CN103303093B - 一种机械式横向稳定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种机械式横向稳定装置，应用于汽车悬挂系统，该装置包括：左稳定杆，所述左稳定杆的第一端设有第一凸块；右稳定杆，所述右稳定杆的第一端设有第二凸块；以及弹性块；所述左稳定杆上的第一凸块与右稳定杆上的第二凸块相互卡接，且卡接后的第一凸块与第二凸块之间具有间隙，所述弹性块设置于所述间隙中；本发明所述稳定装置根据汽车不同状况设置不同的扭转刚度，保证汽车的舒适性。

Description

一种机械式横向稳定装置

技术领域

本发明涉及汽车悬挂系统，尤其涉及一种机械式横向稳定装置。

背景技术

现在轿车用的较多的是杆式横向稳定器，又称横向稳定杆,横向稳定杆对汽车的悬挂系统至关重要，横向稳定杆在汽车遇到特殊状况时（例如急转弯）对车身的倾斜具有很大抑制作用。纵观整个汽车行业，汽车消费市场对汽车的舒适性越来越高，在传统的悬挂模式下是以较软的悬挂刚度来实现的，这种传统的模式设置对于当汽车行驶在凹凸不平的路面时对颠簸引起的激励有很好吸收作用，增加了汽车的舒适性，但是，由于横向稳定杆柔性刚度的存在，当汽车在急转弯等情况下，车身会有较大倾斜，这是我们不愿看到的；理想的横向稳定器其刚度应是可变的，车身侧倾时刚度大，颠簸时则小；现有技术中还有另外一种稳定装置，如宝马E60的主动横向稳定控制系统，包括双向液压阀、电子控制单元、液压油泵、主动式横向稳定液压控制阀以及前后轴车身位置传感器，但这种控制方式复杂，成本高。

发明内容

本发明提出的机械式横向稳定装置旨在实现汽车横向稳定装置的刚度可变，以适应汽车遇到的不同状况，同时成本低。

本发明机械式横向稳定装置包括：左稳定杆，所述左稳定杆的第一端设有第一凸块；

右稳定杆，所述右稳定杆的第一端设有第二凸块；以及弹性块；

所述左稳定杆上的第一凸块与右稳定杆上的第二凸块相互卡接，且卡接后的第一凸块与第二凸块之间具有间隙，所述弹性块设置于所述间隙中。

进一步地，本发明机械式横向稳定装置中于所述第一凸块设置在所述左稳定杆的第一端的侧表面上；

所述右稳定杆的第一端呈圆筒状且所述第二凸块设置在所述右稳定杆的第一端的内表面上；

所述左稳定杆的第一端插入所述右稳定杆的第一端以实现所述第一凸块与第二凸块的相互卡接。

进一步地，本发明机械式横向稳定装置中所述左稳定杆的第一端呈圆筒状且所述第一凸块设置在所述左稳定杆的第一端的内表面上；

所述第二凸块设置在所述右稳定杆的第一端的侧表面上；

所述右稳定杆的第一端插入所述左稳定杆的第一端以实现所述第一凸块与第二凸块的相互卡接。

进一步地，本发明机械式横向稳定装置还包括防尘套，所述第一凸块设置在所述左稳定杆的第一端的端面上，所述第二凸块设置在所述右稳定杆的第一端的端面上，所述防尘套套设于卡接后的第一凸块和第二凸块上。

进一步地，本发明机械式横向稳定装置还包括杆芯，所述杆芯被设置在卡接后的第一凸块和第二凸块形成的腔体内。

进一步地，本发明机械式横向稳定装置还包括设置在所述间隙内的限位块，所述限位块沿左、右稳定杆的轴向与弹性块的端面连接,且在左、右稳定杆的周向上，所述限位块的宽度小于所述弹性块的宽度。

进一步地，本发明机械式横向稳定装置中所述第一凸块和第二凸块的个数大于等于2且小于等于4，且所述第一凸块和第二凸块之间的间隙内均设有弹性块。

进一步地，本发明机械式横向稳定装置中所述第一凸块、第二凸块、弹性块以及限位块的形状呈扇形，所述第一凸块和第二凸块之间的间隙形成的扇形空间的角度为α，所述弹性块的扇形角度为β，所述限位块的扇形角度为γ，所述α>β>γ；所述α角度大于等于50度且小于等于70度，所述β角度比所述α的角度小2度至4度，以及所述γ的角度比所述α的角度小5度至7度。

进一步地，本发明机械式横向稳定装置中所述还包括设于左稳定杆或右稳定杆上防止异物进入所述第一凸块和第二凸块之间的间隙的端盖。

本发明机械式横向稳定装置中左稳定杆上的第一凸块、右稳定杆上的第二凸块随汽车转向而转动，汽车垂直行驶时左稳定杆和右稳定杆无扭转刚度产生，当汽车转向时，左稳定杆和右稳定杆转动一定角度后其上的凸块将与弹性块发生作用，随着汽车转向角度的增大，稳定杆上的凸块挤压弹性块，弹性块产生扭转刚度并逐渐增大，稳定装置的扭转刚度随着汽车转向角度增大而增大，迎合汽车扭转刚度不断变化的需要。

附图说明

图1本发明机械式横向稳定装置实施例一的拆分结构示意图。

图2本发明机械式横向稳定装置实施例三的拆分结构示意图。

图3本发明图1所示机械式横向稳定装置中第一凸块与第二凸块卡接结构示意图。

图4本发明机械式横向稳定装置中弹性块结构示意图。

图5本发明机械式横向稳定装置中限位块结构示意图。

图6本发明机械式横向稳定装置实施例二的拆分结构示意图。

图7本发明图2所示机械式横向稳定装置中第一凸块与第二凸块卡接结构示意图。

图8本发明机械式横向稳定装置实施例一组装后结构示意图。

图9本发明机械式横向稳定装置实施例扭转刚度随其形变量变化的坐标示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明所述机械式横向稳定装置包括：左稳定杆、右稳定杆和至少一弹性块；所述左稳定杆第一端设有第一凸块，所述右稳定杆第一端设有第二凸块；所述左稳定杆第一端上的第一凸块与右稳定杆上的第二凸块相互卡接且第一凸块与第二凸块之间具有间隙，所述弹性块设置于第一凸块和第二凸块之间的间隙中。

本发明机械式横向稳定装置的具体实施例如下：

图1和图3所示为本发明机械式横向稳定装置的第一实施例，从图中可以看出，该装置包括：左稳定杆1、右稳定杆2和弹性块3，本实施例中弹性块为4块，凸块个数可以根据需要而定；所述左稳定杆第一端4侧表面上设有第一凸块101，本实施例中第一凸块个数为2个，所述右稳定杆2的第一端5呈圆筒状且内表面上设有第二凸块201，本实施例中第二凸块201的个数也为两个；当所述装置组合时所述左稳定杆第一端4侧表面上的第一凸块101伸入右稳定杆第一端圆筒5中与第二凸块201卡接且第一凸块与第二凸块之间具有间隙，所述弹性块设置于第一凸块和第二凸块之间的间隙中。

图3所示为本发明机械式横向稳定装置如图1所示第一实施例中第一凸块与第二凸块卡接结构示意图，从图中可以看出所述左稳定杆上的第一凸块101与右稳定杆上的第二凸块201之间具有间隙，所述弹性快3设置在第一凸块101和第二凸块201之间的间隙中且与第一凸块101和第二凸块201有一定空隙，弹性块与凸块之间设有间隙增加了车辆稳定装置扭转刚度的变化层次，稳定杆没与弹性块接触时没有扭转刚度，与弹性块接触时产生刚度并随着弹性块的变形，扭转刚度不断增大。

作为进一步改进，如图1所示，在第一凸块101和第二凸块201之间的间隙中，还包括与弹性块3在左、右稳定杆的轴向上的端面连接的限位块6且在稳定杆的周向方向上所述限位块6宽度小于弹性块宽度，限位块为硬度远大于弹性块的材料形成，本实施例优选为铁，本实施例中限位块6与弹性块3的设置的其中一种实施方式为：在弹性块3的左右（左右方向是指左稳定杆到右稳定杆的方向）两端都设置限位块，其中限位块在稳定杆的周向上未超出弹性块，并且限位块对称设置在弹性块的左右端面上，这样保证左右稳定杆的扭转刚度层次感更好；限位块6与弹性块3的设置的另一种实施方式为：弹性块为两块，限位块设置于弹性块的中间，其中限位块在稳定杆的周向上未超出弹性块，并且限位块对称设置在弹性块的左右端面上；所述限位块的设置是为了增加本发明所述稳定装置的扭转刚度变化层次，当所述左、右稳定杆上的凸块挤压弹性块到达一定距离后与限位块6相接触，由于限位块是由硬度较大的铁制作而成，所以稳定杆上的凸块与限位块接触后本发明实施例机械式横向稳定装置的扭转刚度达到极限，这是由于汽车侧倾较大造成（车辆急转弯等情况），如果这时稳定装置的扭转刚度小就会造成车身过大倾斜，这不是我们所需要的，因此本实施例中设置了扭转刚度较大的限位块；所述限位块同样能应用到下面图2所示的实施例中。

如图6所示，作为对本发明机械式横向稳定装置上述图1所示第一实施例的进一步改进，提出第二实施例，实施例与实施一的区别在于实施例二中还包括设于左稳定杆1上的端盖7，此图为拆分图，当本发明稳定装置连接时所述端盖7一端面紧靠右稳定杆第一端5的端面，端盖7不但能防止灰尘掉入左、右稳定杆，而且还能阻止弹性块从右稳定杆第一端的圆筒中脱出，所述端盖7优选为铁制作而成，端盖内表面设有与左稳定杆上凸块对应的凹槽，保证端盖的密封性。

作为对本发明机械式横向稳定装置上述实施例二的进一步改进，端盖7与右稳定杆第一端连接处外围设有紧固件（未用图示出），紧固件用于将端盖7与右稳定杆保持紧密接触，这样防止端盖在左稳定杆上滑动，作为其中一种实施方式，紧固件可以是一橡胶套，当紧固件为橡胶套时，橡胶套套于端盖7与右稳定杆第一端上；作为另一种实施方式紧固件为设于左稳定杆上的多个凸起，凸起靠近左稳定杆第一端将端盖7卡住，保证端盖7与右稳定杆紧密接触。

本发明机械式横向稳定装置的第三实施例如图2和图7所示，该装置包括：左稳定杆1、右稳定杆2、弹性块、防尘套9和一杆芯8；所述左稳定杆第一端端面上设有第一凸块101，所述右稳定杆第一端端面上设有第二凸块201，本实施例中所述左稳定杆、右稳定杆均为空心杆，所述杆芯8穿过左、右稳定杆的空心孔将左、右稳定杆连接，所述左稳定杆第一端上的第一凸块与右稳定杆上的第二凸块相互卡接且卡接后的第一凸块与第二凸块之间具有间隙，所述弹性块3设置于第一凸块101和第二凸块201之间的间隙中，所述防尘套9套于左稳定杆的第一凸块和右稳定杆第二凸块上，防尘套9能防止灰尘进入左稳定杆和右稳定杆中，本实施例中第一凸块可以是挖去左稳定杆第一端部分端面形成，也可以是于第一端面上形成多个凸块，同样右稳定杆上的第二凸块也与第一凸块的形成方式相同，另外防尘套9的两端的内直径与稳定杆的外直径大致相等，保证防尘套与稳定杆能够很好配合，本实施例中第一凸块和第二凸块的个数根据需要而定。

上述所述机械式横向稳定装置所有实施例中左稳定杆1与位于其上的第一凸块101可以是通过工艺一体成型，也可以是可拆卸式连接，优选为一体成型；同样右稳定杆与其上的第二凸块也一样，优选为一体成型；左稳定杆、右稳定杆的形状可以为方形、圆柱形、椭圆形等，优选为圆柱形。

上述所有实施例中左稳定杆1、套筒9和右稳定杆2的材料优选为弹簧钢，弹簧钢本身有好的弹性，又由于它是在动载荷环境条件下工作的，所以对制造弹簧的材质具有高的屈服强度；在承受重载荷时不引起塑性变形；同时具有高的疲劳强度，在载荷反复作用下具有长的使用寿命；并有足够的韧性和塑性，以防在冲击力作用下突然脆断，弹簧钢的这些性能用在汽车稳定杆上很好适应汽车在不同状况下刚度的变化。

下面结合图1、图2和图3介绍本发明机械式横向稳定装置用于汽车上的工作原理：本发明机械式横向稳定装置的工作的过程分为三个阶段，第一个阶段是左稳定杆1和右稳定杆2相对发生小角度旋转时,旋转引起的位移小于左稳定杆上第一凸块与右稳定杆上的第二凸块之间的距离减去弹性块宽度,横向稳定装置扭转刚度为零，此时左稳定杆第一凸块101、右稳定杆上第二凸块201与弹性块3不发生作用,弹性块3没有发生变形；第二阶段左、右稳定杆旋转角加大时，旋转引起的位移达到左稳定杆上第一凸块与右稳定杆上的第二凸块之间的距离减去弹性块宽度时，左稳定杆扇第一凸块101与弹性块3发生作用,弹性块3被压缩,此时稳定杆刚度由橡胶刚度产生，随着旋转角度增大，产生的扭转刚度不断增大，第三阶段当左、右稳定杆上的凸块与限位块接触时，稳定装置扭转刚度达到最大；本发明机械式横向稳定装置提供了三个阶段扭转刚度实现了车厢的不同侧倾角对横向稳定装置不同变刚度要求。

作为对本发明机械式横向稳定装置上述所有实施例的进一步改进，所述左稳定杆上的第一凸块101、右稳定杆上的第二凸块201的个数大于等于2且小于等于4，凸块个数太多增加工艺的复杂性，第一凸块和第二凸块之间都设有弹性块。

作为对本发明机械式横向稳定装置上述所有实施例的进一步改进，如图3、图4、图5和图7所述左稳定杆上的第一凸块101、右稳定杆上的第二凸块201、弹性块和限位块的形状优选为扇形，所述第一凸块101与第二凸块201之间的间隙形成的空间为扇形，扇形空间角度为α，所述弹性块的扇形空间角度为β，所述限位块的扇形空间角度为γ，所述α>β>γ；所述α>β>γ增加了稳定杆的扭转刚度变化范围，如图1和图7所示，扇形形状的凸块与右稳定杆第一端圆筒或与套筒9的内壁相吻合，施工更方便，同时扇形状的弹性块更容易挤压，如图3所示，扇形形状的凸块与防尘套9的内壁能相互吻合，便于安装；所述α角度优选大于等于50度且小于等于70度，所述β角度优选比所述α的角度小2度至4度，以及所述γ的角度优选比所述α的角度小5度至7度，所述角度设置根据汽车在急转弯和汽车在凹凸不平的路上行驶时所需的扭转刚度设置的，上述角度设置保证汽车在凹凸不平的路上行驶时能吸收路面不平引起的激励，同时能防止汽车在急转弯时车身过于倾斜，这样的设置保证汽车横向稳定装置的刚度随着汽车不同状况作相应改变，更具有匹配性。

图8所示为本发明机械式横向稳定装置实施例一组装后的结构示意图，当把本发明所述的机械式横向稳定装置安装于汽车上时，需要在左稳定杆1的第二端和右稳定杆2的第二端分别设置拉壁，然后将拉壁分别与汽车的两端的悬挂支架连接，同时在本发明机械式横向稳定装置的中部通过一连接件将其连接在车身上，完成稳定装置的安装，通常在汽车的前后都安装横向稳定装置，保证汽车的稳定性。

上述实施例中所述弹性块可以为现有伸缩能力较好的材料制造而成，本发明优选为橡胶块，橡胶块弹性好，伸缩能力强且较为柔和。

图9为本发明机械式横向稳定装置中稳定杆扭转刚度随稳定杆形变量变化的坐标图，图中横坐标x代表稳定杆的形变量，纵坐标y代表稳定杆产生的扭转刚度，a代表稳定杆与弹性块发生作用的起始点，b代表稳定杆与限位块发生作用的起始点；从图中可以看出，当稳定杆上的凸块还没与橡胶块接触时，没有扭转刚度产生，随着稳定杆继续的转动，当稳定杆上的凸块与橡胶块接触时（图中a点），扭转刚度开始产生，继而稳定杆继续压缩橡胶块，扭转刚度不断增大，当稳定杆上的凸块与限位块接触后（图中b点），扭转刚度增速变大，对稳定杆的约束更大，本发明将稳定装置的扭转刚度分为三个层次，适应汽车对扭转刚度不同要求的需要。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施例，但是，本发明并不限于上述实施例中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施例之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种机械式横向稳定装置，其特征在于，包括：

左稳定杆，所述左稳定杆的第一端设有第一凸块；

右稳定杆，所述右稳定杆的第一端设有第二凸块；以及弹性块；

所述左稳定杆上的第一凸块与右稳定杆上的第二凸块相互卡接，且卡接后的第一凸块与第二凸块之间具有间隙，所述弹性块设置于所述间隙中且与第一凸块和第二凸块有一定空隙；

所述机械式横向稳定装置还包括设置在所述间隙内的限位块，所述限位块沿左、右稳定杆的轴向与弹性块的端面连接,且在左、右稳定杆的周向上，所述限位块的宽度小于所述弹性块的宽度。

2.根据权利要求1所述的机械式横向稳定装置，其特征在于，

所述第一凸块设置在所述左稳定杆的第一端的侧表面上；

所述右稳定杆的第一端呈圆筒状且所述第二凸块设置在所述右稳定杆的第一端的内表面上；

所述左稳定杆的第一端插入所述右稳定杆的第一端以实现所述第一凸块与第二凸块的相互卡接。

3.根据权利要求1所述的机械式横向稳定装置，其特征在于，

所述左稳定杆的第一端呈圆筒状且所述第一凸块设置在所述左稳定杆的第一端的内表面上；

所述第二凸块设置在所述右稳定杆的第一端的侧表面上；

所述右稳定杆的第一端插入所述左稳定杆的第一端以实现所述第一凸块与第二凸块的相互卡接。

4.根据权利要求1所述的机械式横向稳定装置，其特征在于，还包括防尘套，所述第一凸块设置在所述左稳定杆的第一端的端面上，所述第二凸块设置在所述右稳定杆的第一端的端面上，所述防尘套套设于卡接后的第一凸块和第二凸块上。

5.根据权利要求4所述的机械式横向稳定装置，其特征在于，还包括杆芯，所述杆芯被设置在卡接后的第一凸块和第二凸块形成的腔体内。

6.根据权利要求1所述的机械式横向稳定装置，其特征在于，所述第一凸块和第二凸块的个数大于等于2且小于等于4，且所述第一凸块和第二凸块之间的间隙内均设有弹性块。

7.根据权利要求1所述的机械式横向稳定装置，其特征在于，所述第一凸块、第二凸块、弹性块以及限位块的形状呈扇形，所述第一凸块和第二凸块之间的间隙形成的扇形空间的角度为α，所述弹性块的扇形角度为β，所述限位块的扇形角度为γ，所述α>β>γ。

8.根据权利要求7所述的机械式横向稳定装置，其特征在于，所述α角度大于等于50度且小于等于70度，所述β角度比所述α的角度小2度至4度，以及所述γ的角度比所述α的角度小5度至7度。

9.根据权利要求2或3所述的机械式横向稳定装置，其特征在于，还包括设于左稳定杆或右稳定杆上防止异物进入所述第一凸块和第二凸块之间的间隙的端盖。