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CN110723211A - 双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置及角度调节方法 - Google Patents

双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置及角度调节方法 Download PDF

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潘公宇
李阿龙
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  • Transportation (AREA)
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Abstract

本发明公开了双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置及角度调节方法，涉及悬架领域，包括上横臂和下横臂，所述上横臂上设置有液压系统，液压系统包括活塞、活塞阻挡板和液压油缸腔室，所述活塞阻挡板固定设置在上横臂上，活塞的一端可在液压油缸腔室内往复移动，活塞的另一端与U型结构一端活动连接；所述U型结构的另一端与转向节销轴连接，下横臂一端与转向节销轴连接，另一端通过螺杆传动机构与车架相连。本发明实现了双横臂悬架的主销内倾角和主销后倾角变化的修正调节，解决了车辆在长时间行驶磨损下两种定位参数误差变大的修正及各工况下对内倾角的不同需求。

Description

双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置及角度调节 方法
技术领域
本发明涉及汽车悬架领域，尤其涉及到双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置及角度调节方法。
背景技术
车辆前轮定位参数中主销内倾角和主销后倾角都是重要的参数，主销内倾角即虚拟主销轴线(或独立悬架的上摆臂球销与下摆臂球销中心的连接线)与铅垂线在垂直车辆纵向对称平面的平面上的投影锐角，是影响车辆低速行驶时车轮自动回正及保证汽车直线行驶的重要参数。在现有的独立悬架中主销内倾角一般是不可调整的，若内倾角误差过大需更换转向节，这样费时费力极不方便。因此在设计和装车使用时，无法控制车辆的内倾角参数在合理的范围内，从而影响车辆回正性能及转向力特性。车辆在日常的行驶过程中，必不可少的要进行结构件的维护与保养，由于存在材料老化和磨损，使得主销后倾角的大小会出现超出允许的误差范围的情况，对车辆的安全行驶造成严重的影响；现有的麦弗逊独立悬架可以依靠调整弹簧滑柱的轴线方向保证主销后倾角，而现有的双横臂悬架均不能实现后主销倾角的调整。
发明内容
为了弥补现有双横臂悬架的不足，本发明提供了能够调节双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角两种定位参数的调整方式的结构，具体为本发明提供可调节内倾角和后倾角的结构及使用该结构的悬架及角度调节方法，该装置及方法能够将内倾角控制在预期值范围内并按其关系变化，同时对主销后倾角的变化也能进行相应地修正；同时避免因长时间磨损后主销内倾角和主销后倾角误差过大的情况，以实现对两种定位参数的调整。
一种可调节内倾角的双横臂结构，包括上横臂和下横臂，所述上横臂上设置有液压系统，液压系统包括活塞、活塞阻挡板和液压油缸腔室，所述活塞阻挡板固定设置在上横臂上，活塞的一端可在液压油缸腔室内往复移动，活塞的另一端与U型结构一端活动连接；所述U型结构的另一端与转向节销轴连接，下横臂与转向节销轴连接。
进一步的，上横臂上开设有活塞孔，活塞的另一端穿过活塞孔与U型结构连接。
进一步的，所述液压油缸腔室包括油缸进油口和油缸出油口。
进一步的，液压油缸腔室设置在内置油缸内，内置油缸固定设置在活塞阻挡板上。
进一步的，所述转向节为T型转向节。
进一步的，所述下横臂的另一端通过螺杆机构与车架相连，螺杆机构包括伸缩臂和钢套，伸缩臂在伺服电机的带动下将螺旋运动转化为钢套的直线运动，下横臂与钢套卡接，钢套运动带动下横臂动，从而调节主销后倾角一种悬架，该种悬架包括可调节内倾角的双横臂结构。
基于可调节内倾角的双横臂结构的角度调节方法，包括内倾角调节模式和后倾角调节模式；
内倾角调节模式：通过加速度传感器获知的信息推算得到的内倾角数值与预期的内倾角进行比较，若实测内倾角变大，则通过控制单元进行分析处理将信号转变为对活塞的伸长控制动作以使内倾角数值达到预期值，使活塞伸长达到调节伸缩臂的目的从而调节内倾角。
后倾角调节模式：通过加速度传感器测得的数值经过换算得到的主销后倾角的大小与预期值进行比较，若存在偏差，可通过控制单元实现伺服电机旋转带动螺杆传动机构运动实现伸缩臂的收缩使下横臂在车辆前进方向进行移动从而实现主销后倾角的调节。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
1.本发明能够通过液压缸对活塞的驱动使U型结构进行相应的收缩，使得主销内倾角的范围能够在合理的区间内，解决了在不同工况下对内倾角的不同需求，避免转向时过于沉重的情况。
2.本发明通过伺服电机的转动实现螺杆传动机构的收缩运动，间接推动下横臂在车辆前进方向上的移动，实现了主销后倾角的调节，避免出现在转向后转向盘自动回正能力变弱等现象，同时能够保持汽车直线行驶的稳定性。
3.本发明的执行机构布置相对较简单，且成本较低，可推广到类似结构中应用。
4.本发明可以避免引起车轮外倾角的变化，进而影响到轮胎的磨损。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为内倾角调节机构结构示意图；
图3为内倾角调节机构油缸及活塞结构示意图；
图4为主销后倾角调解机构示意图。
附图标记如下:
1-上横臂、2-U型结构、3-转向节、4-下横臂、5-内置油缸、6-活塞、7-活塞阻挡块，8-液压油缸腔室、9-油缸进油口、10-油缸出油口，11-车架，12-伺服电机，13-螺孔，14-钢套，15-伸缩臂，16-螺母。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，该图为应用该调节结构的悬架示意图。双横臂悬架结构包括上横臂1、U型结构2、转向节3、下横臂4、内置液压缸伸缩臂5等部件。其中，U型结构2一端与转向节3上端通过T型节结构相连，另一端穿过上横臂中间圆孔与活塞相连接；上、下摆臂通过一种可动的销与车架相连。
参见图2，U型结构通过控制单元分配的控制力作用于液压油缸5推动活塞进行伸长及缩短运动，活塞6左右移动的同时，内倾角在不断变化直到达到预期合适的角度，解决了由于长时间磨损下内倾角误差调节的问题。
参见图3，为油缸活塞局部截面示意图，通过油液进口9增大腔室内的压力以实现活塞伸长；同理通过油液出口10来释放腔室内的压力实现活塞收缩。其中，进油口及出油口均设置有单向阀，使油液只能单向流动以实现油腔室内的压力差。
参见图4，为后倾角调节装置，其中11为车架部分，在此仅对一个安装孔进行展示；通过传感器测得值与预期值比对，通过伺服电机12的旋转带动螺杆机构的安装在螺孔13中的伸长臂15进行运动将伺服电机12的产生的转动转换为伸长臂15的转动，从而实现钢套14的直线运动，钢套14与下横臂4卡接，钢套14运动带动下横臂4动，从而调节主销后倾角，实现下横臂在前进方向上的运动，来改变下横臂的相对位置，从而实现主销后倾角的调整。
当汽车正常行驶时，能够对主销内倾角和主销后倾角进行实时控制，达到了保持两种角度预期值的效果，改变了以往悬架定位参数不可调节的现状。
一种可调节内倾角的双横臂结构，包括上横臂1和下横臂4，所述上横臂1上设置有液压系统，液压系统包括活塞6、活塞阻挡板7和液压油缸腔室8，所述活塞阻挡板7固定设置在上横臂1上，活塞6的一端可在液压油缸腔室8内往复移动，活塞6的另一端与U型结构2一端活动连接；所述U型结构2的另一端与转向节3销轴连接，下横臂4与转向节3销轴连接。
上横臂1上开设有活塞孔，活塞6的另一端穿过活塞孔与U型结构2连接。所述液压油缸腔室8包括油缸进油口9和油缸出油口10。液压油缸腔室8设置在内置油缸5内，内置油缸5固定设置在活塞阻挡板7上。所述转向节3为T型转向节。
基于可调节内倾角的双横臂结构的角度调节方法，包括内倾角调节模式和后倾角调节模式；
内倾角调节模式：通过加速度传感器获知的信息推算得到的内倾角数值与预期的内倾角进行比较，若实测内倾角变大，则通过控制单元进行分析处理将信号转变为对活塞的伸长控制动作以使内倾角数值达到预期值，使活塞6伸长达到调节伸缩臂15的目的从而调节内倾角。
后倾角调节模式：通过加速度传感器测得的数值经过换算得到的主销后倾角的大小与预期值进行比较，若存在偏差，可通过控制单元实现伺服电机12旋转带动螺杆传动机构运动实现伸缩臂15的收缩使下横臂4在车辆前进方向进行移动从而实现主销后倾角的调节。
传感器包括液体流量传感器、压力传感器和加速度传感器，将获取的信号进行推导运算得到主销内倾角与主销后倾角并传递到各自的控制单元与预期值进行比对；在存在误差的情况下，通过加速度传感器信号的求解得到误差值的具体范围后经控制单元计算分配所需要的压力经流量传感器及压力传感器的转换输出到油缸作用于活塞，实现对伸缩臂的伸长与缩短；通过计算得到的结果换算成电机转动的圈数实现螺杆传动机构的移动从而带动下横臂的移动，间接调整了主销后倾角的大小。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置，包括上横臂(1)和下横臂(4)，其特征在于，所述上横臂(1)上设置有液压系统，液压系统包括活塞(6)、活塞阻挡板(7)和液压油缸腔室(8)，所述活塞阻挡板(7)固定设置在上横臂(1)上，活塞(6)的一端可在液压油缸腔室(8)内往复移动，活塞(6)的另一端与U型结构(2)一端活动连接；所述U型结构(2)的另一端与转向节(3)销轴连接，下横臂(4)的一端与转向节(3)销轴连接。
2.根据权利要求1所述的双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置，其特征在于，所述下横臂(4)的另一端通过螺杆机构与车架(11)相连，螺杆机构包括伸缩臂(15)和钢套(14)，伸缩臂(15)在伺服电机(12)的带动下将螺旋运动转化为钢套(14)的直线运动，下横臂(4)与钢套(14)卡接，钢套(14)运动带动下横臂(4)动，从而调节主销后倾角。
3.根据权利要求1所述的双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置，其特征在于，上横臂(1)上开设有活塞孔，活塞(6)的另一端穿过活塞孔与U型结构(2)连接。
4.根据权利要求1所述的双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置，其特征在于，所述液压油缸腔室(8)包括油缸进油口(9)和油缸出油口(10)。
5.根据权利要求4所述的双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置，其特征在于，液压油缸腔室(8)设置在内置油缸(5)内，内置油缸(5)固定设置在活塞阻挡板(7)上。
6.根据权利要求1所述的双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置，其特征在于，所述转向节(3)为T型转向节。
7.双横臂悬架主销内倾角和主销后倾角的调节装置的角度调节方法，其特征在于，包括内倾角调节模式和后倾角调节模式；
内倾角调节模式：通过加速度传感器获知的信息推算得到的内倾角数值与预期的内倾角进行比较，若实测内倾角变大，则通过控制单元进行分析处理将信号转变为对活塞的伸长控制动作以使内倾角数值达到预期值，使活塞(6)伸长、从而调节内倾角；
后倾角调节模式：通过加速度传感器测得的数值经过换算得到的主销后倾角的大小与预期值进行比较，若存在偏差，可通过控制单元实现伺服电机(12)旋转带动螺杆传动机构运动实现伸缩臂(15)的收缩使下横臂(4)在车辆前进方向进行移动从而实现主销后倾角的调节。
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