前独立悬架系统以及具有该前独立悬架系统的汽车
阅读：566发布：2022-11-02
专利汇可以提供前独立悬架系统以及具有该前独立悬架系统的汽车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供一种 汽车 的前独立 悬架系统 (50)，该前独立悬架系统(50)包括前独立悬架总成(40)，其中，所述前独立悬架系统(50)还包括副车架总成(1)，所述前独立悬架总成(40)安装在所述副车架总成(1)上，该副车架总成(1)在所述汽车的前轴(3)区域固定到该汽车的车架总成(30)的底部。本实用新型通过在现有车架总成上加装副车架总成，实现了从非独立悬架到独立悬架结构的转换，从而不但改善了汽车操纵的 稳定性 和平顺性，而且能够保持 车身 、车架的总体布置不变，使汽车的原有结构得到充分利用。，下面是前独立悬架系统以及具有该前独立悬架系统的汽车专利的具体信息内容。
1.一种汽车的前独立悬架系统，该前独立悬架系统(50)包括前独立悬架总成(40)，其特征在于，所述前独立悬架系统(50)还包括副车架总成(1)，所述前独立悬架总成(40)安装在所述副车架总成(1)上，该副车架总成(1)在所述汽车的前轴(3)区域固定到该汽车的车架总成(30)的底部。
2.根据权利要求1所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述前独立悬架总成(40)为双横臂式前独立悬架总成。
3.根据权利要求2所述的前独立悬架系统，其特征在于，
所述副车架总成(1)包括主横梁(18)、副横梁(19)、两侧的过渡纵梁(20)以及两侧的螺旋弹簧罩(23)，其中所述过渡纵梁(20)相互平行地固定在所述主横梁(18)和副横梁(19)的两端以形成矩形框架结构，所述螺旋弹簧罩(23)相互对称地固定在相应一侧的所述过渡纵梁(20)上，并突出在所述过渡纵梁(20)的上方。
4.根据权利要求3所述的前独立悬架系统，其特征在于，
所述双横臂式前独立悬架总成包括上横臂组件、下横臂组件、减振器(4)以及螺旋弹簧(5)，
其中所述上横臂组件包括上横臂(6)，该上横臂(6)的一端可枢转地连接在所述螺旋弹簧罩(23)的上端，另一端可枢转地连接在所述前轴(3)的上支臂(25)上；
所述下横臂组件包括下横臂(11)，该下横臂(11)的一端可枢转地同时连接到所述主横梁(18)和副横梁(19)上，另一端可枢转地连接在所述前轴(3)的下支臂(24)上；
所述减振器(4)的上、下端分别安装在所述螺旋弹簧罩(23)的外表面和所述下横臂(6)上；
所述螺旋弹簧(5)由所述螺旋弹簧罩(23)包围，并且该螺旋弹簧(5)的上、下端分别支撑所述螺旋弹簧罩(23)顶部的下表面和所述下横臂(6)之间。
5.根据权利要求4所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述过渡纵梁(20)分别贴合地固定在所述车架总成(30)相应一侧的纵梁的底部。
6.根据权利要求4所述的前独立悬架系统，其特征在于，
所述螺旋弹簧罩(23)的上端形成有安装筋板(27)，该安装筋板(27)基本垂直于所述螺旋弹簧罩(23)的上端面并且与所述过渡纵梁(20)平行，在该安装筋板(27)上形成有上横臂轴安装孔；
所述上横臂组件还包括上横臂轴(8)，该上横臂轴(8)通过螺栓以及所述上横臂安装孔固定在所述安装筋板(27)上，并且在所述上横臂轴(8)与该安装筋板(27)之间安装有外倾角调整垫片(9)，所述上横臂(6)的一端分叉形成有两个相互平行的分支臂(34)，该两个分支臂(34)分别可枢转地连接在所述上横臂轴(8)的两端。
7.根据权利要求6所述的前独立悬架系统，其特征在于，
所述安装筋板(27)上形成有两个所述上横臂轴安装孔；
所述上横臂(6)的两个分支臂(34)上分别形成有同轴的通孔，该通孔的轴线基本平行于所述过渡纵梁(20)，在该两个通孔中分别安装有上横臂衬套(10)；
所述上横臂轴(8)具有相互对称的连接部分(39)，该连接部分(39)形成有与所述上横臂轴安装孔相对应的螺栓孔(36)，并能够贴合在所述安装筋板(27)上，该上横臂轴(8)的两端部分为带有螺纹部(37)的圆轴，该圆轴的外径小于所述上横臂衬套(10)的内径；
其中，所述上横臂轴(8)的两端部分分别穿入安装在所述分支臂(34)通孔中的上横臂衬套(10)内，并通过螺母及挡片进行限位，从而使得所述上横臂轴(8)的具有分支臂(34)的一端能够绕所述上横臂轴(8)枢转，通过所述上横臂(6)的另一端通过上横臂球头(7)可枢转地连接在所述前轴(3)的上支臂(25)上。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述主横梁(18)和所述副横梁(19)的两侧下部各自形成有下横臂安装孔(38)，所述下横臂(11)的一端通过下横臂球头(16)与所述前轴(3)的下支臂(24)可枢转地连接，并且该下横臂(11)的另一端分叉形成有两个相互平行的分支臂(33)，该两个分支臂(33)分别通过销轴可枢转地连接到所述主横梁(18)和副横梁(19)的所述下横臂安装孔(38)上。
9.根据权利要求4至7中任一项所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述螺旋弹簧罩(23)的外表面上具有支撑销(28)，所述下横臂(11)上具有安装支座(29)，所述减振器(4)的上、下端分别安装在所述支撑销(28)和所述安装支座(29)上。
10.根据权利要求4至7中任一项所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述下横臂(11)上具有调节螺栓安装孔(31)，所述螺旋弹簧(5)的上端与所述螺旋弹簧罩(23)顶部的下表面之间衬有软垫(17)，所述螺旋弹簧(5)的下端支撑在螺旋弹簧下安装座(13)上，该螺旋弹簧下安装座(13)固定在调节螺栓(14)上，该调节螺栓(14)安装在所述调节螺栓安装孔(31)中。
11.根据权利要求4至7中任一项所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述下横臂(11)上具有缓冲块安装座(32)，该缓冲块安装座(32)上安装有用于防止所述螺旋弹簧(5)过度变形的缓冲块(15)。
12.根据权利要求3至7中任一项所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述副车架总成(1)还包括转向器纵梁(21)，该转向器纵梁(21)平行于所述过渡纵梁(20)，并且该转向器纵梁(21)的两端分别连接到所述主横梁(18)和所述副横梁(19)上。
13.根据权利要求12所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述转向器纵梁(21)上安装有转向器(2)。
14.根据权利要求13所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述转向器(2)为齿轮齿条式转向器，该齿轮齿条式转向器的两侧的拉杆(35)分别连接到所述前轴(3)的转向节臂(26)上。
15.根据权利要求3至7中任一项所述的前独立悬架系统，其特征在于，所述副车架总成(1)还包括对称安装的发动机托架(22)，该发动机托架(22)的一个侧边固定在相应一侧的所述过渡纵梁(20)上，另一个相对的侧边固定在所述主横梁(18)上。
16.一种汽车，该汽车包括前独立悬架系统，其特征在于，所述前独立悬架系统为权利要求1至15所述的前独立悬架系统。
前独立悬架系统以及具有该前独立悬架系统的汽车
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种汽车的前独立悬架系统，尤其涉及一种整车载荷较重、但前轴区域的载荷较轻并且变化幅度不大的汽车，例如轻型卡车、客车的前独立悬架系统，该前独立悬架系统包括前独立悬架总成。此外，本实用新型还涉及一种具有前独立悬架系统的汽车。
背景技术
[0002] 目前，卡车、客车等汽车的前悬架一般采用非独立悬架系统，该非独立悬架系统包括由整体车桥和钢板弹簧等部件组成的非独立悬架总成。钢板弹簧等形式的非独立悬架结构简单、维修方便、成本低，并且能够适应汽车承载重量的大幅度变化。但是，非独立悬架由于采用整体式车桥或前轴，因此簧下质量(即非簧载质量，包括车轮、轮毂、车桥、悬架构件等部件的质量)比较大，当汽车在行驶过程中受到路面冲击而发生跳动或振动时，由于非簧载部件的质量较大，因此这些部件的振动能量也很大，这些振动能量需要通过悬架传递到车架上。但是，在上述非独立悬架中，由于汽车前轴区域的布置空间有限，钢板弹簧沿汽车纵向方向的长度(即钢板弹簧托距)一般较短，同时钢板弹簧本身的刚度也较大，这会使得振动能量几乎没有衰减、缓冲而直接传递到车架上，从而使得车架以及由车架承载的车身部分剧烈振动，汽车行驶的平顺性、乘坐的舒适性大大降低。并且，由于非独立悬架系统采用整体式车桥或车轴，并且左、右转向车轮安装到该整体式车桥或车轴上，当一侧车轮因道路不平而跳动时，该侧车轮的跳动将会影响另一侧车轮的工作，因此会导致整车与路面的附着性能变差，从而操纵稳定性尤其是高速行驶时的操纵稳定性变差。此外，由于悬架结构和转向结构的连接方式，制动时易产生跑偏现象，同时左、右钢板弹簧的托距较小，导致悬架的侧倾刚度受到限制，汽车的侧倾稳定性也不好。
[0003] 与非独立悬架相比，由于独立悬架采用断开式车桥，发动机的位置可以降低和前移，使得汽车的重心降低，并且减少了汽车的非簧载质量，在悬架弹性元件的变形范围内，两侧车轮可以单独运动，互不影响，从而在不平道路上行驶时可减少车架和车身的振动，并且有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象，因此汽车行驶的平顺性、乘坐的舒适性大大改善，并且提高了汽车操纵的稳定性。一般而言，独立悬架的弹性元件只承受垂直载荷，因此主要采用螺旋弹簧、空气弹簧之类的承受垂直载荷的弹簧，这些类型的弹簧刚度有限(即弹簧设计得较软以满足缓冲性能)，因此能够承载的重量一般小于钢板弹簧，同时，这些类型的弹簧对载荷变化敏感，较小的载荷变化往往会使其发生较大的弹性变形量，因此这些类型的弹簧能够发生的弹性变形量主要对应于有限幅度的载荷变化，这使得独立悬架的应用需要满足一个基本条件，即其承载重量以及承载重量的变化幅度需要与其采用的弹性元件相适应。
[0004] 在承载重量以及承载重量的变化幅度满足独立悬架应用条件的情形下，由于独立悬架的优点能够弥补非独立悬架的上述缺点，因此汽车的前悬架系统采用独立悬架已经成为一种发展趋势。目前，独立悬架系统已经广泛地应用于轿车的前、后悬架上，但是，对一些汽车而言，例如轻型卡车(即载重量在3吨以下的卡车)、客车等，由于其承载重量较大并且载荷的变化幅度较大，因此其前、后悬架仍然普遍采用钢板弹簧等形式的非独立悬架。这种悬架布置形式，尤其是与汽车转向轮(即前轴区域)连接的前悬架采用钢板弹簧等形式的非独立悬架，如上所述会降低汽车行驶的平顺性、乘坐的舒适性以及汽车操纵的稳定性等。实际上，通过常规的受力分析可知，在轻型卡车、客车之类汽车上，虽然汽车的整体承载重量较大，但承载重量的分布一般是前轻后重，即汽车前部(即前轴区域附近)的载荷并不大，并且载荷变化幅度也比较小，因此这类汽车的前悬架完全具备采用独立悬架的条件，即采用独立悬架不但完全能够适应这类汽车前部的载荷变化幅度，而且能够优化汽车行驶的平顺性、乘坐的舒适性以及汽车操纵的平稳性等。也就是说，在轻型卡车、客车之类的前轴区域载荷变化幅度不大的汽车上，其后悬架因为需要承受大幅度变化的载荷可以选择钢板弹簧等形式的非独立悬架，而在前悬架上则完全可以采用独立悬架。
[0005] 但是，问题在于：由于这些类型的汽车需要承载的重量较大(例如卡车或客车满载)而对车架的刚度要求较高，因此车架纵梁需要形成为整体式的直纵梁或者略带弯曲度的纵梁，以提高车架纵梁的承载强度。这种车架纵梁的高度(即在整车安装状态下当面向汽车的前部时，该纵梁横截面的上部与下部在垂直方向上的高度差，同时由于车架两侧的纵梁的高度基本平齐，因此这种高度也可概述为车架的整体高度)一般较小，相应地，该车架纵梁在汽车前轴区域的高度也比较小。这种纵梁在安装钢板弹簧形式的非独立悬架基本不存在问题，一般只需要保证钢板弹簧的变形空间即可。但在安装独立悬架时，由于独立悬架在垂直方向(即车架纵梁的高度方向)上需要的活动空间较大，以保证螺旋弹簧、减振器等部件的变形空间，因此上述类型的车架纵梁并能满足安装独立悬架的要求，即不能直接布置独立悬架摆臂件、螺旋弹簧、减振器等部件。此外，一般而言，车架的整体宽度(即车架的两侧纵梁的间距)受到汽车整体布置、尤其是底盘整体布置的限制，因此对于不同的汽车而言，其车架的整体宽度是确定的，从而车架两侧纵梁与车轮的间距也是确定的。由于独立悬架的摆臂件两端的安装节点一般位于车架和车轮前轴的支臂上，因此如果在上述车架上直接安装非独立悬架，摆臂件的长度基本是确定的。但是，在布置独立悬架系统时，独立悬架的摆臂件的长度需要根据转向性能进行相应的设计，上述类型的车架的整体宽度却限制了摆臂件长度的变化。
[0006] 上述问题造成了在轻型卡车、客车之类的前轴区域载荷变化幅度不大的汽车上应用独立悬架系统的困难，这也是轻型卡车、客车等汽车的前悬架系统无法广泛采用独立悬架系统的主要原因。实用新型内容
[0007] 本实用新型所要解决的基本技术问题是提供一种汽车的前独立悬架系统，该汽车的前独立悬架系统不但能够直接安装在现有的汽车车架上，而且能够充分实现独立悬架系统的功能。
[0008] 本实用新型进一步解决的技术问题是提供一种结构简单、性能可靠的汽车的前独立悬架系统，该汽车的前独立悬架系统包括特定结构的双横臂式独立悬架总成以及与该双横臂式独立悬架总成相配套的副车架总成。
[0009] 此外，本实用新型还要提供一种包括所述前独立悬架系统的汽车。
[0010] 为解决上述基本技术问题，本实用新型提供一种汽车的前独立悬架系统，该前独立悬架系统包括前独立悬架总成，其中，所述前独立悬架系统还包括副车架总成，所述前独立悬架总成安装到所述副车架总成上，该副车架总成在所述汽车的前轴区域固定到该汽车的车架总成的底部。
[0011] 为解决本实用新型的进一步的技术问题，本实用新型采用如下优选技术方案。
[0012] 所述前独立悬架总成为双横臂式前独立悬架总成。
[0013] 所述副车架总成包括主横梁、副横梁、两侧的过渡纵梁以及两侧的螺旋弹簧罩，其中所述过渡纵梁相互平行地固定在所述主横梁和副横梁的两端以形成矩形框架结构，所述螺旋弹簧罩相互对称地固定在相应一侧的所述过渡纵梁上，并突出在所述过渡纵梁的上方。
[0014] 所述双横臂式前独立悬架总成包括上横臂组件、下横臂组件、减振器以及螺旋弹簧，其中所述上横臂组件包括上横臂，该上横臂的一端可枢转地连接在所述螺旋弹簧罩的上端，另一端可枢转地连接在所述前轴的上支臂上；所述下横臂组件包括下横臂，该下横臂的一端可枢转地同时连接到所述主横梁和副横梁上，另一端可枢转地连接在所述前轴的下支臂上；所述减振器的上、下端分别安装在所述螺旋弹簧罩的外表面和所述下横臂上；所述螺旋弹簧由所述螺旋弹簧罩包围，并且该螺旋弹簧的上、下端分别支撑所述螺旋弹簧罩顶部的下表面和所述下横臂之间。
[0015] 所述过渡纵梁分别贴合地固定在所述车架总成相应一侧的纵梁的底部。
[0016] 所述螺旋弹簧罩的上端形成有安装筋板，该安装筋板基本垂直于所述螺旋弹簧罩的上端面并且与所述过渡纵梁平行，在该安装筋板上形成有上横臂轴安装孔；所述上横臂组件还包括上横臂轴，该上横臂轴通过螺栓以及所述上横臂安装孔固定在所述安装筋板上，并且在所述上横臂轴与该安装筋板之间安装有外倾角调整垫片，所述上横臂的一端分叉形成有两个相互平行的分支臂，该两个分支臂分别可枢转地连接在所述上横臂轴的相应一端。
[0017] 所述安装筋板上形成有两个所述上横臂轴安装孔；所述上横臂的两个分支臂上分别形成有同轴的通孔，该通孔的轴线基本平行于所述过渡纵梁，在该两个通孔中分别安装有上横臂衬套；所述上横臂轴具有相互对称的连接部分，该连接部分形成有与所述上横臂轴安装孔相对应的螺栓孔，并能够贴合在所述安装筋板上，该上横臂轴的两端部分为带有螺纹部的圆轴，该圆轴的外径小于所述上横臂衬套的内径；其中，所述上横臂轴的两端部分分别穿入安装在所述分支臂通孔中的上横臂衬套内，并通过螺母及挡片进行限位，从而使得所述上横臂轴的具有分支臂的一端能够绕所述上横臂轴枢转，通过所述上横臂的另一端通过上横臂球头可枢转地连接在所述前轴的上支臂上。
[0018] 所述主横梁和所述副横梁的两侧下部各自形成有下横臂安装孔，所述下横臂的一端通过下横臂球头与所述前轴的下支臂可枢转地连接，并且该下横臂的另一端分叉形成有两个相互平行的分支臂，该两个分支臂分别通过销轴可枢转地连接到所述主横梁和副横梁的所述下横臂安装孔上。
[0019] 所述螺旋弹簧罩的外表面上具有支撑销，所述下横臂上具有安装支座，所述减振器的上、下端分别安装在所述支撑销和所述安装支座上。
[0020] 所述下横臂上具有调节螺栓安装孔，所述螺旋弹簧的上端与所述螺旋弹簧罩顶部的下表面之间衬有软垫，所述螺旋弹簧的下端支撑在螺旋弹簧下安装座上，该螺旋弹簧下安装座固定在调节螺栓上，该调节螺栓安装在所述调节螺栓安装孔中。
[0021] 所述下横臂上具有缓冲块安装座，该缓冲块安装座上安装有用于防止所述螺旋弹簧过度变形的缓冲块。
[0022] 所述副车架总成还包括转向器纵梁，该转向器纵梁平行于所述过渡纵梁，并且该转向器纵梁的两端分别连接到所述主横梁和所述副横梁上。所述转向器纵梁上安装有转向器。所述转向器为齿轮齿条式转向器，该齿轮齿条式转向器的两侧的拉杆分别连接到所述前轴的转向节臂上。
[0023] 所述副车架总成还包括对称安装的发动机托架，该发动机托架的一个侧边固定在相应一侧的所述过渡纵梁上，另一个相对的侧边固定在所述主横梁上。
[0024] 本实用新型所提供的汽车，该汽车包括前独立悬架系统，其中，所述前独立悬架系统为上述类型的前悬架系统。
[0025] 本实用新型前独立悬架系统的技术方案，通过在现有车架总成的下部加装副车架总成，并根据安装的具体独立悬架总成的类型来对副车架总成的结构进行针对性设计，从而能够有效地实现从非独立悬架到独立悬架结构转换，由于独立悬架非簧载质量小，悬架刚度小，并降低了发动机和驾驶室的质心高度，因此提高了整车操纵的稳定性和行驶的平顺性。同时，通过采用本实用新型的技术方案，能够保持车身、车架总体布置结构不变，从而使得汽车原有基础结构得到充分利用，由此也节省了生产成本。
[0026] 在本实用新型的进一步优选方案中，本实用新型提供了一种安装简单、性能优良的特定结构的前独立悬架系统，该前独立悬架系统通过在结构上相互配套的副车架总成和双横臂式悬架总成，保证了双横臂式独立悬架功能的充分实现。不仅如此，这种特定结构的前独立悬架系统通过在诸多安装结构上进行改进，实现了现有公知结构的双横臂式独立悬架不能实现的优点，例如，在本实用新型前独立悬架系统的上横臂的安装方式上，本实用新型通过设置上横臂轴和安装筋板，并在上横臂轴和安装筋板之间安装外倾角调整垫片，从而不仅能够实现使得上横臂绕上横臂轴枢转，而且能够根据具体情况通过调整外倾角调整垫片来使得上横臂横向平移，从而可以调整前轮的外倾角，这有助于根据不同的路况来改善汽车操纵的稳定性。这些优选技术方案的技术效果通过以下的详细描述将会得到体现。附图说明
[0027] 下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式，在附图中：
[0028] 图1是本实用新型实施方式的前独立悬架系统的总体安装图，其中显示了前独立悬架系统与汽车车架总成的装配位置关系；
[0029] 图2是本实用新型实施方式的副车架总成的结构图；
[0030] 图3是本实施新型实施方式的前独立悬架系统的立体分解图；
[0031] 图4是本实用新型实施方式的前独立悬架系统的安装示意图；
[0032] 图5是本实用新型实施方式的前独立悬架系统的局部装配结构图，其中显示了双横臂独立悬架总成在汽车一侧与副车架总成的装配关系；
[0033] 图6为本实用新型实施方式的上横臂轴的示意图。
[0034] 附图标记说明：
[0035] 1.副车架总成 2.转向器 3.前轴
[0036] 4.减振器 5.螺旋弹簧 6.上横臂[0037] 7.上横臂球头 8.上横臂轴 9.外倾角调整垫片[0038] 10.上横臂衬套 11.下横臂 12.下横臂衬套[0039] 13.螺旋弹簧下安装座 14.调节螺栓 15.缓冲块[0040] 16.下横臂球头 17.软垫 18.主横梁[0041] 19.副横梁 20.过渡纵梁 21.转向器纵梁[0042] 22.发动机托架 23.螺旋弹簧罩 24.前轴的下支臂[0043] 25.前轴的上支臂 26.转向节臂 27.安装筋板[0044] 28.支撑销 29.安装支座 30.车架总成[0045] 31.调节螺栓安装孔 32.缓冲块安装座 33.下横臂分支臂[0046] 34.上横臂分支臂 35.拉杆 36.螺栓孔[0047] 37.螺纹部 38.下横臂安装孔 39.连接部分[0048] 40.前独立悬架总成 50.前独立悬架系统
具体实施方式
[0049] 下面详细描述本实用新型具体实施方式的前独立悬架系统的具体结构和工作原理。
[0050] 为了能够在既有的汽车车架上安装前独立悬架，本实用新型的总体技术方案是在既有的汽车车架上设置一个适于安装独立悬架总成40的副车架总成1。如图1所示，本实用新型的汽车前独立悬架系统50包括前独立悬架总成40和副车架总成1，该副车架总成1在汽车的前轴区域(即前轮区域)固定到车架总成30的底部，前独立悬架总成40则直接安装到副车架总成1上，而与车架总成30没有直接的安装关系。由于副车架总成1是专门为安装前独立悬架总成40而设置的，因此其结构可以根据采用的前独立悬架总成40的类型进行针对性设计，从而可以形成与前独立悬架总成40相配套的结构，尤其是使得该副车架总成1的整体高度和整体宽度适于安装所采用的前独立悬架总成40。
[0051] 公知地，现有的独立悬架总成40主要有单横臂式独立悬架、双横臂式独立悬架、纵臂式独立悬架、烛式独立悬架以及麦弗逊式独立悬架等，由于本实用新型采用了专门为安装独立悬架总成40而设置的副车架总成1，该副车架总成1的结构可以针对所采用的独立悬架总成的类型而进行相应的设计，因此这些公知类型的独立悬架总成均可以应用到本实用新型的前独立悬架系统50上。从中可以看出，由于本实施新型的前独立悬架系统50采用了副车架总成1，因此无须对现有的汽车车架进行改造，就能够在既有的汽车车架总成30上通过副车架总成1而直接安装独立悬架总成40，从而适应性较好，既满足了轻型卡车、客车承载重量大的需要，又充分实现了独立悬架在汽车行驶的平顺性、乘坐的舒适性以及汽车操纵的稳定性方面的优点。并且，通过采用该技术方案，能够保持车身、车架总体布置结构不变，从而使得汽车原有基础结构得到充分利用，由此也节省了生产成本。
[0052] 由此可知，本实用新型的前独立悬架系统50的技术方案的主要特征在于采用了副车架总成1，因此，任何前独立悬架系统只要采用了符合本实用新型技术特征的副车架总成1，无论该前独立悬架系统具体采用了哪种具体类型的前独立悬架总成(例如纵臂式独立悬架、烛式独立悬架等)，均属于本实用新型的技术方案的范围。
[0053] 在上述总体技术方案的基础上，下面以双横臂悬架总成为例来具体阐述本实用新型的前独立悬架系统50。需要说明的是，以下描述的本实用新型实施方式的双横臂悬架总成40具有自身独特的结构，并能够实现明显优越的技术效果，其与现有技术中公知类型的双横臂独立悬架是存在区别的，具体参见如下所述。
[0054] 如图1所示，在本实用新型的前悬架独立系统50中采用了双横臂式独立悬架总成40，并且副车架总成1与该双横臂独立悬架总成40相配套。
[0055] 首先参照图2说明副车架总成1的结构。如图2所示，副车架总成1主要包括主横梁18、副横梁19、过渡纵梁20、转向器纵梁21、发动机托架22以及螺旋弹簧罩23，这些零部件均是冲压件，采用1mm至5mm厚度的钢板冲压成型，并通过焊接或铆接连接在一起。
[0056] 主横梁18和副横梁19的形状类似，均为冲压件，该主横梁18和副横梁19的两侧的下部各自形成有下横臂安装孔38，该下横臂安装孔38用于通过销轴安装下述的下横臂11，以使得下横臂11可枢转地安装在该下横臂安装孔38上。
[0057] 过渡纵梁20分别安装在两侧，由于副车架总成1的受力强度一般较小，因此采用冲压件足够满足承载的需要，当然，在受力强度较大，也可采用“工”字梁、槽钢等型材。
[0058] 转向器纵梁21为两根，根据转向器的结构也可以只采用一根转向器纵梁21，在采用一根转向器纵梁21的情形下，转向器纵梁21的宽度应相对较宽。转向器纵梁21上形成有用于固定转向器的通孔，通孔的数量根据安装结构而定，在冲压工序中也可以不预先打孔，而在安装现场进行打孔。图2中显示该转向器纵梁21的两端分别通过螺栓连接到主横梁18和副横梁19上，当然也可以采用更通用的焊接或铆接工艺进行连接。
[0059] 发动机托架22为二个，由于发动机托架22的结构根据发动机安装座的结构而定，因此该发动机托架22的结构形状和数量并不固定，一般只需满足发动机的安装要求即可。
[0060] 两侧的螺旋弹簧罩23具有桶形结构，该桶形结构用于容纳螺旋弹簧5，以防止在使用过程中螺旋弹簧5意外断裂损坏轮胎，从而保证车辆安全。螺旋弹簧罩23的外表面上具有支撑销28，该支撑销28用于安装下述减振器4的上端，在该螺旋弹簧罩23的顶端面上形成有安装筋板27，该安装筋板27上设置有上横臂轴安装孔，安装筋板27用于固定下述的上横臂轴8，其中上横臂轴安装孔的数量根据安装上横臂轴所采用的螺栓类型而定，[0061] 在连接副车架总成1的各个部件时，首先将主横梁18、副横梁19以及两侧的过渡纵梁20连接成矩形框架结构，然后再在该矩形框架结构上焊接或铆接转向器纵梁21、发动机托架22以及螺旋弹簧罩23，其中，两根转向器纵梁21相对于副车架总成1的纵向中心线对称安装，并且平行于过渡纵梁20，其两端通过螺栓分别安装到主横梁18和副横梁19上，当然也可以采用焊接或铆接工艺进行连接。两个发动机托架22左、右对称焊接在副车架总成的左、右两侧，其中，每个发动机托架22的一个侧边焊接到过渡纵梁20上，另一个相对的侧边则焊接到主横梁18上。这种连接结构可以使得过渡纵梁20和主横梁18对发动机形成有力的支撑，并且因为将发动机安装在副车架总成1上，而副车架总成1又安装在原有车架总成30的底部，因此可以有效地减低发动机的重心，从而改善汽车行驶的平稳性。如图2所示，该发动机托架22在安装到副车架总成1上后，其用于安装发动机的安装面具有一定的倾斜度，该倾斜度与发动机的安装座的倾斜度相对应。螺旋弹簧罩23左、右对称地安装到两侧的过渡纵梁20上，并突出在过渡纵梁20的上方以具有一定的高度，从而可以充分保证安装螺旋弹簧后的变形空间。在副车架总成1的主要部件焊接完成后，可以根据情况在各个受力部件的薄弱部位安装加强板，以提高副车架总成1的整体强度。
[0062] 下面参照图3说明本实用新型采用的双横臂独立悬架总成的各个部件。
[0063] 本实用新型的双横臂悬架总成包括上横臂组件、下横臂组件、螺旋弹簧5以及减振器4。
[0064] 上横臂组件包括上横臂6，上横臂球头7、上横臂轴8、调整垫片9以及上横臂衬套10。其中，上横臂6由合金铸铁件精加工形成，该上横臂6的一端安装有上横臂球头7，另一端分叉出两个相互平行的分支臂34，该两个相互平行的分支臂34可以使得传递力矩更均匀，从而有助于改善汽车行驶的平顺性。该两个分支臂34上分别安装有上横臂衬套10。典型地，上横臂6的一端形成有安装孔，另一端的两个分支臂34上也分别形成有通孔，通过压配合工艺将上横臂球头7安装到上横臂6一端的安装孔内，并将两个上横臂衬套10分别压配合进两个分支臂34上的通孔内。在此需要特别说明的是，在分支臂34上形成通孔以安装上横臂衬套10只是一种优选结构，其目的是与下述的上横臂轴8的两端可枢转地连接，但这种结构并不是必须地，通过其它可选择的结构仍然能够实现与上横臂轴8形成可枢转的连接关系。
[0065] 图6提供了一种与上述结构的上横臂6配套的优选结构的上横臂轴8，所述上横臂轴8的两端部分为带有螺纹部37的圆轴，该圆轴的外径小于所述上横臂衬套10的内径，该上横臂轴8的中间部分包括两个对称的连接部分39，该连接部分39上形成有与所述上横臂轴安装孔相对应的螺栓孔36，连接部分39的断面不是圆柱形，该断面为扁平形状，以能够贴靠在上述的安装筋板27上，两个连接部分39之间部分截面形状可以是任意形状的，只要不妨碍连接部分39贴合到所述安装筋板27即可。
[0066] 下横臂组件包括下横臂11、下横臂衬套12等，该下横臂11的一端安装有下横臂球头16，另一端分叉出两个相互平行的分支臂33，该两个分支臂33上分别安装有下横臂衬套12。典型地，下横臂11的一端形成有安装孔，另一端的两个分支臂33上也分别形成有通孔，通过压配合工艺将下横臂球头16安装到下横臂11一端的安装孔内，并将两个下横臂衬套12分别压配合进两个分支臂33上的通孔内。因此，下横臂11总体呈“A”型结构，其由合金铸铁件精加工形成，其一侧形状向下弯曲，以用于满足转向器2的拉杆35的运动空间，在该下横臂11上形成有减振器安装支座29、缓冲块安装座32以及调节螺栓安装孔31，其中减振器安装支座29用于安装减振器4的下端，缓冲块安装座32用于安装缓冲块15，以防止螺旋弹簧5过度变形，而调节螺栓安装孔31则用于安装高度调节螺栓14和螺旋弹簧底座13，因此在下横臂组件中还包括有高度调节螺栓14和螺旋弹簧底座13组成的螺旋弹簧升降机构，用于调整悬架高度以及螺旋弹簧5的张紧度。
[0067] 螺旋弹簧5的上端呈塔形，上端装于螺旋弹簧罩23内，并且该上端与螺旋弹簧罩23之间安装有软垫17，该下端落在螺旋弹簧下安装座13内。螺旋弹簧5用于传递垂直作用力，该垂直作用力通过螺旋弹簧5传到副车架总成1和车架总成30上，而侧向力、纵向力以及其它力矩则主要通过上横臂6和下横臂11直接传到副车架总成1，并进而传递到车架总成上。
[0068] 减振器4的上、下端具有安装孔，该减振器4用于吸收螺旋弹簧4起落时车辆的振动，以使得汽车迅速恢复到平稳的状态，本实用新型的减振器4装载下横臂11和螺旋弹簧罩23的外表面之间，能够充分地吸收振动，并将振动能量转换为热能，同时一定程度上还能起到传递侧向扭矩、纵向力矩的作用，因此本实用新型的减振器4的安装方式使得减振器4不但能够起到减振的作用，还同时起到力矩导向件的作用，可以分担一部分由下横臂11传递的纵向力和侧向力，从而形成一种传递力矩更均匀、更有利于汽车行驶平稳性的悬架系统。该减振器4可以采用双向作用筒式减振器或充气式减振器。
[0069] 需要说明的是，在本实用新型的技术方案中，前轴3和转向器2并不属于前独立悬架系统50的部件，但由于前轴3和转向器2与前独立悬架总成30和副车架1存在对应的连接关系，因此有必要对其结构进行详细描述。
[0070] 如图5所示，汽车前轴3具有前轴本体、上支臂25和下支臂24，其中前轴本体用于安装前轮轮毂，上支臂25的末端具有带通孔的上支撑凸缘，该上支撑凸缘的通孔用于与上横臂球头7连接。下支臂24的末端具有带通孔的下支撑凸缘，该下支撑凸缘的通孔与下横臂球头16连接。在前轴3的下支臂24上还具有用于与转向器2连接的转向节臂26，该转向节臂26上具有插入孔，以通过转向器2的拉杆35端部的连接销与转向器2连接。如图5所示，前轴本体、上支臂25和下支臂24可以形成为一体，当然也可以形成为独立的部件再连接为整体。
[0071] 如图3所示，转向器2为齿轮齿条式转向器，该转向器2两侧的拉杆35分别通过该拉杆35末端的连接销插入到前轴3的转向节臂26的通孔中，以在操作转向器2时拉动前轮转动，从而进行转向。
[0072] 下面结合图3、图4、图5和图6说明本实用新型的前独立悬架系统50的安装关系以及优选地安装顺序。
[0073] 首先，通过焊接或铆接安装好副车架总成1后，将副车架总成1在汽车的前轴3的区域安装到车架总成30的底部，由于过渡纵梁20的上表面和车架纵梁下表面相吻合，因此可以实现过渡纵梁与车架纵梁的贴合连接，该连接可以采用焊接、铆接或螺栓连接，这在一定程度上也增强了原有车架总成30的刚度，从而使得车架总成30能够承载的重量更大。
[0074] 其次，在下横臂11的两个分支臂33的通孔内分别压入下横臂衬套12，并在下横臂11另一端的通孔内压入下横臂球头16，将销轴依次穿过副车架总成1的主横梁18上的下横臂安装孔38和一个分支臂33上的下横臂衬套12，以使得该分支臂33可枢转地安装到主横梁18上，采用同样的方式，将另一个分支臂33可枢转地安装到副横梁19上的下横臂安装孔38上，并通过螺母或开口销对枢转销轴进行固定，由于枢转销轴的外径小于两个下横臂衬套12的内径，因此下横臂6能够绕枢转销轴转动。将下横臂6的另一端的下横臂球头
16安装到前轴3的下支臂24上，并通过开口销进行限位。
16安装到前轴3的下支臂24上，并通过开口销进行限位。
[0075] 再次，在下横臂6的缓冲块安装座32上安装缓冲块15，并将调节螺栓14安装到下横臂6上的调节螺栓安装孔31内，在调节螺栓14上依次叠放螺旋弹簧安装座13和螺栓弹簧5，螺栓弹簧5的上端则放置到螺旋弹簧罩23顶部的下表面，在螺旋弹簧罩23的顶部的下表面与螺栓弹簧5的上端之间衬有软垫17，以防止螺栓弹簧5的上端因过度摩擦而损坏，通过紧固调节螺栓14，使得螺栓弹簧5具有一定的预压缩力，从而使得螺栓弹簧5安装到下横臂6与螺旋弹簧罩23之间。
[0076] 然后，通过减振器4上、下端的安装孔将减振器4的上、下端分别安装到螺旋弹簧罩23外表面的支撑销28和下横臂11的安装支座29上，这种安装方式可以使得减振器4不但能够起到减振的作用，还同时起到力矩导向件的作用，可以分担一部分由下横臂11传递的纵向力和侧向力，从而形成一种传递力矩更均匀、更有利于汽车行驶平稳性的悬架系统。
[0077] 其后，在上横臂6的两个分支臂34的通孔内分别压入上横臂衬套12，并在上横臂6另一端的通孔内压入上横臂球头16，并将所述上横臂6的一端通过上横臂球头7可枢转地连接在所述前轴3的上支臂25上。此外，优选结构下，安装筋板27上对称地形成有两个上横臂轴安装孔；将所述上横臂轴8的两端部分分别穿入安装在所述分支臂34通孔中的上横臂衬套10内，并通过螺母及挡片进行限位，由于上横臂轴8的外径小于两个上横臂衬套
12的内径，因此上横臂6能够绕上横臂轴8转动；将所述上横臂轴8的连接部分39贴靠在所述安装筋板27上，并将螺栓穿过该连接部分39上的螺栓孔36以及安装筋板27的上横臂轴安装孔，从而将上横臂轴8连接固定在所述安装筋板27上，其中，在该连接部分39和安装筋板27之间设置有外倾角调整垫片9。上横臂组件的形状设计满足了空载车轮着地时，当上横臂球头7上升后，在上横臂6和螺旋弹簧座23之间留有套筒扳手的活动空间，在此活动空间内松动上横臂轴8的固定螺栓，通过加减调整垫片9来使得上横臂6横向平依，从而达到调整前轮外倾角的目的，这有助于根据不同的路况来改善汽车操纵的稳定性。
12的内径，因此上横臂6能够绕上横臂轴8转动；将所述上横臂轴8的连接部分39贴靠在所述安装筋板27上，并将螺栓穿过该连接部分39上的螺栓孔36以及安装筋板27的上横臂轴安装孔，从而将上横臂轴8连接固定在所述安装筋板27上，其中，在该连接部分39和安装筋板27之间设置有外倾角调整垫片9。上横臂组件的形状设计满足了空载车轮着地时，当上横臂球头7上升后，在上横臂6和螺旋弹簧座23之间留有套筒扳手的活动空间，在此活动空间内松动上横臂轴8的固定螺栓，通过加减调整垫片9来使得上横臂6横向平依，从而达到调整前轮外倾角的目的，这有助于根据不同的路况来改善汽车操纵的稳定性。
[0078] 需要说明的是，上横臂6的上述安装结构只有一种优选结构，通过其它可选择的结构也能够实现使得上横臂6的两个分支臂34绕上横臂轴8枢转，并同时能够通过加减调整垫片9来使得上横臂6横向平依的效果。例如，在上横臂6的两个分支臂34上不形成通孔，而是形成突出的短轴，同时在上横臂轴8的两端形成容纳该短轴的容纳孔，通过将短轴插入到容纳孔内，同样可以使得上横臂6可枢转地连接到上横臂轴8上。同时，该上横臂轴8也，可以是一根不包括所述扁平的连接部分39的圆轴，在此情形下，可以通过U形螺栓将上横臂轴8固定在安装筋板27上，并同样可以在上横臂轴8与安装筋板27之间设置外倾角调整垫片9，以达到调整前轮外倾角的目的，当然此时需要在在安装筋板27上形成四个上横臂轴安装孔。此外，在不需要调整前轮外倾角的情形下，上横臂6可以通过多种方式可枢转地连接到螺旋弹簧座23的上端，而不一定要采用上横臂轴8，例如通过铰链连接，或者参照上述下横臂11的安装方式，在螺旋弹簧座23顶端形成上横臂安装孔以进行销轴连接等等。
[0079] 最后，将转向器2安装到副车架总成1上的转向器纵梁21上，并将转向器2的两侧拉杆35分别连接到两侧前轴3的转向节臂26上，然后将发动机安装到副车架总成1的发动机托架22上。
[0080] 以下简略说明本本实用新型的前独立悬架系统50的主要工作过程及原理。
[0081] 第一，减缓振动。
[0082] 本实用新型装配完成后，在汽车行驶过程中，当不平路面使得车轮上下运动时，通过汽车前轴3将运动和振动能量传给下横臂6的一端，下横臂6围绕销轴转动，将能量传递给螺旋弹簧5，螺旋弹簧5吸收垂直方向的振动能量，减缓振动，减振器4吸收振动，并将振动能量转换为热能。
[0083] 第二，运动调整。
[0084] 车轮前束：通过调整转向器2的拉杆35的长度，改变前轮前束值。
[0085] 车轮外倾：通过在上横臂轴8和安装筋板27之间加装外倾角调整垫片9，垫片9厚度的变化使上横臂6横向运动，从而改变车轮倾角和主销倾角；
[0086] 悬架高度：下横臂高度调节螺栓14和螺旋弹簧底座13组成的螺旋弹簧升降机构，用于调整悬架高度和螺旋弹簧的张紧力。
[0087] 第三，运动约束。
[0088] 上横臂5和下横臂11安装在副车架总成1上，分别绕上横臂轴8和下横臂轴转动，前轴3通过上横臂球头7、下横臂球头16与上横臂5、下横臂11连接，保持车轮外倾、前束、轮距等在小范围内变化，从而能够保持车辆操纵稳定性和可靠性。
[0089] 此外，本实用新型提供的汽车包括具有上述良好性能的前独立悬架系统。
[0090] 通过上述说明可以看出，本实用新型的汽车前独立悬架系统由于采用了副车架总成，因此可以在现有车型的基础上直接安装独立悬架，因此适应性强，现有车型的可拓展空间增大。本实用新型涉及一种轻型卡车独立悬架结构，在现有车架下加装副车架，实现从非独立悬架到独立悬架结构转换，旨在改善整车操纵稳定性和平顺性。本实用新型能保持车身车架总体布置不变，使车型原有基础平台得到充分利用。同时，本实用新型装置结构紧凑，安装调整方便，成本较低容易实现产业化。
[0091] 在本发明进一步优选的技术方案中，本实用新型的前独立悬架系统采用双横臂式独立悬架总成，使得布置简单，性能可靠、承载能力强。通过，本实用新型的具体安装结构进行了多方面的改进，其优点或技术效果已在上面对技术特征的详细描述中进行了阐述，因此在此不再重复。需要特别说明的是，在本实用新型前独立悬架系统的上横臂的安装方式上，本实用新型通过设置上横臂轴8和安装筋板27，并在上横臂轴8和安装筋板27之间安装外倾角调整垫片9，从而不仅能够实现使得上横臂6绕上横臂轴8枢转，而且能够根据具体情况通过调整外倾角调整垫片9来使得上横臂6横向平移，从而可以调整前轮的外倾角，这能够根据不同的路况来充分改善汽车操纵、行驶稳定性，这种技术效果在现有技术的双横臂式的独立悬架是无法实现的。
[0092] 本实用新型并不局限于上述具体实施方式，例如，尽管上述说明了本实用新型前悬架系统的优选安装顺序，但这只是一种优选方案，实际生产中根据安装情况的不同，上述安装顺序是可以该改变的。此外，尽管在本实用新型的优选方案中采用双横臂式独立悬架总成，但也可以采用纵臂式独立悬架、烛式独立悬架以及麦弗逊式独立悬架等类型的独立悬架总成，转向器2也不一定采用齿轮齿条式转向器，还可以采用循环球式转向器等类型的转向器。这些变化均属于本实用新型技术方案的简单变型，通过对副车架总成进行针对性的设计，均可以将这些装置应用于本实用新型的前独立悬架系统，因此上述明显变型均属于本实用新型的保护范围。
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