一种汽车用副车架衬套

技术领域

本发明涉及一种汽车用副车架衬套。

背景技术

汽车在行驶中，接收路面信号刺激，悬架定位参数发生变化，由此对车辆操纵稳定性及乘坐舒适性产生影响，要解决悬架系统的以上问题，需要采用橡胶衬套结构，作为悬架和车身的链接，一方面，避免刚性冲击造成悬架零部件之间的碰撞干涉甚至损坏，另外，作为缓冲部件可以吸收地面振动，提高乘坐舒适性和操纵感。随着居民对汽车的要求越来越高，舒适性和操纵性也日渐重要，同时副车架衬套要有较大的轴向承载力。为此衬套要承受更大的冲击，能最大化吸收震源能量。

目前汽车使用的副车架衬套多为结构简单的金属衬套，由于简单的金属衬套，受结构影响和技术条件限制，轴向刚度和径向刚度不能达到预定目标要求，衬套硬点蠕变量大，对衬套整体性能有影响。现亟需一种悬架结构衬套，可实现较好的轴向力控制以及便于实现调节径向刚度，以有效提高汽车行驶于颠簸路面时候的舒适性和操纵性。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车用副车架衬套，以解决目前副车架衬套刚度不便调节的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种汽车用副车架衬套，包括支撑内管、支撑外管、设于所述的支撑内管与所述的支撑外管之间的缓冲体，所述的支撑内管可相对所述的支撑外管在轴向上移动从而压缩可形变的缓冲体，所述的衬套还包括限位件，所述的限位件与所述的支撑内管连接，所述的限位件具有限位部，所述的支撑外管上具有配合部，所述的限位部可与所述的配合部相抵从而限制所述的支撑内管的移动。

优选地，所述的限位件还具有长条形限位主体，所述的限位主体的长度延伸方向与所述的衬套的轴心线相垂直，所述的限位主体与所述的支撑内管连接，所述的限位部设置在所述的限位主体长度方向的一侧；所述的限位主体宽度方向的一侧设置有导向部，且所述的导向部位于所述的限位主体下部。

优选地，所述的限位主体包括相对设置的第一主体部和第二主体部，所述的第一主体部与所述的第二主体部之间保持间隙，所述的支撑内管部分位于该间隙内，所述的限位部设置在所述的第一主体部和第二主体部的同一侧。

优选地，所述的限位部设置两个，两个所述的限位部分别位于所述的限位主体长度方向的相对两侧；和\或，所述的导向部设置两个，两个所述的导向部位于所述的限位主体宽度方向的同一侧，两个所述的导向部之间保持间隙。

优选地，所述的导向部的外侧壁呈弧形。

优选地，所述的支撑外管的顶部还设置有凸出部，所述的凸出部一端与所述的支撑外管的顶部连接，所述的凸出部另一端远离所述的支撑外管顶部倾斜向上延伸，所述的凸出部与所述的配合部沿所述的支撑外管顶部周向设置，所述的凸出部与所述的缓冲体贴合。

优选地，所述的缓冲体包括环形筒体以及设置在所述的环形筒体内的支撑体，所述的支撑体具有中空腔体，所述的支撑内管位于该中空腔体内，所述的支撑体与所述的环形筒体内壁之间具有中空空间，所述的限位件部分位于该中空空间内。

优选地，所述的支撑体包括支撑本体以及位于所述的支撑本体长度方向两侧的延伸部，所述的中空腔体开设在所述的支撑本体内，所述的延伸部延伸至所述的环形筒体顶部并与所述的支撑外管的凸出部贴合；所述的环形筒体顶部沿其周向设置有边沿，该边沿与所述的支撑外管的配合部贴合并与所述的限位件的限位部相对设置。

优选地，所述的支撑内管上设置有与所述的限位件相配合的第一卡槽；或所述的支撑内管、所述的缓冲体上均设置有与所述的限位件相配合的第一卡槽。

优选地，所述的衬套还包括盖板，所述的盖板连接在所述的支撑内管、限位件上；所述的支撑内管上还设置有第二卡槽，所述的盖板上设置有与所述的第二卡槽相配合的卡接部。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明提供的汽车用副车架衬套，通过设置限位件，能够在衬套的轴向限制支撑内管的运动距离，当轮轴方向受力时，支撑内管不会相对支撑外管偏移过大；通过调节支撑内管、支撑外管、限位件，实现较好的轴向变形量控制并且便于调节衬套径向、轴向刚度，有效的提高汽车行驶于颠簸路面时候的舒适性和操纵性。

附图说明

附图1为本发明提供的汽车用副车架衬套的第一视角的整体结构图；

附图2为本发明提供的汽车用副车架衬套的第二视角的整体结构图；

附图3为本发明提供的汽车用副车架衬套去除支撑外管的整体结构图；

附图4为本发明提供的汽车用副车架衬套去除支撑外管和盖板的结构图；

附图5为本发明提供的汽车用副车架衬套的限位件和支撑内管的结构图；

附图6为本发明提供的汽车用副车架衬套的限位件的结构图；

附图7为本发明提供的汽车用副车架衬套的支撑内管的结构图；

附图8为本发明提供的汽车用副车架衬套的支撑外管的立体图；

附图9为本发明提供的汽车用副车架衬套的支撑外管的主视图；

附图10为本发明提供的汽车用副车架衬套的盖板的第一视角的结构图；

附图11为本发明提供的汽车用副车架衬套的盖板的第二视角的结构图；

附图12为本发明提供的汽车用副车架衬套(去除限位件)的剖视图；

附图13为本发明提供的汽车用副车架衬套的剖视图；

附图14为本发明提供的汽车用副车架衬套的缓冲体的结构图；

附图15为本发明提供的汽车用副车架衬套的载荷-位移及位移-轴向静刚度曲线图；

附图16为本发明提供的汽车用副车架衬套的载荷-位移及位移-轴向静刚度曲线图；

附图17为本发明提供的汽车用副车架衬套的载荷-位移及位移-轴向静刚度曲线图。

以上附图中：1-支撑内管，11-第一卡槽，12-第二卡槽，13-减重槽，2-支撑外管，21-凸出部，22-配合部，3-缓冲体，31-环形筒体，32-本体，33-延伸部，34-边沿，4-限位件，41-限位部，42-导向部，43-限位主体，5-盖板，51-卡接部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1至图14所示的汽车用副车架衬套，副车架衬套包括支撑内管1、支撑外管2、设于支撑内管1与支撑外管2之间的缓冲体3，支撑内管1可相对支撑外管2在轴向上移动从而压缩可形变的缓冲体，衬套上还设有限位件4，限位件4与支撑内管1、缓冲体3均相配合连接，限位件4具有限位部41，支撑外管上具有配合部22，限位部41可与配合部22相抵从而限制支撑内管1的移动，以控制运动行程，当轮轴方向受力时，支撑内管1不会相对支撑外管2偏移过大。

限位件4的结构如下：其具有长条形限位主体43，限位主体43的长度延伸方向与衬套的轴心线相垂直，限位主体43与支撑内管1连接，限位部41设置在限位主体43的长度方向的一侧。

进一步地，限位主体43宽度方向的一侧设置有导向部42，且导向部42位于限位主体43的下部，在支撑内管相对支撑外管在轴向上移动时带动限位件4上下移动，导向部42导引限位件4在上下方向移动。

参见图5和图6，限位部41设置两个，两个限位部41分别位于限位主体长度方向的的相对两侧；导向部42设置两个，两个导向部42设置在限位主体43宽度方向的同一侧，一个限位部41与一个导向部42连接(限位部41与导向部42以垂直为最优)均位于限位主体的同一侧，另一个限位部41与另一个导向部42连接(限位部41与导向部42以垂直为最优)均位于限位主体43的另一侧同侧。在初始状态下，限位部41与缓冲体3的顶部保持间隙，在受到大载荷时，限位部与缓冲体3顶部相抵后，支撑内管1的运动被限制，不能继续运动。限位件4与缓冲体3配合时，一导向部42的一侧壁(与另一导向部42相对的侧壁)、另一导向部的一侧壁(与另一导向部42相对的侧壁)分别可与缓冲体3的外侧壁贴合。

而在一些实施方式中，限位部41设置一个，导向部42设置一个，限位部41与导向部42均位于限位件的同一侧；或者限位部41设置两个，导向部42设置一个，限位部41与其中一个导向部42位于限位件4的同一侧；或者限位部41设置一个，导向部42设置两个。

参见图5和图6，限位主体43包括相对且平行设置的第一主体部和第二主体部，第一主体部和第二主体部为条形结构，如呈柱状(可为方体柱或圆柱)，第一主体部、第二主体部之间保持间隙，支撑内管1部分位于该间隙内，增加限位件4与支撑内管1、缓冲体3的连接稳固性。

进一步地，两个限位部41、第一主体部、第二主体部上表面优选均位于同一水平面，便于整体装配后的稳定性。当导向部42位于缓冲体3的中空空间内，导向部42的外侧壁(与缓冲体3内壁相对的侧壁)与缓冲体3内壁之间保持间隙，在运动中，限位件4不与缓冲体3内壁碰触摩擦。

进一步地，当限位件4放置在支撑内管1、缓冲体3上，限位部41、第一主体部、第二主体部、支撑内管1、缓冲体3的上表面齐平，便于连接稳固。

进一步地，导向部42的外侧壁(与缓冲体3相对的侧壁)呈弧形，该弧形与缓冲体3内轮廓弧形相匹配，便于成型加工，即使在与轴向垂直的方向上发生移动时，导向部42的外侧壁与缓冲体3内壁相抵，对缓冲体3的损伤相对较小。

进一步地，通过调节导向部42的厚度(导向部42的外侧壁与其内侧壁之间的间距H，参见图13)来限制缓冲体3的变形量，进而来调整衬套的径向刚度。

本例中的支撑外管2与常规支撑外管2结构不同，支撑外管2的顶部设置有配合部22，配合部22与限位件4相对设置，限位件4与配合部22之间的间距决定了支撑内管1运动的最大距离，当限位件4与该配合部22相抵后，支撑内管1的运动被限制，不能继续运动。

进一步地，支撑外管2的顶部还设置有凸出于该顶部的凸出部21，凸出部21一端与支撑外管2的顶部连接，凸出部21另一端远离支撑外管2顶部倾斜向上延伸，凸出部21与配合部22沿支撑外管2顶部周向设置，凸出部21与缓冲体3贴合。通过调整支撑内管1和支撑外管2的凸出部21相对高度，使衬套的安装状态满足调教硬点的要求，硬点决定悬架基础性能；另外通过调节凸出部21顶部与支撑内管1顶部的距离(凸出部21顶部与支撑内管1顶部之间的距离h，参见图12)，可控制缓冲体3的量，进而调节轴向刚度，刚度高可以承受高的轴向力，具体如何调节看根据设计需求来定；或者通过调节凸出部21高度(其一端至其另一端的间距)来控制缓冲体3的量，从而进一步调整轴向刚度；也可通过微调支撑外管2直径，来达到轴向压出力要求。

在一个优选实施例中，配合部22设置两个，两个配合部22分别与两个限位部41相对设置，当限位部41与配合部22相抵后，支撑内管1的运动被限制，不能继续运动。凸出部21设置两个，两个凸出部21分别与缓冲体3的支撑体的两端相贴合，两个凸出部21与两个配合部22均沿支撑外管2顶部周向设置，且交错设置，即一个凸出部21与一个配合部22相邻设置。

缓冲体3的结构如下：参见图14，其包括环形筒体31以及设置在环形筒体31内的支撑体，环形筒体31的外轮廓与支撑外管2的外轮廓相适配，环形筒体31具有容纳腔体，支撑体位于该容纳腔体内。支撑体具有中空腔体，支撑内管1位于该中空腔体内，中空腔体的内轮廓与支撑外管2的外轮廓相适配，支撑外管2的内侧壁与环形筒体31的外侧壁贴合。

设置在环形筒体31内的支撑体未将环形筒体31的容纳腔体填满，环形筒体31的容纳腔体分为两部分，一部分容纳支撑体，另一部分依然是中空空间，该中空空间设置如下：支撑体的一侧(未与环形筒体31连接的一侧)与相对的环形筒体31之间具有中空空间，或者支撑体的两侧(未与环形筒体31连接的两侧)与相对的环形筒体31之间均具有中空空间，设置该中空空间的好处是限位件4部分位于该中空空间内，当轮轴方向受力时，限位件4会随支撑内管1在轴向移动，为限位件4提供移动空间，且支撑内管1在Y方向不需要移动很大距离，限位件4与环形筒体31顶部之间保持间隙，限位件4与环形筒体31顶部之间的间距为支撑内管1运动的最大距离，在车运行中，内外管轴向有运动距离限制，限位件4与环形筒体31顶部相抵是运动的最大距离，当限位件4与环形筒体31顶部相抵后，支撑内管1的运动被限制，不能继续运动，从而避免支撑内管1因在轴向运动幅度过大而导致支撑内管1与缓冲体3脱离的情况发生，即限位件4可在衬套的轴向对支撑内管1的移动距离进行限制。

具体地，支撑体包括长条形的支撑本体32以及设置在支撑本体32上的延伸部33，延伸部33分别位于支撑本体长度方向的两侧，支撑本体32的延伸方向与延伸部33的延伸方向一致，中空腔体开设在支撑本体32内，支撑内管1的外周侧壁可与中空腔体内壁贴合，延伸部33由支撑本体32延伸至环形筒体31顶部，延伸部33与支撑外管2的凸出部21贴合。

进一步地，环形筒体31顶部设置有边沿34，该边沿34与支撑外管2的配合部22贴合，在不同工况下，限位部41相对支撑外管的配合部22上下运动，支撑外管的配合部22处对应的缓冲体3的边沿34橡胶起到缓冲作用。

在一个优选实施例中，延伸部33设置两个，边沿34设置两个，延伸部33与边沿34沿环形筒体31的周向设置，延伸部33与边沿34交错设置，即延伸部33与边沿34相邻设置。

进一步地，中空空间位于支撑本体32的宽度方向，宽度方向与长度方向垂直，位于支撑本体32宽度方向的相对两侧分别与相对的环形筒体31之间具有中空空间，限位件4的两个导向部42分别位于两个中空空间内。

支撑内管1的结构如下：支撑内管1中部具有中心孔，支撑内管1为上宽下窄结构，其包括上管体和下管体，上管体与环形筒体31内壁相对的侧壁为弧形，上管体上设置有减重槽13，减轻整体重量。

在同一水平投影面，限位部4的延伸方向与缓冲体3、支撑内管1的延伸方向垂直。

限位件4与支撑内管1、缓冲体3均相配合连接具体指：第一主体部、第二主体部为长条形杆状，支撑内管1、缓冲体3上均设置有与第一主体部、第二主体部相配合的第一卡槽11，第一卡槽11开设在支撑内管1的上侧，将第一主体部、第二主体部放入第一卡槽11可将支撑内管1、缓冲体3连接。

本例中，衬套还包括盖板5，盖板5连接在支撑内管1上并位于限位件4上用于固定限位件4，起到锁紧和支撑作用，盖体具有底部、与底部垂直连接的环形侧壁，环形侧壁与底部围合形成顶部开口的壳体，底部的底面可为水平面，盖板5上设置有安装孔。当盖板5放置在支撑内管1上时，盖板5的底面与支撑内管1、限位件4、缓冲体3上表面相抵，将衬套安装在副车架上时，通过在安装孔内安装螺栓将衬套连接到副车架上。

支撑内管1上还设置有第二卡槽12，第二卡槽12开设在中心孔内壁，第二卡槽12沿竖直方向延伸，第二卡槽12截面可呈方形，盖板5上设置有与第二卡槽12相配合的卡接部51，盖板5底部开设开孔，卡接部51由盖板5底部开孔向远离盖体底部方向延伸至卡入第二卡槽12内。

进一步地，支撑内管1采用高强度铝合金，满足汽车副车架衬套的使用强度要求且耐腐蚀，具体采用铸造铝的方式，可以很大程度满足支撑内管1的强度要求。缓冲体3采用天然橡胶，缓冲体3附着于支撑内管1和支撑外管2之间，能有效过滤车辆行驶中路面带来的震动，消除人体不适感，有效改善乘坐舒适性。支撑外管2采用高强度铝合金。限位件4采用高强度尼龙塑料，采用3D打印技术，可以根据客户需求来灵活调整结构。盖板5采用高强度铝合金。

使用本申请的汽车用副车架衬套可调节轴向刚度，使衬套容易承受多种工况载荷，使用范围较广，例如：

1)通过调节限位件4的限位部41的厚度(图13中L所指)，来限制支撑内管在轴向方向的位移量，进而限制缓冲体橡胶的变形量，以调节衬套轴向刚度。

当限位件4的限位部41的厚度为6mm和7mm时，分别进行Abaqus有限元分析，得到图15(厚度为6mm的载荷-位移及位移-轴向静刚度曲线图)、图16(厚度为7mm的载荷-位移及位移-轴向静刚度曲线图)的曲线图，其中纵坐标force表示轴向载荷，stiffness表示轴向刚度，横坐标displacement表示限位件在轴向移动的距离。

从图15原数模0预载分析结果可以看出，刚度曲线的拐点在8.5mm左右。图16中，当限位部41加厚1mm即7mm，使拐点出现在7.5mm，限位部41没有接触到缓冲体边沿34前，曲线平缓趋势，直到7.5mm处接触缓冲体边沿34刚度陡升，直至限位件接近极限位置10mm附近加载结束。期间轴向载荷不断增加，限位件向下移动，此时载荷极限加载设为4000N。

同理，每次增加限位件的限位部41厚度，刚度曲线拐点前移相应距离，载荷极限减小。

综上，要得到符合需求的轴向刚度，通过调节限位件4的限位部41厚度来实现。

2)通过调节限位件4的导向部42的厚度(图13中H所指)，以调节衬套径向刚度；

3)调节支撑外管的凸出部21至支撑内管1顶端的高度(图12中h所指)，影响缓冲体橡胶的量，以调节衬套轴向刚度。

比如：参见图17，当凸出部沿21与支撑内管1顶端距离减小时，缓冲体橡胶初始刚度设300N/mm，8.5mm前刚度曲线(a)降低，载荷曲线不变。

当凸出部21与支撑内管1顶端距离增大时，缓冲体橡胶初始刚度设500N/mm，8.5mm前刚度曲线(b)抬高，载荷曲线不变。

综上，要得到符合需求的轴向刚度，通过调节支撑外管的凸出部21至支撑内管1顶端的高度来实现。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。