一种基于侧纵倾解耦式悬架结构的新型弹簧压缩换向装置

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种赛车侧纵倾解耦式悬架结构调节装置。

背景技术

侧纵倾解耦式悬架结构采用侧纵倾解耦式避震结构，将纵倾和侧倾分配到不同的避震控制单元上，消除纵倾与侧倾在调节时的相互依赖与影响。在整合悬架避震基本结构的基础上加装独立的弹簧压缩换向装置，将侧倾与纵倾的运动相互孤立开来，最大程度上实现悬架系统侧向与纵向稳定性的独立控制。该新型弹簧压缩换向装置可以有效使得一根避震精确控制两个方向的侧倾，更加精准实现了侧纵倾完全解耦，实现了侧倾避震被拉伸时向压缩方向变换，提高了悬架的安全性能，以保证赛车在入弯时的平顺性。

目前大学生方程式赛车中采用的侧纵倾解耦式悬架结构存在换向机构强度不足、导向不精准及换向机构工作时磨损严重的缺点，导致悬架调节困难，操稳性较差，甚至在侧倾工况下导致侧倾避震失效，无法保证悬架的安全性能及赛车在入弯时的平顺性。

发明内容

本发明主要是针对现有技术所存在的上述技术问题，提供一种能够兼顾侧纵倾解耦导向精准和对避震单元磨损小的新型弹簧压缩换向装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于侧纵倾解耦式悬架结构的新型弹簧压缩换向装置，其中可调节式推杆机构及一体式转轴解决弹簧压缩换向装置在使用过程中发生的不可避免的微小变形，新型弹簧压缩换向装置中的导向光杆及板端解决侧倾工况下避震总成的磨损与导向问题。

本发明的进一步改进在于：

新型弹簧压缩换向装置采用四根导向光杆；第一导向光杆与第二导向光杆和第一板端与第一直头连接，第三导向光杆与第四导向光杆和第二板端与第二直头连接，四根导向光杆充当导轨作用，四根导向光杆通过空间交错平行的方式布置，将板端的运动严格限制在侧倾减震器轴向上，以此解决弹簧压缩换向装置导向不精准以及由于导向不精准准引起的弹簧压缩换向装置磨损问题。

包括推杆、一体式转轴、侧倾避震总成、纵倾避震总成、换向机构、可调节垫片、垫片接头、紧固螺栓、向心轴承、接头轴承座。

所述推杆为碳纤维推杆。

所述转轴为一体式转轴。

所述侧倾避震总成为欧林斯避震。

所述纵倾避震总成为欧林斯避震。

所述第一推杆包括第一下推杆和第一上推杆，第一接头轴承座连接第一下推杆，第一下推杆连接第一垫片接头，第一垫片接头连接第一可调节垫片，第一可调节垫片连接第二垫片接头，第二垫片接头连接第一上推杆，第一上推杆连接第二接头轴承座，第二接头轴承座和第一推杆摇臂通过向心轴承连接。

所述第二推杆包括第二下推杆和第二上推杆，第四接头轴承座连接第二下推杆，第二下推杆连接第三垫片接头，第三垫片接头连接第二可调节垫片，第二可调节垫片连接第四垫片接头，第四垫片接头连接第二上推杆，第二上推杆连接第三接头轴承座，第三接头轴承座和第二推杆摇臂通过向心轴承连接。

所述第一一体式转轴包括第一转轴、第一推杆摇臂、第一侧倾摇臂、第一纵倾摇臂，第一侧倾摇臂连接第一杆端轴承，第一纵倾摇臂连接纵倾避震总成。

所述第二一体式转轴包括第二转轴、第二推杆摇臂、第二侧倾摇臂、第二纵倾摇臂，第二侧倾摇臂连接第二杆端轴承，第二纵倾摇臂连接纵倾避震总成。

所述换向机构包括第一杆端轴承、第一直头、第一板端、第一导向光杆、第二导向光杆、第二板端、第三导向光杆、第四导向光杆、第二直头、第二杆端轴承，第一杆端轴承连接第一直头，第一直头和第一板端通过第一导向光杆及第二导向光杆连接，第二直头和第二板端通过第三导向光杆及第四导向光杆连接，第二杆端轴承连接第二直头，第一板端和第二板端通过侧倾避震总成连接。

当汽车处于转向工况时，弹簧压缩换向装置将地面作用到轮胎的垂向力传递到侧倾避震总成，当左转工况或右转工况时，弹簧压缩换向装置会有不同的运动形式，具体运动形式表示如下：

a.右转工况下弹簧压缩换向装置处于拉伸状态，弹簧压缩换向装置左右侧零件运动情况不一致，接下来将展开介绍：右侧推杆拉动右侧转轴顺时针转动，右侧侧倾摇臂拉动右侧杆端轴承运动，右侧杆端轴承拉动右侧直头运动，右侧直头带动与其相连的导向光杆向右侧运动，导向光杆带动与其相连的左侧板端向右侧运动；左侧推杆推动左侧转轴顺时针转动，左侧侧倾摇臂拉动左侧杆端轴承运动，左侧杆端轴承拉动左侧直头运动，左侧直头带动与其相连的导向光杆向右侧运动，导向光杆带动与其相连的右侧板端向左侧运动；侧倾避震器通过抑制左侧板端向右侧运动、右侧板端向左侧运动达到减震效果。

b.左转工况下弹簧压缩换向装置处于压缩状态，弹簧压缩换向装置左右侧零件运动情况不一致，接下来将展开介绍：右侧推杆推动右侧转轴逆时针转动，右侧侧倾摇臂挤压右侧杆端轴承运动，右侧杆端轴承挤压右侧直头运动，右侧直头挤压与其相连的右侧板端沿导向光杆向左侧运动；左侧推杆拉动左侧转轴逆时针转动，左侧侧倾摇臂挤压左侧杆端轴承运动，左侧杆端轴承挤压左侧直头运动，左侧直头带动与其相连的左侧板端沿导向光杆向右侧运动；侧倾避震器通过抑制左侧板端向右侧运动、右侧板端向左侧运动达到减震效果。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明基于侧纵倾解耦式悬架结构的新型弹簧压缩换向装置示意图

其中：如图1所示，本发明的基于侧纵倾解耦式悬架结构的新型弹簧压缩换向装置，主要包括第一接头轴承座(1)，第一下推杆(2)，第一垫片接头(3)，第一可调节垫片(4)，第二垫片接头(5)，第一上推杆(6)，第二接头轴承座(7)，第一转轴(8)，第一纵倾摇臂(9)，第一推杆摇臂(10)，纵倾避震总成(11)，第二转轴(12)，第二纵倾摇臂(13)，第二推杆摇臂(14)，第三接头轴承座(15)，第二上推杆(16)，第三垫片接头(17)，第二可调节垫片(18)，第四垫片接头(19)，第四接头轴承座(20)，第二下推杆(21)，第二侧倾摇臂(22)，第二杆端轴承(23)，第二直头(24)，第三导向光杆(25)，第二板端(26)，第四导向光杆(27)，侧倾避震总成(28)，第一板端(29)，第一直头(30)，第一导向光杆(31)，第二导向光杆(32)，第一杆端轴承(33)，第一侧倾摇臂(34)。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体的实施例并结合附图，对本发明的实施方式作进一步具体的描述。

第一接头轴承座(1)连接第一下推杆(2)，第一下推杆(2)连接第一垫片接头(3)，第一垫片接头(3)连接第一可调节垫片(4)，第一可调节垫片(4)连接第二垫片接头(5)，第二垫片接头(5)连接第一上推杆(6)，第一上推杆(6)连接第二接头轴承座(7)，第二接头轴承座(7)和第一推杆摇臂(10)通过向心轴承连接。第一转轴(8)上分布第一侧倾摇臂(34)、第一纵倾摇臂(9)、第一推杆摇臂(10)，第一侧倾摇臂(34)连接第一杆端轴承(33)，第一纵倾摇臂(9)连接纵倾避震总成(11)。第四接头轴承座(20)连接第二下推杆(21)，第二下推杆(21)连接第三垫片接头(17)，第三垫片接头(17)连接第二可调节垫片(18)，第二可调节垫片(18)连接第四垫片接头(19)，第四垫片接头(19)连接第二上推杆(16)，第二上推杆(16)连接第三接头轴承座(15)，第三接头轴承座(15)和第二推杆摇臂(14)通过向心轴承连接。第二转轴(12)上分布第二侧倾摇臂(22)、第二纵倾摇臂(13)、第二推杆摇臂(14)，第二侧倾摇臂(22)连接第二杆端轴承(23)，第二纵倾摇臂(13)连接纵倾避震总成(11)。第一杆端轴承(33)连接第一直头(30)，第一直头(30)和第一板端(29)通过第一导向光杆(31)及第二导向光杆(32)连接，第二直头(24)和第二板端(26)通过第三导向光杆(25)及第四导向光杆(27)连接，第二杆端轴承(23)连接第二直头(24)，第一板端(29)和第二板端(26)通过侧倾避震总成(28)连接。

在优选的实施例中，上述方程式赛车新型弹簧压缩换向装置的一体式转轴、第一直头(30)、第二直头(24)、第一板端(29)以及第二板端(26)均采用7075铝制作，可以保证零件加工的精度以确保轴承安装和装配时配合良好。该种材料屈服强度高达505MPa，而密度仅为2.81g/cm3，相比对钢结构零件强度提高29％，轻量化高达70％。换向机构中第一直头(30)、第二直头(24)、第一板端(29)、第二板端(26)沿第一导向光杆(31)和第二导向光杆(32)与第三导向光杆(25)和第四导向光杆(27)组成的空间交错平行结构轴向运动，考虑到机构的稳定性和耐疲劳性能，第一导向光杆(31)、第二导向光杆(32)、第三导向光杆(25)以及第四导向光杆(27)均使用7075-T6铝材加工完成。

右转工况下弹簧压缩换向装置处于拉伸状态，弹簧压缩换向装置左右侧零件运动情况不一致，接下来将展开介绍：第二推杆拉动第二推杆摇臂(14)顺时针转动，第二推杆摇臂(14)带动第二转轴(12)旋转，第二转轴(12)带动第二侧倾摇臂(22)旋转，第二侧倾摇臂(22)拉动第二杆端轴承(23)运动，第二杆端轴承(23)拉动第二直头(24)运动，第二直头(24)带动与其相连的第三导向光杆(25)和第四导向光杆(27)向右侧运动，第三导向光杆(25)和第四导向光杆(27)带动与其相连的第一板(29)端向右侧运动；第一推杆推动第一推杆摇臂(10)顺时针转动，第一推杆摇臂(10)带动第一转轴(8)旋转，第一转轴(8)带动第一侧倾摇臂(34)旋转，第一侧倾摇臂(34)拉动第一杆端轴承(33)，第一杆端轴承(33)拉动第一直头(30)运动，第一直头(30)带动与其相连的第一导向光杆(31)和第二导向光杆(32)向左侧运动，第一导向光杆(31)和第二导向光杆(32)带动与其相连的第二板端(26)向左侧运动；侧倾避震总成通过抑制第一板端(29)向右侧运动、第二板端(26)向左侧运动达到减震效果。

左转工况下弹簧压缩换向装置处于压缩状态，弹簧压缩换向装置左右侧零件运动情况不一致，接下来将展开介绍：第二推杆推动第二推杆摇臂(14)逆时针转动，第二推杆摇臂带(14)动第二转轴(12)旋转，第二转轴(12)带动第二侧倾摇臂(22)旋转，第二侧倾摇臂(22)挤压第二杆端轴承(23)运动，第二杆端轴(23)承挤压第二直头(24)运动，第二直头(24)挤压与其相连的第二板端(26)沿第三导向光杆(25)和第四导向光杆(27)向左侧运动；第一推杆推动第一拉杆摇臂(10)逆时针转动，第一推杆摇臂(10)带动第一转轴(8)旋转，第一转轴(8)带动第一侧倾摇臂(34)旋转，第一侧倾摇臂(34)挤压第一直头(30)运动，第一直头(30)带动与其相连的第一板端(29)沿第一导向光杆(31)和第二导向光杆(32)向右侧运动；侧倾避震器通过抑制第一板端(29)向右侧运动、第二板端(26)向左侧运动达到减震效果。

综上，本发明方程式赛车新型弹簧压缩换向装置，针对换向机构强度不足、导向不精准及侧倾避震单元工作时磨损严重的缺点，第一直头(30)和第一板端(29)组成的施力端与第二直头(24)和第二板端(26)组成的施力端通过空间交错平行结构将力作用在纵倾减震总成上，解决了由于受力集中导致换向机构强度不足的问题。另外，四根导向光杆通过空间交错平行的方式布置，将板端的运动严格限制在侧倾减震器轴向上，以此解决弹簧压缩换向装置导向不精准以及由于导向不精准准引起的弹簧压缩换向装置磨损问题，提高赛车的操纵稳定性和平顺性，最终实现赛车悬架运动参数的准确调节，增加赛车转弯极限和避障行驶的速度，提升悬架系统的总体性能。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。