CN110626137A - 一种重载乘用车后悬架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重载乘用车后悬架，达到高承载能力及轻量化要求。副车架总成与车身纵梁连接，副车架总成横梁下方连接后主减速器总成；滑柱总成上端与车身连接，下端与上控制臂总成连接；上控制臂总成内侧与副车架总成连接，外侧与转向节总成连接；稳定杆连杆总成上端与稳定杆总成连接，下端与梯形臂总成连接；导向臂总成布置于后驱动轴总成后侧，导向臂总成上端与转向节总成、前束控制臂总成连接，下端与梯形臂总成连接，前束控制臂总成另一侧与副车架总成后下方连接；稳定杆总成与副车架总成；转向节总成上端与上控制臂总成连接，下端与梯形臂总成连接；梯形臂总成布置在后悬架最下且其方前、后端分别通过衬套总成及球面销与副车架总成连接。

Description

一种重载乘用车后悬架
技术领域
本发明涉及一种乘用车后悬架，具体涉及一种重载乘用车后悬架。
背景技术
目前，国内外相似结构的乘用后悬架结构，仅能满足整车总重4吨以下的承载能力，市场上整车总重5吨以上的乘用车后悬架结构几乎没有。
专利CN205395682U公开了一种汽车后悬架控制臂及汽车后悬架，采用弹簧与减振器分离的布置形式，占用后悬架布置空间。
发明内容
为了解决现有技术在相同乘用车后悬架布置空间内，常规选材和结构不能满足高承载时可靠性要求的问题；本发明提供一种重载乘用车后悬架，在满足乘用车操纵稳定性及平顺性的前提下，达到高承载能力及轻量化要求，同时具备性能不降低的优点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：
一种重载乘用车后悬架，包括副车架总成1、滑柱总成2、上控制臂总成3、稳定杆连杆总成4、导向臂总成5、稳定杆总成6、前束控制臂总成7、转向节总成8、梯形臂总成9；所述副车架总成1通过分别压装在其前、后端的四个衬套总成与车身纵梁连接，副车架总成1前、后横梁下方连接后主减速器总成前端；滑柱总成2上端通过上悬置总成18与车身连接，下端通过减振器下连接叉与上控制臂总成3连接；上控制臂总成3内侧与副车架总成1通过调整凸轮连接，外侧与转向节总成8螺栓连接；稳定杆连杆总成4上端与稳定杆总成6连接，下端与梯形臂总成9连接；导向臂总成5布置于后驱动轴总成11后侧，导向臂总成5上端通过前束控制臂总成7中的球头销同时与转向节总成8、前束控制臂总成7螺纹连接，下端与梯形臂总成9螺栓连接，前束控制臂总成7另一侧与副车架总成1后下方通过调整凸轮螺栓连接；稳定杆总成6通过稳定杆盖板与副车架总成1下方螺栓连接；转向节总成8上端与上控制臂总成3螺栓连接，下端通过球面销与梯形臂总成9连接；梯形臂总成9布置在重载乘用车后悬架最下方，梯形臂总成9前端通过衬套总成与副车架总成连接，后端通过球面销与副车架总成连接。
进一步地，所述副车架总成1前、后共设有4个衬套连接孔，衬套连接孔内分别压装有衬套总成；衬套连接孔设置倒齿结构，且倒齿分两段设计，衬套总成压入方向初始倒齿高度小于后面倒齿高度。
进一步地，所述滑柱总成2包括上悬置总成18、螺旋弹簧16、减振器总成17及减振器下连接叉19；螺旋弹簧16与减振器总成17采用一体结构，上悬置总成18固定在减振器总成17顶部，减振器总成17底部固定减振器下连接叉19。
进一步地，所述后悬架包含两个球面销连接，其中转向节总成(8)下端通过球面销与梯形臂总成(9)连接，梯形臂总成9后端通过球面销与副车架总成连接。
更进一步地，所述上滑柱总成2为弹簧减振器一体结构，悬置总成18与车身通过4个螺栓连接，所述减振器下连接叉19与上控制臂总成3中部螺栓连接；所述上悬置总成18的4个螺栓对角线与减振器下连接叉19螺栓孔的轴线之间形成45°夹角。
进一步地，所述梯形臂总成9外形成“H”形或梯形。
进一步地，所述梯形臂总成采用高强度球磨铸铁空心铸造工艺。
进一步地，所述副车架总成采用空心铸铝与铝型材焊接工艺。
进一步地，所述转向节总成采用球磨铸铁铸造工艺。
进一步地，所述上控制臂总成、导向臂总成、前束控制臂总成均采用锻造工艺。
更进一步地，所述上控制臂总成的上控制臂单体左、右件共用锻造毛坯。
本发明应用高强度球墨铸铁、锻钢等高强度材料，及双球面销、导向臂、空心梯形臂、铸铝加铝型材焊接等结构、工艺，达到高承载能力及轻量化要求，采用弹簧与减振器一体的滑柱结构，在高承载需求下，可有效缩小空间需求。
附图说明
图1为本发明重载乘用车后悬架及周边件装配总成图；
图2为本发明重载乘用车后悬架及周边件装配俯视图；
图3为本发明重载乘用车后悬架结构示意图；
图4为本发明重载乘用车后悬架结构后视图；
图5为本发明重载乘用车后悬架结构俯视图；
图6为本发明所述滑柱总成结构示意图；
图7为本发明所述滑柱总成上悬置总成与减振器下连接叉轴向关系示意图；
图8为本发明所述前束控制臂总成前束角度调节结构示意图；
图9为本发明所述上控制臂总成外倾角度调节结构示意图；
图10为本发明所述转向节总成、导向臂总成、梯形臂总成、前束控制臂总成连接结构示意图；
图11为本发明所述导向臂总成结构示意图；
图12为本发明所述转向节总成正视图；
图13为本发明所述转向节总成轴测图；
图14为本发明所述梯形臂总成结构轴测示意图；
图15为本发明所述梯形臂总成受力示意图；
图16为本发明所述副车架总成与衬套总成装配示意图；
图17为本发明所述衬套总成结构示意图；
图18为本发明所述副车架总成与车身、限位垫片装配后的间隙示意图；
图19为本发明所述副车架总成的衬套总成内孔倒齿示意图；
图20为图19的I-I处剖视图及局部视图；
图21为本发明后悬架与后主减速器总成前点配合位置示意图；
图22为本发明所述副车架前横梁与后主减速器前悬置的连接结构图；
图中：1-副车架总成；2-滑柱总成；3-上控制臂总成；4-稳定杆连杆总成；5-导向臂总成；6-稳定杆总成；7-前束控制臂总成；8-转向节总成；9-梯形臂总成组成；10-后主减速器总成；11-后驱动轴总成；12-车身；13-限位垫片；14-固定销；15-主减速器衬套；16-螺旋弹簧；17-减振器总成；18-上悬置总成；19-减振器下连接叉；20-球头销；21-凸轮螺栓；22-凸轮螺母；23-球面销。
具体实施方式
以下结合附图详细介绍本发明的技术方案：
一种重载乘用车后悬架，主要功能为：1.连接车轮、车身、固定主减速器，承载以及传递转向、制动等工况产生的力和力矩；2.缓和路面的冲击，衰减振动；3.保证车辆良好的车辆姿态及车轮定位。
如图1至图5所示，一种重载乘用车后悬架，其整体安装于整车后部的车身下方，包括：副车架总成1、滑柱总成2、上控制臂总成3、稳定杆连杆总成4、导向臂总成5、稳定杆总成6、前束控制臂总成7、转向节总成8、梯形臂总成9；后悬架周边周边件主要为后主减速器总成10、后驱动轴总成11。
副车架总成1前、后共压装四个衬套总成，副车架总成1通过衬套总成与车身纵梁螺纹连接；后主减速器总成10前悬置通过固定销固定在副车架总成1前横梁下方，后主减速器总成10后悬置通过固定销固定在副车架总成1后横梁下方。滑柱总成2上端通过上悬置总成18与车身螺栓连接，下端通过减振器下连接叉与上控制臂总成3螺栓连接。上控制臂总成3内侧与副车架总成1通过调整凸轮螺栓连接，外侧与转向节总成8螺栓连接。稳定杆连杆总成4为两端球头结构，上端与稳定杆总成6螺纹连接，下端与梯形臂总成9螺纹连接。导向臂总成5布置于后驱动轴总成11后侧，上端通过前束控制臂总成7中的球头销同时与转向节总成8、前束控制臂总成7螺纹连接，下端与梯形臂总成9螺栓连接。稳定杆总成6通过稳定杆盖板与副车架总成1下方螺栓连接。前束控制臂总成7布置在副车架总成1后车身连接点下侧，内侧与副车架总成1后下方通过调整凸轮螺栓连接，外侧通过球头销与转向节总成8、导向臂总成5连接。转向节总成8上端与上控制臂总成3螺栓连接，下端通过球面销与梯形臂总成9螺栓连接；梯形臂总成9布置在后悬架最下方，前内点压装衬套总成与副车架总成螺栓连接，后点压装球面销与副车架总成螺栓连接。
为达到5吨以上高承载能力，同时满足后悬架主要功能，具体技术方案如下：
如图16至图22所示，副车架总成1为空心铸铝与铝型材焊接工艺结构，实现***轻量化，副车架总成1前、后共设有4个衬套连接孔，衬套连接孔内分别压装有衬套总成，起到隔振及整车退让特性作用。副车架总成1与车身纵梁通过衬套总成实现四点螺纹连接，起到隔振及整车退让特性作用。其中，左前点A1采用双头螺柱与车身连接，左前点为精定位装配孔，起定位作用；右前点A2为长圆孔配合装配孔；后两点A3、A4采用螺栓与车身连接连接。
如图16至图18所示，其中4个衬套总成在整车X方向均设计挖孔结构，实现整车退让性能，衬套总成X向挖孔间隙H1范围为3～5mm；整车设计位置，衬套总成与车身12留有间隙H2，衬套总成与限位垫片13留有间隙H3，间隙H2、H3范围为3～5mm，间隙的设置避免衬套频繁撞击车身。
如图19、图20所示，副车架总成的衬套连接孔设置倒齿结构，且倒齿分两段设计，衬套总成压入方向初始倒齿高度H4小于后面倒齿高度H5，此配合结构保证高承载下衬套不会脱出。
如图21、图22所示，以往固定销通过与副车架过盈配合，实现固定主减速器，本次由于主减速器重量增大，已不能满足最小拔出力需求。本发明中，后主减速器总成10前悬置通过固定销固定在副车架总成1前横梁下方的副车架与后主减速器总成前点固定位置A5，固定销14与副车架总成1前横梁上表面在焊接位置A6焊接，且固定销14下方与副车架前横梁下表面内侧贴合，这样使主减速器衬套15向上的力直接作用在副车架下表面，大大提高了连接可靠性。
如图6、图7所示，滑柱总成2包括上悬置总成18、螺旋弹簧16、减振器总成17及减振器下连接叉19，螺旋弹簧16与减振器总成17采用一体结构，上悬置总成18固定在减振器总成17顶部，减振器总成17底部固定减振器下连接叉19。由于螺旋弹簧16与减振器总成17采用一体结构，可实现在较高承载情况下，在紧凑的空间内，实现弹簧与减振器的布置，与分体结构相比，有绝对优势。
滑柱总成2上端通过上悬置总成18与车身通过4个螺栓连接，下方通过减振器下连接叉19与上控制臂总成3中部靠外侧螺栓连接，其中，上悬置总成18的4个螺栓对角线与减振器下连接叉19螺栓孔轴线之间形成的角度为45°，保证左右滑柱总成为同一零件，减少零件数量。
滑柱总成中减振器下连接叉19采用锻钢工艺制造。
如图8至图10所示，上控制臂总成3为锻造结构，共有三个连接位置，均压装有衬套总成。上控制臂总成3内侧与副车架总成1中部上端通过调整凸轮螺栓连接，实现后轮外倾角调节；外侧与转向节总成8上点螺栓连接；内点与外点之间、靠近外点位置与滑柱总成2下端螺栓连接，上控制臂单体左、右件共用锻造毛坯，实现节省模具。
稳定杆连杆总成4采用锻钢材质，实现高承载下的侧倾工况可靠性；稳定杆连杆总成4为两端球头结构，上端与稳定杆总成6螺纹连接，下端与梯形臂总成9螺纹连接。
如图10、图11所示，导向臂总成5布置在后悬架驱动轴总成11之后，在制动工况相较传统多连杆悬架，导向臂总成起到抑制车轮转动，减小主销后倾角的变化，提高了车辆主销后倾刚度；
同时，导向臂总成上端与转向节总成8及前束控制臂总成7通过前束控制臂总成7的球头销连接，减少了一个后悬架控制臂与转向节的连接点，有效控制后悬架重量，导向臂总成下端与梯形臂总成9后外点螺栓连接。导向臂总成采用锻钢材料，实现高承载下的制动工况可靠性。
如图5所示，稳定杆总成6中的稳定杆为空心结构，有利降重；衬套粘接在稳定杆上，稳定杆衬套盖板采用铸铝成型工艺，稳定杆总成6固定在副车架总成1下方，端头与稳定杆连杆总成4球头连接。
如图10所示，前束控制臂总成7采用锻造成型工艺，实现高承载下的侧倾及垂向工况可靠性、后轮前束正常变化。前束控制臂总成7内侧与副车架总成1后车身连接点下侧螺栓连接，连接位置设有凸轮螺栓21、凸轮螺母22结构，实现前束角调节，外侧与转向节总成8靠球头销20锥面配合连接。
如图10至图13所示，转向节总成8上端与上控制臂总成3螺栓连接，下端通过球面销23与梯形臂总成9前外点螺栓连接；由于整车承载大，转向节总成8设计有两个制动卡钳固定位置A7、A8，由于形状复杂、承载要求高，转向节采用高强度球磨铸铁材料，保证可靠性的同时，实现整车降重；
如图14、图15所示，由于整车承载大，同时兼顾整车重量要求，梯形臂总成9采用高强度球磨铸铁空心铸造工艺，梯形臂总成9外形成“H形”或“梯形”，布置在后悬架最下方，前内点压装衬套总成与副车架总成1螺栓连接，后点压装球面销与副车架总成1螺栓连接。
梯形臂总成9内前点通过橡胶衬套与副车架总成1连接，内后点通过球面销与副车架总成1连接，后点外形相较其它传统结构不同之处在于：本发明为与整车Y向趋于平行(如图15所示)，这样设计有效降低了后点轴向F1的受力，使F1与F2受力趋于相同，有效提高可靠性，也将前点衬套轴向F3向的受力降低50％，提高前点衬套可靠性，同时由于载荷非常大，后点采用球面销结构，有效抑制了悬架硬点的变化，使后轮运动参数更准确，大幅提升整体可靠性，这是梯形臂式后悬架首次采用双球面销结构，是后悬架达成高承载可靠性的关键结构。
本发明实现高承载性、悬架性能及轻量化目标的技术方案关键点：
1.副车架衬套连接孔设置倒齿结构，且倒齿分两段设计，衬套压入方向初始倒齿高度小于后面倒齿高度，此配合结构保证高承载下衬套不会脱出；
2.梯形臂后端设计为与整车Y向趋于平行，大幅降低前、后内点的轴向力，提升衬套疲劳寿命；
3.悬架采用双球面销设计，梯形臂后端采用球面销，大幅提升悬架可靠性及悬架硬点准确；
4.导向臂设置在传动轴后方，减小主销后倾角的变化，提高了车辆主销后倾刚度；
5.螺旋弹簧与减振器总成采用一体结构，使弹簧及减振器能够在本次高承载乘用车上有足够的空间布置，不必牺牲弹性件可靠性及后悬架平顺性；
6.副车架连接主减速器前点结构，彻底解决连接强度问题；
7.副车架采用空心铸铝与铝型材焊接工艺结构；
8.梯形臂采用高强度球磨铸铁空心铸造工艺；
9.转向节采用高强度球磨铸铁铸造工艺；
10.上控制臂、导向臂、前束臂采用锻造工艺；
11.上控制臂左右件通用锻造毛坯；
12.滑柱总成中上悬置的4个螺栓对角线与减振器叉子螺栓孔连线角度为45°，保证左右滑柱总成为同一零件，减少零件数量。

Claims (10)

1.一种重载乘用车后悬架，其特征在于，包括副车架总成(1)、滑柱总成(2)、上控制臂总成(3)、稳定杆连杆总成(4)、导向臂总成(5)、稳定杆总成(6)、前束控制臂总成(7)、转向节总成(8)、梯形臂总成(9)；
所述副车架总成(1)通过分别压装在其前、后端的四个衬套总成与车身纵梁连接，副车架总成(1)前、后横梁下方分别连接后主减速器总成前、后端；滑柱总成(2)上端通过上悬置总成(18)与车身连接，下端通过减振器下连接叉与上控制臂总成(3)连接；上控制臂总成(3)内侧与副车架总成(1)通过调整凸轮连接，外侧与转向节总成(8)螺栓连接；稳定杆连杆总成(4)上端与稳定杆总成(6)连接，下端与梯形臂总成(9)连接；导向臂总成(5)布置于后驱动轴总成(11)后侧，导向臂总成(5)上端通过前束控制臂总成(7)中的球头销同时与转向节总成(8)、前束控制臂总成(7)螺纹连接，下端与梯形臂总成(9)螺栓连接，前束控制臂总成(7)另一侧与副车架总成(1)后下方通过调整凸轮螺栓连接；稳定杆总成(6)通过稳定杆盖板与副车架总成(1)下方螺栓连接；转向节总成(8)上端与上控制臂总成(3)螺栓连接，下端通过球面销与梯形臂总成(9)连接；梯形臂总成(9)布置在重载乘用车后悬架最下方，梯形臂总成(9)前端通过衬套总成与副车架总成连接，后端通过球面销与副车架总成连接。
2.如权利要求1所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述副车架总成(1)前、后共设有4个衬套连接孔，衬套连接孔内分别压装有衬套总成；衬套连接孔设置倒齿结构，且倒齿分两段设计，衬套总成压入方向初始倒齿高度小于后面倒齿高度。
3.如权利要求1所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述滑柱总成(2)包括上悬置总成(18)、螺旋弹簧(16)、减振器总成(17)及减振器下连接叉(19)；螺旋弹簧(16)与减振器总成(17)采用一体结构，上悬置总成(18)固定在减振器总成(17)顶部，减振器总成(17)底部固定减振器下连接叉(19)。
4.如权利要求3所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述上悬置总成(18)与车身通过4个螺栓连接，所述减振器下连接叉(19)与上控制臂总成(3)中部螺栓连接；所述上悬置总成(18)的4个螺栓对角线与减振器下连接叉(19)螺栓孔的轴线之间形成45°夹角。
5.如权利要求1所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述梯形臂总成(9)外形成“H”形或梯形。
6.如权利要求1所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述梯形臂总成采用高强度球磨铸铁空心铸造工艺。
7.如权利要求1所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述副车架总成采用空心铸铝与铝型材焊接工艺。
8.如权利要求1所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述转向节总成采用球磨铸铁铸造工艺。
9.如权利要求1所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述上控制臂总成、导向臂总成、前束控制臂总成均采用锻造工艺。
10.如权利要求9所述的一种重载乘用车后悬架，其特征在于，所述上控制臂总成的上控制臂单体左、右件共用锻造毛坯。
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