CN114435059A - 扭转梁和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种扭转梁和汽车，扭转梁包括横梁，所述横梁呈槽型，槽口位于所述横梁顶部，所述扭转梁还设有驱动部和移动部，所述驱动部能够驱动所述移动部移动至所述横梁中部的中部槽口边缘以增加所述中部槽口边缘处的厚度，或者离开所述中部槽口边缘以减小所述中部槽口边缘处的厚度。在驾驶操控模式下，可控制驱动部驱动移动部移动至中部槽口边缘，以增加中部槽口边缘的厚度，有效增加扭转梁的扭转刚度，增加侧倾刚度，提升操控品质；而在舒适驾驶模式下，可控制驱动部驱动移动部远离中部槽口边缘，从而可以减小横梁中部中部槽口边缘的厚度，有效降低扭转梁扭转刚度，继而提升舒适性。

Description

扭转梁和汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种扭转梁和汽车。
背景技术
对于扭转梁悬架后桥汽车，汽车的操控特性与后悬侧倾刚度相关，而后悬侧倾刚度与扭转梁的扭转刚度正相关，即：扭转梁扭转刚度越大，侧倾刚度越大；扭转刚度越小，侧倾刚度越小。
随着城镇居民的生活水平提高，居民用车对功能性需求也日益增加。车辆的操控特性及舒适性引起广泛关注。然而，操控特性和舒适性存在矛盾，操控特性越高，侧倾刚度越高，但舒适性就降低。如何兼顾操控特性和舒适性成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种扭转梁，包括横梁，所述横梁呈槽型，槽口位于所述横梁顶部，所述扭转梁还设有驱动部和移动部，所述驱动部能够驱动所述移动部移动至所述横梁中部的中部槽口边缘以增加所述中部槽口边缘处的厚度，或者离开所述中部槽口边缘以减小所述中部槽口边缘处的厚度。
如此设置，在驾驶操控模式下，可控制驱动部驱动移动部移动至中部槽口边缘，以增加中部槽口边缘的厚度，有效增加扭转梁的扭转刚度，增加侧倾刚度，提升操控品质；而在舒适驾驶模式下，可控制驱动部驱动移动部远离中部槽口边缘，从而可以减小横梁中部中部槽口边缘的厚度，有效降低扭转梁扭转刚度，继而提升舒适性。可见，本实施例中的扭转梁具备中部槽口边缘厚度可调的特征，从而给与驾驶人员更灵活的选择，和更多、更好的驾驶体验，可以满足不同路况及驾驶风格上对车辆操控特性的需求。
可选地，所述扭转梁包括两个所述移动部，能够分别移动至所述横梁前侧的中部槽口边缘和后侧的中部槽口边缘。
可选地，两个所述移动部为滑块，所述驱动部驱动所述滑块沿所述横梁的长度方向转动，所述滑块自所述横梁的底部滑动至所述中部槽口边缘，或由所述中部槽口边缘滑动至所述横梁的底部。
可选地，所述横梁内部设有槽口朝向顶部的槽型滑轨，所述滑轨的背面与所述横梁内壁匹配，所述滑轨的正面形成有弧形的轨道面(201)，所述滑块沿所述轨道面滑动。
可选地，所述滑轨的正面两端设有止挡端，两端所述止挡端之间形成相对所述止挡端凹陷的所述轨道面，所述止挡端限制所述滑块沿所述横梁长度方向移动。
可选地，所述驱动部为电机，两个所述滑块分别由对应的所述电机驱动，并沿相反的方向滑动。
可选地，两个所述电机安装于所述横梁，所述电机的输出轴沿所述横梁长度方向延伸，所述输出轴通过连接杆连接对应的所述滑块。
可选地，所述横梁内部设有槽口朝向顶部的槽型滑轨，所述滑轨的背面与所述横梁内壁匹配，所述滑轨的正面形成有弧形的轨道面，所述滑块沿所述轨道面滑动；所述滑轨位于两个所述电机之间，两个所述电机的输出轴同轴且相对设置。
本发明还提供一种汽车，包括车轮和连接车轮的扭转梁，所述扭转梁为上述任一项所述的扭转梁，具有与上述扭转梁相同的技术效果。
可选地，所述汽车设有陀螺仪、加速度计以及控制器，所述控制器根据所述陀螺仪、所述加速度计的检测数据，控制所述驱动部驱动所述移动部移动。
附图说明
图1为本发明所提供扭转梁一种具体实施例的结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1中横梁中部的示意图。
图1-3中的附图标记说明如下：
100-横梁；100a-中部槽口边缘；
20-滑轨；201-轨道面；202a-第一止挡端；202b-第二止挡端；
301-第一滑块；302-第二滑块；
401-第一电机；401a-第一输出轴；402-第二电机；402a-第二输出轴；501-第一连接杆；502-第二连接杆；
200-纵梁。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1-2，图1为本发明所提供扭转梁一种具体实施例的结构示意图；图2为图1的主视图。
需要强调的是，本发明通过对扭转梁的刚度研究，扭转梁的扭转刚度直接与其横梁100中部截面大小及厚度敏感相关。下述的结构设计正是针对截面厚度进行设计。
本实施例所提供的扭转梁，包括横梁100和位于横梁100两端的纵梁200，两端的纵梁200用于连接车轮，该扭转梁为开口扭转梁，即其横梁100呈槽型，槽口位于横梁100顶部，如图1所示，横梁100的断面大致呈U型。在本实施例中，扭转梁还设有驱动部和移动部，驱动部能够驱动移动部移动至横梁100中部的中部槽口边缘100a以增加中部槽口边缘100a处的厚度，或者离开中部槽口边缘100a。
如此设置，在驾驶操控模式下，可控制驱动部驱动移动部移动至中部槽口边缘100a，以增加中部槽口边缘100a的厚度，试验和仿真表明，扭转刚度对槽口边缘100a的厚度变化较为敏感，槽口边缘100a厚度增加时，可有效增加扭转梁的扭转刚度，增加侧倾刚度，提升操控品质；而在舒适驾驶模式下，可控制驱动部驱动移动部远离中部槽口边缘100a，从而可以减小横梁100中部中部槽口边缘100a的厚度，有效降低扭转梁扭转刚度，继而提升舒适性。可见，本实施例中的扭转梁具备中部槽口边缘100a厚度可调的特征，从而给与驾驶人员更灵活的选择，和更多、更好的驾驶体验，可以满足不同路况及驾驶风格上对车辆操控特性的需求。
如图3所示，图3为图1中横梁100中部的示意图。
扭转梁具体包括两个移动部，两个移动部具体为两个滑块，分别为图3中所示的第一滑块301、第二滑块302，两个滑块能够分别移动至横梁100中部前侧的中部槽口边缘100a和后侧的中部槽口边缘100a，“前”、“后”是以车辆正常行进方向为基准，车辆前方为“前”，车辆后方为“后”。两个移动部移动以同时增加或减小前后两侧中部槽口边缘100a的厚度，从而进一步保证扭转梁扭转刚度调整的均衡性。
实际方案中，驱动部可以驱动移动部转动，以移动至中部槽口边缘100a，或离开中部槽口边缘100a。当然，驱动部驱动移动部直线平动移动也是可以的，这里通过转动的方式有利于在横梁100较小的空间内实现驱动和移动。
如图3所示，移动部为滑块，驱动部驱动滑块绕横梁100的长度方向转动，第一滑块301和第二滑块302均可自横梁100的底部滑动至中部槽口边缘100a，或由中部槽口边缘100a滑动至横梁100的底部，可以理解，，不需要增加扭转刚度而驱动移动部离开槽口边缘100a后，移动部的位置不受限制，可以处于横梁100的底部，也可以直接悬空在横梁100内。
图3中，第一滑块301和第二滑块302长度相等，在横梁100的长度方向上也平齐设置，从而可滑动到前后对应的中部槽口边缘100a位置，调整相应位置长度的边缘厚度，以进一步保证扭转梁扭转刚度调整的均衡性。
图3中，横梁100的内部还进一步设有槽口朝向顶部的槽型滑轨20，滑轨20的背面与横梁100内壁匹配，滑轨20的背面即朝向横梁100内壁和横梁100内壁接触的一面，滑轨20的正面形成有弧形的轨道面201，滑块沿轨道面201滑动。设置滑轨20，则无论横梁100内壁如何设计，只要滑轨20的背面与其匹配，正面可以按照需求形成便于滑块滑动的轨道面201即可。
请继续查阅图3，轨道的正面两端设有止挡端，分别为第一止挡端202a、第二止挡端202b，第一止挡端202a和第二止挡端202b之间形成相对止挡端凹陷的轨道面201，第一滑块301和第二滑块302安置于轨道面201时，滑块两端与对应的止挡端接触或具有微小间隙，从而可限制第一滑块301、第二滑块302沿横梁100长度方向移动，保证第一滑块301、第二滑块302不会偏离轨道面201，更为可靠地沿预定的轨迹转动滑动。第一止挡端202a和第二止挡端202b可以一体成型于滑轨20，也可以分体设置，本方案不做具体限制。
本实施例中，两个滑块分别由对应的电机驱动，如图3所示的第一电机401、第二电机402，第一电机401、第二电机402分别驱动对应的第一滑块301、第二滑块302沿相反的方向滑动，从而从底部分别滑向前、后侧的中部槽口边缘100a，以相互远离，或者同时从前、后侧的中部槽口边缘100a滑向底部，以相互靠近，如此控制较为简单，也易于执行。当然，驱动部也可以是其他动力机构，例如气缸，可以配设相应的传动部件，电机结构较为简单，占用空间较小，易于布置。两个滑块也可以由同一驱动部驱动，以电机为例，此时也需要设置两套反向的传动机构。
如图3所示，该方案中的第一电机401、第二电机402均安装于横梁100的内部，第一电机401的第一输出轴401a、第二电机402的第二输出轴402a均沿横梁100长度方向延伸，为了便于驱动对应的滑块滑动，第一输出轴401a的侧壁设置第一连接杆501，第二输出轴402a的侧壁设有第二连接杆502，通过第一连接杆501连接对应的第一滑块301，第二连接杆502连接对应的第二滑块302。此时，两个电机可以分别布置在滑轨20的两端附近，即滑轨20位于两个电机之间，第一电机401的第一输出轴401a和第二电机402的第二输出轴402a同轴，且相对设置，图3中，两个电机的输出轴可以自对应的止挡端之外向滑轨20内延伸，位于轨道面201之上。第一输出轴401a可以支撑于第一止挡端202a，第二输出轴402a可以支撑于第二止挡端202b，以更稳固地带动连接杆驱动滑块滑动。
本实施例还提供一种汽车，包括车轮和连接车轮的扭转梁，扭转梁为上述任一实施例所述的扭转梁，技术效果与上述实施例相同，不再赘述。
如前所述，驾驶人员可以根据驾驶操控模式和舒适驾驶模式下对移动部的位置进行调整，具体可通过设置于汽车的陀螺仪和加速度计确定整车工况的驾驶为驾驶操控模式还是舒适驾驶模式，加速度计的数据关联在车身电子稳定系统ESP中，加速度计测量侧向加速度，汽车的控制器根据陀螺仪和加速度计的检测数据，可自动识别当前的模式，可以设定加速度的预定值，检测的加速度超过该预定值即为驾驶操控模式，否则为舒适驾驶模式，该预定值例如可以设定为0.4G，当前模式识别后，从而自适应反馈到扭转梁的中部槽口边缘100a厚度调节装置中，控制驱动部驱动移动部移动，具体即控制第一电机、第二电机的运转。
具体地，在驾驶操控模式下，第一电机401和第二电机402，驱动第一滑块301和第二滑块302在滑轨20中移动到横梁100的中部槽口边缘100a，增加中部槽口边缘100a的截面厚度，有效增加扭转梁扭转刚度，增加侧倾刚度，提升操控品质；在舒适驾驶模式下，第一电机401和第二电机402反向转动，驱动第一滑块301和第二滑块302在滑轨20中移动到横梁的底部，通过减小横梁中部槽口边缘的截面厚度，有效降低扭转梁扭转刚度，提升舒适性。可见，本方案可自适应调整扭转梁刚度，满足驾驶需求。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.扭转梁，其特征在于，包括横梁(100)，所述横梁(100)呈槽型，槽口位于所述横梁(100)顶部，所述扭转梁还设有驱动部和移动部，所述驱动部能够驱动所述移动部移动至所述横梁(100)中部的中部槽口边缘(100a)以增加所述中部槽口边缘(100a)处的厚度，或者离开所述中部槽口边缘(100a)以减小所述中部槽口边缘(100a)处的厚度。
2.如权利要求1所述的扭转梁，其特征在于，所述扭转梁包括两个所述移动部，能够分别移动至所述横梁(100)前侧的中部槽口边缘(100a)和后侧的中部槽口边缘(100a)。
3.如权利要求2所述的扭转梁，其特征在于，两个所述移动部为滑块，所述驱动部驱动所述滑块沿所述横梁(100)的长度方向转动，所述滑块自所述横梁(100)的底部滑动至所述中部槽口边缘，或由所述中部槽口边缘滑动至所述横梁(100)的底部。
4.如权利要求3所述的扭转梁，其特征在于，所述横梁(100)内部设有槽口朝向顶部的槽型滑轨(20)，所述滑轨(20)的背面与所述横梁(100)内壁匹配，所述滑轨(20)的正面形成有弧形的轨道面(201)，所述滑块沿所述轨道面(201)滑动。
5.如权利要求4所述的扭转梁，其特征在于，所述滑轨(20)的正面两端设有止挡端，两端所述止挡端之间形成相对所述止挡端凹陷的所述轨道面(201)，所述止挡端限制所述滑块沿所述横梁(100)长度方向移动。
6.如权利要求3所述的扭转梁，其特征在于，所述驱动部为电机，两个所述滑块分别由对应的所述电机驱动，并沿相反的方向滑动。
7.如权利要求6所述的扭转梁，其特征在于，两个所述电机安装于所述横梁(100)，所述电机的输出轴沿所述横梁(100)长度方向延伸，所述输出轴通过连接杆连接对应的所述滑块。
8.如权利要求7所述的扭转梁，其特征在于，所述横梁(100)内部设有槽口朝向顶部的槽型滑轨，所述滑轨(20)的背面与所述横梁(100)内壁匹配，所述滑轨(20)的正面形成有弧形的轨道面(201)，所述滑块(20)沿所述轨道面(201)滑动；所述滑轨(20)位于两个所述电机之间，两个所述电机的输出轴同轴且相对设置。
9.汽车，包括车轮和连接车轮的扭转梁，其特征在于，所述扭转梁为权利要求1-8任一项所述的扭转梁。
10.如权利要求9所述的汽车，其特征在于，所述汽车设有陀螺仪、加速度计以及控制器，所述控制器根据所述陀螺仪、所述加速度计的检测数据，控制所述驱动部驱动所述移动部移动。
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