車輪外傾角調節機構的製作方法

2023-05-15 01:33:39

本發明屬於汽車多連杆後懸架技術領域，特別是涉及一種車輪外傾角調節機構。

背景技術：

多連杆獨立懸架具有結構緊湊、佔用空間小及非簧載質量低等特點，是目前市場主流的中高級轎車廣泛採用的後懸架形式。多連杆懸架的運動特性與車輪定位參數密切相關，通過四輪定位的合理設置和運動變化特性的有效控制，不僅能夠獲得較好的操縱穩定性和舒適性，而且可以有效提高懸架零部件的耐久性能和輪胎的使用壽命。但由於該類懸架零部件較多且尺寸鏈複雜，容易造成懸架裝配完成後累積公差超過設計要求，難以保證車輪定位參數都滿足車輛的使用要求。同時，車輛在行駛一定裡程後車輪定位參數也會發生變化，因此，需要在該類懸架中設置四輪定位參數的調節機構以進行車輪外傾角調整和修正。

中國專利申請CN201530416U公開了一種車輪外傾角調節裝置，採用增加導向塊的方法，通過單側偏心螺栓實現外傾可調，該結構簡單緊湊，但需要額外增加導向塊，且可調外傾角範圍較小，且無法根據調整範圍需求精確設計；並且單側導向方式，容易導致偏心螺栓力矩衰減。

中國專利申請CN103448500A公開了一種車輪外傾角調節裝置，減振器和轉向節通過安裝支架連接，其轉向節上設有穿過安裝壁的螺紋孔，通過螺紋孔內沿孔向移動的調節元件調節，所述調節元件可與第一安裝壁牴觸使減振器傾斜，從而改變減振器的裝配角度。該結構簡單緊湊，但減振器支架與轉向節之 間的間隙配合容易導致結構的失效，並導致相關異響等問題產生。不適用於量產階段的實施。

中國專利申請CN104309688A公開了一種獨立懸架車輪調整外傾角和後傾角結構，通過下擺臂與副車架連接的前套筒、後套筒上設置的凸輪軸調節結構，實現外傾角和後傾角可調。但該結構實現機構複雜，且外傾角和後傾角不能獨立調節。

CN201530416U公開的車輪外傾角調節裝置採用偏心螺栓調節外傾角，其多用於前懸架，對於多連杆後懸架的應用相對較少。同時，需要額外增加零部件以實現導向和限位功能，增加了實施的複雜性和製造成本。另外，現有的偏心螺栓式調節機構，無法可靠保證偏心螺栓的平行導向，容易導致偏心螺栓的失效和力矩衰減。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對現有的車輪外傾角調節機構需要額外增加零部件以實現導向和限位功能，導致實施困難及成本增加的缺陷，提供一種車輪外傾角調節機構。

本發明解決上述技術問題所採用的技術方案如下：

提供一種車輪外傾角調節機構，包括後軸節、後上擺臂、偏心螺栓、偏心墊片及螺母，所述後軸節上設置有連接支耳，所述連接支耳包括間隔的第一縱壁及第二縱壁，所述第一縱壁及第二縱壁上分別形成有第一長孔及第二長孔，所述第一縱壁遠離所述第二縱壁的一側形成有平行間隔的第一垂直限位邊及第二垂直限位邊，所述偏心螺栓包括偏心螺杆及連接在所述偏心螺杆一端的圓盤，所述偏心螺杆依次穿過所述第一長孔、後上擺臂的一端、第二長孔及偏心墊片並與所述螺母螺紋連接，進而將所述後上擺臂固定在所述後軸節上，所述圓盤的外邊緣與所述第一垂直限位邊及第二垂直限位邊接觸，所述第一長孔及第二長孔的長度大於所述偏心螺杆的中軸線與所述圓盤的中軸線的距離，所述第一 長孔及第二長孔的寬度大於所述偏心螺杆沿的直徑。

進一步地，所述偏心螺栓還包括連接在所述圓盤外側且與所述偏心螺杆共軸心的螺母頭部。旋轉螺母頭部即可旋轉整個偏心螺栓。

進一步地，所述第一長孔及第二長孔的長度方向及寬度方向分別垂直和平行所述第一垂直限位邊。

進一步地，所述第一長孔及第二長孔的長度相同，所述第一長孔及第二長孔的兩端到所述第一垂直限位邊及第二垂直限位邊的距離相同。即，第一長孔及第二長孔分別位於所述第一縱壁及第二縱壁寬度方向上的中間位置。

進一步地，所述第一長孔及第二長孔的長度與所述偏心螺杆的直徑的差值大於或等於所述偏心螺杆的中軸線與所述圓盤的中軸線的距離的兩倍。這樣，所述第一長孔及第二長孔的長度能夠滿足偏心螺杆在第一長孔及第二長孔長度方向的兩端之間滑移，即偏心螺杆能夠旋轉360度。

進一步地，所述第一長孔及第二長孔均為中間長方形且兩端呈半圓形的長圓孔。這樣，在所述第一長孔及第二長孔的長度與所述偏心螺杆的直徑的差值等於或稍大於所述偏心螺杆的中軸線與所述圓盤的中軸線的距離的兩倍時，偏心螺杆在滑移至第一長孔及第二長孔的任意一端時，偏心螺杆的外周能與第一長孔及第二長孔的半圓部分表面具有較大的接觸面積，使得在該位置，偏心螺杆較為穩固。

進一步地，所述偏心螺杆與所述偏心墊片對應的一端開有限位平缺，所述偏心墊片上設置有與所述偏心螺杆上開設有限位平缺的部分形狀相匹配的開孔。這樣，偏心墊片與偏心螺杆之間的相對旋轉被限制，偏心墊片只能是與偏心螺杆同步旋轉，這樣，能夠保證偏心螺杆沿第一長孔及第二長孔的寬度方向直線滑移。

進一步地，所述偏心墊片呈圓形，且所述偏心墊片的外圓直徑與所述圓盤的外圓直徑相同。

進一步地，所述圓盤上設置有第一刻度，所述偏心墊片上設置有與所述第 一刻度方向一致且規格相同的第二刻度，所述第一刻度具有第一基準刻度線及對稱分布在所述第一基準刻度線兩側的多個第一小刻度線，所述第二刻度具有第二基準刻度線及對稱分布在所述第二基準刻度線兩側的多個第二小刻度線。這樣，便於從兩側都能對偏心角度進行可視化讀取和標識。通過偏心螺栓和偏心墊片上的刻度顯示，將偏心螺栓旋轉的偏心角度可視化控制，實現外傾角的精確調整。並且，通過標定偏心螺栓或偏心墊片上的刻度，能夠直觀而有效地總裝後懸架總成，提高生產和維修效率，工藝可行性高且有利於減低生產成本。

進一步地，所述圓盤的中軸線及所述偏心螺杆的中軸線分別在所述圓盤外側表面的兩個投影點之間的連線與所述第一基準刻度線在同一直線上；所述圓盤的中軸線及所述偏心螺杆的中軸線分別在所述偏心墊片外側表面的兩個投影點之間的連線與所述第二基準刻度線在同一直線上。這樣，在所述偏心螺杆與第一垂直限位邊或第二垂直限位邊距離最近時，第一基準刻度線、第二基準刻度線均垂直指向第一垂直限位邊或第二垂直限位邊。

根據本發明的車輪外傾角調節機構，通過後軸節新設的連接支耳上的第一長孔及第二長孔的導向作用，以及連接支耳的第一縱臂上設置的第一垂直限位邊及第二垂直限位邊的限位作用，合理設計偏心螺栓規格尺寸，能夠實現後上擺臂與後軸節裝配點車輛寬度方向坐標的調整，從而實現車輪外傾角調節，並且可以根據車輪外傾角調整範圍需求進行參數化設計，精確控制外傾角可調範圍。該車輪外傾角調節機構無需額外增加導向或限位的部件，降低了實施難度和製造成本。並且，採用該車輪外傾角調節機構，在整車生產線和售後維修中，無需對輪胎和懸架系統進行拆卸，即可實現車輪外傾角的調節，能夠有效提高後輪定位效率，符合批量生產的需求。

附圖說明

圖1是本發明一實施例提供的車輪外傾角調節機構的分解圖；

圖2是本發明一實施例提供的車輪外傾角調節機構其偏心螺栓的正視圖；

圖3是本發明一實施例提供的車輪外傾角調節機構其偏心螺栓的側視圖；

圖4是本發明一實施例提供的車輪外傾角調節機構應用在多連杆後懸架中的示意圖；

圖5是圖4的側視圖；

圖6是圖5中偏心螺栓位置的局部視圖；

圖7是本發明一實施例提供的車輪外傾角調節機構其偏心墊片的正視圖；

圖8是本發明一實施例提供的車輪外傾角調節機構的調節原理圖。

說明書附圖中的附圖標記如下：

1、後軸節；11、連接支耳；111、第一縱壁；112、第二縱壁；121、第一長孔；122、第二長孔；131、第一垂直限位邊；132、第二垂直限位邊；2、後上擺臂；3、偏心螺栓；31、偏心螺杆；32、圓盤；33、限位平缺；34、螺母頭部；35、第一刻度；351、第一基準刻度線；352、第一小刻度線；4、偏心墊片；41、第二刻度；411、第二基準刻度線；412、第二小刻度線；42、開孔；5、螺母；6、後下擺臂；7、減振器；8、後前束臂；9、後縱臂。

具體實施方式

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1至圖3所示，本發明一實施例提供的一種車輪外傾角調節機構，包括後軸節1、後上擺臂2、偏心螺栓3、偏心墊片4及螺母5，所述後軸節1上設置有連接支耳11，所述連接支耳11包括間隔的第一縱壁111及第二縱壁112，所述第一縱壁111及第二縱壁112上分別形成有第一長孔121及第二長孔122，所述第一縱壁111遠離所述第二縱壁112的一側形成有平行間隔的第一垂直限位邊131及第二垂直限位邊132，所述偏心螺栓3包括偏心螺杆31及連接在所述偏心螺杆一端的圓盤32，所述偏心螺杆31依次穿過所述第一長孔121、後上擺 臂2的一端、第二長孔122及偏心墊片4並與所述螺母5螺紋連接，進而將所述後上擺臂2固定在所述後軸節1上，所述圓盤32的外邊緣與所述第一垂直限位邊131及第二垂直限位邊132接觸，所述第一長孔121及第二長孔122的長度大於所述偏心螺杆31的中軸線與所述圓盤32的中軸線的距離，所述偏心螺杆31的中軸線與所述圓盤32的中軸線的距離即為偏心螺栓3的偏心距，所述第一長孔121及第二長孔122的寬度大於所述偏心螺杆31的直徑，以使得所述偏心螺杆31能夠沿所述第一長孔121及第二長孔122的長度方向滑移，即所述第一長孔121及第二長孔122的寬度略大於所述偏心螺杆31的寬度。

本實施例中，如圖1所示，所述螺母5為六角法蘭面螺母，所述六角法蘭面螺母的法蘭面壓緊在所述偏心墊片4的外側表面。

本實施例中，如圖1所示，所述偏心螺栓3還包括連接在所述圓盤32外側且與所述偏心螺杆31共軸心的螺母頭部34。旋轉螺母頭部34即可旋轉整個偏心螺栓。

本實施例中，如圖1所示，所述第一長孔121及第二長孔122的長度方向及寬度方向分別垂直和平行所述第一垂直限位邊131。優選地，所述第一長孔121及第二長孔122的長度相同，所述第一長孔121及第二長孔122的兩端到所述第一垂直限位邊131及第二垂直限位邊132的距離相同。即，第一長孔121及第二長孔122分別位於所述第一縱壁111及第二縱壁112寬度方向上的中間位置。

本實施例中，優選地，所述第一長孔121及第二長孔122的長度與所述偏心螺杆31的直徑的差值大於或等於所述偏心螺杆31的中軸線與所述圓盤32的中軸線的距離的兩倍，即表示偏心螺杆31的可滑移的長度為偏心螺栓3的偏心距的兩倍以上。這樣，所述第一長孔121及第二長孔122的長度能夠滿足偏心螺杆31在第一長孔121及第二長孔22長度方向的兩端之間滑移，即偏心螺杆能夠旋轉360度。

本實施例中，如圖1及圖6所示，所述第一長孔121及第二長孔122均為 中間長方形且兩端呈半圓形的長圓孔。這樣，在所述第一長孔121及第二長孔122的長度與所述偏心螺杆31的直徑的差值等於或稍大於所述偏心螺杆31的中軸線與所述圓盤32的中軸線的距離的兩倍時，偏心螺杆31在滑移至第一長孔121及第二長孔122的任意一端時，偏心螺杆31的外周能與第一長孔121及第二長孔122的半圓部分表面具有較大的接觸面積，使得在該位置，偏心螺杆較為穩固。

本實施例中，如圖3所示，所述偏心螺杆31與所述偏心墊片4對應的一端開有限位平缺33，所述偏心墊片4上設置有與所述偏心螺杆31上開設有限位平缺33的部分形狀相匹配的開孔42。這樣，偏心墊片4與偏心螺杆31之間的相對旋轉被限制，偏心墊片4隻能是與偏心螺杆31同步旋轉，這樣，能夠保證偏心螺杆32沿第一長孔121及第二長孔122的寬度方向直線滑移(平行移動)。

本實施例中，如圖1所示，所述偏心墊片4呈圓形，且所述偏心墊片4的外圓直徑與所述圓盤32的外圓直徑相同。

本實施例中，如圖1、圖2、圖6及圖7所示，所述圓盤32上設置有鏤空的第一刻度35，所述偏心墊片4上設置有與所述第一刻度35方向一致且規格相同的鏤空的第二刻度41，所述第一刻度35具有第一基準刻度線351及對稱分布在所述第一基準刻度線351兩側的多個第一小刻度線352，所述第二刻度41具有第二基準刻度線411及對稱分布在所述第二基準刻度線411兩側的多個第二小刻度線412。這樣，便於從兩側都能對偏心角度進行可視化讀取和標識。通過偏心螺栓3和偏心墊片4上的刻度顯示，將偏心螺栓3旋轉的偏心角度可視化控制，實現外傾角的精確調整。並且，通過標定偏心螺栓3或偏心墊片4上的刻度，能夠直觀而有效地總裝後懸架總成，提高生產和維修效率，工藝可行性高且有利於減低生產成本。

本實施例中，所述第一小刻度線352與所述第一基準刻度線351之間以及相鄰兩個所述第一小刻度線之間的間隔角度均為10度；所述第二小刻度線412與所述第二基準刻度線411之間以及相鄰兩個所述第二小刻度線之間的間隔角 度均為10度。

本實施例中，如圖2及圖6所示，所述圓盤32的中軸線及所述偏心螺杆31的中軸線分別在所述圓盤32外側表面的兩個投影點O、M之間的連線與所述第一基準刻度線351在同一直線上；所述圓盤32的中軸線及所述偏心螺杆31的中軸線分別在所述偏心墊片4外側表面的兩個投影點之間的連線與所述第二基準刻度線411在同一直線上。這樣，在所述偏心螺杆31與第一垂直限位邊131或第二垂直限位邊132距離最近時，第一基準刻度線351、第二基準刻度線411均垂直指向第一垂直限位邊131或第二垂直限位邊141。這樣，在調節時，很容易將偏心螺杆31調節至與第一垂直限位邊131或第二垂直限位邊132距離最近，然後以此為基準，藉助第一小刻度線352及第二小刻度線412，能夠可視化地調節偏心螺栓3的偏轉角度，實現車輪外傾角的可視化調節。

如圖4及圖5所示，應用此車輪外傾角調節機構的多連杆後懸架包括後軸節1、後上擺臂2、後下擺臂6、減振器7、後前束臂8及後縱臂9。

車輪外傾角是指車輪在安裝後，其端面向外傾斜，即車輪所處平面和縱向垂直平面間的夾角。由於車輪是固定安裝在後軸節上的，因而，車輪外傾角也是後軸節1與豎直方向的夾角，即圖5中的b角。

在圖5中，後上擺臂2及後下擺臂6的右端均與車輛的副車架鉸接。後上擺臂2及後下擺臂6均通過襯套與後軸節1可拆卸式地固定連接。其中，後上擺臂2一端的襯套內管被連接支耳11夾緊，以此實現後上擺臂2與後軸節1可拆卸式地固定連接。後軸節1下部的襯套內管被下擺臂6一端的連接支耳夾緊，以此實現後下擺臂6與後軸節1可拆卸式地固定連接。

下面，結合圖5、圖6及圖8，說明車輪外傾角b的調節原理。

設偏心螺栓3的偏心距為k(k為圖8中線段OM的長度，也即圓盤32的中軸線與偏心螺杆31的中軸線之間的距離)，圓盤的外圓半徑為R。

則有，第一垂直限位邊131與第一垂直限位邊的距離為D＝2R，這樣，即保證了偏心螺栓的圓盤32的外邊緣與第一垂直限位邊131及第二垂直限位邊132 接觸時，圓盤的外圓圓心落在以偏心螺杆中心M(即為偏心螺杆31的中軸線在所述圓盤32外側表面的投影點)為圓心，偏心距k為半徑的圓上，實現了限位功能。

當偏心螺栓3旋轉至偏心角度為α時，如圖8所示，偏心角度為α為螺栓旋轉中心M點到第一垂直限位邊131的距離Y可以通過以下公式獲得：

Y＝R+kcosα

Y∈(R-k,R+k)；

在調節時，鬆開後下擺臂6，使得後軸節1能夠相對後下擺臂6轉動，在此狀態下，旋轉偏心螺栓3，能夠使得後軸節1相對後下擺臂6轉動，後上擺臂2繞副車架旋轉，偏心螺栓3能夠在第一長孔121及第二長孔122中滑動，以此調節偏心螺杆的旋轉中心M點到第一垂直限位邊131的距離Y，這樣，即調節了後軸節1的傾斜角度，實現了車輪外傾角b的調節。

在一具體實施案例中，偏心距k＝5mm，圓盤32的外圓半徑R＝17.5mm，當偏心角度α在(-180°，180°)之間變化時，Y向距離的數值在(12.5mm-22.5mm)之間變動，即Y向距離的可調數值為17.5±5mm。與之對應的，第一長孔121及第二長孔122與第一垂直限位邊131及第二垂直限位邊132的Y向距離為17.5±5mm，實現導向功能。

根據本發明上述實施例的車輪外傾角調節機構，通過後軸節新設的連接支耳上的第一長孔及第二長孔的導向作用，以及連接支耳的第一縱臂上設置的第一垂直限位邊及第二垂直限位邊的限位作用，合理設計偏心螺栓規格尺寸，能夠實現後上擺臂與後軸節裝配點車輛寬度方向坐標的調整，從而實現車輪外傾角調節，並且可以根據車輪外傾角調整範圍需求進行參數化設計，精確控制外傾角可調範圍。該車輪外傾角調節機構無需額外增加導向或限位的部件，降低了實施難度和製造成本。並且，採用該車輪外傾角調節機構，在整車生產線和售後維修中，無需對輪胎和懸架系統進行拆卸，即可實現車輪外傾角的調節，能夠有效提高後輪定位效率，符合批量生產的需求。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。