向受到的剪切力，增加了零部件的使用寿命；如果是垂直角度则减震器与弹性元件总成4可能会折断。
36.进一步地，所述第一延长支撑臂7可与支座3焊接，设置与上支架32相邻，从上支架32上方延伸出来，利于将车轮支撑车架的着力点移动到上方。所述上摆臂5为a字形叉臂，下
摆臂6为无尖角a字形叉臂，为配合连接下摆臂6，所述下支架33可以设为v字形。所述上摆臂5中央的空档可以实现对第二延长支撑臂8的让位，使结构更加紧凑，占用更小空间，且不影响悬架伸张和压缩运动。所述支座3可以设有通孔34，具体的，该通孔34设置在所述支座主体31的中心，用于安插汽车的传动轴（图中未示出）。需要说明的是，通常传动轴上连接有万向头，为此传动轴一般可以弯折，因此，即使左右车轮之间设置有车架，传动轴与车架之间也不会出现干涉的问题。
37.如图3所示，所述第二延长支撑臂8可与车架2焊接，所述车架2上还可以焊接有连接元件21，以便与所述上摆臂5和下摆臂6进行铰接。
38.如图4所示，所述减震器与弹性元件总成4包括减震器41和弹性元件42，该减震器41可采用双向作用筒式减震器，该弹性元件42可采用螺旋弹簧。所述螺旋弹簧嵌套在双向作用筒式减震器外部，与双向作用筒式减震器并联。
39.进一步地，传统的双向作用筒式减震器伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程的阻尼力，但由于本实用新型中减震器41的受力由压缩力改为拉伸力，所述减震器41在悬架伸张行程（车桥与车架相互移近的行程）内，减震器41阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件42的弹性来缓和冲击；在悬架压缩行程（车桥与车架相互远离的行程）内，减震器41的阻尼力应较大，以求迅速减震。传统的双向作用筒式减震器如专利申请cn201510668483.7所公开的，包括活塞杆、工作缸筒、活塞、伸张阀、储油缸筒、压缩阀、补偿阀、流通阀、导向座、防尘罩和油封，储油缸筒内设有工作缸筒，在储油缸筒的上端设有防尘罩，储油缸筒与工作缸筒的上端连接处通过导向座和油封固定，活塞杆置于工作缸筒内，通过工作缸筒内伸张阀和流通阀固定，工作缸筒的底部设有压缩阀和补偿阀，这种双向作用的筒式减震器可以进行压缩、伸张两个行程的减震作用。本实用新型的双向作用筒式减震器对压缩阀、伸张阀、流通阀和补偿阀的弹簧强度进行了调整。在本实施例中，所述压缩阀和伸张阀设置为一般的单向阀，所述单向阀的弹簧弹性很弱，当阀上的油压作用力与弹簧力同向时，阀处于关闭状态，完全不通液流；而当油压作用力与弹簧力反向时，只要有很小的油压，阀便能开启。所述流通阀和补偿阀设置为卸载阀，所述卸载阀的弹簧弹性较强预紧力较大，只有当油压升高到一定程度时，阀才能开启，而当油压降低到一定程度时，阀即自动关闭。本实用新型有效利用了减震器与弹簧无论压缩还是伸张都能够产生阻力的原理，只调整了四个阀门的结构，在不对原有零部件进行过多改动的情况下实现了伸张行程内减震器阻尼力较小，而压缩行程内减震器的阻尼力较大。
40.参见图6，实施例二所示的前悬架与实施例一的后悬架不同之处在于增加了转向结构9，支座3、上摆臂5、下摆臂6和第一延长支撑臂7的形状和/或位置略有不同，其他结构与形状、位置基本与实施例一相同。实施例二中，所述支座3一端连接车轮，另一端连接有转向结构9，该转向结构9分别连接上摆臂5和下摆臂6的各自一端，上摆臂5和下摆臂6各自的另一端连接所述车架2。进一步地，所述转向结构9包括转向节主体91、横拉杆92、转向节臂93和转向节94。所述转向节主体91可以嵌套在支座3上，所述转向节臂93固定在转向节主体91上。所述横拉杆92一端连接转向节臂93，另一端通过转向柱（图中未示出）等结构连接方向盘，实现车辆转向。所述上摆臂5可以为v字型，其一端通过转向节94与转向节主体91顶部铰接，上摆臂5另一端与车架2铰接。所述下摆臂6可以为a字型，其一端通过转向节94与转向节主体91底部铰接，下摆臂6另一端与车架2铰接。所述第一延长支撑臂7底部可以固定在下
摆臂6上，顶部穿过上摆臂5。同实施例一，所述第一延长支撑臂7通过减震器与弹性元件总成4和第二延长支撑臂8与车架2连接。当然，实施例二中所述第一延长支撑臂7的底部也可以固定在支座3上。此实施例的车轮之间并未连接有车轴，这是因为本实施例前轮并不是驱动轮，可以不用将两侧车轮连接起来。而对于需要将两侧车轮通过车轴连接的实施例，可以将所述悬架向旁边旋转设置或者设置避让结构，以防止悬架结构与车轴产生干涉。
41.本实用新型运作时，以实施例一的车轮受力向上为例，如图5（b）所示，车轮受力向上位移，带动上下摆臂转动，第一延长支撑臂7向上位移，拉伸减震器与弹性元件总成4。反之，车轮向下位移时，带动上、下摆臂5、6转动，第一延长支撑臂7向下位移，压缩减震器与弹性元件总成4。实施例二的运作原理与实施例一的运作原理一致。
42.本实用新型的关键技术结构是将车轮支撑车架的着力点移动到车身重心上方，采用本实用新型的悬架，使减震器与弹性元件总成4和车架2之间的连接方式由传统的“支撑”式变为“挂载”式。在这种结构下，汽车侧倾或转向时车身倾斜的角度会减小，出现侧翻的可能性降低，保证了汽车的平顺性与操作稳定性。
43.汽车侧倾时的原理说明具体参见图7所示。图7（a）是使用传统悬架的汽车在斜坡上侧倾的状态，传统悬架车轮支撑车架的着力点在车身重心下方，减震器与弹性元件总成4和车架之间连接的方式是“支撑”式，支撑点在车架的下方，这样在汽车左倾时，车身重心将向左侧移动，使左侧悬架压缩量大于右侧悬架，从而会进一步加大车身的倾斜角度，增加侧翻的可能性。图7（b）是使用本实用新型悬架的汽车在斜坡上侧倾的状态，由于是“挂载”式，悬挂点在车架的上方，这样汽车在左倾时，车身重心将向右侧移动，远离左侧悬架，靠近右侧悬架，使右侧悬架受力增大，右侧悬架被拉伸，左侧悬架被压缩或者不变或者拉伸量小于右侧悬架，从而可平衡汽车在斜坡上侧倾的角度，能够使车身趋向于维持水平姿态，进而降低汽车处于斜坡时发生侧翻的可能，提高行车安全性。
44.而在汽车转向时，运用本实用新型悬架，可使乘客的舒适度和行车安全性也会提升。具体原理参见图8，使用本实用新型悬架的车辆在左转时，此时乘客受到向右的离心力f1与重力g，其合力为f2，乘客受到车座的支撑力f3。若是传统的“支撑”式悬架，f3与f1成锐角，但由于本实用新型是“挂载”式的悬架，车身此时是向左侧翻转，f3与f1成钝角，部分离心力被车座支撑力抵消，减轻了乘客在车内的摇晃，进一步增强乘车舒适度。同时降低车身重心，让车身向转向方位侧倾，降低发生侧翻的可能，提高安全性。
45.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。