车辆的后桥

文档序号:834798 发布日期:2021-03-30 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 车辆的后桥 (Rear axle of vehicle ) 是由 M·施坦格尔 于 2019-08-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种双车辙的车辆的后桥,该后桥包括多个车轮导向导杆,所述车轮导向导杆包括至少一个用于将支承弹簧支撑在车辆的车身上的弹簧导杆,这些车轮导向导杆将车辆的后轮与后桥架连接,所述后桥架包括至少两个至少大致沿车辆纵向方向定向的纵梁和至少一个至少大致沿车辆横向方向定向的横梁,所述后桥架在关于车辆纵向中轴线看的每个车辆侧上通过两个支承部位连接在车身上,并且弹簧导杆和至少一个所述车轮导向导杆连接在纵梁上,所述弹簧导杆在相应纵梁上的连接部在安装状态中沿车辆行驶方向看设置在如下支承部位的间距的中心前方,所述支承部位布置在一个共同的车辆侧上。(The invention relates to a rear axle of a dual-track vehicle, comprising a plurality of wheel guide rails, the wheel guide link includes at least one spring link for supporting the support spring on the body of the vehicle, these wheel guide links connect the rear wheels of the vehicle with a rear axle frame, which comprises at least two longitudinal beams oriented at least approximately in the longitudinal direction of the vehicle and at least one transverse beam oriented at least approximately in the transverse direction of the vehicle, the rear axle is connected to the vehicle body by two bearing points on each vehicle side viewed in relation to the vehicle longitudinal center axis, and a spring link and at least one wheel guide link are connected to the longitudinal beams, the connection of the spring link to the respective longitudinal beam being arranged in the installed state, viewed in the vehicle direction of travel, in front of the center of the spacing of the bearing points which are arranged on a common vehicle side.)

车辆的后桥

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的车辆的后轮悬架和后桥。关于现有技术例如参见DE 102005049947 A1、DE 102011081836 A1、EP 2663463 B1和DE102013007976 A1。

背景技术

本发明涉及机动车的车桥、尤其是后桥以及机动车的后轮的车轮悬架,所述车桥包括桥架、悬挂在该桥架中的用于该车桥的车轮的驱动单元以及多个车轮导向的且支撑在桥架上的导杆。关于现有技术例如参见DE 102005049947 A1,其示出一种现今常见并且在该处被称为副车架的后桥架,而在此外示例性提及的DE 102011081836 A1中也示出一种针对电驱动的车桥设计或鉴于该电驱动的车桥以特殊方式设计的桥架设计的建议方案。

尤其是在到目前为止在实践中完全由内燃机驱动的轿车中,电气化、即电动机式的驱动的趋势显著影响了机动车底盘区域的结构设计。除了车桥和车轮悬架本身、即例如其车轮导向导杆的布置之外,在轿车中出于生产和舒适性原因而广泛使用的桥架特别地与该进一步发展相关,这尤其是因为待设置在配备有后轮驱动装置的轿车的桥架或后桥架区域中的电动机式的驱动装置需要显著较多的安装空间并且也比目前(仅)安装在那里的后桥传动机构具有更高重量。

除了已知的至少近似矩形的桥架(如DE 102005049947 A1中所示),还已知这样的车辆桥架,所述桥架包括仅一个唯一的横梁和两个纵梁。例如在EP 2663463 B1中在桥架俯视图中可见,所述横梁和纵梁构造成至少大致U形的。相应车轮导向导杆、尤其是所谓的弹簧导杆(该弹簧导杆能够将车辆的支承弹簧抵着车身支撑)在此通常固定或连接在纵梁上。

同样地,在DE 102013007976 A1中也示出具有仅一个唯一的横梁的后桥架,其中,驱动单元安装在横梁或其壳体中。在此情况下也可沿车辆行驶方向看非常靠后地在纵梁上看到(仅一个)导杆连接部。弹簧导杆在纵梁上的这种相对靠后的设置尤其是由于车轮悬架区域中缺乏安装空间而是需要的。特别是因为电动机和从动轴必须安装在桥架或车轮悬架的区域中。

但根据驱动负荷,现有技术所描述的、具有所描述的弹簧导杆在纵梁上相对靠后的连接的桥架结构或者说后轮悬架会导致后桥架支承件沿车辆竖直方向的非常高的负荷。因此,这些支承件的尺寸必须设计得更大并且因此更复杂且更昂贵。

发明内容

因此,本发明的任务在于提供一种车辆的后桥,该后桥能够解决所描述的在关于驱动单元和导杆布置方面的安装空间与后桥架支承件的较低的负荷之间的目标冲突。

所述任务通过具有权利要求1的特征的后桥来解决。有利的实施方式和扩展方案是从属权利要求的内容。

优选地,在此提出一种后桥,该后桥尤其是用作轿车的后轮悬架和后桥架,该后桥能够以特别有效的方式将用于车辆的(优选电动机式的)驱动单元设置在桥架内并且同时将双车辙的车辆的多个车轮导向导杆以对行驶动力学有利的方式(在导杆或通过所述导杆导向的车轮的运动学和弹性运动学方面)至少部分地铰接连接在双车辙的车辆的桥架上。

为此,还提出一种后轮悬架、尤其是车辆的被驱动的后桥的后轮悬架。所述后轮悬架或后桥在此包括至少一个所谓的弹簧导杆,车辆的支承弹簧支承在该弹簧导杆上,该支承弹簧又支撑在车身上。弹簧导杆在此优选构造为横向导杆,该弹簧导杆进一步优选设置在下导杆平面中。下导杆平面描述一个(大致水平的)平面,该平面尤其是由车轮导向弹簧导杆和其它导杆形成并且在车辆竖直轴线上看设置在车轮转动轴线下方。

本发明意义上的横向导杆在此描述这样的导杆,该导杆在安装在车辆中的状态中至少大致或基本上沿车辆横向方向定向。

除了对弹簧进行支撑或支承之外,弹簧导杆还将后桥架与车辆的轮架连接。

后桥架在此包括至少两个至少大致沿车辆纵向方向定向的纵梁和至少一个至少大致沿车辆横向方向定向的横梁。特别优选地,后桥架包括正好一个横梁和正好两个纵梁。所述两个优选的纵梁和所述一个优选的横梁在此一起形成至少大致H形的或至少大致U形的后桥架。

此外,优选规定,所述车辆能够由电动机驱动并且所述车辆的后桥能够由设置在后桥架上的驱动单元或马达-传动机构单元、尤其是电动机来驱动。代替电动机,驱动单元也可构造为内燃机。驱动单元在此进一步优选设置在位于横梁和两个纵梁之间的自由空间中的后桥架容纳部中并且沿车辆行驶方向(在向前行驶时)设置在横梁后方。在此,进一步优选地,后轮分别通过从动轴与驱动单元或马达-传动机构单元连接。优选地,在此驱动单元在至少两个部位处支撑在车辆的后桥架上。在此可行的是,驱动单元在两个部位处支撑在后桥架上(例如支撑在横梁上)并且在两个另外的部位处支撑在车辆的车身上。替代地,驱动单元也可不支撑在后桥架上。

后桥架在此与车身连接。为此,后桥架通过至少四个支承部位与车身连接。在此,各两个支承部位关于车辆纵向中轴线或车辆纵向中心线观察位于各一车辆侧上。换句话说,后桥架的两个支承部位相应位于车辆右侧并且两个支承部位相应位于车辆左侧。这些支承部位在此优选设置在纵梁或后桥架的沿车辆纵向方向看(沿纵梁长度看)的两个端部上。换句话说,后桥架或纵梁包括设置在其(沿车辆行驶方向看的)前端部上的支承部位和设置在其后端部上的支承部位,通过这些支承部位,后桥架优选借助适合的后桥架支承件连接在车身上。这种后桥架支承件例如可以是橡胶支承件或液压支承件。为简单起见,所提及的支承部位在这一点上与纵梁相配设,这些支承部位也可一样好地与横梁相配设。优选地,在此支承件分别位于横梁和纵梁彼此的过渡部位处。在仅一个唯一的横梁的情况下,支承部位则分别设置在每个纵梁的沿车辆行驶方向看敞开的端部上。

此外规定,弹簧导杆在纵梁上的连接部(在车辆向前行驶时)沿车辆行驶方向看设置在纵梁的两个支承部位的间距的中心前方。这两个纵梁支承装置在此关于车辆纵向中心线设置在一个共同的车辆侧(即左侧或右侧)上。此外,优选规定,弹簧导杆在纵梁上的连接部沿车辆行驶方向看设置在车轮转动轴线前方或驱动单元或马达-传动机构单元的从动轴前方。

特别优选地,在此弹簧导杆在纵梁上的连接部设置在纵梁的(在车辆向前行驶时沿车辆行驶方向看)前三分之一处。特别有利的是,弹簧导杆的连接部在此紧邻前部的后桥架支承件或者说纵梁的前部的支承部位连接。

通过如此将弹簧导杆或外倾导杆(Sturzlenker)的连接部设置在纵梁上的两个支承部位的中心前方,作用到后桥架支承件上的负荷、尤其是作用到后部的后桥架支承件上的负荷可显著降低。

纵梁上的负荷在此通过弹簧导杆导入或者说通过弹簧导杆在纵梁上的连接部导入,车辆的驱动力矩支撑在这两个后桥架支承件上。

支承弹簧位于弹簧导杆上,车轮支承力(Radaufstandskraft)的一部分通过弹簧导杆的杠杆比支撑在后桥架上。负荷方向在此沿车辆竖直方向看向下。在此,用于向前行驶的驱动力矩尤其是在车辆加速时或在较高的驱动力矩的情况下沿顺时针方向看支撑在后桥架和车身上。根据驱动总成在后桥架上的支承部位的数量,驱动力矩或多或少地支撑在后桥架支承件上。例如如果驱动总成在四个支承部位上连接在后桥架上且其中两个支承部位沿车辆行驶方向位于车轮转动轴线前方或根据本发明的间距的中心前方并且两个支承部位位于其后方,则驱动力矩通过各支承件之间的杠杆臂作为沿车辆竖直方向看向上的力支撑在前部的后桥架支承件上,而后部的桥架支承件受到相同的力,但沿车辆竖直方向看向下。当弹簧导杆沿车辆行驶方向看连接在车轮转动轴线或根据本发明的两个支承装置之间的间距的中心后方时,驱动力和车轮支承力的叠加导致由驱动产生的力和车轮支承力相加,而当弹簧导杆连接在间距的该中心前方时,所述力相减,因为它们的作用方向不同。

例如如果驱动总成仅在两个部位处支承在后桥架上(例如在使用一个唯一的横梁的情况下),则在根据本发明将弹簧导杆设置在相应布置在一个共同的车辆侧上的桥架支承装置的间距的中心前方时,车轮支承力与驱动力大部分相抵消。因此,在这种情况下,后桥架支承件、尤其是后部的后桥架支承件并且尤其是在车辆快速加速时受到的负荷也小。车轮支承力与驱动力的这种抵消至少在小的份额上受到驱动总成在后桥架上的支承装置的位置和数量的影响。即使在驱动总成不支承在后桥架上的情况下,仍可确定所描述的效果(尽管程度小)。

在此,弹簧导杆在纵梁上的连接部沿车辆行驶方向看(在向前行驶时)越靠前设置在纵梁上,作用到纵梁的支承部位上或后桥架支承件上的总负荷就越小。尤其是在较高的驱动力矩的情况下,驱动力由此可抵消作用到前部的后桥架支承件上的预负荷(尤其是当驱动总成在各一车辆侧上在后桥架上仅具有一个支承装置时)。

基于根据本发明的后轮悬架或后桥,每个纵梁的两个后桥架支承件(尤其是后部的后桥架支承件)尤其是在车辆运行时并且尤其是在高的驱动力矩的情况下承受较低的负荷。因此,可提高后桥架支承件的运行强度或尤其是后部的后桥架支承件的运行强度,或者说后桥架支承件可设计得更小且尺寸更为紧凑。这又节省了安装空间、成本并降低了复杂性。

如上面已经提到的,在从安装在车辆中的后桥架的俯视图中观看时对于后桥架而言H形是优选的。后桥架因此优选包括一个唯一的横梁,该横梁与(两个)纵梁连接为,使得后桥架在其安装在车辆中的状态中构造成至少大致H形的。与已知的U形不同,横梁并非连接在各纵梁的两个端部之一上,而是基本上连接在沿纵梁的合适部位处,使得沿车辆行驶方向看不仅在横梁前方而且在横梁后方都仍存在足够的纵梁长度。

代替所提及的H形,也可设想U形的后桥架。

所提及的唯一的横梁对于本发明不是绝对必要的,而是构成优选的实施方式。根据本发明的后桥也可借助包括两个纵梁和两个横梁的后桥架实现。

特别优选地,所述唯一的横梁至少大致在每个纵梁的两个沿车辆纵向方向看彼此间隔最远的导杆连接部之间的中心处设置在纵梁上。换句话说,横梁分别在这样的部位处连接在相应纵梁上,该部位基本上设置在纵梁上的两个最暴露(即彼此间隔最远)的导杆连接部位之间的中心处。优选地,多个导杆、尤其下导杆平面的导杆连接在相应纵梁上。通过将横梁如此设置在纵梁上(即设置在纵梁上的两个最暴露的导杆连接部位之间的中心处),可在车辆运行期间实现后桥架相对于负荷的良好刚性,尤其是在后桥被驱动的情况下。从附图说明中可得到更详细的解释。

这些和其它特征除了由权利要求书和说明书得出以外还由附图得出,各个特征可分别本身单独地或多个以子组合的形式在本发明的实施方式中实现并且可形成有利的以及本身可受保护的实施方式,在此对所述实施方式要求保护。

附图说明

下面借助实施例进一步阐述本发明。所有详细说明的特征对于本发明可以是重要的。附图中:

图1以斜后方的三维视图示出双车辙的车辆的示例性的根据本发明的后桥;

图2示出图1中的后桥的示意性侧视图,同时示出作用到该后桥上的力和力矩;

图3以从上方看的细节图示出图1中的后桥的视图。

具体实施方式

在图1中示意性示出根据本发明的双车辙的车辆的后桥的一种示例性实施方式。在此,该后桥包括多个仅示意性示出的车轮导向导杆,其中,仅示出这些车轮导向导杆在后桥架5上的连接位置(但未示出其具体连接)。在此,后桥架尤其是包括所谓的弹簧导杆1,该弹簧导杆支撑支承弹簧2,所述支承弹簧2又以其上端部(沿车辆竖直方向H看)支撑在未示出的车辆车身或车辆车体上。此外,后桥包括车轮悬架,该车轮悬架具有多个车轮导向导杆(仅示意性示出导杆的连接)以及各一个轮架8和已提及的支承弹簧2。此外,在后桥的一侧上还示意性示出车轮的制动盘9和制动钳10。此外,后桥包括未在图1中示出的电动机式的驱动单元,该驱动单元悬挂在后桥架5上并且该驱动单元可通过驱动轴11驱动同样未示出的车辆后轮。

此外,后桥架5包括两个至少大致沿车辆纵向方向L定向的纵梁3(尤其是在图2中可见)以及一个唯一的至少大致沿车辆横向方向Q定向的横梁4。纵梁3和横梁4沿特定方向的至少大致定向在此指的是在相应方向上的粗略取向,纵梁3和横梁4完全可在一些位置和区域处偏离该方向。横梁4例如将分别设置在一个车轮侧上的纵梁3彼此连接,因而该横梁必须基本上沿车辆横向方向Q定向。因此横梁4至少大致沿车辆横向方向Q定向。

此外,横梁4在该示例中构造为后桥架5的唯一的横梁4。此外,横梁4在后桥架5的俯视图中看与各纵梁3一起形成至少大致H形的后桥架5。这种至少大致H形的形状这样实现:横梁4并非将位于各一车轮侧上的纵梁沿纵梁3的车辆纵向方向L看在其端部处彼此连接(这将是U形),而是在大致中心处将其彼此连接。更确切地说,横梁在此至少大致在一个纵梁3的两个彼此间隔最远的导杆连接点之间的间距的中心处相应设置在纵梁3上。在这种具体情况下,如从图2中的侧视图可见,弹簧导杆1的连接部12和另一横向导杆16的连接部是纵梁3上彼此间隔最远的导杆连接部位。

通过横梁4在纵梁3上的这种设置(即设置在纵梁3上的两个最暴露的导杆连接部位之间的中心处),可实现后桥架5在车辆运行期间相对于负荷的良好刚性,尤其是在后桥被驱动的情况下。

后桥架5在此通过四个桥架支承装置6支撑或支承在未示出的车辆车身上。在此,沿车辆纵向方向L看桥架支承装置6分别位于每个纵梁3的前端部上和每个纵梁3的后端部上。如果就导杆沿每个纵梁3的连接位置或连接点而言来描述横梁4相对于两个纵梁3的位置,则横梁至少大致设置在关于这两个纵梁3(沿车辆纵向方向L看)彼此间隔最远的两个导杆连接点之间的中心处。

桥架支承装置6在此构造为橡胶支承件。该橡胶支承件包括被套筒围绕的金属芯。在此,在金属芯和套筒之间设置有用于弹性支承的橡胶元件。借助穿过芯的适合的螺纹连接件可将支承件6与车辆车身(沿车辆竖直方向H)连接。如果现在观察每个纵梁3(此外,后桥的车轮悬架相应关于车辆纵向中轴线相互对称地设置),则相应的导杆沿纵梁3的纵向方向看或沿车辆纵向方向L看在两个桥架支承装置6之间连接在纵梁上。

如尤其是在图2中的后桥侧视图中可见的(在此为清楚起见,未一同示出制动盘9和制动钳10),规定,弹簧导杆1在纵梁3上的连接部根据纵梁3的长度沿车辆行驶方向F看设置在相应纵梁3上的各桥架支承件6的两个支承部位的间距的中心M前方。在这种具体情况下,弹簧导杆1的连接部12甚至(沿车辆行驶方向看)紧邻地直接位于前部的桥架支承件6之前。

从由图2还可得出的,弹簧导杆1设置在所谓的下导杆平面中。下导杆平面描述一个(大致水平的)平面,该平面尤其是由车轮导向弹簧导杆1和其它导杆形成并且在车辆竖直轴线H上看设置在车轮转动轴线D下方。

在此,在图2中示出相应的力K和力矩M,所述力和力矩可在车辆行驶期间作用到后桥架5上。在此,通过所提及的弹簧导杆1在两个桥架支承装置6的中心M前方的连接部12示出经负荷优化的后桥。车轮负荷KR(即来自导杆(沿车辆竖直方向H)和支承件本身)的负荷导入与基于桥的驱动产生的负荷KA相反。在此,作用到桥架支承件6上的支承件负荷又与驱动力矩M0(转动轴线D或驱动轴线)有关。驱动力矩M0在此以驱动负荷KA支撑在桥架支承件6上。另外,在驱动时后桥负荷增加,这导致从弹簧导杆1作用到后桥架上的反作用力附加地增加。因此,(作用到桥架支承件6上的)支承件负荷由所产生的总力之和确定。在此,驱动力矩M0越高,支承件负荷的总和就越小(在车辆运行时)。弹簧导杆1越朝着前部的桥架支承件6方向设置或连接,车辆运行时的驱动力矩M0就越强(就越多地减轻前部的桥架支承件6受到的负荷)并且支承件负荷的总和就越低。车轮支承力KR(该车轮支承力沿一个方向作用)与驱动力KA(该驱动力沿相反方向作用)相抵消。如果车辆未运行,尽管在此由于两个沿车辆行驶方向看布置在车轮中心前方的总成支承装置在后桥架上的设置而使作用到前部的桥架支承装置6上的预负荷较高,但该预负荷在车辆运行时通过驱动力KA抵消。在此,驱动力矩M0越高,就也能抵消越多。这尤其是具有下述优点:由于在车辆运行时承受的负荷较小,因此桥架支承装置6的尺寸可设计得较小。由此,可提供安装空间并且可节省制造成本。

支承弹簧2竖立于弹簧导杆1上,通过弹簧导杆1的杠杆比车轮支承力KR的一部分支撑在后桥架5上。负荷方向在此沿车辆竖直方向H看向下。用于向前行驶的驱动力矩M0——尤其是在车辆加速时或在更高的驱动力矩M0的情况下——在此沿顺时针方向看支撑在后桥架5和车身上。

在该具体实施例中,驱动总成15仅在两个部位处支承在后桥架5上(即沿车辆行驶方向看在车轮转动轴线D前方),因此在根据本发明将弹簧导杆1设置在相应布置在一个共同的车辆侧上的桥架支承装置6的间距的中心M前方时,车轮支承力KR与驱动力KA大部分相抵消。由此,后桥架支承件6、尤其是后部的后桥架支承件6并且尤其是在高的驱动力矩M0的情况下受到较小负荷。车轮支承力KR与驱动力KA的这种抵消至少在小的份额上受到驱动总成15在后桥架5上的支承装置的位置和数量的影响。即使在驱动总成15不支承在后桥架5上的情况下,仍可确定所描述的效果(尽管程度小)。

在图3中以后桥一侧的俯视图示例性示出电动机式的驱动单元15,其在后桥架5以及驱动轴11上的连接部位13仅示意性示出。在此规定,沿车辆行驶方向F看后部的两个桥架支承件6以及两个未示出的总成支承装置通过推杆14支撑在车身上。推杆14本身在此也将沿车辆行驶方向F看后部的桥架支承件6支撑在车身上。因此,推杆满足后桥架5(通过后部的桥架支承件6)与车身的双剪切连接功能以及用于作为橡胶支承件的后部的桥架支承件6的止挡功能,也满足用于总成支承装置的支承座功能。

附图标记列表

1 弹簧导杆

2 支承弹簧

3 纵梁

4 横梁

5 后桥架

6 桥架支承装置

8 轮架

9 制动盘

10 制动钳

11 驱动轴

12 弹簧导杆在纵梁上的连接部

13 驱动总成的连接部

14 推杆

15 电动机式的驱动单元

16 横向导杆

Q 车辆横向方向

L 车辆纵向方向

H 车辆竖直方向

F 车辆行驶方向

KA 基于驱动负荷的负荷

KR 基于车轮负荷的负荷

M0 驱动力矩

M 纵梁上的各支承部位的中心

D 转动轴线

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