一种轮毂电机驱动汽车悬架系统
阅读说明：本技术 一种轮毂电机驱动汽车悬架系统 (Wheel hub motor driven automobile suspension system ) 是由 施德华 秦启瑞 江恒涛 谢耀东 汪若尘 陈龙 汪少华 朱镇 于 2021-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轮毂电机驱动汽车悬架系统,属于车辆新型悬架技术领域。其中,主悬架系统通过上吊耳A与车身相连接,主悬架系统的下端通过下吊耳A与V型连杆机构中的连杆B相连,而连杆B的另一端通过可转动转点与连杆A相铰接,连杆A的另一端与轮毂电机定子外壳相铰接；减振器C的两端分别与连杆A与连杆B的中间部分相铰接；副悬架系统通过减振器B的下吊耳B与转向节相固定,上端通过减振器B的上吊耳B与V型连杆机构中的连杆A中间部分相铰接。车辆受到路面激励时,通过V型杆机构将主悬架系统、副悬架系统和减振器C连接,从而实现联动减振。本发明能够更好的减小轮毂电机驱动带来的垂向振动等问题,有效地改善整车的平顺性和安全性。(The invention discloses an automobile suspension system driven by a hub motor, and belongs to the technical field of novel suspensions of vehicles. The main suspension system is connected with a vehicle body through an upper lifting lug A, the lower end of the main suspension system is connected with a connecting rod B in a V-shaped connecting rod mechanism through a lower lifting lug A, the other end of the connecting rod B is hinged with the connecting rod A through a rotatable rotating point, and the other end of the connecting rod A is hinged with a hub motor stator shell; two ends of the shock absorber C are respectively hinged with the middle parts of the connecting rod A and the connecting rod B; the auxiliary suspension system is fixed with the steering knuckle through a lower lifting lug B of the shock absorber B, and the upper end of the auxiliary suspension system is hinged with the middle part of a connecting rod A in the V-shaped connecting rod mechanism through an upper lifting lug B of the shock absorber B. When the vehicle is excited by the road surface, the main suspension system, the auxiliary suspension system and the shock absorber C are connected through the V-shaped rod mechanism, so that linkage shock absorption is realized. The invention can better reduce the problems of vertical vibration and the like caused by the driving of the hub motor and effectively improve the smoothness and the safety of the whole vehicle.)
技术领域
本发明涉及一种轮毂电机驱动汽车悬架系统，属于车辆技术领域。
背景技术
目前随着有关政策标准相继出台，传统动力汽车逐渐向新能源汽车过渡。后者在机械与电气结构上明显比前者相对简单。通过将电机与电池进行系统整合来替换传统的发动机了。然而还有一个更大的问题困扰着研究者，除了变速箱结构得到了相应简化，传动系统还是非常复杂。目前，轮毂电机驱动技术已经在部分新能源汽车上应用并取得了较好的进展。如果轮毂电机技术能够完全推广，将能取代汽车现有传动系统，大幅度简化传动系统，更有利于新能源汽车的发展。
轮毂电机结构简单，与整车匹配简洁，省却了机械换挡装置、传动轴、离合器、变速器和差速器等，能够提高传动效率和快速响应，实现车轮的电气制动、机械复合制动和能量回馈制动，简化了汽车的底盘结构，从而能够增大汽车的内部空间，改善舒适性。但轮毂电机技术还存在一些技术难点，比如增加了汽车的簧下质量和轮毂转动惯量，使汽车的垂直方向的振动抑制难度加大，影响舒适性、行驶平顺性和操控稳定性。
此外车轮轮辋的结构尺寸限制外径尺寸，汽车的悬架结构限制轴向尺寸；轮毂电机的散热条件较差，需要解决轮毂电机在过载情况下的散热问题等。
因此，需要研究新型车辆悬架技术与结构，使其能够更好的减小轮毂电机驱动带来的垂向振动等问题，有效地改善整车的平顺性和安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：通过悬置轮毂电机，能够使轮毂电机驱动车辆在行驶过程中有更好的抑制垂直振动效果；其次，本发明的轮毂电机悬置方式节省了轮毂内部空间；同时，能够实现车辆对侧面冲击的缓冲效果。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种轮毂电机驱动汽车悬架系统，包括减振器C(13)、主悬架系统(100)、副悬架系统(200)以及V型连杆机构(300)；
所述V型连杆机构(300)包括连杆A(14)以及连杆B(15)；所述连杆B(15)的一端与连杆A(14)的一端在可转动端点(18)处铰接，连杆B(15)的另一端连接主悬架系统(100)，连杆A(14)的中间部分连接副悬架系统(200)，连杆A(14)的另一端连接轮毂电机的定子(22)外壳；减振器C(13)一端连接在连杆B(15)上，减振器C(13)另一端连接在连杆A(14)上。
进一步，所述主悬架系统(100)包括减振器A(1)、弹簧A(2)、上支座A(3)以及下支座A(4)、上吊耳A(5)以及下吊耳A(6)；所述弹簧A(2)套在减振器A(1)上，与减振器A(1)并联安装，并且弹簧A(2)安装在上支座A(3)和下支座A(4)之间，弹簧A(2)的上段与上支座A(3)相连，弹簧A(2)的下段与下支座A(4)相连；所述主悬架系统(100)通过减振器A(1)的上吊耳A(5)与车身(20)相连接，并且通过减振器A(1)的下吊耳A(6)与V型连杆装置(300)中的连杆B(15)的一端相连接。
进一步，所述副悬架系统(200)包括减振器B(7)、弹簧B(8)、上支座B(9)、下支座B(10)、上吊耳B(11)以及下吊耳B(12)；所述弹簧B(8)套在减振器B(7)上，与减振器B(7)并联安装，并且弹簧B(8)安装在上支座B(9)和下支座B(10)之间，弹簧B(8)的上段与上支座B(9)相连，弹簧B(8)的下段与下支座B(10)相连；所述副悬架系统(200)通过减振器B(7)的上吊耳B(11)与V型连杆装置(300)中的连杆A(14)的中间部分间相铰接，并通过减振器B(7)的下吊耳B(12)与转向节(21)相固定。
进一步，所述V型连杆机构(300)的左端通过连杆A(14)的端点(19)与轮毂电机的定子(22)外壳相铰接；V型连杆机构(300)的右端通过连杆B(15)的除去可转动转点(18)的另一端点与减振器A(1)的下吊耳A(6)相连接。
进一步，所述减振器C(13)的上吊耳C(16)与V型连杆机构(300)中的连杆B(15)的中间部分相铰接，而减振器C(13)的下吊耳C(17)与V型连杆机构(300)中的连杆A(14)的中间部分相铰接，并使减振器C(13)与水平方向成一定的侧倾角度。
进一步，还包括轮毂电机的转子(23)与轮辋(24)固定，从而振动将传递给轮毂电机转子(23)，此时因为轮毂电机转子(23)是与轮毂电机定子(22)相连接的，将带动轮毂电机定子(22)随着路面激励一起振动，轮毂电机定子(22)将振动传递给连杆A(14)，连杆A(14)压缩副悬架系统(200)中的减振器B(7)与弹簧B(8)，以达到初步的减振效果；同时，副悬架系统(200)在整个悬架系统中起着悬置轮毂电机的作用，与传统轮毂电机驱动汽车的悬架相比可以更好抑制汽车在行驶过程中的垂向振动；由于轮部和车身发生整体的相对跳动，主悬架系统(100)中的减振器A(1)和弹簧A(2)将在路面的激励下受迫作动，主悬架系统(100)将在整个悬架系统中起到最主要的减振效果；同时，在主悬架系统(100)和副悬架系统(200)一起工作的同时，V型连杆机构(300)中的连杆A(14)与连杆B(15)在联合作动下二者之间将发生相对转动，进而压缩减振器C(13)。
进一步，还包括当车辆受到侧面冲击时，车辆所受横向力将通过V型连杆机构(300)中的连杆A(14)传递给减振器C(13)，由于连杆A(14)与连杆B(15)之间采用可转动转点(18)连接，从而连杆A(14)与连杆B(15)绕可转动转点(18)发生相对转动，此时连杆A(14)与连杆B(15)压缩减振器C(13)。
本发明主要有以下几个有优点：
(1)通过悬置轮毂电机，可以有效抑制轮毂电机驱动汽车在行驶过程中的垂向振动，克服轮毂电机驱动汽车非簧载质量偏大而造成的垂向振动加剧的问题。
(2)通过连杆连接电机，将原先直接安装在轮毂内部的减振装置移动到轮毂外部，从而节省了轮毂内部空间，为轮毂电机散热问题与密封问题的解决提供了较大的空间可能性。
(3)两个连杆装置与其中间的减振器器构成的V型结构可以在车辆受侧面冲击时起到一定的减振缓冲作用，提高了车辆受侧面冲击时的安全性能。
(4)通过两个连杆装置的相互作动，将多个减振装置相互联系作用，从而提高了减振性能的灵敏度。
附图说明
图1是发明实施例的系统结构示意图。
图中：1-减振器A；2-弹簧A；3-上支座A；4-下支座A；5-上吊耳A；6-下吊耳A；7-减振器B；8-弹簧B；9-上支座B；10-下支座B；11-上吊耳B；12-下吊耳B；13-减振器C；14-连杆A；15-连杆B；16-上吊耳C；17-下吊耳C；18-可转动转点；19-连接点；20-车身；21-转向节；22-轮毂电机定子；23轮毂电机转子；24-轮辋；25轮胎；100-主悬架系统；200-副悬架系统；300-V型连杆机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明实施例的轮毂电机驱动汽车悬架系统中，主悬架系统100包括减振器A1、弹簧A2、上支座A3以及下支座A4、上吊耳A5以及下吊耳A6，减振器A1通过上吊耳A5铰接在车身20上，减振器A1另一端通过下吊耳A6与杆B15连接。弹簧A2通过上支座A3和下支座A4套在减振器A1上。V型连杆机构300包括连杆A14以及连杆B15，连杆B15的另一端与连杆A14通过可转动转点18连接，且连杆A14的另一端铰接在轮毂电机定子22的外壳上。减振器C13两端分别与连杆A14和连杆B15的中间部分铰接，并在连杆A14与连杆B15之间与水平方向形成一定的倾斜角度。副悬架系统200通过减振器B7的上吊耳B11与V型连杆装置300中的连杆A14的中间部分间相铰接，并通过减振器B7的下吊耳B12与转向节21相固定。减振器B7的下吊耳B12固定在转向节21上，减振器B7的上吊耳B11与连杆A14中间部分铰接，弹簧B8通过上支座B9和下支座B10套在减振器B7上。
轮毂电机的转子23与轮辋24固定。
下面结合附图对本发明具体实施过程作进一步说明。
车辆在行驶过程中，车辆的轮胎25与轮辋24受到路面激励的作用而产生垂向振动，因为轮毂电机转子23与轮辋24固定，从而振动将传递给轮毂电机转子23，此时因为轮毂电机转子23是与轮毂电机定子22相连接的，将带动轮毂电机定子22随着路面激励一起振动。轮毂电机定子22将振动传递给连杆A14，连杆A14压缩副悬架系统200中的减振器B7与弹簧B8，以达到初步的减振效果；同时，副悬架系统200在整个悬架系统中起着悬置轮毂电机的作用，与传统轮毂电机驱动汽车的悬架相比可以更好抑制汽车在行驶过程中的垂向振动。由于轮部和车身发生整体的相对跳动，主悬架系统100中的减振器A1和弹簧A2将在路面的激励下受迫作动，主悬架系统100将在整个悬架系统中起到最主要的减振效果。同时，在主悬架系统100和副悬架系统200一起工作的同时，V型连杆机构300中的连杆A14与连杆B15在联合作动下二者之间将发生相对转动，进而压缩减振器C13，达到进一步的减振效果。综上所述，在悬架系统100和副悬架系统200独立工作的同时，又通过V型连杆机构300中的A14与连杆B15将主悬架系统100、副悬架系统200以及减振器C13相互联系，在受到路面激励时，主悬架系统100、副悬架系统200和减振器C13在V型连杆机构的调节下，三者将协同作动，从而提高车辆减振的总体灵敏度。
当车辆受到侧面冲击时，车辆所受横向力将通过V型连杆机构300中的连杆A14传递给减振器C13，由于连杆A14与连杆B15之间采用可转动转点18连接，从而连杆A14与连杆B15绕可转动转点18发生相对转动，此时连杆A14与连杆B15压缩减振器C13，以达到减振缓冲的作用。综上所述，在车辆受到侧面冲击时，本悬架系统将通过V型连杆机构300和其间的减振器C13的联动来提高车辆受侧面冲击时的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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