CN105270127A - 一种汽车横向双稳定机构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车横向双稳定机构及方法，属于汽车技术领域，主要解决横向稳定器和横向推力杆在车身跳动时其几何结构影响车身合理跳动且削弱了操纵稳定性的问题。该机构包括导向轮支架、导向轮、螺栓、轴套、垫片、螺母、导向轨等。导向轮支架装在车身或车架上，则导向轨装在车桥或车轴上，反之也行。几只导向轮共同夹住导向轨，反之也行。当车身或车架相对车桥或车轴运动时，在多套导向副的共同作用下，车身或车架相对车桥或车轴只能做上下前后的合成运动，不能进行横向运动或横向摆动。汽车上装备本横向双稳定机构，可以用一套机构替代并实现横向稳定器和横向推力杆两套机构的功能，且横向稳定性更好，其性能可靠，易普及推广。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，属于汽车车身控制系统，特别是一种保证汽车操纵稳定性的横向双稳定机构及方法。
背景技术
目前，我国在改善汽车侧倾性能方面仍普遍采用横向稳定器(杆)，它是汽车悬架中的一种辅助弹性元件，它的作用是防止汽车在转弯等情况下车身发生太大的横向侧倾和横向角振动，尽量促使车身保持相对平衡状态，目的是减小汽车横向侧倾程度并改善其平顺性，保证汽车具有良好的操纵稳定性。
但装了横向稳定器(杆)也会给汽车带来负面作用：降低了汽车乘坐舒适性，当横向稳定器(杆)脱落易造成驾驶安全隐患，易颠簸，后轮在行驶中易产生转向过度而造成汽车甩尾等。
为了防止车轴(或车身)横向窜动，车轴(或车身)质心横向位移，部分汽车装备了横向推力杆，此杆一端连接车身或车架，一端连接车轴，杆自身的尺寸、性能和安装位置要求相当高。
从横向稳定器(杆)和横向推力杆安装结构来看，横向稳定器(杆)和横向推力杆一定会约束车身的运动轨迹，易导致汽车的整体非对称运动；不变的横向稳定器(杆)刚度也会影响操纵稳定性和舒适性。当车轴因颠簸而上下运动时，横向推力杆会以与车身连接的点为圆心做圆弧运动，如果摆动角度过大会使车轴与车身之间产生明显的横向相对运动。
另外，横向稳定器(杆)和横向推力杆相对成本较高，工艺性一般。
发明内容
本发明目的在于克服以上不足，提供一种相比横向稳定器(杆)和横向推力杆结构简单、功能强、性能可靠、成本低的横向双稳定机构：一种汽车横向双稳定机构及方法。
为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案总体思路是：通过装在车身或车架与车桥或车轴之间的的限横导向装置的限横导向，控制车身或车架与车桥或车轴之间的相对运动方向，引导两者之间只能进行垂直方向和纵向的运动，禁止两者之间的横向相对运动，而且只控制方向不控制运动轨迹。导向副两界件之间虽无任何联接件但有配合要求，导向副两界件之间配合精度可由调节装置调整。横向双稳定机构的导向副两界件相对位置范围由汽车悬架决定，当无汽车悬架时，横向双稳定机构的导向副两界件可自由分开。
所述导向副有多种结构形式：导向轮和导向轨、导向滚珠和导向槽等。本说明书仅用其中一种方式阐述本发明，此种方式为：导向副由导向轮和导向轨组成。其它方式都视为本方式的等效替换。根据设计需要，汽车上可布置一套或一套以上横向双稳定机构，每套横向双稳定机构可由两组或两组以上导向副构成，且相对于汽车左右对称布置。
汽车横向双稳定机构及方法其特征在于，包括其二套或二套以上的导向副。所述导向副由导向轮组件、导向轮支架、导向轨等组成，导向轮安装在导向轮支架上。
在本发明所述的横向双稳定机构及方法中，所述导向轮组件包括导向轮、螺栓、轴套、垫片、螺母等。
在本发明所述的横向双稳定机构及方法中，轴套装在导向轮的孔中，且轴套比导向轮长，导向轮内孔直径比轴套外圆直径稍大，导向轮支架夹住轴套，螺栓将导向轮支架、轴套、导向轮串联后加垫片，用螺母紧固。装好后，导向轮可在轴套上自由转动，轴套本身保持不动。
在本发明所述的横向双稳定机构及方法中，如果导向轮支架装在车身或车架上，则导向轨装在车桥或车轴上，反之也行。几只导向轮共同夹住导向轨，反之也行。导向轨工作面和汽车纵向平面平行。
在本发明所述的横向双稳定机构及方法中，所述导向轨工作面非常光滑、刚度高、耐磨、摩擦系数小、接触噪音低等。
在本发明所述的横向双稳定机构及方法中，所述导向轮可自由转动，无阻滞，其工作面非常光滑、刚度高、耐磨、摩擦系数小、接触噪音低等。
在本发明所述的横向双稳定机构及方法中，所述导向轮可用尼龙、滚动轴承、滑动轴承或其它方式实现。
在本发明所述的横向双稳定机构及方法中，导向轮和导向轨接触点尽量远离车身侧倾中心点。
在本发明所述的横向双稳定机构及方法中，所述限横导向装置在汽车上有多种装备方式。按导向轮的位置可分为上外置式、上内置式、下外置式、下内置式、X式等；按横向双稳定机构及方法中导向轨组合方式可分为整体式、独立式等。综合导向轮(13)位置和导向轨的特点可分为上外置整体式、上外置独立式、上内置独立式、下外置整体式、下内置独立式、X独立式等。
实施本发明的横向双稳定机构及方法的有益效果是：
1、汽车上装备了本发明的横向双稳定机构，可以用一套机构替代并实现横向稳定器(杆)和横向推力杆两套机构的功能，且横向稳定性更好。
2、本发明的横向双稳定机构能很好地解决乘坐舒适性和操纵稳定性之间的矛盾，提高了汽车操控的安全系数。
3、本发明的横向双稳定机构及方法解决了横向稳定器(杆)和横向推力杆在车身或车架跳动时，其几何结构影响车身或车架合理跳动且削弱了操纵稳定性的问题。
4、本发明的横向双稳定机构及方法具有车辆同等功能下的低成本优势，制造简单且性能可靠，易普及推广。
5、本发明的横向双稳定机构在汽车上布置方便。。
6、本发明的横向双稳定机构及方法与横向稳定器(杆)和横向推力杆相比，工艺性良好。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图示：
图1是本发明横向稳定机构第一实施例的结构示意图；
图2是本发明横向稳定机构第二实施例的结构示意图；
图3是图1所示实施例的导向副结构示意图；
图4是图1所示实施例的导向轮结构示意图；
图5是本发明横向稳定机构第三实施例的结构示意图；
图6是本发明横向稳定机构第四实施例的结构示意图；
图7是本发明横向稳定机构第五实施例的结构示意图；
图8是本发明横向稳定机构第六实施例的结构示意图；
各附图中标号对应名称如下：
1-车桥或车轴，2-车身或车架，3-A侧导向轮支架，4-A侧导向轮组件，5-下置式导向轨，6-B侧导向轮组件，7-B侧导向轮支架，8-汽车支承面，10-导向轮支架，11-螺栓，12-轴套，13-导向轮，14-垫片，15-螺母，19-a1导向副，20-a2导向副，21-b1导向副，22-b2导向副，23-c1导向副，24-c2导向副，25-d1导向副，26-d2导向副，27-e1导向副，28-e2导向副，29-f1导向副，30-f2导向副，31-A侧下置式导向轮支架，32-B侧下置式导向轮支架，33-下置整体式导向轮支架，38-A侧下置式导向轮组件，39-B侧下置式导向轮组件，51-A侧下置式导向轨，52-B侧下置式导向轨，53-上置整体式导向轨，54-A侧上置式导向轨，55-B侧上置式导向轨。
具体实施方式
第一实施例
如图1所示，本发明第一实施例的横向双稳定机构及方法为上外置整体式，包括其a1导向副19、a2导向副20。a1导向副19由A侧导向轮组件4、A侧导向轮支架3、下置式导向轨5等组成，A侧导向轮组件4安装在A侧导向轮支架3上。a2导向副20由B侧导向轮组件6、B侧导向轮支架7、下置式导向轨5等组成，B侧导向轮组件6安装在B侧导向轮支架7上。
结合图1、图4可知，在本实施例中，A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6的组成相同，包括导向轮13、螺栓11、轴套12、垫片14、螺母15等。
如图4所示，在本实施例中，轴套12装在导向轮13的孔中，且轴套12比导向轮13长，导向轮13内孔直径比轴套12外圆直径稍大，导向轮支架10夹住轴套12，螺栓11将导向轮支架10、轴套12、导向轮13串联，外加垫片14，用螺母15紧固。装好后，导向轮13可在轴套12上自由转动，轴套12本身保持不动。
如图1所示，在本实施例中，A侧导向轮支架3和B侧导向轮支架7装在车身或车架2上，下置式导向轨5装在车桥或车轴1上。A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6中的两只导向轮13共同夹住下置式导向轨5。下置式导向轨5工作面和汽车纵向平面平行。
结合图1、图3可知，在本实施例中，当车身或车架2相对车桥或车轴1运动时，在a1导向副19和a2导向副20的共同作用下，A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6中的两只导向轮13只能沿着下置式导向轨5进行上下前后的合成运动(以上下运动为主)，因此车身或车架2相对车桥或车轴1只能上下前后的合成运动(以上下运动为主)，不能进行横向运动或横向摆动。
第二实施例
如图2所示，本发明第二实施例的横向双稳定机构及方法为上外置独立式，包括其b1导向副21、b2导向副22。b1导向副21由A侧导向轮组件4、A侧导向轮支架3、A侧下置式导向轨51等组成，A侧导向轮组件4安装在A侧导向轮支架3上。b2导向副22由B侧导向轮组件6、B侧导向轮支架7、B侧下置式导向轨52等组成，B侧导向轮组件6安装在B侧导向轮支架7上。
结合图2、图4可知，在本实施例中，A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6的组成相同，包括导向轮13、螺栓11、轴套12、垫片14、螺母15等。
如图4所示，在本实施例中，轴套12装在导向轮13的孔中，且轴套12比导向轮13长，导向轮13内孔直径比轴套12外圆直径稍大，导向轮支架10夹住轴套12，螺栓11将导向轮支架10、轴套12、导向轮13串联，外加垫片14，用螺母15紧固。装好后，导向轮13可在轴套12上自由转动，轴套12本身保持不动。
如图2所示，在本实施例中，A侧导向轮支架3和B侧导向轮支架7装在车身或车架2上，A侧下置式导向轨51和B侧下置式导向轨52装在车桥或车轴1上。A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6中的两只导向轮13共同夹住A侧下置式导向轨51和B侧下置式导向轨52。A侧下置式导向轨51工作面和B侧下置式导向轨52工作面和汽车纵向平面平行。
由图2可知，在本实施例中，当车身或车架2相对车桥或车轴1运动时，在b1导向副21和b2导向副22的共同作用下，A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6中的两只导向轮13只能沿着A侧下置式导向轨51工作面和B侧下置式导向轨52工作面进行上下前后的合成运动(以上下运动为主)，因此车身或车架2相对车桥或车轴1只能上下前后的合成运动(以上下运动为主)，不能进行横向运动或横向摆动。
第三实施例
如图5所示，本发明第三实施例的横向双稳定机构及方法为上内置独立式，包括其c1导向副23、c2导向副24。c1导向副23由A侧导向轮组件4、A侧导向轮支架3、A侧下置式导向轨51等组成，A侧导向轮组件4安装在A侧导向轮支架3上。c2导向副24由B侧导向轮组件6、B侧导向轮支架7、B侧下置式导向轨52等组成，B侧导向轮组件6安装在B侧导向轮支架7上。
结合图5、图4可知，在本实施例中，A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6的组成相同，包括导向轮13、螺栓11、轴套12、垫片14、螺母15等。
如图4所示，在本实施例中，轴套12装在导向轮13的孔中，且轴套12比导向轮13长，导向轮13内孔直径比轴套12外圆直径稍大，导向轮支架10夹住轴套12，螺栓11将导向轮支架10、轴套12、导向轮13串联，外加垫片14，用螺母15紧固。装好后，导向轮13可在轴套12上自由转动，轴套12本身保持不动。
如图5所示，在本实施例中，A侧导向轮支架3和B侧导向轮支架7装在车身或车架2上，A侧下置式导向轨51和B侧下置式导向轨52装在车桥或车轴1上。A侧下置式导向轨51和B侧下置式导向轨52共同夹住A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6中的两只导向轮13。A侧下置式导向轨51工作面和B侧下置式导向轨52工作面和汽车纵向平面平行。
由图5可知，在本实施例中，当车身或车架2相对车桥或车轴1运动时，在c1导向副23和c2导向副24的共同作用下，A侧导向轮组件4和B侧导向轮组件6中的两只导向轮13只能沿着A侧下置式导向轨51工作面和B侧下置式导向轨52工作面进行上下前后的合成运动(以上下运动为主)，因此车身或车架2相对车桥或车轴1只能上下前后的合成运动(以上下运动为主)，不能进行横向运动或横向摆动。
第四实施例
如图6所示，本发明第四实施例的横向双稳定机构及方法为下外置整体式，包括其d1导向副25、d2导向副26。d1导向副25由A侧下置式导向轮支架31、A侧下置式导向轮组件38、上置整体式导向轨53等组成，A侧下置式导向轮组件38安装在A侧下置式导向轮支架31上。d2导向副26由B侧下置式导向轮支架32、B侧下置式导向轮组件39、上置整体式导向轨53等组成，B侧下置式导向轮组件39安装在B侧下置式导向轮支架32上。
结合图6、图4可知，在本实施例中，A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39的组成相同，包括导向轮13、螺栓11、轴套12、垫片14、螺母15等。
如图4所示，在本实施例中，轴套12装在导向轮13的孔中，且轴套12比导向轮13长，导向轮13内孔直径比轴套12外圆直径稍大，导向轮支架10夹住轴套12，螺栓11将导向轮支架10、轴套12、导向轮13串联，外加垫片14，用螺母15紧固。装好后，导向轮13可在轴套12上自由转动，轴套12本身保持不动。
如图6所示，在本实施例中，上置整体式导向轨53装在车身或车架2上，A侧下置式导向轮支架31和B侧下置式导向轮支架32装在车桥或车轴1上。A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39中的两只导向轮13共同夹住上置整体式导向轨53。上置整体式导向轨53工作面和汽车纵向平面平行。
由图6可知，在本实施例中，当车身或车架2相对车桥或车轴1运动时，在d1导向副25和d2导向副26的共同作用下，A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39中的两只导向轮13只能沿着上置整体式导向轨53工作面进行上下前后的合成运动(以上下运动为主)，因此车身或车架2相对车桥或车轴1只能上下前后的合成运动(以上下运动为主)，不能进行横向运动或横向摆动。
第五实施例
如图7所示，本发明第五实施例的横向双稳定机构及方法为下内置独立式，包括其e1导向副27、e2导向副28。e1导向副27由下置整体式导向轮支架33、A侧下置式导向轮组件38、A侧上置式导向轨54等组成，A侧下置式导向轮组件38安装在下置整体式导向轮支架33上。e2导向副28由下置整体式导向轮支架33、B侧下置式导向轮组件39、B侧上置式导向轨55等组成，B侧下置式导向轮组件39安装在下置整体式导向轮支架33上。
结合图7、图4可知，在本实施例中，A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39的组成相同，包括导向轮13、螺栓11、轴套12、垫片14、螺母15等。
如图4所示，在本实施例中，轴套12装在导向轮13的孔中，且轴套12比导向轮13长，导向轮13内孔直径比轴套12外圆直径稍大，导向轮支架10夹住轴套12，螺栓11将导向轮支架10、轴套12、导向轮13串联，外加垫片14，用螺母15紧固。装好后，导向轮13可在轴套12上自由转动，轴套12本身保持不动。
如图7所示，在本实施例中，A侧上置式导向轨54和B侧上置式导向轨55装在车身或车架2上，下置整体式导向轮支架33装在车桥或车轴1上。A侧上置式导向轨54和B侧上置式导向轨55共同夹住A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39中的两只导向轮13。A侧上置式导向轨54工作面和B侧上置式导向轨55工作面和汽车纵向平面平行。
由图7可知，在本实施例中，当车身或车架2相对车桥或车轴1运动时，在e1导向副27和e2导向副28的共同作用下，A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39中的两只导向轮13只能沿着A侧上置式导向轨54工作面和B侧上置式导向轨55工作面进行上下前后的合成运动(以上下运动为主)，因此车身或车架2相对车桥或车轴1只能上下前后的合成运动(以上下运动为主)，不能进行横向运动或横向摆动。
第六实施例
如图8所示，本发明第六实施例的横向双稳定机构及方法为下内置独立式，包括其f1导向副29、f2导向副30。f1导向副29由A侧下置式导向轮支架31、A侧下置式导向轮组件38、A侧上置式导向轨54等组成，A侧下置式导向轮组件38安装在A侧下置式导向轮支架31上。f2导向副30由B侧下置式导向轮支架32、B侧下置式导向轮组件39、B侧上置式导向轨55等组成，B侧下置式导向轮组件39安装在B侧下置式导向轮支架32上。
结合图8、图4可知，在本实施例中，A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39的组成相同，包括导向轮13、螺栓11、轴套12、垫片14、螺母15等。
如图4所示，在本实施例中，轴套12装在导向轮13的孔中，且轴套12比导向轮13长，导向轮13内孔直径比轴套12外圆直径稍大，导向轮支架10夹住轴套12，螺栓11将导向轮支架10、轴套12、导向轮13串联，外加垫片14，用螺母15紧固。装好后，导向轮13可在轴套12上自由转动，轴套12本身保持不动。
如图8所示，在本实施例中，A侧上置式导向轨54和B侧上置式导向轨55装在车身或车架2上，A侧下置式导向轮支架31和B侧下置式导向轮支架32装在车桥或车轴1上。A侧上置式导向轨54和B侧上置式导向轨55共同夹住A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39中的两只导向轮13。A侧上置式导向轨54工作面和B侧上置式导向轨55工作面和汽车纵向平面平行。
由图8可知，在本实施例中，当车身或车架2相对车桥或车轴1运动时，在f1导向副29和f2导向副30的共同作用下，A侧下置式导向轮组件38和B侧下置式导向轮组件39中的两只导向轮13只能沿着A侧上置式导向轨54工作面和B侧上置式导向轨55工作面进行上下前后的合成运动(以上下运动为主)，因此车身或车架2相对车桥或车轴1只能上下前后的合成运动(以上下运动为主)，不能进行横向运动或横向摆动。
在上述六个实施例中，导向轨工作面和导向轮13工作面都非常光滑、刚度高、耐磨、摩擦系数小、接触噪音低等。导向轮13可用尼龙、滚动轴承、滑动轴承或其它方式实现。
上述附图的六个实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故凡依据本发明的原理、形状、结构所做的等效或相近的变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：在车身或车架(2)和车桥或车轴(1)之间装备限横导向装置——二个或二个以上的导向副，控制车身或车架(2)与车桥或车轴(1)之间的相对运动方向，引导两者之间只能进行垂直方向和纵向的运动，禁止两者之间的横向相对运动，而且只控制方向不控制运动轨迹，导向副两界件之间虽无任何联接件但有配合要求，导向副两界件之间配合精度可由调节装置调整，导向副两界件相对位置范围由汽车悬架决定，当无汽车悬架时，导向副两界件可自由分开。
2.根据权利要求1所述的汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：所述导向副有多种结构形式：导向轮(13)和导向轨、导向滚珠和导向槽等；所述限横导向装置在汽车上有多种装备方式，按导向轮(13)的位置可分为上外置式、上内置式、下外置式、下内置式、X式等，按横向双稳定机构及方法中导向轨组合方式可分为整体式、独立式等，综合导向轮(13)位置和导向轨的特点可分为上外置整体式、上外置独立式、上内置独立式、下外置整体式、下内置独立式、X独立式等，导向轮(13)装在导向轮支架上。
3.根据权利要求2所述的汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：导向轮支架装在车身或车架(2)上，则导向轨装在车桥或车轴(1)上，反之也行；几只导向轮共同夹住导向轨，反之也行；导向轮(13)和导向轨接触点尽量远离车身侧倾中心点，导向轨工作面和汽车纵向平面平行。
4.根据权利要求2所述的汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：所述上外置整体式的汽车横向双稳定机构及方法主要包括a1导向副(19)、a2导向副(20)；所述a1导向副(19)由A侧导向轮组件(4)、A侧导向轮支架(3)、下置式导向轨(5)等组成，A侧导向轮组件(4)安装在A侧导向轮支架(3)上；所述a2导向副(20)由B侧导向轮组件(6)、B侧导向轮支架(7)、下置式导向轨(5)等组成，B侧导向轮组件(6)安装在B侧导向轮支架(7)上。
5.根据权利要求4所述的汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：所述A侧导向轮组件(4)和B侧导向轮组件(6)的组成相同，包括导向轮(13)、螺栓(11)、轴套(12)、垫片(14)、螺母(15)等。
6.根据权利要求5所述的汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：所述轴套(12)装在导向轮(13)的孔中，且轴套(12)比导向轮(13)长，导向轮(13)内孔直径比轴套(12)外圆直径稍大，导向轮支架(10)夹住轴套(12)，螺栓(11)将导向轮支架(10)、轴套(12)、导向轮(13)串联，外加垫片(14)，用螺母(15)紧固，装好后，导向轮(13)可在轴套(12)上自由转动，轴套(12)本身保持不动。
7.根据权利要求4所述的汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：所述A侧导向轮支架(3)和B侧导向轮支架(7)装在车身或车架(2)上，下置式导向轨(5)装在车桥或车轴(1)上；A侧导向轮组件(4)和B侧导向轮组件(6)中的两只导向轮(13)共同夹住下置式导向轨(5)，下置式导向轨(5)工作面和汽车纵向平面平行。
8.根据权利要求7所述的汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：当车身或车架(2)相对车桥或车轴(1)运动时，在a1导向副(19)和a2导向副(20)的共同作用下，A侧导向轮组件(4)和B侧导向轮组件(6)中的两只导向轮(13)只能沿着下置式导向轨(5)工作面进行上下前后的合成运动(以上下运动为主)，因此车身或车架(2)相对车桥或车轴(1)只能做上下前后的合成运动(以上下运动为主)，不能进行横向运动或横向摆动。
9.根据权利要求8所述的汽车横向双稳定机构及方法，其特征在于：导向轨工作面和导向轮(13)工作面都非常光滑、刚度高、耐磨、摩擦系数小、接触噪音低等；导向轮(13)可用尼龙、滚动轴承、滑动轴承或其它方式实现。
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