一种悬架摆臂总成及其汽车

技术领域

本发明属于汽车悬架技术领域，特别是指一种悬架摆臂总成及其汽车。

背景技术

悬架摆臂外侧通过球销组件与车轮总成连在一起，内侧通过摆臂轴与车身（或车架、副车架）连在一起，悬架摆臂作为汽车悬架系统的导向和传力元件，将轮胎所受到的各种力和力矩传递给车身，同时保证车轮按一定轨迹运动。

现行比较普通的悬架摆臂总成一般由球销总成01、摆臂本体02和衬套03组成，而衬套03由金属内筒031和金属外筒032，以及两者之间的橡胶033构成，如图1所示的现有技术（CN203110854U），三者通过硫化形成一体，然后将衬套压入摆臂本体02，通过过盈配合使金属外筒032与摆臂本体02结合一体。这种衬套的金属内筒与摆臂轴装配后不能在摆臂轴的轴线方向前后运动。

为了提高车辆的抗点头性能，把上摆臂的摆臂轴设定为前高后低，而下摆臂设定为前低后高，在车辆在运动过程中，摆臂外端随着车轮上下运动而上下运动，摆臂内端绕摆臂轴作旋转运动，后倾角变化很大，如图2所示，横轴是摆臂的旋转角度，纵轴是后倾角的变化。后倾角的变化直接影响车辆的回正性，为了保证车辆的运动性能，需要对摆臂的运动进行改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬架摆臂总成及其汽车，以解决衬套与摆臂轴装配后不能在摆臂轴的轴线方向前后运动的问题，并解决依靠橡胶变形来实现摆臂旋转的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种悬架摆臂总成及其汽车，包括前臂、后臂、摆臂轴、球销组件、前螺纹圆筒、后螺纹圆筒及橡胶层；

所述前臂的内端有二个平行的侧面，垂直侧面有一个大孔，外端的后侧有一个开口向后的U形槽A，所述U形槽A的底面与内端的二个平面平行，外端的前侧有二个圆形凸台，所述圆形凸台中心各有一个螺栓孔，所述螺栓孔贯穿到所述U形槽A的底面，所述前臂的内端和外端之间的连接段的截面为工字形；

所述后臂的内端有二个平行的侧面，垂直侧面有一个大孔和相对所述大孔中心对称的二个螺栓孔，外端的前侧有一个开口向前的U形槽B，所述U形槽B的底面与内端的二个平面平行，外端的后侧有二个圆形凸台，所述圆形凸台中心各有一个螺栓孔，所述螺栓孔贯穿到所述U形槽B的底面，所述U形槽A和所述U形槽B的深度和宽度相同，所述后臂的内端和外端之间的连接段的截面为工字形；

所述摆臂轴的两端均设置有结构和尺寸相同的外螺纹、防尘罩安装圆柱面和环形台，在前端设置有定位孔，后端设置有L形油道，在所示环形台内测各设置有二个螺栓过孔；

所述前螺纹圆筒的内圆壁上设置有内螺纹，在所述前螺纹圆筒的外圆壁的靠近后端设置有一圈限位环，所述限位环与所述橡胶层贴合；所述限位环与所述前螺纹圆筒的后端之间设置有一圈沟槽；在所述前螺纹圆筒的外圆壁的近前端设置有一圈卡簧槽，所述前螺纹圆筒的前端有螺纹孔；

除后端没有螺纹孔外，所述后螺纹圆筒与前螺纹圆筒10的结构和尺寸相同；

所述橡胶层靠近所述限位环的一端设置有向外弯折部，所述弯折部与所述橡胶层连接处设置有一圈凹槽，自所述弯折部向所述橡胶层另一端延伸时所述凹槽的深度逐渐减小；

所述球销组件包括球销座、球销等，所述球销座上有两个螺栓过孔；

二个所述橡胶层分别硫化在所述前螺纹圆筒和所述后螺纹圆筒外圆壁上，其中一个所述橡胶层与所述前螺纹圆筒一起压装于所述前臂内，另一个所述橡胶层与所述后螺纹圆筒一起压装于所述后臂内；

所述摆臂轴的一端与所述前螺纹圆筒连接，所述摆臂轴的另一端与所述后螺纹圆筒连接；

二个螺栓和二个螺母将所述前臂、所述球销组件和所述后臂固定在一起。

在所述前螺纹圆筒和所述后螺纹圆筒的内圆壁上的所述内螺纹为左旋内梯形螺纹。

在所述摆臂轴的两端部上的所述外螺纹为左旋外梯形螺纹，二个所述外梯形螺纹中心线共线。

所述内梯形螺纹和所述外梯形螺纹的公称直径、螺距和导程都相等，在所述前螺纹圆筒和所述后螺纹圆筒内均加有适量的润滑脂，所述摆臂轴前端拧入所述前螺纹圆筒内，所述摆臂轴后端拧入所述后螺纹圆筒内，所述内梯形螺纹和所述外梯形螺纹组成转动并传动连接的梯形螺纹副。

所述L形油道有长的轴向段和短的径向段，所述轴向段和所述径向段均为圆柱形，所述轴向段的中心线与所述外梯形螺纹中心线共线，且所述轴向段和所述径向段的中心线相交于所述外梯形螺纹中心线上的一点并相互垂直，所述轴向段直到所述摆臂轴的后端面，所述径向段外侧设置有螺纹。

还包括防尘罩，所述防尘罩的一端套于所述沟槽内，所述防尘罩的另一端套于所述摆臂轴上。

还包括垫圈和卡簧，所述垫圈套于所述前螺纹圆筒和所述后螺纹圆筒的外侧，所述卡簧卡于所述卡簧槽内。

一种汽车，包括车身、车轮和连接所述车身与所述车轮的悬架摆臂总成，所述悬架摆臂总成为权利要求1至7所述的悬架摆臂总成。

本发明的有益效果是：

本发明的技术方案通过摆臂轴与前螺纹圆筒、后螺纹圆筒的螺纹转动并传动连接，当摆臂绕摆臂轴中心线转动时，前螺纹圆筒、后螺纹圆筒分别随前臂和后臂通过梯形螺纹副绕摆臂轴转动，不用橡胶扭转变形来满足摆臂的运动，这样不仅增大橡胶层寿命，而且降低了摆臂运动的阻力，提高悬架运动的平顺性和整车的舒适性。重要的是，利用梯形螺纹副的传动功能，对摆臂的位置进行调整，在后倾角增大时，减小后倾角，在后倾角减小时，增大后倾角，保持车辆的后倾角基本不变，提高了车辆行驶的稳定性。

附图说明

图1为现有技术的摆臂结构示意图；

图2为摆臂的旋转角度与后倾角的变化关系图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为图3的I处放大图；

图6为本发明运动示意图。

附图标记说明

01 球销总成，02 摆臂本体，03 衬套，031 金属内筒， 032 金属外筒， 033 橡胶，1 前臂， 2 后臂， 3 橡胶层，31 弯折部， 32 凹槽， 4 摆臂轴， 5 密封螺栓， 6 球销组件， 7垫圈， 8 卡簧， 9 防尘罩，10 前螺纹圆筒， 101 内梯形螺纹， 102 限位环， 103 沟槽，104卡簧槽， 105螺纹孔，11 后螺纹圆筒， 41 外梯形螺纹， 42 防尘罩安装圆柱面，43 定位孔，44 环形台，45 L形油道。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本申请提供一种悬架摆臂总成及其汽车，如图3至图6所示，包括前臂1、后臂2、橡胶层3、摆臂轴4、球销组件6、前螺纹圆筒10及后螺纹圆筒11等。

在本申请中，内、外、前、后方向如图3所示。

前臂1内端有二个平行的侧面，垂直侧面有一个大孔，用于安装橡胶层3；外端的后侧有一个开口向后的U形槽A，U形槽A的底面与内端的二个平面平行，外端的前侧有二个圆形凸台，圆形凸台中心各有一个螺栓孔，贯穿到U形槽A的底面，螺栓孔用于与球销组件6和后臂2的固定；内端和外端之间的连接段的截面为工字形，如图3、图6所示。

后臂2内端有二个平行的侧面，垂直侧面有一个大孔和相对大孔中心对称的二个螺栓孔，大孔用于安装橡胶层3，二个螺栓孔用于固定弹性元件；外端的前侧有一个有一个开口向前的U形槽B，U形槽B的底面与内端的二个平面平行，外端的后侧有二个圆形凸台，圆形凸台中心各有一个螺栓孔，贯穿到槽U形槽B的底面，螺栓孔用于与球销组件6和前臂1的固定；内端和外端之间的连接段的截面为工字形; U形槽A和U形槽B的深度和宽度相同，如图3、图4、图6所示。

摆臂轴4的二端均设置有结构和尺寸相同的左旋外梯形螺纹41、防尘罩安装圆柱面42和环形台44，前端和后端的外梯形螺纹的中心线共线；前端有定位孔43；后端有L形油道45，L形油道45有长的轴向段和短的径向端，轴向段和径向段均为圆柱形，且中心线相交于一点并相互垂直，轴向段直到摆臂轴4的后端面，中心线与外梯形螺纹中心线共线，L形油道45径向段外侧有螺纹，用于安装密封螺栓5；在前后二个环形台44的内侧分别设置有凸台，凸台中部设置有螺栓过孔，如图3所示。

前螺纹圆筒10的内圆壁上设置有左旋内梯形螺纹101；在前螺纹圆筒10的外圆壁的近后端设置有一圈限位环102，用于对橡胶层限位，限位环102与橡胶层3贴合；在限位环102与前螺纹圆筒10的后端之间设置有一圈沟槽103，防尘罩9的外侧装在圈沟槽103内；在前螺纹圆筒10的外圆壁的近前端设置有一圈卡簧槽104，用于安装垫圈7和卡簧8；前螺纹圆筒10前端有螺纹孔105，如图3、图5、图6所示。

除后端没有螺纹孔外，后螺纹圆筒11与前螺纹圆筒10的结构和尺寸相同，如图3、图6所示。

橡胶层3靠近限位环102的一端设置有向外弯折部31，弯折部与橡胶层连接处设置有一圈凹槽32，自弯折部向橡胶层另一端延伸时凹槽的深度逐渐减小。

球销组件6包括球销座、球销等，球销座上有两个螺栓过孔。

前一个橡胶层3硫化于前螺纹圆筒10的外圆壁上，前螺纹圆筒10和橡胶层3一起压装于前臂1内；将密封螺栓5的螺纹涂上密封胶后，拧入螺纹孔105，在前螺纹圆筒10内填入一定量的润滑脂；防尘罩9的内侧套装在摆臂轴4的防尘罩安装圆柱面42上，摆臂轴4的前端拧入前螺纹圆筒10内，再将防尘罩9的外侧装在圈沟槽103内；将垫圈7放入卡簧槽104内，并装上卡簧8固定，如图3、图5所示。

同样，后一个橡胶层3硫化于后螺纹圆筒11的外圆壁上，后螺纹圆筒11和橡胶层3一起压装于后臂2内；在后螺纹圆筒11内填入一定量的润滑脂；将防尘罩9的内侧套装在摆臂轴4的防尘罩安装圆柱面42上，摆臂轴4的后端拧入后螺纹圆筒11内，再将防尘罩9的外侧装在圈沟槽103内；将垫圈7放入卡簧槽104内，并装上卡簧8固定；将密封螺栓5的螺纹涂上密封胶后拧入L形油道45径向段，如图3所示。

内梯形螺纹101和外梯形螺纹41的公称直径、螺距和导程都相等，摆臂轴4前端拧入前螺纹圆筒10内后，前螺纹圆筒10的内梯形螺纹101和摆臂轴4前端的外梯形螺纹41组成梯形螺纹副，同样，内螺纹圆筒11的内梯形螺纹和摆臂轴4后端的外梯形螺纹组成梯形螺纹副，如图3和图5所示。

将球销组件6的球销座的两侧分别插入前臂1的U形槽A和后臂2的U形槽B内，用二根螺栓分别穿过后臂2、球销座和前臂1的二个螺栓过孔，后用螺母拧紧将前臂、球销组件和后臂固定在一起，完成本技术方案的组装。

用螺栓将摆臂轴4固定在车身或副车架上，再将球销组件6固定到轮边上，完成本技术方案在整车上的安装。

本技术方案的工作原理是：

当摆臂轴绕前螺纹圆筒10和后螺纹圆筒11的中心转动时，摆臂轴4和前螺纹圆筒10、后螺纹圆筒11之间梯形螺纹相对转动，不用橡胶层3变形来完成相对旋转运动，这样不仅增大衬套寿命，而且提高悬架运动的平顺性和整车的舒适性。

为了提高车辆的抗点头性能，必须把上摆臂的摆臂轴设定为前高后低，而下摆臂设定为前低后高，在车辆在运动过程中，后倾角变化很大，影响整车性能。

在车辆行驶过程中，随着车轮受力的变化，本申请的球销组件6随车轮上下运动，前螺纹圆筒10和后螺纹圆筒11分别随前臂1和后臂2通过梯形螺纹副绕摆臂轴4旋转。同时，随着前臂1和后臂2的旋转角度增大，后倾角也随之增大（如图6所示），因本申请中带有左旋梯形螺纹副，当车轮上跳时悬架摆臂总成的旋转角＞0°，前臂1和后臂2的外端（与球销组件连接处）一起向上运动时，由于梯形螺纹副的传动功能，前螺纹圆筒10和后螺纹圆筒11沿摆臂轴4的轴线向前运动，前臂1和后臂2随之一起向前运动，即悬架摆臂总成向前运动，减小了后倾角，反之，当车轮下落时，悬架摆臂总成的旋转角＜0°，前臂1和后臂2外端一起向下运动时，由于梯形螺纹的传动功能，前螺纹圆筒10和后螺纹圆筒11沿摆臂轴4的轴线向后运动，前臂1和后臂2随之一起向后运动，即悬架摆臂总成向后运动，增大小后倾角，在车辆行驶过程中的后倾角变化很小甚至不变化，保持车轮的回正力矩不变，提高了车辆行驶的稳定性。

以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。