專利名稱：扭桿式汽車懸掛裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車懸掛裝置，特別是一種扭桿式汽車懸掛裝置。
背景技術：
目前汽車的懸掛系統主要有兩種一種非獨立式懸掛，另一種獨立式懸掛。獨立懸 掛的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨立地安裝在車架下面，這樣當一邊車輪發生跳 動時，另一邊車輪不受波及，車身的震動大為減少，汽車舒適性也得以很大的提升，尤其在 高速路面行駛時，它還可提高汽車的行駛穩定性。不過，這種懸掛構造較復雜，承載力小，還 會連帶使汽車的驅動系統、轉向系統變得復雜起來。目前大多數轎車的前后懸掛都采用了 獨立懸掛的形式，并已成為一種發展趨勢。
獨立懸掛的結構分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種，在這些獨立懸掛中的金屬彈簧有 三種形式，分別是螺旋彈簧、鋼板彈簧和扭桿彈簧。螺旋彈簧形似螺旋線而得名，具有重量 小且占位置少的優點，當路面對輪子的沖擊力傳來時，螺旋彈簧產生變形，吸收輪子的動能 轉換為螺旋彈簧的位能，從而緩和了地面的沖擊對車身的影響。鋼板彈簧的中部通過U型 螺栓固定在車橋上，兩端的卷耳用銷子鉸接在車架的支架上，通過鋼板彈簧將車橋與車身 連接起來，當路面對輪子的沖擊力傳來時，鋼板產生變形，起到緩沖、減振的作用。扭桿彈簧 一端與車架固定連接，另一端與懸架控制臂連接，通過扭桿的扭轉變形達到緩沖作用。從截 斷面上看，扭桿彈簧有圓形、管形、矩形、疊片及組合式等。使用最多是圓形扭桿，它呈長桿 狀，兩端可以加工成花鍵、六角形等，以便將一端固定在車架，而另一端通過控制臂固定在 車輪上。扭桿用合金彈簧鋼做成，具有較高的彈性，既可扭曲變形又可復原，實際上起到螺 旋彈簧相同的作用，只不過表現形式不一樣而已。汽車運行時，車輪受地面凹凸的影響上下 運動，控制臂也會隨之上升或下降。當車輪向上時控制臂上升，使扭桿被迫扭轉變形，吸收 沖擊能量。當沖擊力減弱時，桿的自然還原能力能迅速恢復到它原來的位置，使車輪回到地 面，避免車架受到顛簸。因扭桿彈簧全部受剪應力，使相同重量的圈狀彈簧可以吸收等重量鋼板2倍以上 的能量。扭桿彈簧在汽車上的使用方式分為縱向裝置與橫向裝置二種，其中以橫向裝置的 使用為多數。縱向裝置的方式是以扭桿來替代較占空間的片狀彈簧和圈狀彈簧，例如在 Toyota HiaCe、ZaCe、Surf車型的前懸吊，就是以扭桿彈簧搭配雙A臂式懸吊系統。橫向裝 置的扭桿除了少數車型是用來替代圈狀彈簧之外，其它橫向裝置的扭桿都是用做平衡左右 車輪的受力，作為防傾平衡桿之用。目前的汽車懸掛裝置中，扭桿彈簧一般均安裝在汽車的前懸掛裝置上，且前后彈 性原件之間均是獨立的，互不影響，沒有任何聯系，如果汽車前、后輪的振動方向相反，則汽 車受到的沖擊會加大，車身會產生前起后落的運動，另外，當四個車輪不在同一平面時或有一對角輪受力較大時，則車架及車身骨架將受到一定的扭力，因此，現有的懸掛結構存在， 彈性元件易損壞，車架及車身骨架易變形等問題，同時，也會造成貨物的損傷或使乘坐者感 到不舒適。

發明內容
本發明的目的克服現有汽車懸掛裝置存在的缺陷，提供一種使汽車前、后懸掛裝 置中的扭桿彈簧具有良好的整體彈性性能，且減震效果明顯的扭桿式汽車懸掛裝置。本發明的技術方案是一種扭桿式汽車懸掛裝置，包括安裝在汽車前懸掛上的前 扭桿彈簧，其特征在于在汽車后懸掛上安裝有后扭桿彈簧，同一側前、后兩扭桿彈簧的相對 端通過連接機構相互相連，并通過定位裝置與車架相連。上述連接機構為分別固定安裝在前、后扭桿彈簧相對端的齒輪，汽車同一側的前、 后兩扭桿彈簧上的齒輪相互嚙合。兩復位扭桿彈簧的一端與車架固定連接，另一端固定安裝有復位齒輪，該復位齒 輪與同一側前、后兩扭桿彈簧上兩相互嚙合的齒輪中的一個齒輪嚙合。上述汽車前、后懸掛為雙橫臂結構時，前、后扭桿彈簧一端安裝在前、后懸架控制 臂的上或下端橫臂上，前、后兩復位扭桿彈簧的一端分別與前、后懸架控制臂的下或上端橫 臂相連，前、后兩復位扭桿彈簧的另一端與車架固連。上述定位裝置為齒輪箱，相互嚙合的齒輪安裝在齒輪箱內，齒輪箱與車架固連。上述連接機構為安裝在汽車同一側前、后兩扭桿彈簧之間的差動裝置，定位裝置 為差動裝置的殼體，該殼體與車架固連。上述差動裝置中相對的兩圓錐齒輪分別與前、后兩扭桿彈簧固連，與上述兩圓錐 齒輪相鄰的一圓錐齒輪與復位扭桿彈簧的一端固連，復位扭桿彈簧的另一端與車架固連。上述汽車前、后懸掛為雙橫臂結構時，前、后扭桿彈簧一端安裝在前、后懸架控制 臂的上或下端橫臂上，另一端分別與差動裝置中相對的兩圓錐齒輪固連，前、后兩復位扭桿 彈簧的一端分別與前、后懸架控制臂的下或上端橫臂相連，另一端分別與車架固連。本發明的懸掛裝置，由于將同側前、后扭桿彈簧之間設置連接機構，既在兩扭桿彈 簧端部安裝了齒輪，這樣就使同側前、后扭桿彈簧之間可產生聯動，可有效改善汽車行駛過 程中，在不平坦路面上的振動情況。如果前輪受到向上的力時，通過與前輪相連的懸架控 制臂將前輪的受力傳遞給前扭桿彈簧，此時前扭桿彈簧扭轉變形，通過安裝在其端部的與 后扭桿彈簧端部的相互嚙合的齒輪，帶動后扭桿彈簧扭轉變形，其變形方向與前扭桿彈簧 的方向相反，通過與后扭桿彈簧相連的懸架控制臂，將受力傳遞給后輪，這樣前、后輪受到 的扭桿彈簧的作用力相反，達到緩沖的作用，大約可抵消1/2振幅，降低了車身的水平振 動。如果前輪受到向下或后輪受到向上或向下的力時，力的傳遞過程與前輪受到向上的力 相同，通過前后扭桿彈簧的作用，可使汽車達到緩沖的作用，大約可抵消1/2振幅。當前、后 輪的振動方向相反、振幅相同，前、后扭桿彈簧扭轉變形為零，整個車身的振動接近于零，此 時，本發明的懸掛裝置的減振效果最好，汽車可保持水平行駛狀態。當四個車輪不在同一平 面時，由于前、后扭桿彈簧的反向作用力，使前、后輪受到相同的力，對角的車輪也就受到相 同的力，所以此時車架和車身骨架不會受到扭力，延長車輛的使用壽命。


附圖1為本發明實施例一的結構示意圖； 附圖2為本發明實施例二的結構示意圖； 附圖3為本發明實施例三的結構示意圖； 附圖4為本發明附圖3的A向視附圖5為本發明齒輪結構示意附圖6為本發明實施例四的結構示意附圖7為本發明實施例五的結構示意附圖8為本發明實施例四中差動裝置的結構示意圖。
具體實施例方式實施例一
如圖ι所示，前扭桿彈簧3的上端與汽車前懸架的控制臂1相連，前懸架的控制臂與 車輪2連接，后扭桿彈簧11的下端與后懸架的控制臂12相連，左側和右側的前扭桿彈簧的 下端和后扭桿彈簧的上端分別安裝有齒輪7、8，上述同側前、后扭桿彈簧上的兩對齒輪相互 嚙合。兩復位扭桿彈簧5的上端與車架4固連，下端安裝有復位齒輪10，該復位齒輪10與 同一側后扭桿彈簧上的齒輪8相互嚙合，上述左側和右側的三個扭桿彈簧分別通過前扭桿 彈簧軸承座6、后扭桿彈簧軸承座9、復位扭桿彈簧軸承座13與車架相連。前、后扭桿彈簧 的兩端可采用花鍵或鍵連接方式與懸架控制臂及齒輪相連，這樣在前輪或后輪受力時，通 過相互嚙合的兩對齒輪，使同側的前、后扭桿彈簧之間的扭轉方向相反，可抵消前后輪的受 力，減小汽車的振動。復位扭桿彈簧5的作用是使前、后扭桿彈簧在扭轉變形后可迅速恢復變形，以減 小汽車的振動和振幅。為了減小汽車在剎車時的振幅，在相互嚙合的三個齒輪之間安裝有與剎車系統聯 動的裝置，通過該聯動裝置可實現在踩剎車的同時，使相互嚙合的三個齒輪不產生相對運 動。該裝置可采用現有的剎車裝置，如在三個齒輪中的一個齒輪上安裝鉗式制動器或其他 制動器。實施例二
在實施例一的結構基礎上，為了防止相互嚙合的齒輪被各種雜質污染，影響其使用壽 命，如圖2所示，將同側相互嚙合的三個齒輪放置在齒輪箱14中，一方面改變齒輪的工作狀 況，另一方面，齒輪箱14固定在車架4上后，同側的三個扭桿彈簧通過齒輪箱的定位，可保 證三個齒輪的相互嚙合情況，并且省去了三對軸承座。同時為了使前、后扭桿彈簧在扭轉變 形后迅速恢復變形，安裝了兩個復位扭桿彈簧，即前復位扭桿彈簧5-1和后復位扭桿彈簧 5-2。實施例三
在實施例二的結構基礎上，當前、后懸架的控制臂為雙橫臂結構時，如圖3、4所示，左 右兩側的前扭桿彈簧3上端安裝在左右兩側的前懸架控制臂1的上端橫臂1-1上，左右兩 側的后扭桿彈簧11的下端安裝在左右兩側的后懸架控制臂12的上端橫臂上，復位扭桿彈 簧5由兩根前復位扭桿彈簧5-1和兩根后復位扭桿彈簧5-2組成，前復位扭桿彈簧5-1上
5端與前懸架的控制臂1的雙橫臂的下橫臂1-2相連，后復位扭桿彈簧5-2下端與后懸架控 制臂12的下橫臂相連，前復位扭桿彈簧的下端和后復位扭桿彈簧的上端與車架4固連，這 樣就可在前、后扭桿彈簧扭轉變形后，通過前、后復位扭桿彈簧的作用，使前、后控制臂迅速 恢復原位。在上述三個實施例中，為了節約材料，可將齒輪制作成扇形，如圖5所示。同側相 互嚙合的齒輪，可根據其在空間的分布情況，進行排列，如排列為三角形或上下排列等。實施例四
本實施例是在實施例二的結構基礎上，將同側的三個齒輪由差動裝置15代替，如圖6、 8所示，差動裝置采用目前汽車上使用的差動裝置，由安裝在殼體15-1內的相互嚙合的四 個圓錐齒輪組成，差動裝置的殼體固定在車架4上，作為定位使用。左右兩側的前扭桿彈簧 3的下端與第一圓錐齒輪15-2固接，左右兩側的后扭桿彈簧11上端與第三圓錐齒輪15-4 固連，左、右兩側的兩復位扭桿彈簧5的右、左端分別固連在車架4，左、右兩側的兩復位扭 桿彈簧5的另一端與第四圓錐齒輪15-5相連，第二圓錐齒輪15-3通過短軸安裝定位在殼 體內。當前輪或后輪受到向上的力時，帶動前懸架控制臂1或后懸架控制臂12向上，使 前、后扭桿彈簧扭轉變形，變形力通過差動裝置中的圓錐齒輪傳遞給左右復位扭桿彈簧，使 復位扭桿彈簧扭轉變形，由于差動裝置的作用，使前后扭桿彈簧扭轉變形的方向相反，這樣 可抵消前后輪的受力，減小汽車的振動。實施例五
本實施例是在實施例四的結構基礎上的改變，當前、后懸架的控制臂為如圖4所示的 雙橫臂結構時，左、右兩側的前扭桿彈簧3的下端與第一圓錐齒輪15-2固接，左、右兩側的 后扭桿彈簧11上端與第三圓錐齒輪15-4固連，左、右兩側的上復位扭桿彈簧5-1的下端分 別固連在車架4，其上端分別安裝在左、右兩側的前懸架控制臂1的下端橫臂1-2上，左、右 兩側的下復位扭桿彈簧5-2的上端分別固連在車架4，其下端安裝在左、右兩側的后懸架控 制臂12的下端橫臂上。
權利要求
一種扭桿式汽車懸掛裝置，包括安裝在汽車前懸掛上的前扭桿彈簧，其特征在于在汽車后懸掛上安裝有后扭桿彈簧(11)，同一側前、后兩扭桿彈簧的相對端通過連接機構相互相連，上述連接機構為分別固定安裝在前、后扭桿彈簧相對端的齒輪，汽車同一側的前、后兩扭桿彈簧上的齒輪相互嚙合，相互嚙合的齒輪通過定位裝置與車架相連；上述汽車前、后懸掛為雙橫臂結構時，前、后扭桿彈簧一端安裝在前、后懸架控制臂的上或下端橫臂上，前、后兩復位扭桿彈簧的一端分別與前、后懸架控制臂的下或上端橫臂相連，前、后兩復位扭桿彈簧的另一端與車架固連。
2.根據權利要求1所述的扭桿式汽車懸掛裝置，其特征在于上述定位裝置為齒輪箱 (14)，相互嚙合的齒輪安裝在齒輪箱(14)內，齒輪箱與車架(4)固連。
全文摘要
本發明涉及一種汽車懸掛裝置，特別是一種扭桿式汽車懸掛裝置，該裝置包括安裝在汽車前懸掛上的前扭桿彈簧，其特征在于在汽車后懸掛上安裝有后扭桿彈簧，同一側前、后兩扭桿彈簧的相對端通過連接機構相互相連，并通過定位裝置與車架相連。由于在同側前、后扭桿彈簧之間設置連接機構，這樣就使同側前、后扭桿彈簧之間建立了聯動關系，可有效改善汽車行駛過程中，在不平坦路面上的振動情況，同時車架和車身骨架不會受到扭力，延長車輛的使用壽命。
文檔編號B60G11/18GK101941366SQ20101019805
公開日2011年1月12日 申請日期2008年2月23日 優先權日2008年2月23日
發明者李志東, 李欣 申請人:李志東