CN205168098U - 变截面汽车横向稳定杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变截面汽车横向稳定杆，包括横杆和两个连接臂，横杆的左右两端分别连接一个连接臂，横杆左右两端与连接臂相连接的折弯处的直径和壁厚均大于横杆以及连接臂其他部位的直径和壁厚。本实用新型通过对应力集中区域的结构进行改进，不但满足了汽车稳定杆的使用刚度、性能参数以及轻量化的目的，还降低了疲劳断裂的概率，延长了汽车稳定杆的使用寿命。

Description

变截面汽车横向稳定杆

技术领域

本实用新型涉及汽车零件技术领域中的稳定杆，尤其是一种变截面汽车横向稳定杆。

背景技术

汽车稳定杆又称横向稳定杆，在汽车的悬架系统中起到在转弯时减少侧倾，提高车辆行驶的平顺性和驾驶舒适性的目的，属于A类重点安全件。汽车稳定杆总成的结构，大体如图1所示，车辆在转弯或遇到颠簸路面时，FS1端和FS2端会产生大小相同，方向相反的两个扭转力。从而起到减少车辆侧倾，提高舒适性的目的。

根据稳定杆应力应变有限元分析和稳定杆疲劳断裂点的实际试验结果，得知：汽车横向稳定杆在使用过程中，最容易出现断裂的地方在两侧折弯处，此处出现应力集中现象，也是疲劳断裂点所在。

为了提高汽车稳定杆的使用寿命，但同时还要满足汽车稳定杆的使用刚度、性能参数以及轻量化的目的。必须要对应力集中区域采取一些必要的加工方法和工艺保证，才能达到目的。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够延长稳定杆使用寿命的变截面汽车横向稳定杆。

本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的：

一种变截面汽车横向稳定杆，包括横杆和两个连接臂，横杆的左右两端分别连接一个连接臂，其特征在于：横杆左右两端与连接臂相连接的折弯处的直径和壁厚均大于横杆以及连接臂其他部位的直径和壁厚。

而且，所述的折弯处的直径和壁厚的根据空心和实心稳定杆的等刚度换算方法进行换算。

而且，所述的其他部位指的是横杆的中部和连接臂的下部。

本实用新型的优点和积极效果是：

本变截面汽车稳定杆是一种既可以满足车辆扭转刚度和疲劳强度要求，同时又可以有效减少零件重量，提高燃油经济性的关键底盘悬架零部件产品。其产品优越性在于充分考虑到汽车横向稳定杆在使用过程中容易发生断裂的位置，正常情况下断裂点基本在轴肩(两臂折弯处)处产生，而为了增加此处的强度需要增加直径，但是统一增加直径又会提高零件的重量，因此可以用变截面的方式(只在出现应力集中的区域增加材料截面积)，这样就可以满足要求。

附图说明

图1是稳定杆的示意图；

图2是普通横向稳定杆简图；

图3是本实用新型的结构简图；

图4是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细叙述本实用新型的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种变截面汽车横向稳定杆，包括横杆2和两个连接臂3，横杆的左右两端分别连接一个连接臂，即：两个连接臂的上端分别与横杆的左右两端连接。本实用新型的创新点在于：横杆左右两端与连接臂相连接的折弯处的直径和壁厚均大于横杆以及连接臂其他部位的直径和壁厚。其他部位指的是横杆的中部和连接臂的下部。相当于横杆的左右两端分别通过一个弧形加强段1与连接臂连接，该弧形加强段的直径和壁厚均大于横杆及连接臂。折弯处的直径和壁厚的根据空心和实心稳定杆的等刚度换算方法进行换算，满足外径与副车架不干涉，壁厚满足刚度需求和最大剪切应力标准需求。

本实用新型加工的工艺过程为：

在干净的操作环境里，

①、首先将原材料(直径均一的实心棒料弹簧钢，一般为60Si2MnA或55Cr3等优质弹簧钢)按照规定尺寸进行切断。

②、将切断后的坯料在规定的位置进行加热(一般在900±20°左右)，通过聚料机将规定位置的直径变厚，达到规定直径尺寸和长度。

③、将加工完成后的坯料进行两端成型锻造。

④、将锻造好的坯料整体加热，然后放入到成型机中，定位折弯成型。

⑤、将成型后的稳定杆，进行淬火，回火，校正。

⑥、对产品进行表面抛丸处理。

⑦、对产品进行涂装，组装，包装。

技术参数和试验要求:

①、要求稳定杆的疲劳耐久次数达到20万次以上。

②、在使用过程中不得出现异响。

③、要求产品表面不得出现裂纹和伤害，扭转刚度的误差要控制在5％以内。

本实用新型的工作原理及工作过程。

变截面汽车稳定杆在车辆中的作用是减少由于转弯造成的车身侧倾。当车身由于横向方向上的离心力发生倾斜时，稳定杆与车身发生相互作用。这意味着在车辆转弯时，转弯外侧的车轮方向向下运动，转弯内侧的车轮方向向上运动，结果就是稳定杆的扭转力作用方向是与车身的倾斜方向相反的。车身的侧倾是由于车轮载荷的转移和转弯角度的大小决定的。稳定杆的关键目的是为了调整驾驶转弯时的不足或过度，用以提高驾驶的舒适性和安全性。

本实用新型的实验对比情况：

汽车横向稳定杆在进行成型之后，需要对其进行抛丸处理用以增强产品表面的粗糙度从而提升产品的应力应变水平和疲劳耐久性。由于汽车的横向稳定杆的性能主要由稳定杆本身的材料直径和空间尺寸所决定，车身确定后，稳定杆的基本外形尺寸就确定了，而直径尺寸需要根据不同的刚度值而选取合适的规格。

长期研究发现，汽车稳定杆的扭转刚度和疲劳耐久性主要取决于稳定杆两侧的关键折弯位置的直径和折弯圆角的大小，如图2中圆圈区域所示。根据横向稳定杆的这种使用特点，可以将稳定杆红色折弯区域位置的产品直径增大，将其他区域的直径变小，这样既可以满足此处应力应变的需求，又能够满足降低产品重量，从而达到我们的设计要求。为了验证产品的设计构想，我们将某一种汽车稳定杆分别做成三种规格，来分别测试其产品性能结果：这三种稳定杆分别是：

①号稳定杆---具有连续均一直径的标准稳定杆产品。

②号稳定杆---具有比①号稳定杆直径略大且均一的稳定杆产品，其形状与①号稳定杆相同。

③号稳定杆---在折弯处具有跟②号稳定杆直径一样，而其他区域具有跟①号稳定杆直径一样的形状相同的产品。经过分析验证比对，得出如下结论：

结论：经过对三种相同形状，不同直径规格的汽车横向稳定杆的实验验证，可以得出，③号稳定杆既满足了产品的扭转刚度需求，又满足了折弯处许用应力的要求，同时又降低了整车的重量。

Claims (3)

1.一种变截面汽车横向稳定杆，包括横杆和两个连接臂，横杆的左右两端分别连接一个连接臂，其特征在于：横杆左右两端与连接臂相连接的折弯处的直径和壁厚均大于横杆以及连接臂其他部位的直径和壁厚。

2.一种如权利要求1所述的变截面汽车横向稳定杆，其特征在于：所述的折弯处的直径和壁厚的根据空心和实心稳定杆的等刚度换算方法进行换算。

3.一种如权利要求1所述的变截面汽车横向稳定杆，其特征在于：所述的其他部位指的是横杆的中部和连接臂的下部。