耦合式扭力梁车桥的扭力梁

文档序号:59763 发布日期:2021-10-01 浏览:43次 >En<

阅读说明:本技术 耦合式扭力梁车桥的扭力梁 (Torsion beam of coupling type torsion beam axle ) 是由 宋志恩 姜熙坤 姜文远 于 2020-10-14 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种耦合式扭力梁车桥的扭力梁,其可以包括:外梁,所述外梁具有其中所述外梁的端部部分的中间部的外突出部形成为在所述外梁的纵向方向上朝向上方突出的第一截面,并且外裙部在所述外突出部的两个端部部分处沿着纵向方向竖直延伸;以及内梁,其具有其中所述内梁中的端部部分的中间部的内突出部插入到所述外梁中以面对所述外梁的所述外突出部的第二截面,并且内裙部在所述内突出部的两个端部部分处竖直延伸,并且所述内裙部的每个外表面和所述外裙部的每个内表面以相互匹配的状态表面结合。在所述内突出部的外表面与所述外突出部的内表面之间形成有间隙,以形成闭合截面。(The invention relates to a torsion beam of a coupled torsion beam axle, which can comprise: an outer beam having a first section in which an outer protrusion of an intermediate portion of an end portion of the outer beam is formed to protrude upward in a longitudinal direction of the outer beam, and an outer skirt extends vertically in the longitudinal direction at both end portions of the outer protrusion; and an inner beam having a second section in which an inner protrusion of a middle portion of an end portion in the inner beam is inserted into the outer beam to face the outer protrusion of the outer beam, and an inner skirt vertically extends at both end portions of the inner protrusion, and each outer surface of the inner skirt and each inner surface of the outer skirt are surface-bonded in a mutually matched state. A gap is formed between an outer surface of the inner protrusion and an inner surface of the outer protrusion to form a closed cross-section.)

耦合式扭力梁车桥的扭力梁

技术领域

本发明涉及一种耦合式扭力梁车桥(coupled torsion beam axle)的扭力梁,其通过扭力梁的结构改进而在不增加部件的重量的情况下满足耐久性能。

背景技术

车辆的悬架是一种通过将车桥和车身连接来以防止在行驶时从路面接收的振动或冲击直接传递到车身,从而防止对车身或货物的损坏并提高乘坐舒适性的装置,并且悬架分为前悬架和后悬架。

作为轻型和中型乘用车的后悬架,使用了耦合式扭力梁车桥(CTBA),其展现出相比于较低的单位成本和质量的较高的行驶稳定性。

在行驶中车身发生纵倾(pitching)时,耦合式扭力梁车桥通过构件的扭转弹力吸收纵倾。

此外,当车辆在转弯行驶时,根据车辆的侧倾特性而在左右车轮之间产生位移差,并且作为车桥的中间构件的扭力杆扭转,从而提高了侧倾刚度。因此,耦合式扭力梁车桥被构造成确保转动稳定性。

高性能的车辆由于具有高侧倾刚度特性,因此可以在操控方面确保快速响应能力,在中小型高性能车辆中,因为耦合式扭力梁车桥应用于后轮,所以高刚度的耦合式扭力梁车桥是必不可少的。

然而,高刚度的耦合式扭力梁车桥具有以下问题:随着输入负载的增加,耐久性能/强度性能下降,并且当增加部件以增加刚度时产生增加部件重量的副作用。因此,需要一种轻质、高刚度的耦合式扭力梁车桥结构,该结构可以在不显著增加部件的重量的情况下满足耐久性能。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般

背景技术

的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种耦合式扭力梁车桥的扭力梁,其通过扭力梁的结构改进而在不增加部件的重量的情况下满足耐久性能。

根据本发明的各个示例性实施方案,一种耦合式扭力梁车桥的扭力梁包括:外梁,其具有第一截面,在所述第一截面中所述外梁的端部部分的中间部的外突出部形成为在所述外梁的纵向方向上朝向上方突出,并且外裙部在所述外突出部的两个端部部分沿着纵向方向竖直延伸;以及内梁,其具有第二截面,在所述第二截面中所述内梁中的端部部分的中间部的内突出部插入到所述外梁中以面对所述外梁的所述外突出部,并且内裙部在所述内突出部的两个端部部分处沿竖直方向延伸,并且所述内裙部的每个外表面和所述外裙部的每个内表面以相互匹配的状态表面结合,其中,在所述内突出部的外表面与所述外突出部的内表面之间形成有间隙,以形成闭合截面。

可以沿着所述内裙部的端部部分和所述外裙部的与所述内裙部的端部部分接触的内表面线性进行焊接结合,并且所述内裙部的外表面和所述外裙部的内表面可以在其纵向方向上被局部焊接结合。

所述内裙部的外表面和所述外裙部的内表面可以在所述内裙部和所述外裙部的纵向方向上以规则的间隔焊接结合。

所述内裙部的外表面和所述外裙部的内表面可以在所述内裙部和所述外裙部的纵向方向上以规则的间隔而焊接结合在上部和下部,并且结合成使得上部和下部的焊接位置彼此错开。

所述内裙部的外表面和所述外裙部的内表面可以在所述内裙部和所述外裙部的纵向方向上焊接结合,并且可以结合成使得所述扭力梁的中心部分的焊接范围比所述扭力梁的中心部分的两侧的其他焊接范围长。

所述内裙部的外表面和所述外裙部的内表面可以在所述内裙部和所述外裙部的纵向方向上焊接结合,并且可以不在所述扭力梁的中心部分焊接,而是仅在所述扭力梁的中心部分的两侧处焊接。

可以通过使所述内突出部的截面偏移为与所述外突出部的截面相对应的形状来形成所述间隙。

可以在所述内突出部的整个外表面部分与所述外突出部的整个内表面部分之间形成所述间隙。

所述内裙部的外表面的前表面可以与所述外裙部的内表面表面接触。

在所述内突出部的外表面和所述内裙部的外表面连接的位置处可以形成其弯曲方向朝向所述内梁的内侧改变的凹形弯曲部。

在所述外梁和所述内梁的中心部分可以形成有通过保持相同形状的闭合截面而形成的相同截面部,并且在所述相同截面部的两侧处可以形成有通过改变所述闭合截面的形状而形成的可变截面部。

所述可变截面部可以包括:第一可变部,其被构造成使得所述第一可变部的一侧连接到所述相同截面部的侧部,并且所述内梁的上端部部分逐渐向下倾斜,以逐渐增加闭合截面的竖直高度;以及第二可变部,其构造成使得所述第二可变部的一侧连接到所述第一可变部的另一侧,所述外梁的上端部部分和所述内梁的上端部部分形成为具有预定长度或更长的宽度的水平截面形状,并且所述第二可变部的另一侧连接到纵臂的侧表面。

所述外梁和所述内梁的端部部分可以形成为围绕所述纵臂的侧表面的一部分的形状,所述外梁的端部部分的上端部部分可以与所述纵臂的上表面结合,并且所述内梁的端部部分的上端部部分与所述纵臂的底表面结合。

在与所述外梁的上端部部分的相同截面部相邻的可变截面部中可以形成有夹具孔。

在垂直于所述夹具孔的轴向的方向上,在面对所述夹具孔的所述内梁的上端部部分上可以形成有承接表面。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述,本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1是示例性地示出根据本发明的各种示例性实施方案的耦合式扭力梁车桥的形状的视图。

图2是单独示出根据本发明的各种示例性实施方案的外梁和内梁的形状的视图。

图3是示例性地示出根据本发明的各种示例性实施方案的外梁和内梁彼此联接的截面形状的视图。

图4、图5、图6以及图7是示出根据本发明的各个示例性实施方案的外梁与内梁结合处的部分的不同样式的示例的视图。

图8是用于描述根据本发明的各个示例性实施方案的形成在外梁和内梁之间的闭合截面的形状改变的状态的视图。

应当了解,附图并非按比例地绘制,显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中,贯穿附图的多幅图形,附图标记表示本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案,这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述,但是应当意识到,本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面,本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案,而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。

图1是示例性地示出根据本发明的各种示例性实施方案的耦合式扭力梁车桥的视图。

参照图1,扭力梁1形成为向下开口的“U”形截面,使得扭力梁1的两端部部分被构造成设置在车身的左右方向上,一对纵臂2分别联接到扭力梁1的两端部部分,并且纵臂2的两端部部分被构造成设置在车身的前后方向上。

此外,尽管未在图1中示出,后轮联接到纵臂2的后端部部分的外部,减振器的下端部部分联接到纵臂2的后端部部分的内部。

同时,本发明的耦合式扭力梁车桥的扭力梁1被构造成包括外梁10和内梁20。

图2是分别示出根据本发明的各种示例性实施方案的外梁10和内梁20的形状的视图,并且图3是示例性地示出根据本发明的各种示例性实施方案的外梁10和内梁20彼此联接的截面形状的视图。

参照图2和图3,首先,外梁10形成为其端部部分的中间部的外突出部12形成为在外梁的纵向方向上朝向上方突出的截面形状,并且外裙部14在外突出部12的两端部部分沿着竖直方向纵向延伸。

例如,外突出部12形成为其上端部部分是水平的并且两个水平端部部分都沿着其向外的方向向下倾斜的杯形形状,并且形成为外裙部14在外突出部12的前端部部分和后端部部分处沿下方方向以直线形成的截面结构。

此外,内梁20形成为其端部部分的中间部的内突出部22插入到外梁10中以面对外突出部12的截面形状,并且内裙部24在内突出部22的两端部部分沿着竖直方向延伸。因此,内裙部24的外表面和外裙部14的内表面以相互匹配的状态表面结合。

例如,内突出部22也形成为截面向上突出的杯形形状,并且形成为内裙部24在内突出部22的前端部部分和后端部部分处沿下方方向以直线形成的结构。

在内突出部22的外表面与外突出部12的内表面之间形成有间隙g,以在外梁10与内梁20之间形成闭合截面的空间。

也就是说,通过对板材进行压制成型来分别提供外梁10和内梁20,并且内梁20的内突出部22以装配在外梁10的外突出部12中的方式结合。

然而,沿着内突出部22的外表面和外突出部12的内表面形成有间隙g,以在外梁10与内梁20之间形成闭合截面的空间。此外,内裙部24的外表面以面接触的状态结合到外裙部的内表面,从而增加了外梁10与内梁20之间的结合面积。

因此,通过在梁的发生扭转的截面上实施闭合截面结构,可以提高扭力梁1的刚度,以确保与多连杆机构相同的高侧倾刚度,此外,通过增加外梁10与内梁20之间的结合面积,可以确保扭力梁1的耐久性能。

此外,由于增加耐久性和刚度的结构不是由于例如增加扭力梁1或增加扭力梁1的厚度的增加重量的结构,因此CTBA的轻量化设计也是可能的。

另外,内梁20和外梁10既可以通过线性焊接结合W1来结合,也可以通过采用塞焊结合W2方法而与线性焊接结合W1一起来进行结合。

参照图3,焊接结合W1沿着内裙部24的端部部分和与内裙部24的端部部分接触的外裙部14的内表面而线性地进行。

此外,内裙部24的外表面和外裙部14的内表面沿纵向方向可以被施加样式图案,并且可以额外进行局部焊接结合W2。

由于外梁10和内梁20是压制成型的,因此根据制造条件,在外裙部14与内裙部24之间的表面匹配由于压制成型公差而不能合适地执行的状态下,可以进行焊接。

在这种情况下,除了线性焊接之外,还增加了在局部进行结合的塞焊,以确保外裙部14与内裙部24之间的表面匹配,因此,可以确保焊接部的质量,并且由于外裙部14和内裙部24的竖直长度增加以形成焊接表面,所以可以确保额外的刚度。

图4、图5、图6以及图7是示出在根据本发明的各个示例性实施方案的外梁10与内梁20结合处的部分的不同样式的塞焊的示例的视图,并且塞焊的有无、位置和长度可以根据目标刚度和耐久性的弱点而进行多样化的设定。

图4是用于说明塞焊的第一例的图,内裙部24和外裙部14在内裙部24和外裙部14的纵向方向上等间隔地进行焊接结合W2。

这可以是外梁10与内梁20的基本塞焊方法。

图5是用于说明塞焊的第二例的图,内裙部24和外裙部14在内裙部24和外裙部14的纵向方向上在上部和下部等间隔地进行焊接结合W2,并且可以以上部的焊接位置与下部的焊接位置彼此错开的形式结合。

这是一种用于增加扭力梁1的刚度的类型,当外裙部和内裙部24在竖直方向上的长度增加并且其接触面积增加时,通过在外裙部和内裙部24的上下位置处形成以Z字形焊接的形式,可以更可靠地形成外裙部与内裙部24之间的面接触,并且可以通过增加材料的量以确保接触面积来进一步提高扭力梁1的刚度。

图6是用于说明塞焊的第三例的图,内裙部24和外裙部14在内裙部24和外裙部14的纵向方向上进行焊接结合W2,并且可以结合成使得中心部分的焊接范围比扭力梁的中心部分的两侧上的其他焊接范围长。

由于在车轮行程大时由于扭转导致的扭力梁1的扭转变得过大,因此本发明通过将扭力梁1的中心部分构造成具有较大的抗扭性来加强耐久性可能会减弱的部分。

图7是用于说明塞焊的第四例的图,内裙部24和外裙部14在内裙部24和外裙部14的纵向方向上进行焊接结合W2,并且可以在扭力梁的中心部分处不进行焊接,而只在扭力梁的中心部分的两侧处进行焊接结合W2。

也就是说,根据扭力梁1的厚度,由塞焊热量引起的变形程度不同。在通过使用薄板材料成型内梁20和外梁10以减小扭力梁1的重量的情况下,由于在扭力梁1的中心部分处不进行焊接,因此可以使热变形最小化。

同时,如图3所示,根据本发明的各种示例性实施方案,可以通过使内突出部22的截面偏移为与外突出部12的截面相对应的形状来形成间隙g。

在此,在内突出部22的整个外表面部分与外突出部12的整个内表面部分之间形成间隙g,并且这可以适用于外梁10和内梁20的基于车身的左右方向的中间部分(稍后将描述相同的截面)。

也就是说,在扭力梁1产生扭转的情况下,由于中心部分的变形最大,因此,通过调节形成在扭力梁的中心部分的间隙g的偏移量可以提高侧倾刚度。

此外,形成其中内裙部24的外表面的前表面与外裙部的内表面形成面接触的结构。

也就是说,通过在使外裙部14的竖直长度形成为覆盖内裙部24的长度以增加结合面积的同时确保内裙部24的竖直长度尽可能地长,从而当发生扭力梁1的扭转时,防止了扭转应力集中的现象,由此提高了扭力梁1的耐久性。

同时,根据本发明的各个示例性实施方案,可以在内突出部22的外表面与内裙部24的外表面连接的位置处形成其弯曲方向朝向内梁20的内侧改变的凹形弯曲部R。

例如,弯曲部R的上端部部分连接到内突出部22的下端部部分,弯曲部R的下端部部分连接到内裙部24的上端部部分,并且弯曲部R的中间部形成为朝向内梁20的内侧内翻的形状。

也就是说,在内突出部22和内裙部24连接的部分处未形成弯曲部R的情况下,在内突出部22和内裙部24连接的部分与外梁10的内表面之间形成的间隙g变窄,因此,不仅在确保对应部分的刚度方面受限,而且涂覆性能也变差。

因此,根据本发明的各个示例性实施方案,由于弯曲部R形成在内突出部22与内裙部24连接的位置处,因此,弯曲部R与外梁10的内表面之间的间隙g增加,用以额外地确保扭力梁1的刚度,并确保涂料流动性,从而改善涂覆性能。

在本发明的示例性实施方案中,弯曲部R可以形成为具有预定的曲率。

同时,图8是用于描述根据本发明的各个示例性实施方案的形成在外梁10与内梁20之间的闭合截面的形状改变的状态的视图。

参照图8,在沿着车身的左右方向形成的外梁10和内梁20的中心部分处形成有通过保持相同形状的闭合截面而形成的相同截面部L1,并且在相同截面部L1的两侧处形成有通过改变闭合截面的形状而形成的可变截面部。

也就是说,当在扭力梁1中发生扭转时,最可能发生变形的中心部分形成并保持与闭合截面结构相同的截面形状,并且形成闭合截面结构的可变截面,用以提高在扭力梁的中心部分的两侧与纵臂2的结合性。

可变截面部分为第一可变部L2和第二可变部L3,第一可变部L2构造成使得其一侧连接到相同截面部L1的侧部,并且内梁20的上端部部分逐渐向下倾斜,以逐渐增加闭合截面的竖直高度。

第二可变部L3构造成使得其一侧连接到第一可变部L2的另一侧,外梁10的上端部部分和内梁20的上端部部分形成为具有预定长度或更长的宽度的水平截面形状,并且另一侧连接到纵臂2的侧表面。

此外,在第二可变部L3的情况下,外梁10和内梁20的端部部分形成为围绕纵臂2的侧表面的一部分的形状,并且外梁10的端部部分的上端部部分与纵臂2的上表面结合。

此外,内梁20的端部部分的上端部部分与纵臂2的底表面结合。

也就是说,相同截面部L1是扭力梁1的最大扭力点,并且通过使内梁20与外梁10之间的闭合截面的形状和面积保持相同,来确保扭力梁1的扭转刚度。

但是,在第一可变部L2中,可以增加闭合截面形状的上部和下部的长度,使得内梁20和外梁10的端部部分包围纵臂2的侧周,并且还增加了其前后方向的宽度。为此,在第一可变部L2中,在进行向上成型所述外突出部12的上端部部分的同时,外裙部14的下端部部分的长度可以形成为向下延伸,并且,在进行向下形成所述内突出部22的上端部部分的同时,内裙部24的下端部部分的长度可以形成为向下延伸。

此外,由于第二可变部L3中的内梁20和外梁10具有比第一可变部L2中的内梁20和外梁10更宽的上端部部分的水平截面形状,因此,结合到纵臂2的上表面和下表面的区域变宽,从而提高了与纵臂2的焊接牢固性。

此外,根据本发明的各个示例性实施方案,可以在与外梁10的上端部部分的相同截面部L1相邻的可变截面部中形成夹具孔16,夹具孔16可以形成在相同截面部L1中第一可变部L2开始的位置处。

此外,可以在垂直于夹具孔16的轴向的方向上在内梁20的面对夹具孔16的上端部部分上形成承接表面26。

因此,通过夹具孔16,不仅可以在焊接期间进行固定,而且还可以测量外梁10和内梁20之间的间隙。

但是,在发生扭力梁1的扭转时,相同截面部L1中的变形最大,因此,当夹具孔16位于相同截面部L1中时,在夹具孔16中可能会出现耐久性裂纹。因此,通过形成夹具孔16并同时避开相同截面部L1,可以在防止扭力梁1破裂的同时测量外梁10与内梁20之间的间隙。

因此,根据本发明的各个示例性实施方案,通过在发生扭转的扭力梁1的截面上形成宽闭合截面结构,可以提高CTBA的刚度,以确保与多连杆机构相同的高侧倾刚度,此外,通过增加外梁10与内梁20之间的结合面积,可以确保扭力梁1的可制造性和耐久性能。

此外,由于具有增加耐久性和刚度的结构不是由于例如添加扭力梁1或增加扭力梁1的厚度的具有增加重量的结构而实现的,因此CTBA的轻量化设计也是可能的。

为了方便解释和精确限定所附权利要求,术语“上方”、“下方”、“内”、“外”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内”、“外”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解,术语“连接”或其衍生词指的是直接和间接连接。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的,也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式,显然,根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

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