CN109760503A - 动力总成抗扭拉杆结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力总成抗扭拉杆结构，包括抗扭拉杆骨架，所述抗扭拉杆骨架两端分别设有大衬套和小衬套，所述大衬套包括大衬套橡胶圈和大衬套内衬，所述大衬套橡胶圈设有前进挡橡胶撞块和倒挡橡胶撞块，所述前进挡橡胶撞块和所述倒挡橡胶撞块的端部为锥形，所述前进挡橡胶撞块的两侧设有前进挡撞块缓冲凹槽，所述倒挡橡胶撞块的两侧设有倒挡撞块缓冲凹槽。本发明的三挡区加速过程中的初始段和终止段的刚度曲线更加平缓，不存在刚度的突变，从而减小振动强度，提高了整车NVH性能；大衬套内衬与前副车架总成之间设置特制垫圈，小衬套橡胶圈设置限位凸台和缓冲凹槽，增强了抗扭拉杆两端的连接稳固性。

Description

动力总成抗扭拉杆结构

技术领域

本发明属于动力总成悬置系统技术领域，具体地指一种动力总成抗扭拉杆结构。

背景技术

汽车动力总成中的抗扭悬置的主要功能是限制动力总成扭转位移，隔离动力总成扭转振动。抗扭悬置通常由抗扭拉杆和抗扭支架构成，抗扭拉杆靠近大衬套一端通常采用螺栓与前托架连接。抗扭拉杆能够有效减弱从动力总成端传递到车内的振动强度。

中国专利CN106314116A公开了一种抗扭拉杆，该抗扭拉杆的前进挡橡胶限位块与大衬套内管和大衬套外管均存在一定间隙，且该橡胶限位块的限位面与大衬套内管上的限位面完全贴合，这样当橡胶限位块与大衬套内管接触后，其接触面积在较小的形变量范围内便急剧增大，因此在刚度曲线第二线性段B两端与第一线性段A和第三线性段C的交点处存在着一个刚度突变的过程，这样会导致在加速过程中，大衬套内衬与撞块橡胶接触的瞬间，存在刚度突变，会产生轻微的冲击振动，影响加速过程中的NVH性能。

此外，目前乘用车发动机扭矩不断增大，导致抗扭拉杆承受的载荷也越来越大，目前抗扭拉杆的内芯因为考虑满足芯子的异形结构，同时满足减重的要求而较多的采用铝材，因为铝材的质地较软、且表面摩擦系数较小而导致紧固力较小，极限工况下，当抗扭拉杆承受载荷大于内芯上、下端面紧固力时，容易相对前托架产生滑移松动，从而产生异响，连接松脱等故障，严重影响抗扭拉杆的性能。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，当抗扭拉杆内芯采用轻质材料时，提供一种可提高抗扭拉杆与前托架连接稳固性的安装固定结构。

为实现上述目的，本发明提供一种动力总成抗扭拉杆结构，包括抗扭拉杆骨架，所述抗扭拉杆骨架两端分别设有大衬套和小衬套，所述大衬套包括大衬套橡胶圈和大衬套内衬，其特征在于：所述大衬套橡胶圈设有前进挡橡胶撞块和倒挡橡胶撞块，所述前进挡橡胶撞块和所述倒挡橡胶撞块的端部为锥形，所述前进挡橡胶撞块的两侧设有前进挡撞块缓冲凹槽，所述倒挡橡胶撞块的两侧设有倒挡撞块缓冲凹槽。

进一步地，所述抗扭拉杆骨架一端设有中空的大衬套安装套，所述大衬套橡胶圈位于大衬套安装套与大衬套内衬之间，并分别与大衬套安装套和大衬套内衬硫化为一个整体。

进一步地，所述抗扭拉杆骨架另一端设有中空小衬套安装套，所述小衬套包括小衬套橡胶圈和小衬套内衬，所述小衬套橡胶圈位于小衬套安装套与小衬套内衬之间，所述小衬套橡胶圈与小衬套安装套之间过盈配合，所述小衬套橡胶圈与小衬套内衬之间硫化固定。

进一步地，所述大衬套橡胶圈包括呈人字型的橡胶主簧，所述橡胶主簧一端与大衬套安装套内壁硫化固定，另一端往小衬套方向斜向延伸，并与大衬套内衬硫化固定。

进一步地，所述前进挡橡胶撞块位于大衬套安装套远离小衬套一端的内壁上；所述倒挡橡胶撞块位于大衬套内衬靠近小衬套一端的内壁上。

进一步地，所述大衬套内衬靠前进挡橡胶撞块一侧的外壁上设有前进挡撞块限位面，所述前进挡撞块限位面两侧设有凸起的前进挡硬限位块；所述大衬套安装套靠倒挡橡胶撞块一侧的外壁上设有倒挡撞块限位面，所述倒挡撞块限位面两侧设有凸起的倒挡硬限位块。

进一步地，所述大衬套内衬设有大衬套安装孔，所述大衬套插入位于前副车架总成上的安装槽，并通过螺纹紧固件与前副车架总成固定连接，所述螺纹紧固件在所述大衬套内衬与安装槽内壁之间外套有特制垫圈。

进一步地，所述特制垫圈包括圆环，所述圆环一侧设有与安装槽内壁贴合的滚花端面，所述滚花端面的背面与大衬套内衬端面贴合，所述滚花端面的背面设有环形的凸台，所述凸台与大衬套安装孔过盈配合。

进一步地，所述小衬套橡胶圈两端设有斜向的限位凸台，所述限位凸台与小衬套安装套外壁限位配合；所述小衬套橡胶圈中部设有多个环形的缓冲凹槽。

本发明的有益效果如下：

1、降低三挡区加速工况时的抗扭拉杆刚度，提高整车NVH性能。本发明的前进挡橡胶撞块和倒挡橡胶撞块外端部均为锥形，且在前进挡橡胶撞块和倒挡橡胶撞块的两侧分别设有前进挡撞块缓冲凹槽和倒挡撞块缓冲凹槽。这样使得三挡区加速工况的初始段和终止段的刚度曲线更加平缓，不存在刚度的突变，从而减小振动强度，提高了整车NVH性能。

2、增大螺栓紧固力、提高大衬套连接稳固性。通过在抗扭拉杆骨架与前副车架总成的螺栓连接处设置特制垫圈，特制垫圈一端为滚花端面，另一端设有凸台，滚花端面与前副车架总成贴合，提高表面摩擦系数以及预紧力，增强了抗扭拉杆的连接稳固性。

3、提高小衬套连接稳固性。小衬套橡胶圈两端设有限位凸台，中部设有环形的缓冲凹槽，限位凸台防止小衬套的Z轴方向位移，缓冲凹槽在抗扭拉杆收到拉应力时，可以缓冲小衬套橡胶圈受挤压产生变形量，延长小衬套橡胶圈的使用寿命，这样提高了小衬套连接的稳固性。

附图说明

图1为抗扭拉杆结构的俯视图。

图2为抗扭拉杆结构的爆炸图。

图3为抗扭拉杆与前副车架总成连接的主视图。

图4为抗扭拉杆与前副车架总成连接的轴测图。

图5为特制垫圈的结构示意图。

图6为小衬套的结构示意图。

图7为本发明的刚度曲线与现有抗扭拉杆的刚度曲线对比图。

图中各部件标号如下：抗扭拉杆骨架1、大衬套安装套11、小衬套安装套12、抗扭支架总成2、大衬套3、大衬套橡胶圈32、橡胶主簧321、前进挡橡胶撞块322、前进挡撞块限位面323、前进挡撞块缓冲凹槽324、前进挡硬限位块325、倒挡橡胶撞块326、倒挡撞块限位面327、倒挡撞块缓冲凹槽328、倒挡硬限位块329、大衬套内衬33、大衬套安装孔331、小衬套4、小衬套橡胶圈42、限位凸台421、缓冲凹槽422、小衬套内衬43、小衬套安装孔431、特制垫圈5、圆环51、凸台52、滚花端面53、、前副车架总成6、安装槽601、螺纹紧固件7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1～6所示，一种动力总成抗扭拉杆结构，包括抗扭拉杆骨架1，抗扭拉杆骨架1两端分别设有中空的大衬套安装套11和小衬套安装套12，大衬套安装套11内固定连接有大衬套3，小衬套安装套12内固定连接有小衬套4，大衬套3包括有大衬套橡胶圈32和大衬套内衬33，大衬套橡胶圈32位于大衬套安装套11和大衬套内衬33之间并通过硫化固定为一个整体，小衬套4包括小衬套橡胶圈42和小衬套内衬43，小衬套橡胶圈42位于小衬套安装套12与小衬套内衬43之间，小衬套橡胶圈42与小衬套内衬43之间硫化固定，小衬套橡胶圈42与小衬套安装套12之间过盈配合。

上述技术方案中，大衬套内衬33设有Z轴方向的大衬套安装孔331，小衬套内衬43设有Y轴方向的小衬套安装孔431，大衬套3整体插入前副车架总成6上的安装槽601并与安装槽601内壁配合，螺纹紧固件7穿过安装槽601和大衬套安装孔331将大衬套内衬33与前副车架总成6固定连接；螺纹紧固件7穿过小衬套安装孔431和抗扭支架总成2的一端，将小衬套内衬43与抗扭支架总成2固定连接。

上述技术方案中，大衬套橡胶圈32包括呈人字型的橡胶主簧321，橡胶主簧321一端与大衬套安装套11内壁硫化固定，另一端往小衬套4方向斜向延伸，并与大衬套内衬33硫化固定。大衬套安装套11远离小衬套4一端的内壁上设有前进挡橡胶撞块322，大衬套内衬33靠近小衬套4一端的内壁上设有倒挡橡胶撞块326，前进挡橡胶撞块322和倒挡橡胶撞块326的端部为锥形；前进挡橡胶撞块322的两侧设有前进挡撞块缓冲凹槽324，倒挡橡胶撞块的两侧设有倒挡撞块缓冲凹槽328。大衬套内衬33靠前进挡橡胶撞块322一侧的外壁上设有前进挡撞块限位面323，前进挡撞块限位面323两侧设有凸起的前进挡硬限位块325；大衬套安装套11靠倒挡橡胶撞块326一侧的外壁上设有倒挡撞块限位面327，倒挡撞块限位面327两侧设有凸起的倒挡硬限位块329。

当发动机位于高挡位小油门加速工况时，发动机输出扭矩较小，抗扭拉杆的载荷也比较小，大衬套相对抗扭拉杆骨架的位移也较小，前进挡橡胶撞块还未与前进挡撞块限位面接触，此时主要由橡胶主簧的结构决定了抗扭拉杆的刚度，抗扭拉杆工作在低刚度区域，刚度曲线呈现为线性。当发动机位于三档大油门加速工况时，发动机输出扭矩以及抗扭拉杆的载荷逐渐增大，前进挡橡胶撞块开始与前进挡撞块限位面接触并发生形变，由于前进挡橡胶撞块端部为锥形，锥形结构使得限位面积是缓慢地增大，此时刚度也是缓慢的增加，平滑的过渡到中刚度区域；同时，前进挡橡胶撞块因为端部受挤压，其两侧的前进挡撞块缓冲凹槽可有效地容纳前进挡橡胶撞块的形变量，降低橡胶撞块的表面张力，提高橡胶撞块的耐久性能。当发动机输出扭矩进一步增加，达到极限工况时，前进挡橡胶撞块已经处于最大形变量，此时前进挡硬限位块与大衬套内壁上的大衬套橡胶圈接触，刚度快速增大，防止动力总成位移过大，与机舱零件发生碰撞，前进挡硬限位块一方面可以限制抗扭拉杆的轴向位移的增大，另一方面又能限制撞块橡胶的的载荷急剧增加，提高装块橡胶的耐久性能。

如图7所示，横坐标轴为抗扭拉杆的轴向位移量δ，纵坐标轴为抗扭拉杆受到的拉力F，刚度曲线的斜率即为此工况下的抗扭拉杆的刚度；图中曲线a为本发明抗扭拉杆结构的刚度曲线，曲线b为现有抗扭拉杆结构的刚度曲线，曲线c为三档加速工况下的刚度曲线。由图中可知，现有抗扭拉杆结构的刚度曲线在曲线c这一段的起始段和终止段均存在一个刚度突变的过程，这样会导致在三档加速工况的始末均会出现一定的振动，而本发明抗扭拉杆结构的刚度曲线a在曲线c这一段的起始段和终止端均更加平缓，不存在刚度的突变，有效的降低了三档区加速过程中的振动，提高了整车的NVH性能。

上述技术方案中，螺纹紧固件7在大衬套内衬33与安装槽601内壁之间外套有特制垫圈5，特制垫圈5包括圆环51，圆环51一侧设有与安装槽601内壁贴合的滚花端面53，滚花端面53的背面与大衬套内衬33端面贴合，滚花端面53的背面设有环形的凸台52，所述凸台52与大衬套安装孔331过盈配合。由于大衬套内衬采用轻质的铝合金材料，将滚花端面设置成与安装槽内壁贴合，提高表面摩擦系数以及紧固力，增强了抗扭拉杆靠大衬套一端的连接稳固性。

上述技术方案中，小衬套橡胶圈42两端设有斜向的限位凸台421，限位凸台421与小衬套安装套12外壁限位配合；小衬套橡胶圈42中部设有多个环形的缓冲凹槽422。限位凸台防止小衬套的Z轴方向位移，缓冲凹槽在抗扭拉杆收到拉应力时，可以缓冲小衬套橡胶圈受挤压产生变形量，延长小衬套橡胶圈的使用寿命，这样提高了小衬套连接的稳固性。

Claims (9)

1.一种动力总成抗扭拉杆结构，包括抗扭拉杆骨架(1)，所述抗扭拉杆骨架(1)两端分别设有大衬套(3)和小衬套(4)，所述大衬套(3)包括大衬套橡胶圈(32)和大衬套内衬(33)，其特征在于：所述大衬套橡胶圈(32)设有前进挡橡胶撞块(322)和倒挡橡胶撞块(326)，所述前进挡橡胶撞块(322)和所述倒挡橡胶撞块(326)的端部为锥形，所述前进挡橡胶撞块(322)的两侧设有前进挡撞块缓冲凹槽(324)，所述倒挡橡胶撞块(326)的两侧设有倒挡撞块缓冲凹槽(328)。

2.根据权利要求1所述的动力总成抗扭拉杆结构，其特征在于：所述抗扭拉杆骨架(1)一端设有中空的大衬套安装套(11)，所述大衬套橡胶圈(32)位于大衬套安装套(11)与大衬套内衬(33)之间，并分别与大衬套安装套(11)和大衬套内衬(33)硫化为一个整体。

3.根据权利要求1所述的动力总成抗扭拉杆结构，其特征在于：所述抗扭拉杆骨架(1)另一端设有中空小衬套安装套(12)，所述小衬套(4)包括小衬套橡胶圈(42)和小衬套内衬(43)，所述小衬套橡胶圈(42)位于小衬套安装套(12)与小衬套内衬(43)之间，所述小衬套橡胶圈(42)与小衬套安装套(12)之间过盈配合，所述小衬套橡胶圈(42)与小衬套内衬(43)之间硫化固定。

4.根据权利要求2所述的动力总成抗扭拉杆结构，其特征在于：所述大衬套橡胶圈(32)包括呈人字型的橡胶主簧(321)，所述橡胶主簧(321)一端与大衬套安装套(11)内壁硫化固定，另一端往小衬套(2)方向斜向延伸，并与大衬套内衬(33)硫化固定。

5.根据权利要求1所述的动力总成抗扭拉杆结构，其特征在于：所述前进挡橡胶撞块(322)位于大衬套安装套(11)远离小衬套(4)一端的内壁上；所述倒挡橡胶撞块(326)位于大衬套内衬(33)靠近小衬套(4)一端的外壁上。

6.根据权利要求5所述的动力总成抗扭拉杆结构，其特征在于：所述大衬套内衬(33)靠前进挡橡胶撞块(322)一侧的外壁上设有前进挡撞块限位面(323)，所述前进挡撞块限位面(323)两侧设有凸起的前进挡硬限位块(325)；所述大衬套安装套(11)靠倒挡橡胶撞块(326)一侧的外壁上设有倒挡撞块限位面(327)，所述倒挡撞块限位面(327)两侧设有凸起的倒挡硬限位块(329)。

7.根据权利要求1所述的动力总成抗扭拉杆结构，其特征在于：所述大衬套内衬(33)设有大衬套安装孔(331)，所述大衬套(3)插入位于前副车架总成(6)上的安装槽(601)，并通过螺纹紧固件(7)与前副车架总成(6)固定连接，所述螺纹紧固件(7)在所述大衬套内衬(33)与安装槽(601)内壁之间外套有特制垫圈(5)。

8.根据权利要求7所述的动力总成抗扭拉杆结构，其特征在于：所述特制垫圈(5)包括圆环(51)，所述圆环(51)一侧设有与安装槽(601)内壁贴合的滚花端面(53)，所述滚花端面(53)的背面与大衬套内衬(33)贴合，所述滚花端面(53)的背面设有环形的凸台(52)，所述凸台(52)与大衬套安装孔(331)过盈配合。

9.根据权利要求3所述的动力总成抗扭拉杆结构，其特征在于：所述小衬套橡胶圈(42)两端设有斜向的限位凸台(421)，所述限位凸台(421)与小衬套安装套(12)外壁限位配合；所述小衬套橡胶圈(42)中部设有多个环形的缓冲凹槽(422)。