CN111577821B - 扭矩杆 - Google Patents

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Abstract

提供一种扭矩杆(1、101、202、301)，其构造成连接在车身(2)与发动机(3)之间以限制所述发动机相对于所述车身的移动。所述扭矩杆包括：杆主体(11、211、307)；和衬套组件，其设置在所述杆主体的一端(14)。所述衬套组件包括：安装支架(21、203、303)，其构造成经由沿轴向方向穿过的螺栓(22)安装至所述车身或所述发动机；磁弹性构件(31、204、322)，其由磁弹性材料制成，在轴向上插设在所述杆主体的所述一端与所述安装支架之间；以及线圈(32、205、323)，其构造成向所述磁弹性构件施加磁通。

Description

扭矩杆
技术领域
本发明涉及一种扭矩杆，其构造成连接在车身与发动机之间以限制发动机相对于车身的移动。
背景技术
在通常装配有横向安装的发动机的现代车辆中，通常的做法是用一对发动机支座和扭矩杆来支撑发动机。更具体地，支撑发动机的大部分向下载荷的两个发动机支座位于惯性主轴线上，并且主要由发动机的驱动扭矩引起的发动机绕滚转轴线(惯性主轴线)的滚转移动受扭矩杆限制。该发动机支撑结构的结构简单且重量轻，从而能够提高车辆的燃料经济性。
扭矩杆将发动机的振动传递到车身，这可能导致客厢内的噪音和振动增加。因此，期望防止扭矩杆传递噪音和振动。作为旨在减少由扭矩杆传递的振动和噪音的技术，已经提出了在扭矩杆上设置动态阻尼器，从而可以减小从发动机经由扭矩杆传递至车身的振动。例如，参见JP2016-044717A、JP2016-016764A和JP2015-121254A。
因此需要一种扭矩杆以提供有利的噪音和振动特性，但是考虑扭矩杆的刚度对车辆的操纵和行驶稳定性的影响也很重要。如果扭矩杆的刚度高，则有效地限制了发动机的移动，从而能够改善车辆的操纵性(行驶稳定性)。但是，噪音和振动性能可能会受损。如果扭矩杆的刚度低，则能够减少经由扭矩杆从发动机到车身的振动传递，从而能够改善扭矩杆的噪音和振动性能。但是，车辆的操纵性可能会受损。
因此，扭矩杆具有相互矛盾的要求，并且期望优化扭矩杆在噪音和振动性能以及车辆操纵性方面的性能。
上面提到的先前提议基本上旨在通过使用动态阻尼器和其它装置来减小由扭矩杆传递的振动，并且不适于改善车辆的操纵性。
发明内容
鉴于现有技术中的这种问题，本发明的主要目的是提供一种扭矩杆，该扭矩杆的刚度根据车辆的操作状态变化，从而能够同时优化车辆的操纵性以及振动和噪音特性。
为了实现该目的，本发明的一个实施方式提供了一种扭矩杆(1、101、202、301)，其构造成连接在车身(2)与发动机(3)之间以限制所述发动机相对于所述车身的移动，所述扭矩杆包括：杆主体(11、211、307)；和衬套组件，其设置在所述杆主体的一端(14)；其中所述衬套组件包括：安装支架(21、203、303)，其构造成经由沿轴向方向穿过的螺栓(22)安装至所述车身或所述发动机；磁弹性构件(31、204、322)，其由磁弹性材料制成，在轴向上插设在所述杆主体的所述一端与所述安装支架之间；以及线圈(32、205、323)，其构造成向所述磁弹性构件施加磁通。
借此，能够通过调节供应至线圈的电流来根据车辆的操作状态控制扭矩杆的刚度。因此，当期望改善车辆操纵性(行驶稳定性等)时，就增加扭矩杆的刚度。另一方面，当期望减小经由扭矩杆从发动机经由扭矩杆传递至车身的振动时，就减小扭矩杆的刚度。由此，能够同时提高车辆的操纵性和振动噪音性能二者。
优选地，所述安装支架包括：内管状构件(25、206、331)，螺栓轴向穿过所述内管状构件；以及一对凸缘(26、207、332)，其设置在所述内管状构件的任一轴向端处，并且所述杆主体的所述一端设置有外环形部分(16、212、308)，螺栓轴向穿过该外环形部分，所述磁弹性构件在轴向上插设在所述外环形部分和所述凸缘之间。特别优选地，所述内管状构件、所述凸缘和所述外环形部分由高导磁率材料制成，并且所述线圈缠绕在所述内管状构件上。
从线圈产生的磁通量由内管状构件和安装支架的凸缘传导，使得从线圈产生的磁通能够有效地穿过磁弹性构件。
优选地，所述磁弹性构件具有中空圆筒形形状，并且构造成根据轴向穿过所述磁弹性构件的磁通而改变相对于其在横向方向上的剪切变形的弹性特性。
由此，能够通过磁弹性材料的良好的弹性剪切变形特性来有效地控制扭矩杆的刚度。
优选地，所述磁弹性构件包括：多个磁弹性材料层；以及由高导磁率材料制成在所述多个磁弹性材料层之间交错的环形盘(33)。特别地，所述磁弹性材料基本上可以由磁弹性弹性体制成。
通过这样使磁弹性材料与由高导磁率材料制成的环形盘交错形成磁弹性构件，使得磁弹性构件能够稳定地经历剪切变形，并且能够将穿过磁弹性构件的磁通的衰减最小化。
优选地，所述扭矩杆还包括恒定弹性模量构件(102)，该恒定弹性模量构件在径向上插设在所述外环形部分与所述内管状构件之间或者所述外环形部分与所述线圈之间。
通过这样组合磁弹性构件和恒定弹性模量构件，能够以最佳方式控制扭矩杆的刚度。
优选地，所述扭矩杆还包括：一对恒定弹性模量构件(231)，其在轴向上插设在所述外环形部分(206)与所述安装支架(202)的相应凸缘(207)之间，并且布置在所述杆主体(211)的纵向轴中心线的任一侧，并且所述磁弹性构件包括一对磁弹性构件(204)，所述一对磁弹性构件沿着所述杆主体的所述纵向轴中心线定位成在周向上与所述恒定弹性模量构件交替。
通过这样组合磁弹性构件和恒定弹性模量构件，能够以特别优选的方式控制扭矩杆的刚度。
优选地，所述扭矩杆还包括在径向上插设在所述外环形部分与所述内管状构件之间的恒定弹性模量构件(304)，并且所述磁弹性构件包括一对磁弹性构件(322)，每个磁弹性构件均插设在所述外环形部分的一个相应的轴向端面与所述安装支架的相应凸缘的相对轴向端面之间。
通过这样组合磁弹性构件和恒定弹性模量构件，能够以特别优选的方式控制扭矩杆的刚度。
因此，本发明提供了一种扭矩杆，该扭矩杆具有根据车辆的操作状态能变化的刚度，从而能够同时优化车辆的操纵性以及振动和噪音特性。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施方式的扭矩杆的安装状态的平面图。
图2是示出扭矩杆的安装状态的侧视图。
图3是示出扭矩杆的衬套的位移与载荷之间的期望关系的曲线图。
图4是扭矩杆的剖视图。
图5A是示出磁弹性构件处于高刚度状态和低刚度状态时的车厢噪音与发动机旋转速度之间的关系的曲线图。
图5B是示出磁弹性构件处于高刚度状态和低刚度状态时的转向振动与发动机旋转速度之间的关系的曲线图。
图6是根据本发明的第二实施方式的扭矩杆的剖视图。
图7A是根据本发明的第三实施方式的扭矩杆的剖视图，该剖视图是沿着包含扭矩杆的纵向轴线和安装支架的轴线的平面剖取的。
图7B是沿图7A的线B-B剖取的剖视图。
图7C是沿图7B的线C-C剖取的剖视图。
图8A是根据本发明的第四实施方式的扭矩杆的剖视图，该剖视图是沿着包含扭矩杆的纵向轴线和安装支架的轴线的平面剖取的。
图8B是沿与安装支架的轴线正交的平面剖取的剖视图。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的优选实施方式。
(第一实施方式)
图1是示出根据本发明的第一实施方式的扭矩杆1的安装状态的平面图，并且图2是示出扭矩杆1的安装状态的侧视图。
如图1中所示，发动机3横向地安装在车辆的车身2的前部，并且变速器4与发动机3一体地设置。发动机3和变速器4共同形成车辆的动力装置5。动力装置5经由两个发动机支座6和7(侧支座和变速器支座)以及扭矩杆1被车身2支撑。
两个发动机支座6和7支撑动力装置5的主载荷(重量)，并布置在动力装置5的惯性主轴线A上。另外，如图2中所示，扭矩杆1的一端连接至发动机3，并且另一端连接至副车架8(车身2)。扭矩杆1限制由发动机3的输出扭矩引起的动力装置5绕滚转轴线或动力装置5的惯性主轴线A的滚转运动B。
下面讨论扭矩杆1所需的特性。图3示出了位移与扭矩杆1的衬套的载荷之间的期望关系。该曲线图的横坐标表示由扭矩杆1弹性支撑的发动机3的位移(滚转运动)，并且纵坐标表示在轴向方向上作用在扭矩杆1上的载荷。
在图1中所示的发动机支撑结构中，当在加速或减速期间由发动机3产生驱动扭矩(静态扭矩)时，发动机3由于该驱动扭矩而摆动或经历绕滚转轴线(惯性主轴线A)的滚转运动。当驱动扭矩增加时，发动机3的位移增大，可能引起干涉车身2或辅助设备，从而可能降低发动机的耐久性。另外，在使车辆转向时，由于从路面输入的振动或由发动机3的惯性力引起的振动，发动机3中产生绕滚转轴线(惯性主轴线A)的振动，从而车辆的操纵特性可能会受损。
同时，当发动机3空转或低速旋转时，由于发动机3的燃烧波动而产生扭矩波动(动态扭矩)，这进而使得产生发动机3绕滚转轴线(惯性主轴线A的振动)。该振动经由扭矩杆1从发动机3传递至车身2，从而在车辆的车厢内产生振动和噪音。
在此，如果扭矩杆1的刚度高，则能够抑制发动机3的滚转运动，从而能够改善发动机3的扭矩响应，并且能够改善车辆的车辆操纵性(行驶稳定性等)。另一方面，因为不能充分地抑制从发动机3经由扭矩杆1传递至车身2的振动，所以有可能损害车辆的振动和噪音性能。
如果扭矩杆1的刚度低，则能够有效地抑制从发动机3经由扭矩杆1传递至车身2的振动，从而能够改善车辆的振动和噪音性能。然而，发动机3的扭矩响应可能受损，并且不能充分抑制发动机3的滚转运动，从而车辆的操纵性可能受损。因此，在同时改善车辆的振动和噪音性能与操纵性方面存在相矛盾的要求。
根据本发明，为了克服该问题，扭矩杆1构造成使得能够根据车辆的行驶状态来控制扭矩杆1的刚度(特别是其衬套组件的刚度)。由此，能够改善车辆的振动和噪音性能以及操纵性。
扭矩杆1可以设置有止挡器，当发动机3的位移大于规定值时，该止挡器弹性地限制发动机3相对于车身2的位移。在这种情况下，可以布置成当位移较小时(线性弹簧区域)，低刚度弹性构件促成扭矩杆1的刚度，而当位移较大(位移限制区域)时，高刚度弹性构件(通常与低刚度弹性构件联合)促成扭矩杆1的刚度。
图4是根据第一实施方式的扭矩杆1的剖视图。
扭矩杆1包括杆主体11，在该实施方式中，该杆主体11包括车身侧杆体12和发动机侧杆体13。车身侧杆体12设置有大直径端部14，该大直径端部14附接至车身的副车架8。发动机侧杆体13设置有小直径端部15，该小直径端部15附接至发动机3。杆主体11由两件组成，但是也可以由单件构件组成。
车身侧杆体12由磁性材料或高导磁率的材料(如铁基材料)制成。车身侧杆体12的大直径端部14设置有限定圆形开口的外环形部分16。
大直径端部14经由衬套组件17连接至副车架8。衬套组件17包括安装支架21，该安装支架21由内圆柱形部分25和一对凸缘26组成，这一对凸缘26从其任一轴向端径向向外延伸。大直径端部14(特别是其外环形部分16)与内圆柱形部分25同轴设置，并插设在衬套组件17的两个凸缘26之间。圆柱形磁弹性构件31插设在外环形部分16与凸缘26之间。更具体地，磁弹性构件31由两部分组成，每个部分均在轴向上插设在外环形部分16的相应轴向端面与相应的凸缘26的相对端面之间。
衬套组件17放置在副车架8的一对板构件之间，并且螺栓22穿过副车架8中的开口以及内圆柱形部分25的内孔。螺母23拧到螺栓22上以将衬套组件17牢固地固定在副车架8的板构件之间。
内圆柱形部分25和凸缘26由诸如铁基材料之类的高导磁率材料制成。内圆柱形部分25的各个轴向端与副车架8的对置的板构件之间插设有套环构件28，该套环构件28由诸如铝之类的导磁率低的材料制成。螺栓22穿过套环构件28的中央开口。内圆柱形部分25上缠绕有线圈32。
磁弹性构件31与内圆柱形部分25同轴地设置，并且在轴向上插设在车身侧杆体12的外环形部分16与凸缘26之间。在所示的实施方式中，磁弹性构件31由在轴向方向上堆叠并且与高导磁率材料制成的环形盘33交错的多个磁弹性材料层(在所示实施方式中为六层)组成。特别地，在所示的实施方式中，磁弹性材料层的六层中的三层插设在外环形部分16的轴向端面之一与相对的凸缘26之间，并且磁弹性材料层的其余三个层插设在外环形部分16的另一个轴向端面与相对的凸缘26之间。
磁弹性构件31的每个磁弹性材料层由磁弹性弹性体(磁粘弹性弹性体)制成，其展现的弹性模量根据施加于其上的磁通量的强度而变更。该磁弹性弹性体可以通过将磁性颗粒(例如铁粉)分散在由硅酮基弹性体制成的基材中而获得。当受到磁通时，颗粒沿磁通方向对准，从而磁弹性弹性体的刚度增加。
线圈32设置在衬套组件17的内圆柱形部分25的外周上。通过绕内圆柱形部分25缠绕导线而形成线圈32。为了便于组装，至少一个凸缘26可以由单独的构件组成，该单独的构件在线圈32、外环形部分16和磁弹性构件31组装至衬套组件17之后，借助螺纹、焊接或其它附接方式附接至内圆柱形部分25。
插设在磁弹性材料层之间的环形盘33由铁基材料制成。磁弹性构件31需要相对较大的轴向尺寸以提供诸如大的位移行程之类的所需弹性特性，但是这使得穿过磁弹性构件31的磁通的强度减小。因此，通过使磁弹性材料层与环形盘33交错形成磁弹性构件31，防止穿过磁弹性构件31的磁通强度降低。
当从控制单元(图中未示出)向线圈32供应电流时，从线圈32产生的磁通穿过磁弹性构件31，并且磁弹性构件31的刚度增加。更具体地，当没有电流通过线圈32时，磁弹性构件31的刚度相对较低，并且当电流通过线圈32时，磁弹性构件31的刚度相对较高。特别地，随着流过线圈32的电流的大小增大，磁弹性构件31的刚度逐渐增加。因此，能够通过调节供应给线圈32的电流来控制磁弹性构件31的刚度。
在本实施方式中，因为车身侧杆体12和安装支架21由高导磁率材料(例如铁基材料)制成，所以从线圈32产生的磁通被有效地引导至磁弹性构件31，并且能够使磁通的泄漏最小化。另外，因为设置在副车架8与安装支架21之间的套环构件28由导磁率低的材料(例如铝材料)形成，所以在车身侧的副车架8由铁制成的情况下，能够防止从线圈32产生的磁通泄漏至副车架8。
在本实施方式中，因为磁弹性构件31在安装支架21的轴向方向上设置在杆主体11的大直径端部14与凸缘26之间，所以磁弹性构件31在沿扭矩杆1的纵向方向作用的外力的作用下，经历剪切变形。当从线圈32产生的磁通沿轴向方向穿过磁弹性构件31时，磁性颗粒在轴套组件17的轴向方向上对准，从而磁弹性构件31产生与其剪切变形相反的内应力。因此，通过控制提供给线圈32的电流，能够根据期望增大和减小磁弹性构件31的弹性模量。
因此，根据本实施方式，通过调节线圈32的电流，能够根据车辆的操作状态来控制扭矩杆1的刚度。更具体地，当期望改善车辆的操纵性(行驶稳定性等)时，能够通过增加扭矩杆1的刚度来实现该目的。另一方面，当期望减小经由扭矩杆1从发动机3传递至车身2的振动而非改善车辆的操纵性时，能够通过减小扭矩杆1的刚度来实现此目的。由此，可以根据期望实现车辆操纵性以及振动和噪音性能这两方面。
此外，因为能够改变扭矩杆1的大直径端部14的静态弹簧特性、动态弹簧特性和阻尼特性，所以除了改善车辆操纵性以及振动和噪音性能之外，还能够获得各种优点。例如，通过在从发动机3产生驱动扭矩时改变扭矩杆1的弹簧特性，能够改变从发动机3向车身2或车轮传递驱动扭矩的延迟。结果，当扭矩杆1变得更刚硬时，驾驶员在加速时能够获得良好的加速印象。此外，可以于在不规则路面上制动、转弯和行进期间控制扭矩杆1的刚度(弹簧特性)。通过这样控制发动机3的运动和振动对车身2的影响，能够使驾驶员舒适地操作车辆。例如，可以根据发动机旋转速度来调节扭矩杆1的刚度(弹簧特性)。通过这样控制扭矩杆1的旋转速度特性或频率特性，能够以最佳的方式控制车厢噪音。
图5A是以虚线和实线示出当磁弹性构件分别处于高刚度状态和低刚度状态时车厢噪音与发动机旋转速度之间的关系的曲线图。图5B是以虚线和实线示出当磁弹性构件分别处于高刚度状态和低刚度状态时转向振动与发动机旋转速度之间的关系的曲线图。
如图5A中所示，大致在整个发动机旋转速度范围内，磁弹性构件31的刚度低时的车厢噪音水平低于磁弹性构件31的刚度高时的车厢噪音水平。如图5B中所示，大致在整个发动机旋转速度范围内，磁弹性构件31的刚度低时的方向盘振动水平(一阶振动模式)低于磁弹性构件31的刚度高时的方向盘振动水平。
(第二实施方式)
下面参考图6描述根据本发明的第二实施方式的扭矩杆101，图6是扭矩杆101的剖视图。在以下公开中，与前述实施方式的部分相对应的部分用相同的附图标记标示，而不必重复描述这些部分以避免冗余。
在本实施方式中，扭矩杆101还包括具有环形形状或管形形状的恒定弹性模量构件102，该恒定弹性模量构件102在径向上插设在车身侧杆体12的外环形部分16与衬套组件17的内圆柱形部分25之间。更具体地，恒定弹性模量构件102插设在车身侧杆体12的外环形部分16的内周表面与设置在衬套组件17的内圆柱形部分25的外周上的线圈32的外周表面之间。恒定弹性模量构件102的轴向端与凸缘26的相对的表面在轴向上间隔开。恒定弹性模量构件102由诸如天然橡胶或氨基甲酸酯之类的聚合材料制成。恒定弹性模量构件102通过经历弹性压缩变形而主要承受在杆主体11的纵向方向上(或在安装支架21的径向方向上)作用的载荷。
在本实施方式中，恒定弹性模量构件102设置在线圈32的外周表面与外侧环形部分16的内周表面之间，但是恒定弹性模量构件102也可以设置在内圆柱形部分25的外周表面与外环形部分16的内周表面之间，而线圈32被分成两部分，该两部分设置在内圆柱形部分25的外周表面的位于恒定弹性模量构件102的任一轴向侧的部分上。
(第三实施方式)
下面参考图7A至7C描述根据本发明的第二实施方式的扭矩杆201。图7A是沿包含扭矩杆201的纵向轴线和安装支架的轴线的平面剖取的扭矩杆201的剖视图，图7B是沿图7A中的线B-B剖取的剖视图，并且图7C是沿图7B中的线C-C剖取的剖视图。在下面的公开中，与前面的实施方式的部分相对应的部分用相同的附图标记表示，而不必重复描述这些部分以避免冗余。
在该实施方式中，如图7A中所示，扭矩杆201设置有大直径端部202，该大直径端部202经由衬套组件217连接至车身。衬套组件217包括安装支架203、磁弹性构件204以及线圈205。
安装支架203包括：供螺栓(图中未示出)穿过的内圆柱形部分206；以及附接到内圆柱形部分206的各个轴向端的一对凸缘207。
磁弹性构件204在轴向上插设在安装支架203的凸缘207与杆主体211的外环形部分212或大直径端部202之间。
线圈205设置在安装支架203的内圆柱形部分206的外周上。
此外，如图7B中所示，扭矩杆201的大直径端部202处设置有恒定弹性模量构件231。恒定弹性模量构件231由四个分离的块(杆主体211的外环形部分212的一侧上的一对以及杆主体211的外环形部分212的另一侧上的另一对)组成，在平面图中每块均呈扇形形状，并轴向插设在杆主体211的外环形部分212的相应轴向端面与对应的凸缘207的相对表面之间。恒定弹性模量构件231的在杆主体211的外环形部分212的每一侧上的两块相对于杆主体211的纵向轴线彼此对称地布置，并且与安装支架203的轴线同心。
如图7B中所示，磁弹性构件204由四个分离的块(杆主体211的外环形部分212的一侧上的一对以及杆主体211的外环形部分212的另一侧上的另一对)组成，在平面图中每块均呈扇形形状，并轴向插设在杆主体211的外环形部分212的相应轴向端面与对应的凸缘207的相对表面之间。磁弹性构件204的在杆主体211的外环形部分212的每一侧上的两块相对于与杆主体211的纵向轴线和安装支架203的轴线两者正交的轴线彼此对称地布置，并且与安装支架203的轴线同心。在所示的实施方式中，在平面图中，恒定弹性模量构件231的每块比磁弹性构件204的每块均延伸较小的扇形角，并且沿圆周方向在磁弹性构件204的每块与恒定弹性模量构件231的相邻块之间限定有间隙。
如图7A和图7B中所示，在每块磁弹性构件204的内周表面的中央设置有止挡器241。止挡器241由诸如天然橡胶之类的弹性体材料制成。每个止挡器241与缠绕在安装支架203的内圆柱形部分206上的线圈205的相对表面之间限定有一定的间隙。
根据这种布置，当在杆主体211的纵向方向上受到外力时，磁弹性构件204和恒定弹性模量构件231经历剪切变形。当杆主体211与安装支架203之间的相对位移较小时，作用在杆主体211和安装支架203之间的弹力相对于外力的大小是线性的，并且扭矩杆201展现出低刚度。另一方面，当杆主体211和安装支架203之间的相对位移增大到使得线圈205撞击止挡器241的程度时，止挡器241响应于此而经历压缩变形，从而扭矩杆201展现出更高的刚度。结果，杆主体211与安装支架203之间产生的弹力相对于杆主体211与安装支架203之间的相对位移是非线性的，使得扭矩杆201实际上展现出高刚度。
(第四实施方式)
下面参考图8A和图8B描述根据本发明的第四实施方式的扭矩杆301。图8A是沿包含扭矩杆的纵向轴线和安装支架的轴线的平面剖取的扭矩杆301的剖视图，并且图8B是沿与安装支架的轴线正交的平面剖取的剖视图。在下面的公开中，与前面的实施方式的部分相对应的部分用相同的附图标记表示，而不必重复描述这些部分以避免冗余。
在该实施方式中，如图8A中所示，扭矩杆301包括杆主体307和大直径端302。扭矩杆301的大直径端302经由衬套组件317连接至车身，衬套组件317包括安装支架303、恒定弹性模量构件304和插入构件305，该插入构件305固定地装配到扭矩杆301的大直径端302中的开口中。
安装支架303具有：内圆柱形部分331，螺栓(未示出)穿过该内圆柱形部分331以连接至车身；以及一对凸缘332，这一对凸缘332设置在该内圆柱形部分331的任一轴向端处。安装支架303由诸如铁基材料之类的高导磁率材料形成。
插入构件305包括：外圆柱形部分333，其装配在大直径端302内或扭矩杆301的外环形部分308内；以及一对凸缘334，其从外圆柱形部分333的相应轴向端径向向内伸出。插入构件305由诸如铁基材料之类的高导磁率材料制成。
如图8B中所示，恒定弹性模量构件304径向插设在插入构件305的外圆柱形部分333与安装支架303的内圆柱形部分331之间。
恒定弹性模量构件304附接至内圆柱形部分331的外周表面和插入构件305的内周表面。恒定弹性模量构件304可以被认为是由聚合物材料制成并形成有一对开口的盘构件，这一对开口穿过盘构件的整个轴向长度并在与扭矩杆301的纵向方向正交的方向上延长，使得恒定弹性模量构件304的内周部分和外周部分仅借助在恒定弹性模量构件304的内周部分和外周部分之间倾斜延伸的一对脚部311和312分别连接至插入构件305的外圆柱形部分333和安装支架303的内圆柱形部分331。腿部311和312设置成关于杆主体307的纵向轴线彼此对称，并与该纵向轴线成角度地远离杆主体307延伸。
恒定弹性模量构件304中的开口相对于杆主体307的纵向轴线在恒定弹性模量构件304的内周部分与外周部分之间创建出一对间隙，从而恒定弹性模量构件304的外周部分上的一对止挡器313和314沿杆主体307的纵向轴线与恒定弹性模量构件304的内周部分上的对应的相对部分315和316对置。
因此，当杆主体307和安装支架303之间的相对位移增加到超过特定极限时，相对部分315和316抵靠相应的止挡器313和314。因此，当杆主体307和安装支架303之间的相对位移较小时，扭矩杆301的刚度较低，因为该刚度由腿部311和312的弹性变形确定。当杆主体307和安装支架303之间的相对位移较大时，扭矩杆301的刚度较高，因为该刚度分别由彼此抵靠的止挡器313和314以及相对部分315和316的弹性变形确定。
在该实施方式中，如图8A中所示，扭矩杆301包括磁弹性构件322和线圈323。
磁弹性构件322由均具有环形形状的两块组成，并且在轴向上插设在安装支架303的对应凸缘332与插入构件305的相对凸缘334之间。恒定弹性模量构件304的外周部分放置在插入构件305的凸缘334之间。因此，恒定弹性模量构件304在轴向上位于两块磁弹性构件322之间。
线圈323缠绕在安装支架303的内圆柱形部分331上，并且由在轴向上彼此分开的两个部分组成。从线圈323产生的磁通被引导到安装支架303的凸缘332和插入构件305的凸缘334，以穿过磁弹性构件322。
已经根据特定实施方式描述了本发明，但是本发明不限于这些实施方式，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种方式进行变型。例如，另选地或另外地，衬套组件可以设置在发动机与扭矩杆的对应端之间。

Claims (8)

1.一种扭矩杆，该扭矩杆构造成连接在车身与发动机之间以限制所述发动机相对于所述车身的移动，所述扭矩杆包括：
杆主体；和
衬套组件，所述衬套组件设置在所述杆主体的一端，
其中，所述衬套组件包括：安装支架，所述安装支架构造成经由沿轴向方向穿过的螺栓安装至所述车身或所述发动机；磁弹性构件，所述磁弹性构件由磁弹性材料制成，在轴向上插设在所述杆主体的所述一端与所述安装支架之间；以及线圈，所述线圈构造成向所述磁弹性构件施加磁通，
其中，所述安装支架包括：内管状构件，所述螺栓轴向穿过所述内管状构件；以及一对凸缘，所述凸缘设置在所述内管状构件的任一轴向端处，并且所述杆主体的所述一端设置有外环形部分，所述螺栓轴向穿过该外环形部分，所述磁弹性构件在轴向上插设在所述外环形部分和相应的凸缘之间，
其中，所述磁弹性构件包括：多个磁弹性材料层；以及由高导磁率材料制成在所述多个磁弹性材料层之间交错的环形盘，并且
其中，从所述线圈产生的磁通沿所述轴向方向穿过所述磁弹性构件，使得所述磁弹性构件在沿所述扭矩杆的轴向作用的外力的作用下，经历剪切变形。
2.根据权利要求1所述的扭矩杆，其中，所述内管状构件、所述凸缘和所述外环形部分由高导磁率材料制成，并且所述线圈缠绕在所述内管状构件上。
3.根据权利要求1所述的扭矩杆，其中，所述磁弹性构件具有中空圆筒形形状，并且构造成根据轴向穿过所述磁弹性构件的磁通而改变相对于其在横向方向上的剪切变形的弹性特性。
4.根据权利要求1所述的扭矩杆，其中，所述磁弹性材料由磁弹性弹性体制成。
5.根据权利要求1所述的扭矩杆，该扭矩杆还包括恒定弹性模量构件，该恒定弹性模量构件在径向上插设在所述外环形部分与所述内管状构件之间。
6.根据权利要求1所述的扭矩杆，该扭矩杆还包括恒定弹性模量构件，该恒定弹性模量构件在径向上插设在所述外环形部分与所述线圈之间。
7.根据权利要求1所述的扭矩杆，该扭矩杆还包括：一对恒定弹性模量构件，所述一对恒定弹性模量构件在轴向上插设在所述外环形部分与所述安装支架的相应凸缘之间，并且布置在所述杆主体的纵向轴中心线的任一侧，并且所述磁弹性构件包括一对磁弹性构件，所述一对磁弹性构件沿着所述杆主体的所述纵向轴中心线定位成在周向上与所述一对恒定弹性模量构件交替。
8.根据权利要求1所述的扭矩杆，该扭矩杆还包括径向上插设在所述外环形部分与所述内管状构件之间的恒定弹性模量构件，并且所述磁弹性构件包括一对磁弹性构件，每对磁弹性构件均插设在所述外环形部分的一个相应的轴向端面与所述安装支架的所述相应凸缘的相对轴向端面之间。
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