專利名稱：汽車四連桿后橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車四連桿后橋。
背景技術(shù)：
多連桿后橋通常已知與汽車有關(guān)。那么例如在Reimpell的《底盤技術(shù)基礎(chǔ)》(Fahrwerktechnik Grundlagen)中(Vogel出版社1995年第三版第14頁)公開了以一個(gè)雙橫向連桿的車輪懸架形式的多連桿后軸，該后軸在汽車每側(cè)各具有一個(gè)縱拉桿，該縱拉桿由兩個(gè)橫向連桿引導(dǎo)。該縱拉桿同時(shí)用作車輪支架并分別通過一個(gè)彈性運(yùn)動(dòng)的軸承頂靠到汽車車身上。該橫向連桿上下布置。微段彈簧(Miniblockfeder)使位于上方的橫向連桿支撐到汽車車身上。另外設(shè)置兩個(gè)軸承上方輔助彈簧的減震器。這些減震器在車輪中心的后方作用在縱拉桿的端部處并且在橫向連桿的后方基本上垂直向上地延伸。
在已知的多連桿后橋中，橫向連桿在車輛縱向和汽車橫向上傾斜地延伸，以便與軸承的不同的橡膠硬度共同實(shí)現(xiàn)有利的行駛性能。
在這里尤其是力求一種在制動(dòng)力的情況下的前束效果、在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的側(cè)向力轉(zhuǎn)向不足或者至少一種中性特性、阻止負(fù)荷交變反應(yīng)以及一種良好的換道和直線滑行穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到該背景技術(shù)，本發(fā)明提出的任務(wù)是提出一種替代的多連桿后橋，該后橋具有一種良好的行駛動(dòng)力性和一種較高的行駛舒適性。本發(fā)明尤其是想要?jiǎng)?chuàng)造一種后橋，其中在側(cè)向力的作用下避免出現(xiàn)車輪外傾轉(zhuǎn)向過量(Nachspuruebersteuern)。
為了解決這個(gè)任務(wù)，建議一種用于汽車的四連桿后橋，其中一個(gè)縱拉桿和三個(gè)橫向連桿作用到汽車車身上，它們至少部分地通過彈性動(dòng)力的軸承支撐在汽車車身上。在這種情況下兩個(gè)橫向連桿布置在下方，一個(gè)橫向連桿布置在上方。位于下方的橫向連桿中的沿行駛方向位于前方的那一個(gè)與其軸承一起具有一個(gè)比其它橫向連桿-軸承布置小的剛度。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案，允許通過多個(gè)連桿而在行駛動(dòng)力性和行駛舒適性方面使底盤調(diào)節(jié)具有高度靈活性。所建議的連桿布置尤其允許在縱向連接和橫向連接之間很大程度上分開。這可以使在汽車車身上的縱拉桿軸承結(jié)構(gòu)較軟，以此對于行駛舒適性是有利的，因此基本上不會(huì)損害行駛動(dòng)力性。更確切地說，行駛動(dòng)力性的優(yōu)化可以通過橫向連桿的方案來進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，前下方的橫向連桿-軸承布置的整體剛度明顯比其它橫向連桿-軸承布置軟。這表明，在這樣一種規(guī)定的前提下在較高的行駛舒適性的情況下可以實(shí)現(xiàn)一種中性的或者略微轉(zhuǎn)向不足的行駛性能，該性能使汽車司機(jī)感到靈敏。
前下方的橫向連桿的橫向連桿-軸承布置的整體剛度在優(yōu)選的方案中分別小于其它橫向連桿-軸承布置的整體剛度的80％。
在單個(gè)橫向連桿上的剛度的差別最好通過每一個(gè)在車身側(cè)的連桿軸承的結(jié)構(gòu)來獲得。在使用橡膠-金屬軸承時(shí)，在這里橡膠剛度是明顯的調(diào)整手段。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案中，橫向連桿分別通過一個(gè)鉸鏈連接在一個(gè)車輪支架上。在這里該車輪支架可以與縱拉桿集成在一起，然而它最好是一種獨(dú)立的連接到縱拉桿上的元件。通過橫向連桿的單獨(dú)的連接，可以在大批量生產(chǎn)中連桿角度的一次確定的配置的情況下，通過只改變連桿軸承彈性而就不同的需求對底盤進(jìn)行調(diào)節(jié)。由此例如可以比較簡單地在獲得批量類型外提供底盤調(diào)節(jié)的運(yùn)動(dòng)款式。
前下方的橫向連桿最好在車輪中心的前方和下方作用到車輪支架上。有利的特別是這樣一種布置，其中前下方的橫向連桿以與汽車橫向呈一個(gè)10至60度的角度、最好是10至30度的角度從車輪支架處傾斜向前地延伸。
后下方的橫向連桿也最好在車輪中心的下方作用到車輪支架上，然而作用點(diǎn)位于車輪中心的后方。在這種情況下尤其這樣一種布置是有利的，其中后下方的橫向連桿以一個(gè)與汽車橫向呈10至30度的角度從車輪支架處傾斜向后地延伸。
在這種情況下，兩個(gè)連桿可以撐開一個(gè)共同的下方連桿平面。
在本發(fā)明的另一種優(yōu)選的方案中，上方的橫向連桿在汽車縱向上、在下方橫向連桿之間、在車輪中心的上方作用到車輪支架上。這最好如此實(shí)現(xiàn)上方的橫向連桿以一個(gè)與汽車橫向呈0至60度的角度、最好是10至30度的角度從車輪支架處沿汽車橫向或者傾斜向前地延伸。
為了在車輪劇烈地彈性跳動(dòng)的情況下、也就是說在極端的轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)改善行駛穩(wěn)定性，根據(jù)本發(fā)明的四連桿后橋最好進(jìn)行如下改進(jìn)縱拉桿的彈性運(yùn)動(dòng)的軸承沿汽車縱向是彈性的，汽車每一側(cè)設(shè)置一個(gè)減震器，該減震器以一個(gè)端部在車輪中心的后方和下方作用到車輪支架上，并以其上方的連接在汽車車身上的端部向前傾斜。
減震器的布置以及尤其是它沿著汽車縱向的傾斜在劇烈的彈性跳動(dòng)以及上述的連桿配置的情況下導(dǎo)致一種附加的、校正的前束效果，利用該效果即使在極端的行駛條件下也可以保證一個(gè)中性的或者轉(zhuǎn)向不足的行駛性能。此外相應(yīng)的獨(dú)立懸架尺寸保持緊湊，并可以使一個(gè)較高的連續(xù)載重寬度(Durchladebreite)和較低的承載梁(Ladekante)成為可能。
已經(jīng)顯示對此特別有利的是，減震器沿汽車縱向與豎直面的傾斜角度處于10至30度的范圍內(nèi)。
根據(jù)另一種優(yōu)選的方案，減震器如此布置減震器的力作用線沿汽車橫向在車輪接地點(diǎn)的內(nèi)側(cè)上與車輪接地面相交。這允許在汽車橫向上狹窄的結(jié)構(gòu)，并保證在彎道中的連續(xù)行駛性能。通過減震器的向前傾斜來反作用于因側(cè)向力所產(chǎn)生的沿汽車縱向的、造成車輪外傾的傾翻力矩。
最好如此來實(shí)現(xiàn)對于減震器沿汽車縱向和沿汽車橫向的傾斜角的調(diào)整在最大的彈性跳動(dòng)的情況下，由于沿汽車縱向的傾翻力矩所產(chǎn)生的車輪外傾作用通過由減震器的前傾角所產(chǎn)生的一個(gè)前束效果來補(bǔ)償。


下面借助于一個(gè)在附圖中示出的實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。附圖示出圖1一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的以一輛汽車的一個(gè)獨(dú)立懸架的形式示出的四連桿后橋的示意性空間視圖，圖2根據(jù)圖1的在靜止?fàn)顟B(tài)下的四連桿后橋的示意性俯視圖，圖3根據(jù)圖1的在側(cè)向力影響下的四連桿后橋的示意性俯視圖，圖4根據(jù)圖1的在靜止?fàn)顟B(tài)下的四連桿后橋的示意性后視圖，圖5根據(jù)圖1的在靜止?fàn)顟B(tài)下的四連桿后橋的示意性側(cè)視圖，圖6根據(jù)圖1的在側(cè)向力影響下的四連桿后橋的位于下方的橫向連桿的示意性俯視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1至圖6中示出的實(shí)施例示出一個(gè)與一個(gè)汽車車輪2相關(guān)的汽車四連桿后橋1。在這里汽車車輪2不是驅(qū)動(dòng)輪。然而下面所說明的四連桿后橋也可以安裝在驅(qū)動(dòng)后橋上。
如圖1可以獲知汽車車輪2軸承在一個(gè)車輪支架3上。車輪支架3通過四個(gè)車輪導(dǎo)向元件支撐在沒有詳細(xì)示出的汽車車身上。在這種情況下，汽車每一側(cè)設(shè)置一個(gè)圍繞汽車軸易彎曲的縱拉桿4，該縱拉桿與車輪支架3剛性連接?？蛇x擇的是，一個(gè)抗彎的縱拉桿也可彈性地與車輪支架相連接。起決定性的是，縱拉桿或者其連接不允許車輪支架的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。
通過一個(gè)彈性運(yùn)動(dòng)的軸承5實(shí)現(xiàn)在汽車車身上的聯(lián)接、為了獲得較高的駕駛舒適性該軸承沿汽車縱向設(shè)計(jì)得較軟，以便減緩或者抑制從汽車車輪到汽車車身的沖擊或者振動(dòng)的傳遞。
另外汽車每側(cè)設(shè)置三個(gè)橫向連桿6，7，8，該連桿分別用一個(gè)端部通過一個(gè)彈性動(dòng)力的軸承9、10或者11支撐在汽車車身上，并且用其另一個(gè)端部分別通過一個(gè)鉸鏈12、13或者14連接到車輪支架3上。
橫向連桿中的兩個(gè)6和7布置在車輪中心M下方的一個(gè)下部受力平面內(nèi)，與此相反第三橫向連桿8位于車輪中心M的上方一個(gè)第二受力平面內(nèi)。在這種情況下，在這里設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)向橫拉桿的前下方的橫向連桿6在車輪中心M的前面作用到車輪支架3上。該橫向連桿以與汽車橫向呈一個(gè)10至60度的角度、最好是10至30度的角度從車輪支架3處傾斜向前地延伸。
后下方的橫向連桿7設(shè)計(jì)成彈簧連桿，并在車輪中心M的后方作用到車輪支架3上。該橫向連桿以一個(gè)與汽車橫向呈10至30度的角度從車輪支架3處傾斜向后地延伸，并略微比前下方的橫向連桿6長一些。
上方的橫向連桿8在汽車縱向上、在下方橫向連桿6和7之間連接在車輪支架3上。該橫向連桿以一個(gè)與汽車橫向呈0至60度的角度、最好是10至30度的角度從車輪支架3處沿汽車橫向、也就是傾斜向前地延伸。其長度大約相當(dāng)于下方的橫向連桿6的長度。
前面所述的連桿布置由于使用三個(gè)橫向連桿6、7和8作三條邊布置而可在汽車車輪2的縱向力支撐和橫向力支撐之間實(shí)現(xiàn)很大程度的分開?？v拉桿4的彈性運(yùn)動(dòng)軸承5可以因此較軟地進(jìn)行構(gòu)造，因?yàn)樵撦S承由于橫向以撐通過這三個(gè)橫向連桿6、7和8只是在很小的范圍內(nèi)影響了行駛動(dòng)力性。更確切地說，行駛動(dòng)力性的優(yōu)化基本通過橫向連桿6、7和8以前面所述的類型和方式來實(shí)現(xiàn)。
在這里主要考慮的是，通過對于橫向連桿6、7和8的剛性以及所屬的彈性運(yùn)動(dòng)的軸承9、10和11的剛性適當(dāng)組合來產(chǎn)生一種前束效果，利用該前束效果、在一個(gè)側(cè)向力F的作用下，通過反作用于主要由縱拉桿4的連接引起的轉(zhuǎn)向過量傾向得到一種中性的至輕微的轉(zhuǎn)向不足。
為此，在根據(jù)本發(fā)明的四連桿后橋中，沿行駛方向上位于前方的下方橫向連桿6與其軸承一起的整體剛度比其它橫向連桿-軸承布置小。
由此所產(chǎn)生的在側(cè)向力影響下的前束校正可以從圖2和3中清楚地獲知。由于較小的整體剛度，由在車輪接地點(diǎn)R作用在轉(zhuǎn)向外側(cè)車輪的前下方橫向連桿6上的側(cè)向力引起一個(gè)比在其它橫向連桿7和8上大的沿汽車橫向位移Δx1(試比較位移Δx2和Δx3)。這樣汽車車輪2獲得一個(gè)進(jìn)入彎道的轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)角α。因此在汽車上轉(zhuǎn)向角減小。在這種情況下，在下方的橫向連桿6、7中出現(xiàn)壓力，與此相反在橫向連桿8中出現(xiàn)一個(gè)拉力。
通過對于剛性關(guān)系的適當(dāng)影響，行駛性能可以與車輪懸架相協(xié)調(diào)。這最好通過車身側(cè)的連桿軸承9、10和11的軸承剛性來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)在任何情況下，前下方的橫向連桿6的橫向連桿-軸承布置的整體剛度分別小于其它橫向連桿-軸承布置的整體剛度的80％，以便保證前面所述的前束效果。
最好將橡膠-金屬軸承用作彈性動(dòng)力的連桿軸承9、10和11，它們可以在所給定的連桿尺寸中、在不太費(fèi)事的情況下使底盤調(diào)整適合不同的要求。由于很大程度地去除了縱向支撐和橫向支撐之間的耦合，所以基本上感覺不到稍強(qiáng)或者稍弱的駕駛操縱失靈狀況而保持駕駛舒適性。
如同尤其可由圖1和圖5中獲知，四連桿后橋在汽車每側(cè)分別另外具有一個(gè)減震器15，該減震器在其上端部軸承一個(gè)輔助彈簧16。減震器15以其下端部軸承在車輪支架3上，可替換地也可以軸承在縱拉桿4上。該連接在這種情況下可以如此選擇減震器15的力在車輪中心M的下后方作用到車輪支架3上。
在這里示出的實(shí)施例中，減震器的車輪側(cè)的鉸接點(diǎn)17位于下方橫向連桿6、7的車輪側(cè)的鉸接點(diǎn)的后方，這樣減震器15在橫向連桿的后方或者上方延伸。
如同尤其是圖5所示，減震器15以其上面的、連接在汽車車身上的端部向前傾斜。沿著汽車縱向?qū)τ谪Q直面的傾斜角度β在10至30度之間的范圍內(nèi)。因此車身側(cè)的鉸接點(diǎn)18的位置與傾斜角度β有關(guān)。在該實(shí)施例中，車身側(cè)的鉸接點(diǎn)18沿汽車縱向或者前進(jìn)方向位于下方的橫向連桿6和7在車輪側(cè)的鉸接點(diǎn)之間。
此外保證減震器15的力作用線沿汽車橫向在所有穩(wěn)定的行駛狀況中在車輪接地點(diǎn)R的內(nèi)側(cè)面上與車輪接地面相交(參見圖4中的交點(diǎn)S)。
以此即使在車輪2強(qiáng)烈的彈性跳動(dòng)時(shí)、也就是在極度的轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)和在輔助彈簧16壓成一堆、也就是在車輪2的上方擋塊中時(shí)，也保證足夠的行駛穩(wěn)定性。
在這里所形成的特別大的力在車輪接地點(diǎn)R的外面幾乎垂直于路面，該力引起一個(gè)傾翻力矩K，該力矩必須通過橫向連桿6、7和8軸承。由該傾翻力矩K在下方橫向連桿6和7中引起拉力分量，與此相反，在上方的橫向連桿8中引起一個(gè)壓力，因此在橫向連桿6與連桿7、8相比整體剛度較小時(shí)這導(dǎo)致汽車車輪2的意外車輪外傾轉(zhuǎn)向。
因此在這里所述的實(shí)施例中，減震器15沿汽車縱向和汽車橫向的傾斜角如此選擇在最大的彈性跳動(dòng)的情況下，由于汽車橫向的傾翻力矩K所產(chǎn)生的車輪外傾效果通過由減震器15的前傾角β所產(chǎn)生的一個(gè)前束效果來補(bǔ)償。由于減震器15向前傾斜，連同輔助彈簧16的力同時(shí)得到一個(gè)分力，該分力向后擠壓汽車車輪2。由于考慮到舒適性而故意將前方的縱拉桿軸承5設(shè)計(jì)得較軟，由此引起汽車車輪2的向后運(yùn)動(dòng)。
如圖6所示，由于下方的橫向連桿6和7形成箭頭形，車輪2向后運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致車輪2的前束轉(zhuǎn)向(參見前束角α)，這樣完全地或者至少很大程度地補(bǔ)償了由傾翻力矩K引起的車輪外傾。
以此保證即使在極端的情況下也在全部的燃料儲(chǔ)備行程中得到均勻的行駛性能。
前述的本發(fā)明可以在行駛動(dòng)力性和行駛舒適性方面使底盤調(diào)節(jié)的較高的靈活性成為可能?？v向連接和橫向連接之間的很大程度上的分開允許在汽車車身上的縱拉桿軸承的結(jié)構(gòu)較軟。這對于行駛舒適性是有利的。行駛動(dòng)力性的優(yōu)化可以通過調(diào)節(jié)橫向連桿來進(jìn)行。
然而本發(fā)明不只是限于前面所述的實(shí)施例。因此縱拉桿可以例如偏離沿汽車縱向的一個(gè)嚴(yán)格的縱向?qū)R方向。更確切地說，本發(fā)明包括所有在權(quán)利要求中限定的實(shí)施方式。
附圖標(biāo)記列表1、 四連桿后橋2、 汽車車輪3、 車輪支架4、 縱拉桿5、 彈性運(yùn)動(dòng)的縱拉桿軸承6、 前下方橫向連桿(轉(zhuǎn)向橫拉桿)7、 后下方橫向連桿(彈簧連桿)8、 上方橫向連桿9、 橫向連桿6的彈性運(yùn)動(dòng)連桿軸承10、 橫向連桿7的彈性運(yùn)動(dòng)連桿軸承11、 橫向連桿8的彈性運(yùn)動(dòng)連桿軸承12、 橫向連桿6的車輪側(cè)鉸鏈13、 橫向連桿7的車輪側(cè)鉸鏈14、 橫向連桿8的車輪側(cè)鉸鏈15、 減震器16、 輔助彈簧17、 減震器15的車輪側(cè)鉸點(diǎn)18、 減震器15的車身側(cè)鉸點(diǎn)F側(cè)向力K傾翻力矩M車輪中心R車輪接地點(diǎn)S減震器15的力作用線與車輪接地面的相交點(diǎn)V向前行駛方向α 前束角β 減震器15沿著向前行駛方向的傾斜角Δx在側(cè)向力F的作用下在彈性運(yùn)動(dòng)軸承中的位移
權(quán)利要求
1.汽車的四連桿后橋，該后橋包括-一個(gè)縱拉桿(4)和三個(gè)橫向連桿(6、7、8)，它們至少部分地通過彈性運(yùn)動(dòng)的軸承(5、9、10、11)作用在汽車車身上，-其中兩個(gè)橫向連桿(6、7)位于下方，一個(gè)橫向連桿(8)位于上方，-位于下方的橫向連桿中的沿汽車方向位于前方的那一個(gè)(6)與其軸承一起的整體剛度比其它橫向連桿-軸承布置小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的四連桿后橋，其特征在于，設(shè)置一個(gè)車輪支架(3)，橫向連桿(6、7、8)分別通過一個(gè)鉸鏈、最好是分別通過一個(gè)彈性運(yùn)動(dòng)的軸承(12、13、14)連接在車輪支架(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的四連桿后橋，其特征在于，前下方的橫向連桿(6)的橫向連桿-軸承布置的整體剛度分別小于其它橫向連桿-軸承布置的整體剛度的80％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的四連桿后橋，其特征在于，前下方的橫向連桿(6)在車輪中心(M)的前方和下方作用在車輪支架(3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的四連桿后橋，其特征在于，前下方橫向連桿(6)以與汽車橫向呈一個(gè)10至60度的角度、最好是10至30度的角度從車輪支架(3)處傾斜地向前延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的四連桿后橋，其特征在于，后下方的橫向連桿(7)在車輪中心(M)的后方和下方作用在車輪支架(3)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的四連桿后橋，其特征在于，后下方的橫向連桿(7)以與汽車橫向呈一個(gè)10至30度的角度從車輪支架(3)處傾斜地向后延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的四連桿后橋，其特征在于，上方的橫向連桿(8)在汽車縱向上、在下方的橫向連桿(6、7)之間、在車輪中心(M)的上方作用在車輪支架(3)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的四連桿后橋，其特征在于，上方的橫向連桿(8)以與汽車橫向呈一個(gè)0至60度的角度、最好是10至30度的角度從車輪支架(3)處沿著汽車橫向或者傾斜地向前延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的四連桿后橋，其特征在于，縱拉桿(4)的彈性運(yùn)動(dòng)的軸承(5)沿汽車縱向是彈性的；設(shè)置一個(gè)減震器(15)，該減震器以一個(gè)端部在車輪中心(M)的后方和下方作用到車輪支架(3)上，并以其上部的連接在汽車車身上的端部向前傾斜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的四連桿后橋，其特征在于，減震器(15)沿汽車縱向與豎直面的傾斜角度處于一個(gè)10至30度的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的四連桿后橋，其特征在于，減震器(15)如此布置減震器的力作用線沿汽車橫向、在車輪接地點(diǎn)的內(nèi)側(cè)面上與車輪接地面相交。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)的四連桿后橋，其特征在于，減震器(15)沿汽車縱向和沿汽車橫向的傾斜角如此選擇在最大的彈性跳動(dòng)的情況下，由于汽車橫向的傾翻力矩所產(chǎn)生的車輪外傾效果通過由減震器的向前傾斜所產(chǎn)生的一個(gè)前束效果來補(bǔ)償。
全文摘要
汽車的四連桿后橋，包括一個(gè)縱拉桿(4)和三個(gè)橫向連桿(6、7、8)，它們作用在汽車車身上。在這種情況下，兩個(gè)橫向連桿(6、7)位于下方，一個(gè)橫向連桿(8)位于上方。位于下方的橫向連桿中的沿汽車方向位于前方的那個(gè)(6)與其軸承一起具有比其它橫向連桿－軸承布置小的整體剛度。這可以在行駛動(dòng)力性和行駛舒適性方面使底盤調(diào)節(jié)具有較高的靈活性。在縱向連接和橫向連接之間的很大程度上的分開允許在汽車車身上的縱拉桿軸承較軟，因此可對于行駛舒適性進(jìn)行有利地設(shè)計(jì)，以此基本上不會(huì)損害行駛動(dòng)力性。更確切地說，行駛動(dòng)力性的優(yōu)化可以通過調(diào)節(jié)橫向連桿來進(jìn)行。
文檔編號B60G21/00GK1500664SQ20031011615
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者T·欣策, T 欣策 申請人:大眾汽車有限公司