CN108382143A - 一种直线伸缩杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线伸缩杆，包括第一连杆、第二连杆和移动副，所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端通过所述移动副连接，所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第二端均连接两个杆端关节轴承。通过在第一连杆的第二端和第二连杆的第二端设置的四个杆端关节轴承，使得本发明所述直线伸缩杆在面对长时间、复杂的载荷时，依然能够保持良好的工作状态，避免了导向杆与连接耳或垫片之间的摩擦及磨损，提高导向杆的使用寿命。

Description

一种直线伸缩杆

技术领域

本发明涉及汽车悬架系统，具体地，涉及一种直线伸缩杆。

背景技术

悬架是保证车轮或者车桥与汽车承载系统(车架或者承载式车身)之间具有弹性联系并能够传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车在行驶过程中车身位置等有关装置的总称。一般悬架主要由弹性元件、减震装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或者三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件和导向机构的作用。其中导向机构的功能是确保车轮与车身或车架之间所有的力和力矩可靠传递，并决定车轮相对于车身或车架的位移特性。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化情况，以及汽车前后侧倾中心和纵倾中心的位置，在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。

根据导向机构的特点，汽车悬架主要可以分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的典型特征在于左右车轮之间由一刚性梁或者非断开式的车桥联接，当单边车轮跳动时，直接影响到另一侧车轮。非独立悬架系统的平稳性与舒适性较差，但同时又具有造价低、承载力大的特点，目前部分小型轿车的后悬架与货车、大客车配备这种悬架系统。独立悬架的结构特点是两侧的车轮单独地通过弹性悬架与车身或车架联接，车桥做成断开式。因此，独立悬架有以下优点：①两侧车轮可以单独运动互不影响，提高操控性；②减小了非簧载质量，有利于汽车的平顺性；③采用断开式车桥，可以降低发动机位置，降低整车重心；④车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性。以上优点使独立悬架被广泛地应用在汽车上，特别是轿车的转向轮都普遍采用了独立悬架，为了提高行驶安全性，越来越多的高级轿车的后悬也采用了独立悬架。

悬架性能的差异方面，导向机构占很大因素，而导向机构的运动规律直接影响车轮定位参数的变化。尽管悬架的结构各不相同，但其最终目的都是通过各种设计使得前轮定位参数在运动过程中的变化合理且尽量小。目前，在汽车上应用最广泛的独立悬架主要有：麦弗逊式悬架、双横臂独立悬架、和多连杆独立悬架。总的来说，当前最经济适用、性价比最高的前独立悬架是麦弗逊式；能做高性能调校和匹配的悬架是多连杆和双横臂式；结构最复杂、实现功能最多的是多连杆式。

目前常规的独立悬架虽然在功能上都能够满足悬架设计要求，但是当车轮跳动时，车轮定位参数均会变化。在实际应用中，车轮任何定位参数的变化都会对汽车操纵稳定性或者其他方面性能产生不利影响，比如轮距的变化会导致汽车直线行驶能力下降，同时还造成滚动阻力增大和对转向系统的影响；车轮外倾角的变化会导致轮胎异常磨损。麦弗逊悬架在车轮上下跳动时，其减振器下支点随着横摆臂摆动，主销轴线的斜角随之变化，因此其车轮定位参数在悬架运动时有较大的变化。双叉臂式悬架通过合理设计上下横臂，可以使车轮和主销参数变化不大；但由于受导向机构运动原理的限制，不能从根本上解决部分定位参数变化过大的问题。多连杆悬架运动轨迹在理论及实际上都是复杂的空间曲线，使得车轮定位参数在车轮上下跳动过程中的变化情况要比传统的麦弗逊悬架和双横臂悬架等更恶劣；而且悬架调校和匹配的难度大，其运动和动力性能对结构参数非常敏感，如果匹配不当，车轮定位参数的变化范围会很大。

目前常用的悬架导向杆的杆端为转动铰链，转动铰链虽然能够较好地承受沿铰链径向的载荷，但是在承受沿铰链轴向的载荷的时候，性能不佳，容易造成导向杆与连接耳或者垫片之间的摩擦及磨损。工作时间长了之后，容易造成悬架导向杆与连接耳之间产生空隙，工作不理想，影响悬架性能以及整车操纵性能。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种直线伸缩杆，以解决现有的悬架导向杆承受沿杆端转动铰链轴向载荷时，易造成导向杆与连接耳或垫片之间摩擦及磨损，从而影响悬架性能及整车操纵性能的问题。

为了实现上述目的，本发明的一个方面是提供一种直线伸缩杆，包括第一连杆、第二连杆和移动副，所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端通过所述移动副连接，所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第二端均连接两个杆端关节轴承。

优选地，所述杆端关节轴承是外螺纹杆端关节轴承，所述外螺纹杆端关节轴承具有螺纹端，所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端均设置有连接块，每个连接块具有朝向所述第二端的端面的两个通孔，每个所述螺纹端穿过一个通孔，并通过螺母固定所述外螺纹杆端关节轴承与所述连接块。

优选地，所述杆端关节轴承是内螺纹杆端关节轴承，所述内螺纹杆端关节轴承的杆端中具有内孔，所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端均设置有连接块，每个连接块的两侧从所述第一连杆的第二端或所述第二连杆的第二端的端面的两端伸出，并在伸出的两端上分别设置有一个通孔，螺栓分别从所述第一端的方向朝向所述第二端穿过所述通孔插入所述内孔中，与所述内孔中的内螺纹配合连接。

优选地，与同一端连接的两个杆端关节轴承的杆端相互平行，且杆端的长度相等。

优选地，所述第一连杆的第二端和/或所述第二连杆的第二端的端面设置有凹向所述第一端的方向的第一凹槽，所述连接块与所述第一连杆或所述第二连杆相对的表面上设置有凸起，所述凸起与所述第一凹槽过盈配合连接，

或者，所述连接块与所述第一连杆或所述第二连杆相对的表面设置有第二凹槽，所述第一连杆或所述第二连杆与所述第二凹槽过盈配合连接。

优选地，所述第一连杆和/或所述第二连杆与相应的连接块一体成型。

优选地，与同一端连接的两个杆端关节轴承的球铰轴线相互平行，且与所述第一连杆或所述第二连杆的上表面垂直，或者，与同一端连接的两个杆端关节轴承的球铰轴线在同一直线上，且与第一连杆或第二连杆的轴线在同一平面内。

优选地，与所述第一连杆的第二端连接的两个杆端关节轴承的球心连线和与所述第二连杆的第二端连接的两个杆端关节轴承的球心连线平行。

优选地，所述第一连杆的第一端设置有滑动花键轴，所述第二连杆的第一端设置有滑动花键轴套，所述滑动花键轴与所述滑动花键轴套配合连接。

优选地，所述滑动花键轴的外表面和所述滑动花键轴套的内表面均涂有高分子涂层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明应用于独立悬架，通过在第一连杆的第二端和第二连杆的第二端设置的四个杆端关节轴承，使得本发明所述直线伸缩杆在面对长时间、复杂的工作载荷时，依然能够保持良好的工作状态，避免了导向杆与连接耳或垫片之间的摩擦及磨损，提高导向杆的使用寿命。

通过所述的直线伸缩杆，使得车轮在跳动中只能沿着直线运动，实现车轮的外倾角、主销内倾角和后倾角、车轮前束、车轮后束、左右轮距以及前后轮距等定位参数在车轮上下跳动过程中基本保持不变，从而提高了整车的操控性能，降低了轮胎的磨损。

附图说明

图1是本发明所述直线伸缩杆优选实施例结构示意图；

图2是本发明所述直线伸缩杆另一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

下面结合图1和图2来详细说明本实施例。

图1是本发明所述直线伸缩杆优选实施例结构示意图，如图1所示，本发明所述直线伸缩杆包括第一连杆2、第二连杆3和移动副，第一连杆2的第一端与第二连杆3的第一端通过移动副连接，第一连杆2的第二端与第二连杆3的第二端均连接两个杆端关节轴承1。

通过在直线伸缩杆的两个连杆的端部连接四个杆端关节轴承，将现有转动铰链的一点受力，转化为两点受力，使得本发明中的直线伸缩杆可以承担铰链轴向的载荷，使导向杆在复杂受力的工作环境中，仍能够保持较好的工作状态，可靠性以及使用寿命均得到提高。

并且，杆端关节轴承1易购买，价格低廉，降低直线伸缩杆的制造成本。

杆端关节轴承1可以是外螺纹杆端关节轴承，也可以是内螺纹杆端关节轴承。图2是本发明所述直线伸缩杆另一实施例结构示意图，如图2所示，当杆端关节轴承1是内螺纹杆端关节轴承时，内螺纹杆端关节轴承的杆端中具有内孔，在第一连杆2的第二端和第二连杆3的第二端均设置有连接块5，每个连接块5的两侧从第一连杆2或第二连杆3的第二端的端面的两端伸出，并在伸出的两端分别设置有一个通孔，通孔的位置不与第一连杆2和第二连杆3的位置发生干涉，且通孔的孔径大于螺栓41的外径，四个螺栓41分别从第一连杆2或第二连杆3的第一端的方向朝向第二端的方向穿过连接块5的通孔插入相应的杆端的内孔中，螺栓41与杆端内孔的内螺纹配合连接，从而固定连接块5与杆端关节轴承1。

如图1所示，当杆端关节轴承1是外螺纹杆端关节轴承时，外螺纹杆端关节轴承具有螺纹端，在第一连杆2的第二端和第二连杆3的第二端均设置有连接块5，每个连接块5具有朝向第一连杆2或第二连杆3的端面的两个通孔，且通孔的孔径大于杆端关节轴承1的螺纹端的外径，杆端关节轴承1的螺纹端穿过通孔，通过螺母与螺纹端的外螺纹配合连接，从而固定外螺纹杆端关节轴承与第一连杆2或第二连杆3的连接块。

其中，杆端关节轴承1使用标准件，即便是单个零件受损，也可以迅速更换，降低对悬架整体应用的影响。且使用标准的杆端关节轴承或杆端球头，也便于整车设计者针对不同情况更换不同的杆端关节轴承或杆端球头。

在选用和安装杆端关节轴承时，根据整车设计要求，选择杆端关节轴承的具体尺寸。优选地，与同一个连接块5连接的两个杆端关节轴承1的杆端相互平行，且两个杆端的长度相等。

第一连杆2或第二连杆3的第二端与其端部的连接块5可以有多种连接方式，第一连杆2或第二连杆3与连接块5可以是独立的两个部件，也可以是一体成型的一个整体。

当第一连杆2或第二连杆3与连接块5是独立的两个部件时，第一连杆2的第二端和/或第二连杆3的第二端的端面设置有凹向连杆相对应的第一端的方向的第一凹槽，连接块5与第一连杆2或第二连杆3相对的表面上设置有凸起，所述凸起与所述第一凹槽过盈配合连接。

或者，连接块5与第一连杆2或第二连杆3相对的表面设置有第二凹槽，第一连杆2或第二连杆3与第二凹槽过盈配合连接。

为了便于所述的直线伸缩杆在悬架整体中的安装，优选地，与同一端连接的两个杆端关节轴承1的球铰轴线相互平行，且与第一连杆2或第二连杆3的上表面垂直，即，在安装杆端关节轴承时，保证杆端关节轴承的球铰轴线相互平行，且与第一连杆2或第二连杆3的上表面垂直之后，再拧紧螺母或者螺栓。

图2是本发明所述直线伸缩杆另一实施例结构示意图，如图2所示，与同一端连接的两个杆端关节轴承1的球铰轴线不是相互平行，而是在同一直线上，且与第一连杆2或第二连杆3的轴线在同一平面内。将图1中两个球铰轴线相互平行的杆端关节轴承旋转90°，即达到图2中两个杆端关节轴承球铰轴线共线的状态。

图1和图2两个实施例中的杆端关节轴承分别是外螺纹杆端关节轴承和内螺纹杆端关节轴承，无论是外螺纹杆端关节轴承，还是内螺纹杆端关节轴承，位于同一端的两个杆端关节轴承的球铰轴线均是既可以相互平行，也可以是位于同一直线上，而没有必须固定的组合。

为了便于在所述直线伸缩杆的作用下，约束车轮在跳动过程中的运动方向，控制车轮的运动轨迹，使得车轮在跳动中只能沿着直线运动，优选地，与第一连杆2的第二端连接的两个杆端关节轴承的球心连线和与第二连杆3的第二端连接的两个杆端关节轴承的球心连线平行，使得所述直线伸缩杆的四个杆端关节轴承的球心在同一平面内。

本发明中，所述直线伸缩杆的移动副可以是各种形式的直线导引结构，可以自由伸长。例如，移动副可以是滑动花键副，也可以是滚动花键副，而不限于此。优选地，第一连杆2的第一端设置有滑动花键轴，第二连杆3的第一端设置有滑动花键轴套，滑动花键轴与滑动花键轴套配合连接，从而实现第一连杆与第二连杆之间的相对运动，实现导向杆沿轴向的自由伸长。

为了便于滑动花键轴与滑动花键轴套之间的润滑，减少两者之间的磨损，优选地，滑动花键轴的外表面和滑动花键轴套的内表面均涂有高分子涂层。

本发明所述的直线伸缩杆的安装过程如下：

安装时，将第一连杆2的第一端设置的滑动花键轴与第二连杆3的第一端设置的滑动花键轴套配合连接。根据整车的设计需求，选择标准的杆端关节轴承，将两个外螺纹杆端关节轴承1的螺纹端分别穿过第一连杆2的第二端的连接块5设置的两个通孔中，调整两个杆端关节轴承的球铰轴线相互平行，且与第一连杆2的上表面相互垂直，拧紧螺母，完成第一连杆第二端的两个杆端关节轴承的安装。类似地，再以同样的方式安装第二连杆第二端的两个杆端关节轴承，优选地，在调整第二连杆第二端的两个杆端关节轴承的位置时，不仅要保证两个杆端关节轴承的球铰轴线相互平行，并与第二连杆的上表面垂直，而且要保证在第二连杆第二端的两个杆端关节轴承的球心连线与已经安装的第一连杆第二端的两个杆端关节轴承的球心连线相互平行，以保证四个杆端关节轴承的球心在同一平面内。

本发明应用于独立悬架，通过所述的直线伸缩杆实现车轮的外倾角、主销内倾角和后倾角、车轮前束、车轮后束、左右轮距以及前后轮距等定位参数在车轮上下跳动过程中基本保持不变，从而提高了整车的操控性能，降低了轮胎的磨损。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直线伸缩杆，其特征在于，包括第一连杆、第二连杆和移动副，所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端通过所述移动副连接，所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第二端均连接两个杆端关节轴承。

2.根据权利要求1所述的直线伸缩杆，其特征在于，所述杆端关节轴承是外螺纹杆端关节轴承，所述外螺纹杆端关节轴承具有螺纹端，所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端均设置有连接块，每个连接块具有朝向所述第二端的端面的两个通孔，每个所述螺纹端穿过一个通孔，并通过螺母固定所述外螺纹杆端关节轴承与所述连接块。

3.根据权利要求1所述的直线伸缩杆，其特征在于，所述杆端关节轴承是内螺纹杆端关节轴承，所述内螺纹杆端关节轴承的杆端中具有内孔，所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端均设置有连接块，每个连接块的两侧从所述第一连杆的第二端或所述第二连杆的第二端的端面的两端伸出，并在伸出的两端上分别设置有一个通孔，螺栓分别从所述第一端的方向朝向所述第二端穿过所述通孔插入所述内孔中，与所述内孔中的内螺纹配合连接。

4.根据权利要求1所述的直线伸缩杆，其特征在于，与同一端连接的两个杆端关节轴承的杆端相互平行，且杆端的长度相等。

5.根据权利要求2或3所述的直线伸缩杆，其特征在于，所述第一连杆的第二端和/或所述第二连杆的第二端的端面设置有凹向所述第一端的方向的第一凹槽，所述连接块与所述第一连杆或所述第二连杆相对的表面上设置有凸起，所述凸起与所述第一凹槽过盈配合连接，

或者，所述连接块与所述第一连杆或所述第二连杆相对的表面设置有第二凹槽，所述第一连杆或所述第二连杆与所述第二凹槽过盈配合连接。

6.根据权利要求2或3所述的直线伸缩杆，其特征在于，所述第一连杆和/或所述第二连杆与相应的连接块一体成型。

7.根据权利要求1所述的直线伸缩杆，其特征在于，与同一端连接的两个杆端关节轴承的球铰轴线相互平行，且与所述第一连杆或所述第二连杆的上表面垂直，或者，与同一端连接的两个杆端关节轴承的球铰轴线在同一直线上，且与第一连杆或第二连杆的轴线在同一平面内。

8.根据权利要求1所述的直线伸缩杆，其特征在于，与所述第一连杆的第二端连接的两个杆端关节轴承的球心连线和与所述第二连杆的第二端连接的两个杆端关节轴承的球心连线平行。

9.根据权利要求1所述的直线伸缩杆，其特征在于，所述第一连杆的第一端设置有滑动花键轴，所述第二连杆的第一端设置有滑动花键轴套，所述滑动花键轴与所述滑动花键轴套配合连接。

10.根据权利要求9所述的直线伸缩杆，其特征在于，所述滑动花键轴的外表面和所述滑动花键轴套的内表面均涂有高分子涂层。