CN114348115B - 一种变刚度横梁及车架总成 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车零部件技术领域，公开一种变刚度横梁及车架总成，变刚度横梁包括横梁组件和滑杆，横梁组件包括分别与两侧纵梁固定的第一横梁和第二横梁，第一横梁与第二横梁的扭转刚度不同，第一横梁与第二横梁同轴设置，滑杆的一端与第一横梁沿第一横梁的轴向滑动连接并且周向固定，另一端与第二横梁沿第二横梁的轴向滑动连接并且周向固定；车架总成包括上述的变刚度横梁。第一横梁与第二横梁通过滑杆传递扭矩，随着滑杆在第一横梁和第二横梁上滑动，用于扭矩传递的第一横梁和第二横梁的有效长度随之变化，从而实现车架总成扭转刚度的调节。

Description

一种变刚度横梁及车架总成

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其涉及一种变刚度横梁及车架总成。

背景技术

目前，在整车性能试验中，需要测试车架不同的扭转刚度对整车操纵稳定性及平顺性的影响。现有技术中，车架的扭转刚度固定，一般需要使用多种扭转刚度不同的车架来装配多台试验车，成本高，工作效率低导致试验周期长，而且无法排除零件不一致带来的影响。

基于上述现状，亟待我们设计一种变刚度横梁及车架总成来解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种变刚度横梁，能够调节扭转刚度。

本发明的另一个目的在于：提供一种车架总成，包括上述的变刚度横梁，扭转刚度可调，进而便于测试车架不同的扭转刚度对整车操纵稳定性及平顺性的影响。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，公开一种变刚度横梁，用于连接两侧的纵梁，包括：

横梁组件，包括分别与两侧所述纵梁固定的第一横梁和第二横梁，所述第一横梁与所述第二横梁的扭转刚度不同，所述第一横梁与所述第二横梁同轴设置；

滑杆，一端与所述第一横梁沿所述第一横梁的轴向滑动连接并且周向固定，另一端与所述第二横梁沿所述第二横梁的轴向滑动连接并且周向固定，所述滑杆能够在所述第一横梁和所述第二横梁上滑动并且限制所述第一横梁与所述第二横梁相对转动。

作为一种优选方案，所述第一横梁和所述第二横梁均设置为中空，所述第二横梁插设于所述第一横梁，所述滑杆沿轴向滑动穿设于所述第一横梁和所述第二横梁的内部。

作为一种优选方案，所述第一横梁和所述第二横梁的内部设置有沿轴向延伸的内花键，所述滑杆的两端设置有沿轴向延伸的外花键，所述滑杆通过花键分别与所述第一横梁和所述第二横梁周向固定。

作为一种优选方案，所述滑杆包括第一花键端、连接杆和第二花键端，所述连接杆连接两端的所述第一花键端和所述第二花键端，所述第一花键端与所述第一横梁通过花键连接，所述第二花键端与所述第二横梁通过花键连接；

所述第一花键端的直径大于所述第二花键端的直径，所述第一花键端能够抵接所述第二横梁靠近所述第一横梁的端部。

作为一种优选方案，所述第一横梁和所述第二横梁背离所述滑杆的一端分别开设有油口，所述油口用于进出液压油。

作为一种优选方案，所述横梁组件还包括挡块和卡簧，所述挡块套设于所述第二横梁并且抵接所述第一横梁，所述卡簧套设于所述第二横梁并位于所述挡块背离所述第一横梁的一侧，所述卡簧将所述挡块抵压于所述第一横梁的端部。

作为一种优选方案，所述第二横梁的周部开设有环形槽，所述第一横梁的端部开设有安装槽，所述挡块嵌装于所述环形槽内并且抵接所述安装槽的底部，所述卡簧位于所述安装槽内。

作为一种优选方案，所述挡块包括分体设置的第一挡块段和第二挡块段，所述第一挡块段和所述第二挡块段合围形成整环，所述第一挡块段和所述第二挡块段分别嵌装于同一个环形槽的两段。

作为一种优选方案，所述第一横梁和所述第二横梁相互背离的两端分别设置有紧固板，所述紧固板用于与所述纵梁连接。

另一方面，还公开一种车架总成，包括两条平行的纵梁和上述的变刚度横梁，所述第一横梁与其中一条所述纵梁连接，所述第二横梁与另外一条所述纵梁连接。

本发明的有益效果为：提供一种变刚度横梁及车架总成，滑杆能够限制第一横梁与第二横梁相对转动来传递第一横梁与第二横梁之间的扭矩，第一横梁与第二横梁的扭转刚度不同，扭矩从纵梁与滑杆之间的第一横梁、滑杆以及纵梁与滑杆之间的第二横梁传递，当滑杆在第一横梁和第二横梁上滑动时，用于扭矩传递的第一横梁和第二横梁的有效长度随之变化，从而实现车架总成扭转刚度的调节，进而便于测试车架不同的扭转刚度对整车操纵稳定性及平顺性的影响。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为变刚度横梁的剖视图；

图2为第一横梁的结构示意图；

图3为第二横梁的结构示意图；

图4为滑杆的结构示意图；

图5为挡块的结构示意图；

图6为车架总成的结构示意图。

图1至图6中：

100、变刚度横梁；

1、横梁组件；11、第一横梁；111、内花键；112、油口；113、安装槽；114、紧固板；12、第二横梁；121、环形槽；13、挡块；131、第一挡块段；132、第二挡块段；14、卡簧；

2、滑杆；21、第一花键端；22、连接杆；23、第二花键端；

200、纵梁。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在整车性能试验中，由于现有技术中的车架扭转刚度固定，导致一般需要使用多种扭转刚度不同的车架来装配多台试验车，从而测试车架不同的扭转刚度对整车操纵稳定性及平顺性的影响，成本高，试验效率低。本实施例提供了一种变刚度横梁100，变刚度横梁100连接两侧的纵梁200，能够调节扭转刚度，进而便于测试车架不同的扭转刚度对整车操纵稳定性及平顺性的影响。

具体地，如图1所示，变刚度横梁100包括横梁组件1和滑杆2，横梁组件1包括分别与两侧纵梁200固定连接的第一横梁11和第二横梁12，第一横梁11与第二横梁12的扭转刚度不同，本实施例设置为第一横梁11的扭转刚度大于第二横梁12的扭转刚度，第一横梁11与第二横梁12同轴设置并且第一横梁11与第二横梁12能够绕轴向相对转动从而无法直接传递扭矩；滑杆2的一端与第一横梁11沿轴向滑动连接且周向固定，另一端与第二横梁12沿轴向滑动连接且周向固定，滑杆2的两端与第一横梁11和第二横梁12无法相对转动以传递扭矩。此时，横梁的总扭转刚度为纵梁200与滑杆2之间的第一横梁11的扭转刚度、滑杆2的扭转刚度以及纵梁200与滑杆2之间的第二横梁12的扭转刚度之和，当滑杆2在第一横梁11和第二横梁12上滑动时，用于扭矩传递的第一横梁11和第二横梁12的有效长度随之变化，从而横梁的总扭转刚度能够随着滑杆2的滑动而调节。

作为一种优选的实施方式，第一横梁11和第二横梁12均设置为中空，第二横梁12转动插设于第一横梁11的端部以连通第一横梁11和第二横梁12，滑杆2滑动穿设于第一横梁11和第二横梁12的内部并且一端与第一横梁11周向固定，另一端与第二横梁12周向固定，结构紧凑。本实施例设置为第一横梁11的扭转刚度、滑杆2的扭转刚度和第二横梁12的扭转刚度逐渐减小，当滑杆2的端部抵接第二横梁12背离第一横梁11的端部时，横梁的扭转刚度最大，为第一横梁11的扭转刚度与滑杆2的刚度之和；当滑杆2沿第二横梁12至第一横梁11的方向滑动时，横梁的扭转刚度逐渐减小；当滑杆2的端部抵接第一横梁11背离第二横梁12的端部时，横梁的扭转刚度最小，为第二横梁12的扭转刚度与滑杆2的刚度之和。在本发明的其他实施例中，也可以将第一横梁11与第二横梁12间隔设置或者转动插接，滑杆2的一端沿轴向套设在第一横梁11的外侧且周向固定，另一端沿轴向套设在第二横梁12的外侧且周向固定，同样能够在第一横梁11与第二横梁12之间传递扭矩。

如图2-图4所示，具体地，第一横梁11和第二横梁12的内部设置有沿轴向延伸的内花键111，滑杆2的两端设置有沿轴向延伸的外花键，滑杆2的一端的外花键与第一横梁11的内花键111相互插接，另一端的外花键与第二横梁12的内花键111相互插接，从而实现滑杆2的两端分别与第一横梁11和第二横梁12周向固定，结构简单。在本发明的其他实施例中，也可以在滑杆2的两端分别设置两根定位销，在第一横梁11和第二横梁12上开设沿轴向延伸的滑孔，定位销滑动设置于滑孔内同样能够使滑杆2与第一横梁11和第二横梁12沿轴向滑动并且周向固定。

如图1和图4所示，滑杆2包括第一花键端21、连接杆22和第二花键端23，第一花键端21的直径大于第二花键端23的直径，连接杆22设置为光杆，第一花键端21和第二花键端23分别位于连接杆22的两端，第一花键端21与第一横梁11的内花键111配合，第二花键端23与第二横梁12的内花键111配合。当滑杆2滑动时，第一花键端21能够抵接第二横梁12靠近第一横梁11的端部以对滑杆2限位，提高了可靠性。

于本实施例中，第一横梁11和第二横梁12背离滑杆2的一端分别开设有油口112，油口112用于第一横梁11和第二横梁12的内腔在滑杆2两侧的部分进出液压油。具体地，当在第一横梁11的油口112注入液压油时，液压油推动滑杆2沿靠近第二横梁12的方向移动以使横梁的扭转刚度增大；当在第二横梁12的油口112注入液压油时，液压油推动滑杆2沿靠近第一横梁11的方向移动以使横梁的扭转刚度减小。在本发明的其他实施例中，也可以采用气压推动滑杆2移动。

如图1和图5所示，横梁组件1还包括挡块13和卡簧14，挡块13套设在第二横梁12并且抵接第一横梁11，以限制第一横梁11沿靠近第二横梁12的方向移动，从而对第一横梁11和第二横梁12轴向限位；卡簧14过盈套设于第二横梁12并位于挡块13背离第一横梁11的一侧，卡簧14能够将挡块13抵压于第一横梁11的端部以固定挡块13。

具体地，第二横梁12的周部开设有环形槽121，挡块13嵌装在环形槽121内，第一横梁11的端部开设有安装槽113，第二横梁12贯穿安装槽113的中部并插设于第一横梁11内时，挡块13位于安装槽113内并抵接安装槽113的底部，卡簧14同样位于安装槽113内并且内圈过盈套设于第二横梁12，外圈与安装槽113的内壁过盈配合，从而将挡块13固定于第一横梁11的安装槽113内，结构可靠。

作为一种优选的实施方式，挡块13包括分体设置的第一挡块段131和第二挡块段132，第一挡块段131和第二挡块段132设置为互相配合的半圆环，第一挡块段131和第二挡块段132能够合围形成整环。当安装挡块13时，先将第一挡块段131嵌装于环形槽121的一段，再将第二挡块段132嵌装于这个环形槽121的另一段，便于将挡块13安装于第二横梁12。

如图2和图3所示，第一横梁11和第二横梁12相互背离的两端分别设置有紧固板114，紧固板114封闭第一横梁11和第二横梁12相互背离的两端，紧固板114上开设有多个连接孔，螺栓贯穿连接孔并连接至纵梁200以将第一横梁11和第二横梁12固定于纵梁200上。

如图6所示，车架总成包括两条平行的纵梁200和上述的变刚度横梁100，第一横梁11通过紧固板114安装于其中一条纵梁200上，第二横梁12通过紧固板114安装于另外一条纵梁200上。当滑杆2在第一横梁11和第二横梁12上滑动时，用于扭矩传递的第一横梁11和第二横梁12的有效长度随之变化，从而实现车架总成扭转刚度的调节，进而便于测试车架不同的扭转刚度对整车操纵稳定性及平顺性的影响。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种变刚度横梁，用于连接两侧的纵梁(200)，其特征在于，包括：

横梁组件(1)，包括与所述纵梁(200)一侧固定的第一横梁(11)，与所述纵梁(200)另一侧固定的第二横梁(12)，所述第一横梁(11)与所述第二横梁(12)的扭转刚度不同，所述第一横梁(11)与所述第二横梁(12)同轴设置并且所述第一横梁(11)与所述第二横梁(12)能够绕轴向相对转动从而无法直接传递扭矩；

滑杆(2)，一端与所述第一横梁(11)沿所述第一横梁(11)的轴向滑动连接并且周向固定，另一端与所述第二横梁(12)沿所述第二横梁(12)的轴向滑动连接并且周向固定，所述滑杆(2)能够在所述第一横梁(11)和所述第二横梁(12)上滑动并且限制所述第一横梁(11)与所述第二横梁(12)相对转动；

所述第一横梁(11)和所述第二横梁(12)均设置为中空，所述第二横梁(12)插设于所述第一横梁(11)，所述滑杆(2)沿轴向滑动穿设于所述第一横梁(11)和所述第二横梁(12)的内部；

所述第一横梁(11)和所述第二横梁(12)背离所述滑杆(2)的一端分别开设有油口(112)，所述油口(112)用于进出液压油。

2.根据权利要求1所述的变刚度横梁，其特征在于，所述第一横梁(11)和所述第二横梁(12)的内部设置有沿轴向延伸的内花键(111)，所述滑杆(2)的两端设置有沿轴向延伸的外花键，所述滑杆(2)通过花键分别与所述第一横梁(11)和所述第二横梁(12)周向固定。

3.根据权利要求2所述的变刚度横梁，其特征在于，所述滑杆(2)包括第一花键端(21)、连接杆(22)和第二花键端(23)，所述连接杆(22)连接两端的所述第一花键端(21)和所述第二花键端(23)，所述第一花键端(21)与所述第一横梁(11)通过花键连接，所述第二花键端(23)与所述第二横梁(12)通过花键连接；

所述第一花键端(21)的直径大于所述第二花键端(23)的直径，所述第一花键端(21)能够抵接所述第二横梁(12)靠近所述第一横梁(11)的端部。

4.根据权利要求1所述的变刚度横梁，其特征在于，所述横梁组件(1)还包括挡块(13)和卡簧(14)，所述挡块(13)套设于所述第二横梁(12)并且抵接所述第一横梁(11)，所述卡簧(14)套设于所述第二横梁(12)并位于所述挡块(13)背离所述第一横梁(11)的一侧，所述卡簧(14)将所述挡块(13)抵压于所述第一横梁(11)的端部。

5.根据权利要求4所述的变刚度横梁，其特征在于，所述第二横梁(12)的周部开设有环形槽(121)，所述第一横梁(11)的端部开设有安装槽(113)，所述挡块(13)嵌装于所述环形槽(121)内并且抵接所述安装槽(113)的底部，所述卡簧(14)位于所述安装槽(113)内。

6.根据权利要求5所述的变刚度横梁，其特征在于，所述挡块(13)包括分体设置的第一挡块段(131)和第二挡块段(132)，所述第一挡块段(131)和所述第二挡块段(132)合围形成整环，所述第一挡块段(131)和所述第二挡块段(132)分别嵌装于同一个环形槽(121)的两段。

7.根据权利要求1所述的变刚度横梁，其特征在于，所述第一横梁(11)和所述第二横梁(12)相互背离的两端分别设置有紧固板(114)，所述紧固板(114)用于与所述纵梁(200)连接。

8.一种车架总成，其特征在于，包括两条平行的纵梁(200)和权利要求1-7任一项所述的变刚度横梁(100)，所述第一横梁(11)与其中一条所述纵梁(200)连接，所述第二横梁(12)与另外一条所述纵梁(200)连接。

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