CN111873745A - 一种基于fsc赛车的z型可变刚度防倾杆结构及调节方法 - Google Patents

一种基于fsc赛车的z型可变刚度防倾杆结构及调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构及调节方法，在中心转轴的外部套设中心轴承，中心轴承对称的两个侧壁分别设置防倾杆结构本体；防倾杆结构本体包括中心耳片，其呈U型状，中心耳片的封闭端与中心轴承的侧壁连接，其开口端插设转动轴，第一杆端轴承的一端套设在转动轴上，其另一端连接螺纹连接调距螺杆的一端，调距螺杆的另一端螺纹连接法兰转接头；导向杆的一端顺次穿过弹簧压盖、防倾弹簧以及直线轴承可旋转嵌设在滑块内，直线轴承与滑块的一端连接；导向杆的另一端连接第二杆端轴承的一端，滑块的另一端安装法兰转接头；本发明取代了弹簧钢，使得Z型防倾杆具有普适性和调节能力。

Description

一种基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构及调节方法
技术领域
本发明涉及一种基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构，属于赛车零部件技术领域。
背景技术
在FSC大学生方程式系列赛事中，所有车队都采用独立悬架，为保证整车的操纵稳定性，各支车队都会为悬架系统配置防倾杆；在中国大学生方程式的赛场上，最初的防倾杆形式为U型防倾杆，从摇臂向下，从车底相连。这种连接形式结构简单，布置方便，但是由于其跨度大，很难保证精度，在加工过程中，弹簧钢和支架之间多为焊接，由于焊接精度及焊接应力的存在，使得整个防倾杆受力情况有可能会出现很差的情况，在实际工况下，会出现变形情况。
在大学生方程式发展过程中，为了改善U型防倾杆这种易变形，受力不好的情况，出现了Z型防倾杆，这种防倾杆一般布置在悬架系统的上侧，有一个中心转轴，两侧为弹簧钢，弹簧钢为长条状，两端分别有转接头，一端接在悬架系统的摇臂上，另一端接在改防倾杆系统中的转轴上；这种结构较U型防倾杆结构集中，可避免加工中定位难度，而且此种防倾杆系统的刚度为定值，一般在设计过程中，计算出所需要的系统刚度，然后根据弹簧钢（一般是65Mn）的性能，去计算所需要的防倾杆主体，即弹簧钢长条的横截面积，长度等参数；这个参数在加工装配过程中无法改变，即整个防倾杆系统在装配完成后，刚度已经为定值，这导致一套传统Z型防倾杆系统不能很好的适应所有可能的工况，有一定的局限性。
发明内容
本发明提供一种基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构及调节方法，基于背景技术中存在的问题，设计出了一种长度、刚度、预紧力均可调的结构，取代了弹簧钢，使得Z型防倾杆具有普适性和调节能力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构，包括中心转轴，其焊接在车架上，在中心转轴的外部套设中心轴承，中心轴承对称的两个侧壁分别设置防倾杆结构本体；
前述的防倾杆结构本体包括中心耳片，其呈U型状，中心耳片的封闭端与中心轴承的侧壁连接，其开口端插设转动轴，第一杆端轴承的一端套设在转动轴上，其另一端连接螺纹连接调距螺杆的一端，调距螺杆的另一端螺纹连接法兰转接头；
还包括滑块和导向杆，导向杆的一端顺次穿过弹簧压盖、防倾弹簧以及直线轴承可旋转嵌设在滑块内，且直线轴承与滑块的一端以法兰形式连接；导向杆的另一端连接第二杆端轴承的一端，滑块的另一端安装法兰转接头；
第二杆端轴承的另一端与悬架的摇臂或者减震器连接；
作为本发明的进一步优选，在中心耳片的开口端分别开设对称设置的通孔，转动轴的两端分别通过塞打螺栓插设在通孔内， 第一杆端轴承的一端套设在转动轴上；
作为本发明的进一步优选，直线轴承通过法兰与滑块的一端刚性连接；导向杆与滑块为非刚性连接；
作为本发明的进一步优选，导向杆与弹簧压盖之间螺纹连接，第二杆端轴承的一端与导向杆的另一端同样为螺纹连接；
一种如上述任意所述的基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构的调节方法，具体为：正常工况下，导向杆的一端嵌设在滑块内，未旋转；
使用时，若要改变整个系统的长度，旋转导向杆，导向杆的一端在滑块内旋转，对调距螺杆进行调节；
若要改变整体的刚度，通过转动弹簧压盖，弹簧压盖对防倾弹簧进行压缩，将防倾弹簧的压缩程度发生改变，即可实现整体刚度的改变。
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明在传统的Z型防倾杆设计中增加了弹簧压盖，通过调节弹簧压盖在导向杆上的位置，改变防倾弹簧的压紧程度，从而改变了防倾杆的刚度，以适应不同工况、不同型号以及不同特性的避震器；
2、本发明在传统的Z型防倾杆设计中增加了调距螺杆，通过调节调距螺杆，改变防倾杆的整体长度，从而避免了由于制造与装配误差引起的安装问题；
3、本发明提供的防倾杆结构整体可拆卸，通过更换弹簧即可实现整体刚度和硬度的调整。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明优选实施例的整体结构示意图；
图2是本发明优选实施例的防倾杆结构本体结构示意图；
图3是本发明优选实施例的滑块在图2视角下的零件透视图。
图中：1为中心转轴，2为中心轴承，3为中心耳片，4为塞打螺栓，5为调距螺杆，6为第一杆端轴承，7为法兰转接头，8为滑块，9为直线轴承，10为防倾弹簧，11为导向杆，12为第二杆端轴承，13为弹簧压盖。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
在大学生方程式系列赛事中，所有车队都采用独立悬架，为保证整车的操纵稳定性，各支车队都会为悬架系统配置防倾杆。在中国大学生方程式的赛场上，很多车队都采用了Z型防倾杆，通过两根弹簧钢制成的防倾杆将左右悬架的摇臂或避震器连接起来，从而达到稳定车身的作用。
但在实际加工和装配的过程中，由于不可避免的加工误差和装配误差，很多时候会出现装配困难甚至无法装配的状况；另外，由于地面状况、车辆载荷及其他因素的影响，传统防倾杆由于加工及装配时刚度就已经确定，因此无法满足所有工况下的要求；如防倾杆实在无法满足赛车行驶情况，则必须更换防倾杆，这将大大增加工作量及比赛周期，在赛场上更是无法实现。
基于上述缺陷，本申请提供的Z型可变刚度防倾杆结构主要是在现有的Z型防倾杆基础上增加了调距螺杆5以及弹簧压盖13，安装调距螺杆5的目的是通过调节调距螺杆5，改变防倾杆的整体长度，从而避免了由于制造与装配误差引起的安装问题；安装弹簧压盖13的目的是通过调节弹簧压盖13在导向杆11上的位置，改变防倾弹簧10的压紧程度，从而改变了防倾杆的刚度，以适应不同工况、不同型号以及不同特性的避震器。
实施例：
图1所示，是本申请提供的一种优选实施例的整体结构，图中可以看出，最中心部分为中心转轴1，其焊接在车架上，且中心转轴1的轴心位于车辆的中心对称面内，并且中心转轴1是垂直于地面设置的，以中心转轴1为对称中心，在中心转轴1的外部套设中心轴承2，中心轴承2对称的两个侧壁分别设置防倾杆结构本体，在这里以一侧的防倾杆结构本体为例做具体陈述；
图2所示，防倾杆结构本体包括中心耳片3，其呈U型状，中心耳片3的封闭端与中心轴承2的侧壁连接，在中心耳片3的开口端分别开设对称设置的通孔，转动轴的两端分别通过塞打螺栓4插设在通孔内， 第一杆端轴承6的一端套设在转动轴上，其另一端连接螺纹连接调距螺杆5的一端，调距螺杆5的另一端螺纹连接法兰转接头7；还包括滑块8和导向杆11，其中滑块8的内部视角如图3所示，导向杆11的一端顺次穿过弹簧压盖13、防倾弹簧10以及直线轴承9可旋转嵌设在滑块8内，导向杆11与滑块8之间为非刚性连接，直线轴承9与滑块8的一端以法兰形式连接，此处为刚性连接；导向杆11的另一端连接第二杆端轴承12的一端，滑块8的另一端安装法兰转接头7；第二杆端轴承12的另一端与悬架的摇臂或者减震器连接；需要强调的是，在本申请提供的优选实施例中，导向杆11与弹簧压盖13之间螺纹连接，第二杆端轴承12的一端与导向杆11的另一端同样为螺纹连接，这是为了方便旋转。
正常工况下，导向杆11的一端嵌设在滑块8内，未旋转；使用时，若要改变整个系统的长度，旋转导向杆11，导向杆11的一端在滑块8内旋转，对调距螺杆5进行调节；若要改变整体的刚度，通过转动弹簧压盖13，弹簧压盖13对防倾弹簧10进行压缩，将防倾弹簧10的压缩程度发生改变，即可实现整体刚度的改变；同时由于整个结构可拆卸，弹簧的材质可以随意更换，以满足不同需求下的防倾杆刚度。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构，包括中心转轴，其焊接在车架上，其特征在于：在中心转轴的外部套设中心轴承，中心轴承对称的两个侧壁分别设置防倾杆结构本体；
前述的防倾杆结构本体包括中心耳片，其呈U型状，中心耳片的封闭端与中心轴承的侧壁连接，其开口端插设转动轴，第一杆端轴承的一端套设在转动轴上，其另一端螺纹连接调距螺杆的一端，调距螺杆的另一端螺纹连接法兰转接头；
还包括滑块和导向杆，导向杆的一端顺次穿过弹簧压盖、防倾弹簧以及直线轴承可旋转嵌设在滑块内，且直线轴承与滑块的一端以法兰形式连接；导向杆的另一端连接第二杆端轴承的一端，滑块的另一端安装法兰转接头；
第二杆端轴承的另一端与悬架的摇臂或者减震器连接。
2.根据权利要求1所述的基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构，其特征在于：在中心耳片的开口端分别开设对称设置的通孔，转动轴的两端分别通过塞打螺栓插设在通孔内，第一杆端轴承的一端套设在转动轴上。
3.根据权利要求1所述的基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构，其特征在于：直线轴承通过法兰与滑块的一端刚性连接；导向杆与滑块为非刚性连接。
4.根据权利要求1所述的基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构，其特征在于：导向杆与弹簧压盖之间螺纹连接，第二杆端轴承的一端与导向杆的另一端同样为螺纹连接。
5.一种如上述任意权利要求所述的基于FSC赛车的Z型可变刚度防倾杆结构的调节方法，其特征在于：
正常工况下，导向杆的一端嵌设在滑块内，未旋转；
使用时，若要改变整个系统的长度，旋转导向杆，导向杆的一端在滑块内旋转，对调距螺杆进行调节；
若要改变整体的刚度，通过转动弹簧压盖，弹簧压盖对防倾弹簧进行压缩，将防倾弹簧的压缩程度发生改变，即可实现整体刚度的改变。
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