悬架车轮外倾及主销后倾调整系统 【技术领域】
本发明涉及车辆悬架调节系统，尤其涉及一种用于调节外倾角和主销后倾角的独立系统。背景技术
传统的车辆悬架包括用来调节悬架控制臂位置，以便控制车轮外倾角和/或主销后倾角的装置。一个传统的用于调节车轮外倾角的系统包括在车辆前后方向上延伸通过一悬架控制臂的一个安装螺栓，以及位于上述控制臂任意一侧上的一对车架支撑件。上述支撑件包括细长的槽，以便允许上述螺栓沿着垂直于螺栓纵轴线的一横向轴线移动。多个凸轮位于上述安装螺栓的任意端部，并且在由车架支撑件中任何一个或固定到上述支撑件上的保持盘所确定的槽中运动。上述凸轮的旋转使上述螺栓沿着上述横向轴线移动，并且能够调节车轮外倾角。但是，这种调节系统不能调节车轮的主销后倾角。
另一个用来调节车轮外倾角和主销后倾角的传统地系统包括一个安装盘，该安装盘在一分叉的悬架控制臂的孔之间沿车辆的前后(fore-aft)方向延伸。该系统还包括两个沿着横切于车辆运行的方向延伸至上述安装盘的螺栓。每个螺栓上均有垫片。在任何一个螺栓上增加或除去垫片都可以调节车轮主销后倾角。从两个螺栓上增加或除去同样数量的垫片可以调节车轮外倾角。虽然该调节系统可以调节车轮外倾角和主销后倾角，但是该系统也有几个其他的不利之处。首先，该系统需要相对较多的时间进行所需的调节。其次，由于在一个螺栓增减垫片必然会影响车轮外倾角，因此主销后倾角与车轮外倾角的调节不能独立。第三，该系统需要储存并保养垫片。
因此需要一种能够减少或免除上述缺点的悬架调节系统。发明内容
本发明提供一种改进的悬架调节装置。
根据本发明的悬架调节装置包括沿纵轴线设置的一紧固件。该紧固件延伸通过由一车架的第一支撑件、一控制臂确定的一个槽，和由一车支架的第二支撑件确定的一个槽。本发明的装置还包括位于上述紧固件附近的一第一凸轮，该凸轮在车架的第一支撑件的槽中。本发明的装置还包括位于上述紧固件附近的一第二凸轮，该凸轮在车架的第二支撑件的槽中。本发明的装置最后包括用于调节控制臂相对于车辆支架沿上述紧固件纵轴线的位置的装置。在本发明的一个实施例中，该调节装置包括位于紧固件处，在车架的一个支撑件和控制臂之间的一个或多个垫片。在本发明的另一个实施例中，该调节装置包括位于紧固件处，部分在控制臂之内的一个螺纹衬套。上述螺纹衬套的旋转调节控制臂的前后位置，进而调节车轮的主销后倾角。上述第一和第二凸轮的旋转使得紧固件沿着垂直于紧固件纵轴线的一横轴线移动，进而调节车轮外倾角。
根据本发明的悬架调节装置与传统的悬架调节装置相比具有几个优点。本发明的悬架调节装置在一个控制臂安装系统中结合了车轮外倾角和主销后倾角的调节。本发明的装置还利用了一个单独的紧固件将控制臂固定到车架。由于调节车轮外倾角时，控制臂的前后部分一起移动，所以简化了控制臂和车轮外倾角的调节。在一个实施例中，本发明的装置还提供调节过程中可互换的垫片，这样垫片的总量在调节前后保持不变，不需要存储或保养垫片。最后，在本发明的一个实施例中，本发明的装置将悬架控制臂固定到车架支撑件之一上，而允许该控制臂相对于另一个支撑件浮动。这就允许支撑件使用低延展性的材料，例如，经热处理的铝。
对于本领域的技术人员而言，本发明的其他特征和目的将随下面详细的说明和以示例方式示出本发明特征的附图变得清楚。附图说明
图1是根据本发明一实施例的悬架调节装置的侧视图；
图2是沿图1中2-2线的悬架调节装置的剖视图；
图3是根据本发明第二实施例的悬架调节装置的剖视图。具体实施方式
现在参见附图，其中以同样的附图标记来表示不同的视图中相同的组件，图1和2示出了根据本发明的一个实施例的悬架调节装置10。装置10用来调节一悬架控制臂14相对于车架12的位置，以便调节车轮外倾角和主销后倾角。装置10设计成用于车辆独立前悬架组件。但是应当理解，装置10可以应用在传统的前后轮悬架上，以及包括机动车和卡车的各种车辆。如下更详细的叙述，装置10可包括一紧固件16、凸轮18、20以及用来调节控制臂14相对于车架12在前后方向上(即，沿着紧固件16的纵轴线)的位置的装置，例如一个或多个垫片22、72、74、76、78。
车架12为车体(未示出)提供刚性结构的基础，并且为车辆悬架系统提供固定支撑。车架12可以由钢件或类似可以提供刚性支撑的材料构成。车架12也可以是一个子支架或者整个车架的一个组成部分。但是应当理解，车架12的材料组成和制造方法可以不脱离本发明的主旨而改变。
如图2所示，车架12可包括一对支撑件24、26。支撑件24、26可以分隔开，以便在上述支撑件之间确定一个内部空间28以容纳控制臂14。支撑件24有一个槽30，用来接收凸轮18。同样，支撑件26有一个槽32，用来接收凸轮20。槽30、32可以分别在支撑件24、26内磨成。在所示的实施例中，槽30、32在远离内部空间28的支撑件24、26的侧面朝向磨成。选择性地，槽30、32也可以在支撑件24、26朝向内部空间28的侧面磨成。槽30、32可以具有统一的宽度，并且最好朝向垂直方向，如图1所示。对本领域的技术人员而言，最好槽30、32可以在支撑件24、26中以不同的方式形成，包括，例如，通过将保持盘固定至确定槽的支撑件24、26，或通过在支撑件24、26形成平行的一组凸缘。槽32比槽30的深度深，以便允许凸轮20为了公差堆积目的在槽32中沿紧固件16的纵向移动。
支撑件24、26还分别确定了伸长的开槽34、36。开槽34、36分别与槽30、32相通。在所示的实施例中，开槽位于支撑件24，26远离内部空间朝向的侧面。但是应当理解，开槽也可以在支撑件24、26面对内部空间28(槽30、32磨成在朝向远离内部空间28的侧面)的侧面。开槽34、36在相对于紧固件16纵向的横向上伸长。开槽34具有尺寸大致等于紧固件16的直径的短轴。开槽36带有一个尺寸大致等于一延伸部分70的直径的一短轴，延伸部分70从凸轮20延伸，将在下面描述。
控制臂14作为独立前悬架的一个组件而提供，用来衰减车轮相对于车架的震动。控制臂14支撑一个转向节(未示出)，转向节上设置一车轮，可用来调节车轮(未示出)相对于车辆的位置。控制臂14可以是一个悬架系统的一上控制臂或一下控制臂。在该领域，控制臂14是传统技术，可以由钢或其它传统的金属或金属合金制成。
参见图2，控制臂14可以是分叉的，并包括分支38、40。在分支38、40上分别有孔42、44，用来接收紧固件16。分支38、40还可以包括分别设置在孔42、44内的套筒46。套筒46围绕紧固件16径向支撑控制臂14的分支38、40。在该领域，套筒46是传统技术，可以包括一个内套管48、一个中间部分50和一个外套管52。内套管48和外套管52可以由钢或其它传统的金属或金属合金制成。中间部分50可以由，例如，橡胶或聚氨酯制成。中间部分50和外套管52可以分别带有凸缘部分54、56，它们可以允许套筒46接受除径向负荷之外的轴向负荷。
紧固件16用来将控制臂14固定到车架12，并提供控制臂14可以相对于车架12旋转的结构。紧固件16是本领域传统的元件，可以是带有一个头部58和一个用来接收一螺母62的螺纹端部60的螺栓。但是应当理解，紧固件16可以由螺钉、销子、带有螺纹的轴或者其他传统的紧固件组成。紧固件16设置在一个纵轴64处。紧固件16可以有一个与纵轴64平行延伸的平的侧面66。紧固件16延伸穿过支撑件24的槽30和开槽34、控制臂14的分支38、40的孔42、44、以及支撑件26的开槽36和槽32。参见图2，一个固定的间隔件68设置在控制臂14的分支38、40之间的内部空间28中且围绕紧固件16。固定的间隔件68接收沿着紧固件16的轴向负荷并在分支38、40内的套筒46之间保持固定的间隔。固定的间隔件68可以由钢或其它传统的金属或金属合金制成。
凸轮18、20用来使紧固件16能够分别在支撑件24、26的开槽34、36中旋转和定位。凸轮18、20设置在紧固件16处，并分别在槽30、32中。凸轮18、20可以是一般地圆形的，并分别束缚在槽30、32中。凸轮18、20的直径稍小于槽30、32的宽度，这样凸轮18、20可以在槽30、32中自由地旋转。凸轮18、20还带有用来接收紧固件16，离心设置的D形孔。每个D形孔的平的侧面用来与紧固件16的平的侧面66接合。
凸轮20带有一个延伸部分70，该部分纵向延伸通过支撑件26的开槽36。如图2所示，当紧固件16被固定时，凸轮20在支撑件26的槽32内浮动。相反，当紧固件16被固定时，凸轮18被牢固夹固到支撑件24的槽30内。延伸部分70用来允许在槽32中的前后方向上调节凸轮20的位置，以便调节装置10中组件的尺寸公差。而且，由于控制臂14相对于支撑臂26浮动，支架12可以使用低延展性的金属，例如，热处理过的铝。
凸轮18、20的旋转调节紧固件16沿宽度的位置，即，开槽34、36的横向轴线方向的位置。紧固件16这样的调节必然会调节控制臂14的位置，利用这种调节，紧固件16沿着垂直于紧固件16纵轴64的横向轴线通过。由图1和2所示的装置10相对于车辆(未示出)的方位所表明，紧固件16在开槽32、34中的调节调整了控制臂14相对于车架12的内/外(inboard/outboard)位置。即，这种调节调整了与控制臂14相关的车轮外倾角。
除了提供用来调节控制臂14内/外位置的凸轮18、20和开槽34、36，本发明还提供用来调节控制臂14相对于车辆支架12沿紧固件16的纵轴线64的位置的装置，即，调节与控制臂14相关的车轮主销后倾角。主销后倾调节通过控制控制臂14相对于车架12沿紧固件16的纵轴线64的位置的可变的间隙件提供。
如图2所示，在本发明的一个实施例中，可变的间隙件包括一个或多个垫片22、72、74、76、78。垫片22、72、74、76、78可以由传统的金属、金属合金或者塑料制成，且可以由这些材料通过冲压、锻造或模压得到。垫片22、72、74、76、78还可以由传统的塑料制成。垫片22、72、74、76、78围绕紧固件16放置。垫片22、72、74位于支撑件24与控制臂14的分支38之间。垫片76、78位于支撑件26与控制臂14的分支40之间。垫片72、78邻接套筒46的凸缘54。控制臂14沿紧固件16纵轴线64的位置，可以通过在控制臂14与支撑件24或者26之间除去垫片22、72、74、76、78的一个或多个、或者添加一个或多个额外的垫片来调节。
根据本发明的一个优点，一个或多个垫片22、72、74可以从控制臂14和支撑件24之间除去，且随后在控制臂14和支撑件26之间添加，以调节控制臂14的纵向位置。相似地，一个或多个垫片76、78可以从控制臂14和支撑件26之间除去，且随后在控制臂14和支撑件24之间添加，以调节控制臂14的纵向位置。这样的垫片交换在控制臂14的纵向位置调节前后保持垫片总量一定，从而免除了存储和维护垫片的需求。
现在参见图3，该图示出了本发明第二实施例的一装置10’。装置10’可以包括许多与装置10同样的组件。这些组件保留与前面的附图和叙述中相同的附图标记。装置10’与装置10的不同在于凸轮20’没有延伸部分，并且提供了不同的变化的间隔件。装置10’上述变化的间隔件包括一带有螺纹的套筒82。套筒82延伸穿过并部分设置在控制臂14的两个分支38、40内。套筒82可以包括内套管84、85，中间部分86、87和一个外套管88。内套管84、85和外套管88可以由钢、其他传统金属或金属合金制成。中间部分86、87可以由，例如，橡胶或者聚氨酯制成。中间部分86、87可以在靠近车架12处且接受轴向负荷的一端设置有一个径向延伸的凸缘89。如图3所示，内套管84、85可以由固定的间隔件68分隔。
外套管88包括多个螺纹90。分支38、40的孔42、44还分别包括相应的多个配合螺纹91。提供螺纹90来沿外套管88驱动控制臂14的分支38、40。在这种驱动中，控制臂14的纵向位置沿着纵轴64被调节，进而调节车轮主销后倾角。控制臂14可以通过旋转螺纹套筒82被驱动。套筒82有一个六角形的中间部分92，用来接收一工具，例如一扳手，以便于转动套筒82。螺纹套筒82的位置可以通过一个销紧螺母94固定。
根据本发明的一个悬架调节装置与传统的悬架调节装置相比有重大的改进。首先，本发明的调节装置允许调节车轮外倾角和主销后倾角。其次，本发明的调节装置允许比传统的调节装置更快地进行调节，因为悬架控制臂支撑在单个紧固件上。第三，本发明的调节装置可以使用恒定数量的垫片，这样免去了存储和维护不在使用中的垫片的需要。第四，本发明的调节装置可以利用低延展性的材料，例如热处理过的铝。最后，本发明的调节装置可以很方便地调节该装置中的误差累积。
虽然已经在此特别地示出并参考优选实施例描述了本发明，本领域的普通技术人员应当理解，可以不脱离本发明的主旨和范围进行各种改变和修改。