用于分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車的懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬汽車底盤技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及用于分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車的懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式驅(qū)動四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車的主要結(jié)構(gòu)特征是將驅(qū)動電動機(jī)以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分散布置到各個車輪,其動力傳動鏈短、傳動高效,機(jī)械聯(lián)接少、結(jié)構(gòu)緊湊,車內(nèi)空間利用率高。分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車可以實(shí)現(xiàn)多種動力學(xué)控制,具有良好的機(jī)動性和穩(wěn)定性。目前在分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上,普遍采用的方案是每個車輪配有一個輪轂/輪邊驅(qū)動電機(jī)和一套電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0003]雙橫臂懸架以其懸架幾何特性的優(yōu)勢,能夠使汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。但這種懸架形式在分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車上的應(yīng)用受到了限制,傳統(tǒng)雙橫臂懸架控制臂一端伸入車輪空間內(nèi),限制了車輪轉(zhuǎn)角。例如日本NTN公司所開發(fā)的Q’ mo分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車,雖采用的了雙橫臂懸架結(jié)構(gòu),但其為了實(shí)現(xiàn)大的車輪轉(zhuǎn)角,將轉(zhuǎn)向主銷移至車輪外,加大了主銷側(cè)向偏置距,進(jìn)而增大了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作負(fù)擔(dān)。美國宇航局NASA的Modular Robotic Vehicle美國專利:US14/032470雖然實(shí)現(xiàn)了單個車輪理論上的全轉(zhuǎn)角,并可任意設(shè)置主銷側(cè)向偏置距,但因其懸架為單縱臂形式,且不具備橫向穩(wěn)定裝置,操縱穩(wěn)定性較差。
[0004]解決懸架與轉(zhuǎn)向之間的矛盾,設(shè)計(jì)合適的懸架系統(tǒng)及與其相匹配的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是使分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車更好地發(fā)揮性能優(yōu)勢的必然要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了用于分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車的懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng),使單個車輪具有大轉(zhuǎn)向角的同時,集成了帶有橫向穩(wěn)定器的雙橫臂懸架系統(tǒng),從而改善輪胎接地狀態(tài),本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]用于分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車的懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng),通過安裝支架固定在車身上,包括車輪、輪轂電機(jī)、車輪支架、制動器、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及雙橫臂懸架系統(tǒng),所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝于車身的安裝支架之上,所述車輪支架與所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸出端相聯(lián),所述雙橫臂懸架系統(tǒng)安裝于車輪支架上,所述雙橫臂懸架系統(tǒng)與所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間的運(yùn)動無干涉;
[0007]所述雙橫臂懸架系統(tǒng)由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、力傳遞機(jī)構(gòu)、彈簧減振器以及橫向穩(wěn)定器組成;所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、力傳遞機(jī)構(gòu)、彈簧減振器依次鉸接,所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)另一端鉸接在車輪支架下偵h所述力傳遞機(jī)構(gòu)中端通過第一搖臂與車輪支架鉸接,所述彈簧減振器上端鉸接在車輪支架頂端;所述橫向穩(wěn)定器下端與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)鉸接,上端與車身鉸接;
[0008]所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括依次傳動連接的轉(zhuǎn)向電機(jī)、電磁離合器、中間軸、電磁制動器、行星齒輪減速器、圓錐齒輪減速器,固定在安裝支架的定子,位于定子內(nèi)與圓錐齒輪減速器輸出軸連接的齒輪,以及與所述齒輪嚙合傳動的轉(zhuǎn)子;所述轉(zhuǎn)子與車輪支架固聯(lián),帶動車輪轉(zhuǎn)動,從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
[0009]所述車輪支架的主體為管材焊接成的桁架結(jié)構(gòu)或由板材沖焊成的單體殼結(jié)構(gòu),其上固定有連接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸出端的六角軸、連接彈簧減振器的彈簧減振器安裝座、連接力傳遞機(jī)構(gòu)的第一搖臂安裝座以及連接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的控制臂安裝座。
[0010]所述六角軸為六棱柱體,其側(cè)面下方設(shè)有幅板,所述六角軸套裝在轉(zhuǎn)子內(nèi),其幅板嵌入轉(zhuǎn)子下端面的開槽內(nèi),并通過在側(cè)面安裝螺栓將六角軸與轉(zhuǎn)子固定,進(jìn)而傳遞轉(zhuǎn)向力矩。
[0011]所述雙橫臂懸架系統(tǒng)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由立柱、上控制臂和下控制臂組成,所述上控制臂和下控制臂鉸接安裝在車輪支架上,所述立柱通過球頭分別鉸接在上控制臂和下控制臂上,所述立柱上方還設(shè)有與橫向穩(wěn)定器鉸接的U型夾以及與力傳遞機(jī)構(gòu)鉸接的推桿鉸接孔。
[0012]所述雙橫臂懸架系統(tǒng)的力傳遞機(jī)構(gòu)由推桿、第一搖臂和角位移傳感器組成,所述推桿一端鉸接于所述立柱的推桿鉸接孔,另一端與第一搖臂中端鉸接;所述第一搖臂一端鉸接在搖臂安裝座內(nèi),另一端與彈簧減振器一端鉸接,所述彈簧減振器另一端鉸接于彈簧減振器安裝座內(nèi);
[0013]所述角位移傳感器與第一搖臂相連,測量搖臂轉(zhuǎn)角,獲得車輪輪心豎直方向位移。
[0014]所述推桿主體為直管,兩端固定有螺紋套管,螺紋套管與螺桿螺紋連接,并通過螺母固定,調(diào)整推桿長度。
[0015]所述雙橫臂懸架系統(tǒng)的橫向穩(wěn)定器由第一頂桿、第二頂桿、直線軸承、滑塊、導(dǎo)軌、第二搖臂和扭桿組成,所述第一頂桿下端與U型夾鉸接,上端與第二頂桿鉸接,所述第二頂桿穿過固定安裝在六角軸內(nèi)孔的直線軸承,上端鉸接于滑動連接在導(dǎo)軌上的滑塊,所述導(dǎo)軌固定安裝在第二搖臂一端,第二搖臂另一端與扭桿鉸接,所述扭桿通過扭桿安裝座安裝在車身上。
[0016]所述安裝支架包括U形管、鈑金件和若干調(diào)整墊塊;所述鈑金件褶邊處焊接在U形管上形成焊接件,在焊件上開有安裝孔,所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的定子端面加工有平臺,在平臺端面及定子側(cè)面開有安裝螺紋孔,所述定子通過螺栓及調(diào)整墊塊固定在所述焊接件上。
[0017]所述轉(zhuǎn)子通過軸承安裝在定子內(nèi),并通過端蓋定位密封;所述轉(zhuǎn)子圓周面上加工有輪齒,并與所述齒輪嚙合傳動,所述齒輪通過軸承安裝在定子側(cè)面處,并通過齒輪箱蓋定位密封。
[0018]所述車輪支架的主體由主梁、U形梁、縱梁、橫梁、支撐板、斜梁以及彎梁焊接組成;其中,主梁為矩形管彎曲加工形成支架主體結(jié)構(gòu);縱梁、橫梁為方管,其首尾相連并與支撐板焊接形成安裝平臺,位于主梁頂部,安裝六角軸;U形梁水平設(shè)置,安裝在由斜梁和彎梁構(gòu)成的框架上;
[0019]所述彈簧減振器安裝座固定在安裝平臺側(cè)面,所述搖臂安裝座固定在U形梁上,所述控制臂安裝座固定在主梁上。
[0020]所述上控制臂和下控制臂均為U形結(jié)構(gòu),其截面為Η形;
[0021]所述上控制臂和下控制臂結(jié)構(gòu)相同,均由立板、連接板、加強(qiáng)肋板、關(guān)節(jié)軸承座焊接而成,并開有減重孔;所述關(guān)節(jié)軸承座的位置對應(yīng)于控制臂與其他部件鉸接的位置。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]1、本發(fā)明所提供的裝置使單個車輪具有大轉(zhuǎn)向角能力(理論上為全轉(zhuǎn)角能力)的同時,集成了帶有橫向穩(wěn)定器的雙橫臂懸架系統(tǒng),從而改善了輪胎接地狀態(tài)、提高附著極限、減少了輪胎磨損,增大了汽車側(cè)傾剛度,從而改善了操縱穩(wěn)定性,且整個系統(tǒng)易于調(diào)校。
[0024]2、本發(fā)明中與懸架系統(tǒng)相匹配的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠適應(yīng)惡劣的工作條件,轉(zhuǎn)向動力傳動能量損失小,傳動部件實(shí)現(xiàn)封閉,潤滑簡單,能夠避免轉(zhuǎn)向過載沖擊對轉(zhuǎn)向電機(jī)的損害,具備轉(zhuǎn)向電機(jī)失效時的應(yīng)急保護(hù)功能。
[0025]3、本發(fā)明能夠有效提高汽車的駕駛體驗(yàn)以及行駛安全性,使分布式驅(qū)動獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動汽車能夠更好地發(fā)揮性能優(yōu)勢。
[0026]4、本發(fā)明整個裝置安裝、拆卸、調(diào)整方便,裝配誤差小。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明所提供裝置的組成示意圖;
[0028]圖2為本發(fā)明所提供裝置的安裝方式示意圖;
[0029]圖3為本發(fā)明所提供裝置的安裝支架示意圖;
[0030]圖4a為本發(fā)明所提供裝置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)定子正面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0031]圖4b為本發(fā)明所提供裝置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)定子反面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0032]圖5為本發(fā)明所提供裝置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成示意圖;
[0033]圖6為本發(fā)明所提供裝置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝示意圖;
[0034]圖7為本發(fā)明所提供裝置的齒輪箱蓋結(jié)構(gòu)示意圖;
[0035]圖8為本發(fā)明所提供裝置的齒輪結(jié)構(gòu)示意圖;
[0036]圖9為本發(fā)明所提供裝置的端蓋示意圖;
[0037]圖10為本發(fā)明所提供裝置的轉(zhuǎn)子示意圖;
[0038]圖11為本發(fā)明所提供裝置的轉(zhuǎn)子與車輪支架安裝示意圖;
[0039]圖12為本發(fā)明所提供裝置的六角軸立置時的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0040]圖13為本發(fā)明所提供裝置的六角軸倒置時結(jié)構(gòu)示意圖;
[0041]圖14為本發(fā)明所提供裝置的車輪支架結(jié)構(gòu)組成示意圖;
[0042]圖15為本發(fā)明所提供裝置的車輪支架內(nèi)部結(jié)構(gòu)局部放大示意圖;
[0043]圖16為本發(fā)明所提供裝置的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖;
[0044]圖17為本發(fā)明所提供裝置的立柱結(jié)構(gòu)組成示意圖;
[0045]圖18為本發(fā)明所提供裝置的上控制臂結(jié)構(gòu)組成示意圖;
[0046]圖19為本發(fā)明所提供裝置的下控制臂結(jié)構(gòu)組成示意圖;
[0047]圖20為本發(fā)明所提供裝置的控制臂與車輪支架聯(lián)接示意圖;
[0048]圖21為本發(fā)明所提供裝置的控制臂與立柱聯(lián)接示意圖;
[0049]圖22為本發(fā)明所提供裝置的力傳遞機(jī)構(gòu)第一搖臂結(jié)構(gòu)示意圖;
[0050]圖23為本發(fā)明所提供裝置的推桿結(jié)構(gòu)與安裝示意圖;
[0051]圖24為本發(fā)明所提供裝置的力傳遞機(jī)構(gòu)第一搖臂安裝示意圖;
[0052]圖25為本發(fā)明所提供裝置的彈簧減振器與車輪支架聯(lián)接示意圖;
[0053]圖26為本發(fā)明所提供裝置的第一頂桿與立柱聯(lián)接示意圖;
[0054]圖27為本發(fā)明所提供裝置的第一頂桿與第二頂桿聯(lián)接示意圖;
[0055]圖28為本發(fā)明所提供裝置的第二頂桿結(jié)構(gòu)示意圖;
[0056]圖29為本發(fā)明所提供裝置的橫向穩(wěn)定器與六角軸內(nèi)支線軸承安裝示意圖;
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