CN105313633B - 一种变刚度稳定杆结构及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变刚度稳定杆结构，包括：紧固连为一体的第一外杆和第二外杆，第一外杆中设有第一油液腔，第二外杆中设有第二油液腔；第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体，第一稳定杆杆体的端部分别可转动的密封插置在第一油液腔中，第二稳定杆杆体的端部可转动的密封插置在第二油液腔中；以及任一第一油液腔中和第二油液腔中分别设有的第一花键齿和第二花键齿，第一花键齿分别与第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体连接，第二花键齿分别与第一外杆和第二外杆连接，第一花键齿和第二花键齿连接。本发明还公开了一种汽车。实施本发明的变刚度稳定杆结构及汽车，可使稳定杆的刚度在一定范围内实现连续变化。

Description

一种变刚度稳定杆结构及汽车

技术领域

本发明涉及稳定杆技术领域，尤其涉及一种变刚度稳定杆结构及汽车。

背景技术

稳定杆是汽车重要的零件之一。汽车在弯道行驶时，由于离心力的作用，汽车车身产生侧倾。稳定杆通过自身的扭转，减小车身的侧倾，提高弯道行驶的安全性。但是在汽车侧倾较小时，稳定杆的弊大于利，其会影响到行驶的舒适性。也因此，汽车车身倾斜的倾角较小时，通常希望获得稳定杆的刚度较小，用以保持车辆的舒适性；同时，当侧倾角较大时，希望稳定杆的刚度随之增大，用以减小侧倾，避免车辆侧翻，提高安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种变刚度稳定杆结构及汽车，可使稳定杆的刚度在一定范围内实现连续变化。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种变刚度稳定杆结构，包括：紧固连为一体的第一外杆和第二外杆，第一外杆中分别设有第一油液腔，第二外杆中设有第二油液腔；第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体，第一稳定杆杆体的端部分别可转动的密封插置在第一油液腔中，第二稳定杆杆体的端部可转动的密封插置在第二油液腔中；以及任一第一油液腔中和第二油液腔中分别设有的第一花键齿和第二花键齿，第一花键齿分别与第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体连接，第二花键齿分别与第一外杆和第二外杆连接，第一花键齿和第二花键齿连接，第一稳定杆杆体与第一花键齿和/或第二花键齿之间连接有弹性元件，第二稳定杆杆体与第一花键齿和/或第二花键齿之间设有弹性元件，其中： 第一稳定杆杆体受力相对第一外杆扭转，第二稳定杆杆体受力相对第二外杆扭转，第一油液腔中的第一花键齿和第二花键齿沿第一稳定杆杆体的轴线移动，第二油液腔中的第一花键齿和第二花键齿沿第二稳定杆杆体的轴线移动；任一第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体通过第一油液腔和第二油液腔中的第一花键齿将扭转力传至位于第一油液腔中第二花键齿以及第二油液腔中第二花键齿之间的第一外杆和第二外杆上。

其中，第一花键齿和第二花键齿的端面上分别开设位置相对接的多个安装槽，在多个安装槽中设有用以传动连接第一花键齿和第二花键齿的传动件，传动件的长度小于安装槽的长度。

其中，传动件的两端部挤压连接在第一花键齿上的安装槽和第二花键齿上的安装槽的内壁上，使第一花键齿相对第二花键齿转动。

其中，传动件为圆柱销，圆柱销的外部套设弹簧，弹簧的长度大于圆柱销的长度。

其中，弹簧的长度小于安装槽的长度。

其中，第一花键齿的截面呈凸状，其中部贯通开设用以分别连接第一稳定杆杆体或第二稳定杆杆体的内花键。

其中，第二花键齿的截面呈圆环状，其套接在第一花键齿上；第二花键齿的外周开设用以连接第一外杆或第二外杆的外花键。

其中，多个安装槽等距均匀开设在第一花键齿和第二花键齿的端面上。

其中，第一花键齿上设有用以在相对于第一花键齿的轴线方向上对第二花键齿进行限位的卡箍。

其中，任一第一外杆和第二外杆的端部分别装设用以固持第一稳定杆杆体或第二稳定杆杆体的端盖，端盖与第一外杆和/或第二外杆之间分别装设密封圈。

其中，还包括套接在任一第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体外部的支座，支座中设有衬套，第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体可分别相对衬套转动。

其中，第一外杆上设有用以将第一油液腔与外部相连通的进油口，第二外杆上设有用以将第二油液腔与外部相连通的出油口。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种具有上述变刚度稳定杆结构的汽车。

本发明所提供的变刚度稳定杆结构及汽车，具有如下有益效果：由于第一油液腔中的第一花键齿和第二花键齿可以分别沿第一稳定杆杆体的轴线移动，第二油液腔中的第一花键齿和第二花键齿可分别沿所述第二稳定杆杆体的轴线移动，任一第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体通过第一油液腔和第二油液腔中的第一花键齿将扭转力传至位于第一油液腔中第二花键齿以及第二油液腔中第二花键齿之间的第一外杆和第二外杆上，进而改变第一外杆和第二外杆介入的长度。当第一花键齿和第二花键齿处于中部位置时，稳定杆的刚度减小。当第一花键齿和第二花键齿向端部移动时，稳定杆的刚度增加，可以实现稳定杆的刚度在一定范围内实现连续变化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例变刚度稳定杆结构的外部整体结构示意图。

图2是本发明实施例变刚度稳定杆结构的内部剖视结构示意图。

图3是本发明实施例变刚度稳定杆结构如图2所示的局部放大结构示意图。

图4是本发明实施例变刚度稳定杆结构的两花键齿装配后的结构示意图。

图5是本发明实施例变刚度稳定杆结构的第一花键齿的俯视结构示意图。

图6是本发明实施例变刚度稳定杆结构的第二花键齿的俯视结构示意图。

图7是本发明实施例变刚度稳定杆结构的卡箍的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1-图7为本发明变刚度稳定杆结构的实施例一。

请结合参见图1、图2及图3，本实施例中的变刚度稳定杆结构包括：

紧固连为一体的第一外杆11和第二外杆12，第一外杆中11中设有第一油液腔11a，第二外杆12中设有第二油液腔12a；

第一稳定杆杆体21和第二稳定杆杆体22，第一稳定杆杆体21的端部可转动的密封插置在第一外杆11的第一油液腔11a中，第二稳定杆杆体22的端部可转动的密封插置在第一外杆12的第二油液腔12 a中；以及

每个第一油液腔11a和第二油液腔12a中均设有的第一花键齿3和第二花键齿4，第一花键齿3分别与两稳定杆杆体21、22连接，第二花键齿4分别与两外杆11、12连接，第一花键齿3和第二花键齿4连接，第一稳定杆杆体21与第一油液腔11a中的第一花键齿3之间连接有弹性元件5，第二稳定杆杆体22与第二油液腔12a中的第一花键齿3之间连接有弹性元件5。当然，由于第一花键齿3和第二花键齿4连接，也可以将连接在第一稳定杆杆体21与第一油液腔11a中的第二花键齿4，以及第二稳定杆杆体22与第二油液腔12a中的第二花键齿4上，弹性元件5能够实现的作用相同。

其中：第一稳定杆杆体21受力相对第一外杆11扭转，第二稳定杆杆体22受力相对第二外杆12扭转，任一第一油液腔11a中和第二油液腔12a中的两花键齿3、4可分别沿第一稳定杆杆体21或第二稳定杆杆体22的轴线T移动，任一第一稳定杆杆体21和第二稳定杆杆体22通过第一油液腔11a或第二油液腔12a中的第一花键齿3将扭转力分别传至位于第一油液腔11a第二花键齿4以及第二油液腔12a中第二花键齿4之间的第一外杆11和第二外杆12上。

具体实施时，第一外杆11和第二外杆12是形状结构设为对称的两段中空管体，其内外径尺寸设为相同且具备一定的刚度。其中，两外杆11、12通过焊连或常见的紧固方式固连为一体，其可以使两外杆11、12成为受力的整体。具体实施时，，第一外杆11的内部具有第一油液腔11a、第二外杆12的内部具有第二油液腔12a，第一油液腔11a和第二油液腔12a分别具有的开口端（位于图示左右端侧的位置）则用以分别插置两稳定杆杆体21、22。

分别插置有两稳定杆杆体21、22的两外杆11、12通过如下方式实现第一油液腔11a和第二油液腔12a的密封。具体实施时，每个外杆11、12的开口端都有装设用以固持第一稳定杆杆体21或第一稳定杆杆体22的端盖61。端盖61为一套管结构，任一两稳定杆杆体21或22贯穿端盖61后分别插入到油液腔11a或12a中。为保证第一油液腔11a和第二油液腔12a的密封性，端盖61和两外杆11或12的内壁之间分别装设有密封圈62，其可以保证两稳定杆杆体21或22分别相对端盖61进行转动时，能够封住第一油液腔11a或第二油液腔12a中的油液。

第一稳定杆杆体21和第二稳定杆杆体22是结构形状设为对称的两段不规则管体，两稳定杆杆体21、22的直径尺寸小于两外杆11、12的内径尺寸。具体实施时，任一第一稳定杆杆体21和第二稳定杆杆体22通过第一花键齿3和第二花键齿4与第一外杆11或第二外杆12连接。

以下具体介绍第一花键齿3和第二花键齿4的具体结构及连接结构。

第一花键齿3和第二花键齿4相装配后的整体分别设置在第一油液腔11a和第二油液腔12a中，其中：第一花键齿3分别与两稳定杆杆体21、22连接，第二花键齿4分别与两外杆11、12连接，第一花键齿3和第二花键齿4连接。

结合参见图4-图6所示，第一花键齿3的整体形状大致为阶梯状的圆台，其截面呈凸状。第一花键齿3的中部贯通开设能够连接第一稳定杆杆体21或第二稳定杆杆体22的内花键31。具体实施时，两稳定杆杆体21、22上分别开设与该内花键31相适配的外花键。这样，当两稳定杆杆体21、22分别受力转动时，第一油液腔11a和第二油液腔12a中的第一花键齿3便可分别与两稳定杆杆体21、22联动。本实施例中，第一花键齿3的一侧端面3a上等距开设四个安装槽32。

第二花键齿4呈圆环状，其能够套接在第一花键齿3上，第二花键齿4的外周开设用以连接第一外杆11或第二外杆12内壁的外花键41。具体实施时，两外杆11、12的内壁上分别开设与该外花键41相适配的内花键。这样，当第一花键齿3与两稳定杆杆体21、22联动时，由于第一花键齿3和第二花键齿4相连接，便可将扭转力传至两外杆11、12上。

第一花键齿3和第二花键齿4通过如下结构进行装配：第二花键齿4的一侧端面4a上开设形状结构与第一花键齿3上四个安装槽32结构形状相同的四个安装槽42。当第二花键齿4的端面4a朝向第一花键齿3的端面3a相套接后，第一花键齿3的四个安装槽32能够分别与第二花键齿4的四个安装槽42对接形成一用以放置传动件81的空腔（安装槽32、42），该空腔呈圆柱状。本实施例中，传动件81为一圆柱销。

优选的，第一花键齿3上设有用以在相对于第一花键齿3的轴线方向上对第二花键齿4进行限位的卡箍33。卡箍33为具有一开口的卡持环，参见图7。具体实施时，可以在第一花键齿3用以套接第二花键齿4的端面上开设一槽缝（图未示），当第二花键齿4套接在第一花键齿3上后，便可将卡箍33装在该槽缝中。这样，卡箍33便能够阻止两花键齿3、4在轴线方向分离，实现两者紧固的同时又不会影响两花键齿3、4之间的相对转动。

第一花键齿3和第二花键齿4通过如下结构进行传动连接：由于上述位置相对应的安装槽32、42中分别放置有传动件81。这样，当第一花键齿3受力扭转一定角度后，传动件81的两端部挤压连接在第一花键齿3上的安装槽32和第二花键齿4上的所述安装槽42的内壁上，使第一花键齿3相对第二花键齿4转动。这样，便可通过传动件81将扭转力传至第二花键齿4上。可以理解的是，第一花键齿3的侧端面3a和第二花键齿4的侧端面4a上对应开设安装槽32、42的形状和位置并不限定在上述实施方式，其可以根据实际需要进行调整，例如等距排列的三个对接后呈圆柱状的安装槽32、42。将安装槽32、42等距开设在第一花键齿3和第二花键齿4的端面上，是为保证两花键齿之间力的传递更均匀，也更便于装配。

优选的实施方式中，多个安装槽32、42中设有的传动件81（圆柱销）的长度小于安装槽的长度。进一步的，还可以在圆柱销的外部套设弹簧82，弹簧82的长度大于圆柱销的长度。进一步，还可以将弹簧82的长度设置小于安装槽32、42的长度。

以下根据本实施例中变刚度稳定杆结构的具体实施方式说明上述长度设置的具体作用：当车辆处于弯道行驶状态时，由于离心力的作用，左右车轮产生相对运动。以车辆左转为例，第一稳定杆杆体21和第二稳定杆杆体22将产生转动，其中：第二稳定杆杆体22的右端头将向上运动，第一稳定杆杆体21的左端头将向下运动。由于第一油液腔11a和第二油液腔12a中的第一花键齿3分别与两稳定杆杆体21、22用花键连接，第一花键齿3将分别跟随两稳定杆杆体21、22转动。进一步的，当两稳定杆杆体21、22转动的角度很小时，第一花键齿3转动将使第一花键齿3与第二花键齿4之间安装槽32、42的相对位置发生改变，其之间的长度减小。由于安装槽32、42的长度仍大于弹簧82的长度，因此，第二花键齿4不转动，此时稳定杆刚度几乎为0。当两稳定杆杆体21、22转动角度加大时，弹簧82紧接着被压缩，第二花键齿4也将受力转动，两外杆11、12也受相同的力而扭转，但由于仅受到弹簧82的压缩作用，整个稳定杆结构的刚度依然很小。进一步的，当车身侧倾进一步加大时，第一花键齿3和第二花键齿4之间的安装槽32、42的长度等于传动件81（圆柱销）的长度，由于圆柱销的作用，第一花键齿3和第二花键齿4刚性连接，第二花键齿4和两外杆11、12也刚性连接，此时稳定杆的刚度较大。

由此可知，通过将相对接的安装槽32、42、传动件81以及弹簧82的长度设为不同，可以实现稳定杆的刚度在一定范围内的连续变化。例如：从刚度为0逐渐增加，直至两外杆11、12的扭转刚度越来越大的过程。

优选的实施方式中，两稳定杆杆体21、22与两花键齿3、4之间连接有弹性元件5。弹性元件5在本实施例中为一弹簧，其作用是：当第一油液腔11a和第二油液腔12a中油液的压力为0时，弹性元件可以使两花键齿3、4迅速回到初始位置。

优选的实施方式中，两外杆11、12上分别设有用以将油液腔与外部相连通的进油口和出油口7。通过设置进油口和出油口7，可以使第一油液腔11a和第二油液腔12a与外部相连通，这样就可以外力改变第一油液腔11a和第二油液腔12a中油液的压力，从而使两花键齿3、4可分别沿两稳定杆杆体21、22的轴线T移动，从而改变两外杆11、12介入整个稳定杆的长度。

优选的实施方式中，两稳定杆杆体21、22可转动的连接在支座9上，支座9中设有衬套（图未示），两稳定杆杆体21、22可相对衬套进行转动。支座9起到对两稳定杆杆体21、22支撑固定的作用。

本发明还公开了一种汽车，该汽车装设有上述变刚度稳定杆结构，其具体实施方式与上述变刚度稳定杆结构的实施方式相同，不再赘述。

本发明的变刚度稳定杆结构及汽车，具有如下有益效果：由于第一油液腔中的第一花键齿和第二花键齿可以分别沿第一稳定杆杆体的轴线移动，第二油液腔中的第一花键齿和第二花键齿可分别沿所述第二稳定杆杆体的轴线移动，任一第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体通过第一油液腔和第二油液腔中的第一花键齿将扭转力传至位于第一油液腔中第二花键齿以及第二油液腔中第二花键齿之间的第一外杆和第二外杆上，进而改变第一外杆和第二外杆介入的长度。当第一花键齿和第二花键齿处于中部位置时，稳定杆的刚度减小。当第一花键齿和第二花键齿向端部移动时，稳定杆的刚度增加，可以实现稳定杆的刚度在一定范围内实现连续变化。在车辆侧倾角较小时实现较小的侧倾刚度，提高舒适性；在车辆侧倾角较大时，提高侧倾刚度，提高车辆弯道行驶的安全性。

Claims (13)

1.一种变刚度稳定杆结构，其特征在于，包括：

紧固连为一体的第一外杆和第二外杆，所述第一外杆中设有第一油液腔，所述第二外杆中设有第二油液腔；

第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体，所述第一稳定杆杆体的端部可转动的密封插置在所述第一油液腔中，所述第二稳定杆杆体的端部可转动的密封插置在所述第二油液腔中；以及

任一所述第一油液腔中和所述第二油液腔中分别设有的第一花键齿和第二花键齿，所述第一花键齿分别与所述第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体连接，所述第二花键齿分别与所述第一外杆和第二外杆连接，所述第一花键齿和所述第二花键齿连接，所述第一稳定杆杆体与第一花键齿和/或第二花键齿之间连接有弹性元件，所述第二稳定杆杆体与所述第一花键齿和/或所述第二花键齿之间设有所述弹性元件，其中：

所述第一稳定杆杆体受力相对所述第一外杆扭转，所述第二稳定杆杆体受力相对所述第二外杆扭转，所述第一油液腔中的所述第一花键齿和所述第二花键齿沿所述第一稳定杆杆体的轴线移动，所述第二油液腔中的所述第一花键齿和所述第二花键齿沿所述第二稳定杆杆体的轴线移动；

任一所述第一稳定杆杆体和所述第二稳定杆杆体通过所述第一油液腔或所述第二油液腔中的所述第一花键齿将扭转力分别传至位于所述第一油液腔中所述第二花键齿以及所述第二油液腔中所述第二花键齿之间的所述第一外杆和所述第二外杆上。

2.如权利要求1所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述第一花键齿和所述第二花键齿的端面上分别开设位置相对接的多个安装槽，在所述多个安装槽中设有用以传动连接所述第一花键齿和所述第二花键齿的传动件，所述传动件的长度小于所述安装槽的长度。

3.如权利要求2所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述传动件的两端部挤压连接在所述第一花键齿上的所述安装槽和所述第二花键齿上的所述安装槽的内壁上，使所述第一花键齿相对所述第二花键齿转动。

4.如权利要求2或3所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述传动件为圆柱销，所述圆柱销的外部套设弹簧，所述弹簧的长度大于所述圆柱销的长度。

5.如权利要求4所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述弹簧的长度小于所述安装槽的长度。

6.如权利要求1所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述第一花键齿的截面呈凸状，其中部贯通开设用以连接所述第一稳定杆杆体或所述第二稳定杆杆体的内花键。

7.如权利要求1所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述第二花键齿的截面呈圆环状，其套接在所述第一花键齿上；所述第二花键齿的外周开设用以连接所述第一外杆或所述第二外杆的外花键。

8.如权利要求2所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述多个安装槽等距均匀开设在所述第一花键齿和所述第二花键齿的端面上。

9.如权利要求1所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述第一花键齿上设有用以在相对于所述第一花键齿的轴线方向上对所述第二花键齿进行限位的卡箍。

10.如权利要求1所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，任一所述第一外杆和所述第二外杆的端部分别装设用以固持所述第一稳定杆杆体或所述第二稳定杆杆体的端盖，所述端盖与所述第一外杆和/或所述第二外杆之间装设密封圈。

11.如权利要求1所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，还包括套接在任一所述第一稳定杆杆体和所述第二稳定杆杆体外部的支座，所述支座中设有衬套，所述第一稳定杆杆体和第二稳定杆杆体可分别相对所述衬套转动。

12.如权利要求1所述的变刚度稳定杆结构，其特征在于，所述第一外杆上设有用以将所述第一油液腔与外部相连通的进油口，所述第二外杆上设有用以将所述第二油液腔与外部相连通的出油口。

13.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1-12任一项所述的变刚度稳定杆结构。