CN104369640B - 汽车及其转角相关变刚度横向稳定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车及其转角相关变刚度横向稳定装置，横向稳定装置包括横向稳定杆及设置于横向稳定杆至少一端的缓冲结构，缓冲结构包括用于设置于相应车架上的固定件和与所述横向稳定杆的对应端传动连接的用于在横向稳定杆作用下对所述固定件施力的活动件，固定件与所述活动件之间具有活动间隙或者固定件与活动件之间设置有弹性缓冲件。本发明提供了一种在车架产生较小侧倾角时可以减小汽车侧倾角振动的转角相关变刚度横向稳定装置及使用该横向稳定装置的汽车。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车及其转角相关变刚度横向稳定装置。
背景技术
现有的汽车包括车架、车桥，车桥上设置有横向稳定杆，横向稳定杆的两端分别与车架的左右两侧铰接相连，当汽车在不平整道路上行走或者需要拐弯时，车架会产生侧倾，车架的侧倾使得横向稳定杆产生扭转，从而增大车桥的抗侧倾角刚度，减小车架侧倾。然而在汽车行驶过程中，当车架产生较小的侧倾角时（如高速行驶于有较小突起的沙石路面），此时，人们期望横向稳定装置能够提供较小的抗侧倾刚度，以提高汽车的乘坐舒适性，并且汽车在湿滑路面行驶时，可提高汽车的抓地性能，减小轮胎侧滑，提高汽车的操纵稳定性和通过性，当汽车进入弯道行驶或紧急转弯时，车体将产生较大的侧倾角，此时期望横向稳定装置能为汽车提供较大的抗侧倾刚度，从而可有效抑制车体侧倾，减小汽车侧翻事故的发生，提高汽车的行驶安全性。然而传统的横向稳定杆的扭转刚度与车体侧倾角关系不大，当汽车通过不平整路面时，因为横向稳定杆直接与车架相连，即使车体侧倾角较小，横向稳定杆也为车体提供较大的抗侧倾力矩，使得汽车产生较大的侧倾角振动，影响乘坐舒适性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在车体产生较小侧倾角时可以减小汽车侧倾角振动的转角相关变刚度横向稳定装置；本发明的目的还在于提供一种使用该转角相关变刚度横向稳定装置的汽车。
为了解决上述问题，本发明中转角相关变刚度横向稳定装置的技术方案为：
转角相关变刚度横向稳定装置，包括横向稳定杆及设置于横向稳定杆至少一端的缓冲结构，缓冲结构包括用于设置于相应车架上的固定件和与所述横向稳定杆的对应端传动连接的用于在横向稳定杆作用下对所述固定件施力的活动件，固定件与所述活动件之间具有活动间隙或者固定件与活动件之间设置有弹性缓冲件。
活动件包括转动轴线沿左右方向延伸的摇臂，摇臂通过连杆机构与横向稳定杆传动连接，固定件位于所述摇臂一侧，所述活动间隙为设置于所述摇臂与固定件之间的周向间隙。
连杆机构包括两端分别与摇臂和横向稳定杆铰接相连的传动连杆。
所述固定件包括具有圆弧形凹部的弧形挡块，所述摇臂具有伸入到所述弧形凹部中并与所述弧形凹部转动配合的弧形凸起，摇臂上于所述弧形凸起的两侧设置有分别与弧形挡块的周向两端面相对设置的顶推面，所述周向间隙设置于弧形挡块的周向两端面与对应顶推面之间。
所述弧形挡块由橡胶料制成。
本发明中汽车的技术方案为：
汽车，包括车架和车桥，还包括设置于车架与车桥间的横向稳定装置，横向稳定装置包括横向稳定杆及设置于横向稳定杆至少一端的缓冲结构，缓冲结构包括用于设置于相应车架上的固定件和与所述横向稳定杆的对应端传动连接的用于在横向稳定杆作用下对所述固定件施力的活动件，固定件与所述活动件之间具有活动间隙或者固定件与活动件之间设置有弹性缓冲件。
活动件包括转动轴线沿左右方向延伸的摇臂，摇臂通过连杆机构与横向稳定杆传动连接，固定件位于所述摇臂一侧，所述活动间隙为设置于所述摇臂与传力件之间的周向间隙。
连杆机构包括两端分别与摇臂和横向稳定杆铰接相连的传动连杆
所述固定件包括具有圆弧形凹部的弧形挡块，所述摇臂具有伸入到所述弧形凹部中并与所述弧形凹部转动配合的弧形凸起，摇臂上于所述弧形凸起的两侧设置有分别与弧形挡块的周向两端面相对设置的顶推面，所述周向间隙设置于弧形挡块的周向两端面与对应顶推面之间。
所述弧形挡块由橡胶料制成。
本发明的有益效果为：当汽车行驶于不平整路面时，汽车产生较小的侧倾运动，车架与车桥之间的压缩或者伸张运动传递给横向稳定杆，横向稳定杆具有通过活动件向固定件施加反向作用力的趋势，然后由于活动件与固定件之间具有活动间隙或者弹性缓冲件，所以当汽车侧倾角较小时，活动件的活动量较小，由于活动间隙或者弹性缓冲件的存在，此时横向稳定杆不会对固定件产生抗侧倾力矩或者仅会对固定件产生较小的抗侧倾力矩，从而降低汽车的侧倾角振动，提高汽车的乘坐舒适性；而当汽车转弯时，车架产生较大的侧倾，此时横向稳定杆通过活动件向固定件施加反向作用力，活动件的活动量大，超过活动间隙或者弹性缓冲件的缓冲极限，从而通过固定件为车架提高较大的抗侧倾力矩，减小车辆侧翻事故发生的概率。
附图说明
图1是本发明中汽车的一个实施例的结构示意图；
图2是图1的立体图；
图3是图1中摇臂与固定件的配合示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是图4中的A-A向剖视图。
具体实施方式
汽车的实施例如图1~5所示：包括车架1、车桥2及设置于车架1与车桥2之间的横向稳定装置，横向稳定装置包括横向稳定杆4-2及分别设置于横向稳定杆两端的缓冲结构，各缓冲结构的结构均相同，现仅对其中一个缓冲结构进行详细说明，缓冲结构包括设置于车架上的固定件和通过连杆机构与横向稳定杆4-2的对应端传动连接的用于在横向稳定杆作用下向固定件施力的活动件，固定件与活动件之间具有活动间隙。活动件包括转动轴线沿左右方向延伸的摇臂5，摇臂转动设置于摇臂座6-1上，摇臂座6-1固设于车架上，连杆机构包括两端分别与摇臂和横向稳定杆铰接相连的传动连杆4-3，固定件位于摇臂5的一侧，活动间隙为设置于摇臂与固定件之间的周向间隙7。固定件包括具有圆弧形凹部的弧形挡块6-2和与摇臂的转动轴线同心设置的弧形瓦片6-3，弧形挡块由橡胶材料制成，弧形挡块硫化固设于所述弧形瓦片的内壁上，摇臂具有伸入到弧形凹部中并与弧形凹部转动配合的弧形凸起，摇臂上于弧形凸起的两侧设置有分别与弧形挡块的周向两端面相对设置的顶推面8，周向间隙设置于弧形挡块的周向两端面与对应顶推面之间。图中项4-4表示摇臂与横向稳定杆的铰接相连的连接轴套；项4-1表示横向稳定杆支座；项3表示悬架。
当汽车行驶于不平整路面时，车架将产生较小角度的侧倾，车架与车桥之间的压缩或者伸张运动将通过传动连杆驱动横向稳定杆扭转，这种扭转运动将通过传动连杆反作用于摇臂，此时摇臂绕自身轴线转动，因摇臂上的顶推面与弧形挡块的周向两端面之间具有周向间隙，因此摇臂空转，并不向弧形挡块传力，如果车体的侧倾角继续增大，摇臂上的顶推面才开始与弧形挡块接触传力，而由于弧形挡块由橡胶材料制成，因此此时横向稳定杆对车体产生的抗侧倾刚度也较小，也就是说在车架产生较小角度侧倾时，横向稳定杆处于零刚度区和低刚度区，对车架产生零抗侧倾力矩和较小抗侧倾力矩，从而降低汽车的侧倾角振动，提高乘车舒适性；在汽车转弯时，车架产生大角度侧倾角，横向稳定杆通过传动连杆、摇臂向弧形挡块施加反作用力，此时摇臂的转动角度较大，摇臂克服周向间隙和弧形挡块的弹性变形量，横向稳定杆通过摇臂、弧形挡块为车架提供较大扭转刚度，从而可以有效抑制车架侧倾，减小车辆侧翻事故的发生。因此本发明实现了车体小侧倾角度时，横向稳定杆产生的侧倾刚度低，以提高乘坐舒适性，车体大侧倾角度时，横向稳定杆产生的侧倾刚度高，而且随着车体侧倾角度的增加，其侧倾刚度亦非线性增加，从而有效抑制车体侧倾，提高行驶安全性，减小车辆侧翻事故的发生概率。
在本汽车的其它实施例中：缓冲结构也可以仅有一个，该缓冲结构可以设置于横向稳定杆的左端或右端；弧形挡块也可以由刚性材料制成；固定件也可以不是弧形挡块结构，比如说是一个方形挡块，摇臂上设置有用于与方形挡块顶推配合的顶推面，周向间隙位于顶推面与方形当块之间；活动件也可以不是摇臂，比如说是可直线运动的滑块，滑块通过连杆机构与横向稳定杆传动连接，连杆机构将横向稳定杆的扭转运动转化为直线运动，固定件则为一个挡块结构，活动间隙为设置于挡块结构与滑块之间的直线间隙，在车架小角度侧倾时，横向稳定杆带动滑块直线运动，滑块运动位移较小而不能向挡块结构传力，当车架大角度侧倾时，滑块运动位移较大而可向车架传力；当然活动间隙也可以不设，此时可以在固定件与活动件之间设置弹性缓冲件，弹性缓冲件为弹簧或气缸等，当车架侧倾角度较小时，由于横向稳定杆的作用力，活动件的活动量不足以克服弹性缓冲件的弹性极限，如果车架的侧倾角较大，在横向稳定杆的作用下，活动件的活动量较大而足以克服弹性缓冲件的弹性极限，从而为车架提供较大抗侧倾力矩。
转角相关变刚度横向稳定装置的实施例如图1~5所示：转角相关变刚度横向稳定装置的具体结构与上述各汽车实施例中所述的横向稳定装置相同，在此不再详述，转角相关变刚度是指刚度的变化与转角相关。
Claims (6)
1.转角相关变刚度横向稳定装置，其特征在于：包括横向稳定杆及设置于横向稳定杆至少一端的缓冲结构，缓冲结构包括用于设置于相应车架上的固定件和与所述横向稳定杆的对应端传动连接的用于在横向稳定杆作用下对所述固定件施力的活动件，固定件与所述活动件之间具有活动间隙，活动件包括转动轴线沿左右方向延伸的摇臂，摇臂通过连杆机构与横向稳定杆传动连接，固定件位于所述摇臂一侧，所述活动间隙为设置于所述摇臂与固定件之间的周向间隙，所述固定件包括具有圆弧形凹部的弧形挡块，所述摇臂具有伸入到所述弧形凹部中并与所述弧形凹部转动配合的弧形凸起，摇臂上于所述弧形凸起的两侧设置有分别与弧形挡块的周向两端面相对设置的顶推面，所述周向间隙设置于弧形挡块的周向两端面与对应顶推面之间。
2.根据权利要求1所述的转角相关变刚度横向稳定装置，其特征在于：连杆机构包括两端分别与摇臂和横向稳定杆铰接相连的传动连杆。
3.根据权利要求1所述的转角相关变刚度横向稳定装置，其特征在于：所述弧形挡块由橡胶料制成。
4.汽车，包括车架和车桥，其特征在于；还包括设置于车架与车桥间的横向稳定装置，横向稳定装置包括横向稳定杆及设置于横向稳定杆至少一端的缓冲结构，缓冲结构包括用于设置于相应车架上的固定件和与所述横向稳定杆的对应端传动连接的用于在横向稳定杆作用下对所述固定件施力的活动件，固定件与所述活动件之间具有活动间隙，活动件包括转动轴线沿左右方向延伸的摇臂，摇臂通过连杆机构与横向稳定杆传动连接，固定件位于所述摇臂一侧，所述活动间隙为设置于所述摇臂与传力件之间的周向间隙，所述固定件包括具有圆弧形凹部的弧形挡块，所述摇臂具有伸入到所述弧形凹部中并与所述弧形凹部转动配合的弧形凸起，摇臂上于所述弧形凸起的两侧设置有分别与弧形挡块的周向两端面相对设置的顶推面，所述周向间隙设置于弧形挡块的周向两端面与对应顶推面之间。
5.根据权利要求4所述的汽车，其特征在于：连杆机构包括两端分别与摇臂和横向稳定杆铰接相连的传动连杆。
6.根据权利要求4所述的汽车，其特征在于：所述弧形挡块由橡胶料制成。
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