导向结构、车辆悬架及车辆

文档序号:772329 发布日期:2021-04-09 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 导向结构、车辆悬架及车辆 (Guide structure, vehicle suspension and vehicle ) 是由 陶邦银 薛志祥 陆优 高玉振 于 2020-12-25 设计创作,主要内容包括:本申请涉及车辆技术领域,具体涉及一种导向结构、车辆悬架及车辆。该导向结构包括滚动部和安装部,所述滚动部适于与减振器的活塞杆的杆身接触形成滚动摩擦,并在所述活塞杆做往复运动时在滚动摩擦力的作用下绕自身的轴心旋转;所述安装部与所述滚动部相连,且适于固定在所述减振器的缸筒上部。该导向结构能够在不改变减振器内部结构以及悬架布置形式的前提下,有效避免减振器缸筒上部的密封圈的磨损,提高减振器的使用寿命,且降低活塞杆的运动阻力,使减振器充分发挥其减振效果,提高整车舒适性。(The application relates to the technical field of vehicles, in particular to a guide structure, a vehicle suspension and a vehicle. The guide structure comprises a rolling part and an installation part, wherein the rolling part is suitable for being in contact with a rod body of a piston rod of the shock absorber to form rolling friction and rotates around the axis of the rolling part under the action of the rolling friction when the piston rod reciprocates; the mounting part is connected with the rolling part and is suitable for being fixed on the upper part of the cylinder barrel of the shock absorber. This guide structure can effectively avoid the wearing and tearing of the sealing washer on shock absorber cylinder upper portion under the prerequisite that does not change shock absorber inner structure and suspension arrangement form, improves the life of shock absorber, and reduces the motion resistance of piston rod, makes its damping effect of shock absorber full play, improves whole car travelling comfort.)

导向结构、车辆悬架及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域,特别涉及一种导向结构、车辆悬架及车辆。

背景技术

悬架是车架与车轮之间的传力连接装置的总称,它的作用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向力以及这些反力所造成的力矩传递到车架上,以保证汽车的正常行驶。悬架一般包括弹性元件、减振器和导向结构。

在车辆的行驶中,由于路面的凹凸不平,弹性元件会产生振动,持续的振动容易使乘员感到不适。减振器则可以使弹性元件的振动迅速减小。减振器的工作原理为:当车架与车轮作往复相对运动而活塞在缸筒内往复移动时,减振器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔。此时,孔壁与油液间的摩擦以及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力,使车身和车架的振动能量转化为热能被油液和减振器壳体所吸收。减振器的阻尼力越大,振动消除得越快。其中,麦弗逊悬架为最常见的前悬架类型。

然而,由于侧向力的作用,减振器的活塞杆与钢桶上端的导向密封圈之间形成滑动摩擦副。当减振器工作时,该摩擦副产生摩擦力阻碍活塞杆运动,降低了整车舒适性,同时降低了减振器的使用寿命。

目前,对于麦弗逊悬架,行业内一般通过调整减振器上端的平面轴承的布置角度来使减振器的轴线与车轮转向轴线重合,避免减振器承受侧向力,或直接在减振器的壳体内增加环形导向结构,以减小导向密封圈的磨损。上述方法均直接调整减振器在整车上的布置形式或减振器的内部结构,改动量大,不够灵活,通用性较差。

因此,提供一种结构简单、通用性强且对减振器改动量小的导向结构、悬架和车辆具有重要的意义。

发明内容

鉴于此,本申请提供一种导向结构、车辆悬架及车辆,该导向结构能够在不改变减振器内部结构或布置形式的情况下有效减小活塞杆的运动阻力,提高整车舒适性。

具体而言,包括以下的技术方案:

第一方面,本申请提供一种导向结构,所述导向结构包括滚动部和安装部,

所述滚动部适于与减振器的活塞杆的杆身接触形成滚动摩擦,并在所述活塞杆做往复运动时在滚动摩擦力的作用下绕自身的轴心旋转;

所述安装部与所述滚动部相连,且适于固定在所述减振器的缸筒上部。

可选的,所述滚动部与所述活塞杆滚动摩擦的部分为滚动摩擦部,所述滚动摩擦部与所述活塞杆的横向接触线为凸出方向远离所述活塞杆的弧形。

可选的,所述弧形的半径与所述活塞杆的半径相同。

可选的,所述滚动部为滚轮结构,所述滚轮结构可绕其中心轴杆旋转,所述安装部与所述滚轮结构的中心轴杆连接。

可选的,所述滚动部包括两个滚动轴承、滚动摩擦部和中心轴杆,

所述两个滚动轴承分别安装于所述滚动摩擦部两端;

所述中心轴杆穿过所述两个滚动轴承和所述滚动摩擦部的轴心,且与所述两个滚动轴承部连接,所述中心轴杆的两端分别与所述安装部连接。

可选的,每个所述滚动轴承包括外圈、滚动体和保持架,

所述滚动体通过所述保持架均匀的分布于所述中心轴杆和所述外圈之间,并与所述外圈滚动摩擦;

所述外圈与所述滚动摩擦部相连。

可选的,所述安装部包括第一安装板和第二安装板,所述第一安装板和所述第二安装板分别与所述滚动部的中心轴杆的两端相连。

第二方面,本申请实施例还提供一种车辆悬架,所述车辆悬架的减振器上设置有如上所述的导向结构。

第三方面,本申请实施例提供一种车辆,所述车辆的悬架具有如上所述的导向结构。

可选的,所述导向结构位于所述车辆的车轮与减振器之间。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:

本申请实施例提供的导向结构具有滚动部和安装部,滚动部与活塞杆的杆身接触形成滚动摩擦,从而将减振器缸筒上密封圈的密封功能和承受侧向力的功能解耦,使得密封圈仅起到密封的作用,而由导向结构来承担侧向力,有效避免密封圈磨损,提高减振器的寿命,并降低活塞杆的运动阻力,提升整车舒适度。同时,该导向结构通过安装部安装在减振器的缸筒上部,无需改变减振器的内部结构以及减振器与其他部件之间的布置形式,对车辆悬架的改动量少,对于不同车辆均可以实现,通用性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例涉及的减振器的现有设计形式的示意图。

图2为本申请实施例提供的导向结构与减振器配合安装的立体示意图。

图3为本申请实施例提供的导向结构与减振器配合安装的截面示意图。

图中的附图标记分别表示为:

1-活塞杆,

2-滚动部,

21-滚动轴承,211-外圈,212-滚动体,213-保持架,

22-滚动摩擦部,23-中心轴杆,

3-安装部,

31-第一安装板,

32-第二安装板,321-第一弧形侧边,322-第二弧形侧边,

4-缸筒,

5-导向密封圈。

通过上述附图,已示出本申请明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中所涉及的方位名词,如“上”、“下”、“侧”等,一般以图中所示方位或产品习惯摆设时结构之间的相对方位关系为基准,且采用这些方位名词仅仅是为了更清楚地描述结构和结构之间的关系,并不是为了描述绝对的方位。在产品以不同姿态摆放时,方位可能发生变化,例如“上”、“下”可能互换。

除非另有定义,本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

为使本申请实施例提供的技术方案易于理解,首先介绍本申请涉及到的减振器的基本结构。

本申请实施例涉及的减振器包括缸筒、活塞杆、活塞和导向密封圈。

当车辆行驶在凹凸不平的地面时,车辆的车轮与车架之间的距离会不断变化,导致弹性元件产生振动,减振器的状态也不断在被压缩和被拉伸之间切换,具体表现为减振器的活塞杆带动活塞在缸筒内不断往复运动。在这个过程中,减振器不仅需要承担纵向力,还需要承担侧向力。此外,在车辆转弯、加速和减速时,减振器也同样需要承担侧向力。

图1示出了一种现有技术中减振器的缸筒上部的剖视图。参考图1,该减振器中位于缸筒4上部的导向密封圈5与活塞杆1配合承担侧向力。也就是说,该导向密封圈5在实现密封功能的同时,还用于限制活塞杆1的运动方向,承担着导向功能。

具体地,减振器在承担侧向力时,活塞杆1的杆身会与缸筒4上部的导向密封圈5接触形成滑动摩擦副。当活塞杆1做往复运动时,该滑动摩擦副会给活塞杆带来阻力,使减振器不能充分地实现其减振功能,从而降低乘员的舒适度。同时,随着活塞杆1的不断运动,缸筒4上部的导向密封圈5逐渐磨损,降低了导向密封圈及减振器的使用寿命,提高了减振器及车辆悬架的维修成本。

本申请实施例提出一种导向结构,该导向结构能够将导向密封圈的导向功能和密封功能解耦,使导向密封圈仅承担密封功能,而由该导向结构来承担导向功能,提高导向密封圈的使用寿命,且将滑动摩擦转化为滚动摩擦,降低活塞杆的运动阻力。

为使本申请的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

第一方面,本申请实施例提供一种导向结构。

图2示出了本申请实施例提供的导向结构与减振器配合安装的立体示意图。

参考图2,本申请实施例提供的导向结构包括滚动部2和安装部3。

滚动部2适于与减振器的活塞杆1的杆身接触形成滚动摩擦,并在活塞杆1做往复运动时在滚动摩擦力的作用下绕自身的轴心旋转。

安装部3与滚动部2相连,且适于固定在减振器的缸筒4上部。

本申请提供的导向结构,通过安装部固定在减振器的缸筒上部,无需调整减振器的内部结构或减振器与其他部件之间的布置形式,对于不同车辆均能实现,通用性较高。同时,该导向结构的滚动部适于与减振器的活塞杆的杆身接触形成滚动摩擦,并在活塞杆在往复运动时在滚动摩擦力的作用下绕自身的轴心旋转,能够有效减小活塞杆与导向密封圈之间的滑动摩擦力,提高导向密封圈的使用寿命,降低活塞杆的运动阻力,充分实现减振器的减振功能,提高整车舒适性。

可选的,继续参考图2,滚动部2与活塞杆1滚动摩擦的部分为滚动摩擦部22,滚动摩擦部22与活塞杆1的横向接触线为凸出方向远离活塞杆1的弧形。

在实施中,设置滚动摩擦部22与活塞杆1的横向接触线为凸出方向远离活塞杆1的弧形,能够使滚动摩擦部22与活塞杆1的接触面积更大,使导向结构承担更多方向上的侧向力,实现更佳的导向效果。

可选的,弧形的半径与活塞杆的半径相同。

在实施中,该滚动摩擦部与活塞杆横向上的接触线为弧形,且该弧形的半径与活塞杆的半径相同,能够保证该滚动摩擦部与活塞杆的更紧密的贴合,更进一步的降低导向密封圈受到的磨损,同时使滚动摩擦部在不同方向上均有效承担侧向力,实现更佳的导向功能。

在本申请的实际应用中,该导向结构的滚动部可以为任何能够与活塞杆的杆身接触形成滚动摩擦,并在活塞杆做往复运动时在滚动摩擦力的作用下绕自身的轴心旋转的结构。

在这里,为使本领域技术人员更清楚的了解该滚动部的实现方式,介绍两种具体的滚动部的实现形式。

第一种,滚动部2为滚轮结构。

参考图2和图3,该滚轮结构可绕其中心轴杆23旋转,安装部3与滚轮结构的中心轴杆23连接。

在实施中,该滚动部可以为滚轮结构,该滚轮结构可以绕其中心轴杆旋转,且中心轴杆与安装部连接,从而该滚轮结构被安装在缸筒上部,且与活塞杆的杆身形成滚动摩擦,并随着活塞杆的往复运动在滚动摩擦力的作用下绕自身的轴心旋转,实现将活塞杆与导向密封圈之间的滑动摩擦力转化为活塞杆与滚轮结构之间的滚动摩擦力。通过安装该滚轮结构,能够有效降低减振器的活塞杆的运动阻力,提高减振器的减振效果,提高整车舒适性。

第二种,参考图2和图3,滚动部2包括两个滚动轴承21、滚动摩擦部22和中心轴杆23。

两个滚动轴承21分别安装于滚动摩擦部22两端。

中心轴杆23穿过两个滚动轴承21和滚动摩擦部22的轴心,且与两个滚动轴承部21连接,中心轴杆23的两端分别与安装部3连接。

在本实施例中,滚动部可以包括两个滚动轴承、滚动摩擦部和中心轴杆,该两个滚动轴承分别安装于滚动摩擦部两端,中心轴杆穿过该两个滚动轴承和滚动摩擦部的轴心,且与两个滚动轴承部连接,从而该两个滚动轴承为滚动摩擦部提供了支撑,保证滚动部的正常工作。

需要注意的是,滚动摩擦部不与中心轴杆存在直接的连接或接触关系。

在实际应用中,当滚动摩擦部在与活塞杆之间的滚动摩擦力的作用下绕中心轴杆旋转时,带动两个滚动轴承绕中心轴杆旋转。相对于滚轮结构,该两个滚动轴承能够进一步降低滚动部与中心轴杆之间的摩擦力,从而使本实施例提供的导向结构在实现导向功能的同时更有效地降低活塞杆的运动阻力,提高减振器的减振效果。

可选的,该每个滚动轴承21包括外圈211、滚动体212和保持架213。

滚动体212通过保持架213均匀的分布于中心轴杆23和外圈211之间,并与外圈211滚动摩擦。

外圈211与滚动摩擦部22相连。

在实施中,每个滚动轴承包括外圈、滚动体和保持架。保持架为位于中心轴杆杆身外壁的结构,用于限定滚动体的位置。滚动体在保持架的限位作用下均匀的分布于中心轴杆和外圈之间,并与外圈滚动摩擦,从而实现将外圈与中心轴杆之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦。

可选的,该滚动体可以为滚珠或滚柱中任一种。当滚动轴承的高度较小时,可以选择滚珠作为滚动体。当滚动轴承的高度较大时,可以选择滚珠作为滚动体。

在实际应用中,本实施例提供的导向结构中,滚动部两端的滚动轴承包括外圈、滚动体和保持架。滚动体能够将外圈与中心轴杆的滑动摩擦转化为滚动摩擦,降低滚动部的滚动阻力,从而降低活塞杆的滚动阻力,进一步提高车辆减振器的减振效果。

可选的,滚动部内部的中心轴杆23还可以仅位于滚动轴承的轴心位置。

具体的,本实施例中,中心轴杆23为两段,分别位于两个滚动轴承的轴心处。相应的,滚动摩擦部可以为仅与滚动轴承21的外圈相连,且内部为空腔的筒体。在本实施例中,位于滚动摩擦部两端的滚动轴承同样能为滚动摩擦部提供支撑,实现导向结构的导向功能。

在上述实施例基础上,本领域技术人员能够得到更多不同实现方式的导向结构,这些导向结构都属于本申请实施例要求保护的范围。

可选的,当滚动部2包括两个滚动轴承21、滚动摩擦部22和中心轴杆23时,可以采用一体成型的方式形成中心轴杆、滚动轴承基本部件和滚动摩擦部的集成体。最后,将滚动轴承其他部件与该集成体安装在一起,将滚动部的中心轴杆两端分别与安装部连接,以实现本申请实施例提供的导向结构。

或,预先将滚动摩擦部套装在中心轴杆上,分别制备滚动轴承的外圈、滚动体、保持架等部件,将保持架、滚动体和外圈装配在中心轴杆上,并通过焊接等方式将滚动摩擦部与滚动轴承的外圈连接在一起,以实现本申请实施例提供的导向结构。

可选的,当滚动部内部的中心轴杆23仅位于滚动轴承轴心处时,可以分别制备位于滚动摩擦部两端的滚动轴承与中心轴杆的集成体,然后采用焊接等方式将滚动摩擦部与滚动轴承的外圈连接在一起,以实现该种类型的导向结构。

需要注意的是,本领域技术人员可以根据实际自行选择滚动部的实现方式和制备方式,上述实施例不构成对本申请保护范围的限制。

可选的,该每个滚动轴承21还可以包括外圈211、滚动体212、保持架213和内圈(图中未示出)。其中,中心轴杆穿过内圈,并与内圈固定连接。在本实施例中,可以直接采用现有技术中的滚动轴承与中心轴杆安装在一起,即可实现该导向结构。

可选的,该导向结构的长度大于预设值。其中,导向结构的长度方向是指其中心轴杆的轴向方向,预设值为根据减振器的活塞杆的半径以及减振器受力分析结果等确定,例如,该预设值可以对应导向结构能够有效承担侧向力(如80%的侧向力)所需的长度值。

可选的,继续参考图2,安装部3包括第一安装板31和第二安装板32,第一安装板31和第二安装板32分别与滚动部2的中心轴杆23的两端相连。

在实施中,安装部包括第一安装板和第二安装板,且第一安装板和第二安装板分别与中心轴杆的两端相连。通过分别将第一安装板和第二安装板固定在缸筒上部,能够使滚动部两端被固定,使滚动部能够承担侧向力,降低活塞杆的运动阻力,提高减振器的减振效果。

可选的,第一安装板31和第二安装板32可以为金属材质,且采用焊接的方式将第一安装板31和第二安装板32分别固定在缸筒上部。

本领域技术人员可以根据实际情况自行设计第一安装板和第二安装板的形状。在此,示例性的介绍一种安装板的形状设计。

可选的,第一安装板31和第二安装板32的上部分别与中心轴杆两端连接,下部用过焊接的方式固定在缸筒外壁,第一安装板31和第二安装板32为对称设置且形状相同的板状。以下仅以第二安装板32为例进行说明。

参考图2,第二安装板32的上边缘为半径等于或小于中心轴杆23的半径的弧形。第二安装板32的上部平行于中心轴杆的横截面且与中心轴杆远离滚动摩擦部的一端的端面连接,连接方式例如可以为焊接。通过设置第二安装板的上部以垂直中心轴杆的方向与中心轴杆连接,能够保证该导向结构在滚动部的轴向方向上所占用的体积较小,避免该导向结构对悬架的布置造成较大影响。

可选的,第二安装板32分别具有第一弧形侧边321和第二弧形侧边322。

第一弧形侧边321为位于第二安装板32的中部,在导向结构与减振器的装配状态下靠近活塞杆的一侧的侧边。该第一弧形侧边321位于缸筒上部和滚动部下部,且弧形的凸出方向为远离缸筒上表面的方向。通过设置第二安装板32在中部具有该第一弧形侧边321,能够保证在滚动部所占用的体积较小的情况下,滚动部与活塞杆有效的接触并有效承担侧向力。

第二弧形侧边322为位于第二安装板32的下部,在导向结构与减振器的装配状态下远离活塞杆的一侧的侧边。其中,位于第二安装板32的下部,且在导向结构与减振器的装配状态下靠近活塞杆的一侧的侧边平行于减振器的缸筒的中心轴线,且该侧边用于通过焊接等方式与缸筒外壁固定在一起,此处将该侧边称为固定侧边。第一弧形侧边322的下端与该固定侧边相交于一点。通过将第二安装板的下部远离活塞杆的一侧设置为第一弧形侧边,能够最大程度地使导向结构所占用的体积最小,从而最大程度避免导向结构对减振器与其他部件之间的布置关系造成影响。

综上所述,本申请实施例提供的导向结构通过安装部安装在减振器缸筒上部,且滚动部与活塞杆的杆身接触形成滚动摩擦,能够从源头上有效避免导向密封圈对活塞杆造成的运动阻力,使减振器充分发挥减振效果。同时,该导向结构所占用的体积较小,可以在现有悬架系统的基础上直接安装,不会对减振器与其他部件的安装造成太大影响,通用性较高。

第二方面,本申请实施例还提供一种车辆悬架,车辆悬架的减振器上设置有如上所述的导向结构。

由于该导向结构能够有效承担侧向力,降低减振器的活塞杆的运动阻力,使减振器充分发挥其减振功能,降低悬架迟滞,从而设置有该导向结构的车辆悬架具有更佳的减振性能。同时,相较于现有技术中通过调整减振器的内部结构或减振器与其他部件的布置形式等方式来降低减振器的活塞杆与导向密封圈之间的摩擦,本申请实施例提供的车辆悬架中,仅需要在现有的悬架系统的基础上,在减振器缸筒上部设置如上所述的导向结构,就能够有效降低活塞杆与导向密封圈之间的摩擦,减小活塞杆的运动阻力,以较低成本实现了悬架减振性能的优化。

第三方面,本申请实施例还提供一种车辆,该车辆的悬架具有如上所描述的导向结构。

本申请实施例提供的车辆的悬架中设置有如上所述的导向结构,该导向结构能够有效承担侧向力,降低减振器的活塞杆的运动阻力,提高悬架的减振性能,从而使具有该导向结构的车辆的整车舒适性得到提升。

可选的,导向结构位于车辆的车轮与减振器之间。

根据麦弗逊前悬架的受力分析,车辆行驶在凹凸不平的地面上时,车轮相对于车身上下运动,此时,减振器的活塞杆受到的侧向力的方向为从减振器上端指向车轮上方。本实施例中将导向结构设置于车辆的车轮与减振器之间,能够保证导向结构承担更多的侧向力,降低活塞杆的运动阻力,提高减振器的减振效果。同时,设置该导向结构能够有效避免导向密封圈被不断磨损,提高导向密封圈和减振器的使用寿命。

需要注意的是,本申请实施例中仅考虑车辆行驶在凹凸不平路面时,减振器的活塞杆受到的侧向力的方向,以此为依据设置导向结构的安装位置。在实际中,当车辆加速、减速或转弯时,车辆悬架的减振器可能会受到不同方向的侧向力,为有效实现对活塞杆的导向功能,可以将导向结构设置在不同的方位。例如,当车辆加速或减速时,减振器受到的侧向力的方向可能会改变为平行于前后车轮所在的平面,因此,可以调整导向结构的方位,使导向结构能够承担相应方向的侧向力。

在一些实施例中,也可以调整导向结构的数量,以在可能需要承担侧向力的方位均设置导向结构,有效降低活塞杆的运动阻力,提高减振器的减振效果。

综上所述,本申请实施例提供的车辆,其悬架设置有导向结构。该导向结构能够将减振器的活塞杆与导向密封圈之间的滑动摩擦转化为滚动部与活塞杆之间的滑动摩擦,有效降低减振器活塞杆的运动阻力,使得具有该导向结构的车辆的整体舒适性显著提升。

在本申请中,术语“第一”和“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上,除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

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