CN207772824U - 一种fsae赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，包括扭杆弹簧、端头、调节臂、拉杆、衬套、吊耳和吊耳座等。端头焊接在扭杆弹簧两端，通过调节臂与拉杆连接，调节臂上加工有调节孔，扭杆弹簧通过衬套安装在吊耳孔中，吊耳与吊耳座通过两底面上相同参数的锯齿和一副螺栓螺母夹紧完成安装，吊耳座上加工有导槽，导槽的长度不小于调节臂上最远两调节孔的中心距，本实用新型可实现FSAE赛车侧倾刚度的大、小步长调节方法。本实用新型极大地改善了目前常用横向稳定杆调节机构笨重、调节时使用工具多拆装零件多、调节导槽利用率低、两侧吊耳孔不易保证同轴等问题。

Description

一种FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成

技术领域

本实用新型属于车辆悬架技术领域，具体涉及一种FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成。

背景技术

FSAE赛车横向稳定杆的作用在于调节赛车悬架侧倾刚度，一方面减小赛车过弯时车身侧倾，另一方面优化赛车的转向特性，利于赛车快速入弯和出弯，提高比赛成绩。调节赛车悬架侧倾刚度的需求的解释如下，由于赛车设计、加工、装配等的误差，赛车装配完成后，悬架侧倾刚度以及赛车转向特性不能达到最佳状态，而且不同的比赛项目对赛车悬架侧倾刚度和转向特性的要求是不同的，因此有必要使横向稳定杆总成具有刚度快速可调的功能。

中国实用新型专利申请公布号CN 106853753 A公开了一种FSAE赛车可调节刚度的横向稳定杆机构，该实用新型通过移动横行稳定杆来实现刚度调节，改善了目前刚度调节时摆动拉杆，导致拉杆受力不均的问题。但该横向稳定杆机构存在以下问题：（1）轴承座体积过大，质量过大，（2）单轴承座采用双螺栓固定，导槽利用率低，从而增大了主体板的长度和质量，（3）单轴承座采用双螺母固定，拆装工序较多，调节效率较低，（4）两侧轴承座可在主体板上滑动，安装时无法保证两侧轴承座的同轴度。

夏振聪.基于ADAMS分析横向稳定杆对FSAE悬架性能的影响[J].农业设备与车辆工程,2017,55(6):25-28.分析了横向稳定杆对赛车悬架性能的影响，结果表明横向稳定杆调节对赛车行驶的操纵稳定性起着重要作用。但未涉及具体横向稳定杆调节机构的设计，未能解决上述问题。

实用新型内容

针对上述调节机构存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，提供了拉杆小幅摆动与扭杆弹簧大幅移动相结合，小步长调节与大步长调节相结合的调节方法，大大提高了吊耳座导槽的利用率，大大降低了吊耳座和吊耳的体积和质量，减少了拆装工序提高了调节效率，很好保证了两侧吊耳轴承孔的同轴度。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，包括扭杆弹簧、吊耳座、吊耳、端头、调节臂、外螺纹右旋杆端关节轴承、右旋六角螺母、右旋杆端轴承螺纹套、拉杆、左旋杆端轴承螺纹套、左旋六角螺母、外螺纹左旋杆端关节轴承，所述扭杆弹簧的两端分别固定连接一端头，端头与调节臂连接，调节臂上包括伸出臂，所述伸出臂上设置有多个调节孔，所述拉杆的左右两端分别固定连接左旋杆端轴承螺纹套和右旋杆端轴承螺纹套，外螺纹左旋杆端关节轴承上旋有左旋六角螺母和左旋杆端轴承螺纹套，外螺纹右旋杆端关节轴承上旋有右旋六角螺母和右旋杆端轴承螺纹套，所述外螺纹右旋杆端关节轴承与调节臂上的调节孔固连，所述扭杆弹簧两侧在靠近所述端头的位置分别设置有吊耳，所述吊耳与吊耳座连接，所述吊耳与吊耳座的接触面分别为可以相互啮合的锯齿结构，以上除扭杆弹簧只有一个外，其他零件均对称分布在扭杆弹簧两侧。

进一步地，所述端头与扭杆弹簧之间采用焊接。

进一步地，所述端头的方形头插入调节臂的方形孔中，调节臂的一侧端面与端头的方形头根部的端面（24）紧密接触，限制调节臂沿端头方形头棱边方向的自由度，调节臂靠近方形孔的一侧设有螺栓孔，利用螺栓和螺母完成方形孔对方形头的夹紧，利用端头的方形头外部四个面与调节臂方形孔内部四个面间的接触传递转矩。

根进一步地，所述扭杆弹簧穿过衬套，衬套与吊耳采用胶接连接，衬套安装在吊耳的轴承孔中，衬套材质为尼龙，吊耳材质为7075Al。

进一步地，吊耳上表面与吊耳座下表面均加工有参数相同的锯齿状结构，即吊耳底面可与吊耳座上表面通过锯齿啮合完成定位，利用螺栓和螺母完成夹紧，吊耳座焊接在车架底部。

进一步地，吊耳座中部加工有长腰型孔，吊耳中下部为楔形结构，对楔形结构进行抽壳，形成中间直角两侧肋板的结构，两侧肋板内表面距离等于螺栓六角形头部的对边宽度，拧螺母时可提供反向力偶，使得螺栓的六角形头部恰好夹在吊耳两肋板之间，限制了螺栓绕自身轴线转动的自由度，安装和拆卸螺栓和螺母时，仅需使用一个六角扳手转动螺母即可，因为螺栓不会转动，不需额外的扳手来固定螺栓，吊耳底部开圆形通孔，直径等于吊耳座腰型孔宽。

进一步地，调节臂包括自方形孔向外的方向伸出的两伸出臂，两伸出臂加工有三对圆形通孔和一对腰型孔，三对圆形通孔用于调节，一对腰型孔用于减重，调节臂上的三对调节孔沿着从两伸出壁末端指向方形孔的方向依次为调节孔a、调节孔b、调节孔c，所述吊耳座上长腰型孔两半圆中心距不小于调节孔a与调节孔c的中心距。

进一步地，所述外螺纹右旋杆端关节轴承通过塞打螺栓、球形垫圈、C级平垫圈、防松螺母与调节臂上的调节孔紧固连接。所述防松螺母共六个，与C级全螺纹六角头螺栓和内六角塞打螺栓组成螺纹副。所述C级全螺纹六角头螺栓共四个，其中两个用于连接吊耳座和吊耳，另外两个用于夹紧调节臂和端头。所述球形垫圈共四个，安装在外螺纹右旋杆端关节轴承和调节臂之间。所述外螺纹右旋杆端关节轴承共两个，与右旋六角螺母和右旋杆端轴承螺纹套相连。所述外螺纹左旋杆端关节轴承共两个，与左旋六角螺母和左旋杆端轴承螺纹套相连。所述C级平垫圈共两个，安装在防松螺母与调节臂侧壁之间

根据上述所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成的小步长调节方法，利用外六角扳手将两侧吊耳座表面上的防松螺母拧松数圈以为吊耳锯齿表面与吊耳座锯齿表面提供足够的分离空间，两侧均按此操作，不改变外螺纹右旋杆端关节轴承连接在调节臂圆形通孔处的位置，将扭杆弹簧沿x+方向移动，可小步长地减小赛车侧倾刚度，将扭杆弹簧（1）沿x-方向移动，可小步长地增加赛车侧倾刚度，所述x+方向为赛车从车头指向车尾的水平方向。

根据上述所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成的大步长调节方法，利用内六角扳手将连接外螺纹右旋杆端关节轴承与调节臂的塞打螺栓、防松螺母、球形垫圈和C级平垫圈取下，重新装配，使外螺纹右旋杆端关节轴承与调节臂上另一处调节孔连接，采用上述所述方法平移扭杆弹簧，使扭杆弹簧平移距离等于调节前后外螺纹右旋杆端关节轴承所连接的两调节孔的中心距，这样可使得该调节方法执行前后拉杆空间位置保持不变，若扭杆弹簧沿x+方向移动，可大步长地增加赛车侧倾刚度，若扭杆弹簧沿x-方向移动，可大步长地减小赛车侧倾刚度。

本实用新型具有以下有益效果：（1）本实用新型包含具有锯齿结构的吊耳和吊耳座、具有若干圆形通孔的调节臂，实现了拉杆小幅摆动与扭杆弹簧大幅移动相结合，小步长调节与大步长调节相结合，大大改善了仅依靠改变调节臂连接通孔调节方式，造成赛车悬架侧倾刚度大幅阶跃变化以及拉杆摆动过大拉杆受力不均等问题。

（2）本实用新型包含尺寸小、具有锯齿结构的吊耳和与之配合使用的一对螺栓螺母，在同等导槽长度的情况下，本实用新型中的吊耳及扭杆弹簧的可移动范围远比采用双螺栓固定大轴承座结构中的轴承座和扭杆弹簧移动范围大，大大提高了吊耳座中导槽长度的利用率，因此视需求可以减小吊耳座设计长度，进而间接地减轻了总成质量。

（3）本实用新型包含了尼龙材质的衬套和7075AL材质的吊耳，直接减轻了总成质量。

（4）本实用新型每侧仅包含一对用于紧固吊耳和吊耳座的螺栓螺母，减少了拆装工序、提高了调节效率。

（5）本实用新型包含具有锯齿结构的吊耳和吊耳座，锯齿结构约束了吊耳的除y方向平移之外的五个自由度，移动两侧吊耳时只要平移相同的锯齿数就能保证两侧吊耳轴承孔的同轴度和平行度，降低了调节难度，提高了调节效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图。

图2为本实用新型吊耳座与车架焊接的局部装配轴测图。

图3为本实用新型扭杆弹簧、衬套、吊耳、吊耳座局部装配轴测图。

图4为本实用新型扭杆弹簧、端头、调节臂局部装配轴测图。

图5为本实用新型调节臂、拉杆局部装配轴测图。

图6为本实用新型吊耳座轴测图。

图7为本实用新型吊耳轴测图。

图8为本实用新型调节臂轴测图。

图9为本实用新型端头轴测图。

图10为本实用新型与车架及悬架摇块安装轴测图。

图11为本实用新型FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成在FSAE赛车后悬架中的安装位置轴测图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

附图中各标号的含义：1-扭杆弹簧，2-吊耳座，3-吊耳，4-衬套，5-防松螺母，6-C级全螺纹六角头螺栓，7-端头，8-调节臂，9-塞打螺栓，10-球形垫圈，11-外螺纹右旋杆端关节轴承，12-右旋六角螺母，13-右旋杆端轴承螺纹套，14-拉杆，15-左旋杆端轴承螺纹套，16-左旋六角螺母，17-外螺纹左旋杆端关节轴承，18-C级平垫圈，19-悬架摇块，20-车架，21-导槽,22-调节孔，23-轴承孔，24-端头端面。

如图1至图11所示，本实施例给出一种FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，包括扭杆弹簧1，吊耳座2，吊耳3，衬套4，端头7，调节臂8，拉杆14等。

如图6所示，吊耳座2上加工有导槽21，所述导槽21两半圆圆心距不小于距离最远两个调节孔22的长度，导槽21的宽度略大于C级全螺纹六角头螺栓6的螺纹大径，吊耳座一端焊接在车架上，如图8所示，调节臂8包括自方形孔向外的方向伸出的两伸出臂，两伸出臂加工有三对圆形通孔和一对腰型孔，三对圆形通孔用于调节，一对腰型孔用于减重，调节臂8上的三对调节孔22沿着从两伸出壁末端指向方形孔的方向依次为调节孔a22、调节孔b22、调节孔c22，所述吊耳座2上长腰型孔两半圆中心距不小于调节孔a22与调节孔c22的中心距。

如图3所示，扭杆弹簧1通过衬套4安装在吊耳3的轴承孔23中，衬套4与吊耳3的轴承孔采用胶接。

如图3所示，吊耳3利用一对螺栓螺母穿过导槽安装在吊耳座2上，吊耳3上表面锯齿结构啮合在吊耳座下表面锯齿结构不同位置可实现赛车侧倾刚度小步长微调。

如图8所示，调节臂8通过与拉杆14连接不同的调节孔22可实现赛车侧倾刚度大步长粗调。

如图5所示，拉杆14两侧分别焊接右旋杆端轴承螺纹套13和左旋杆端轴承螺纹套15，外螺纹右旋杆端关节轴承11和右旋六角螺母12安装在一侧，外螺纹左旋杆端关节轴承17和左旋六角螺母16安装在另一侧，转动拉杆14可改变外螺纹右旋杆端关节轴承11与外螺纹左旋杆端关节轴承17球心距离，从而改变调节臂相对x轴的初始角度。

如图4所示，所述端头7与扭杆弹簧1之间采用焊接，端头7方形头插入调节臂8的方形孔，利用调节臂8的内侧面与端头7方形头根部的侧面24接触完成y方向定位，利用螺栓和螺母完成夹紧，利用端头的方形头外部四个面与调节臂方形孔内部四个面间的接触传递转矩，所述y方向垂直于赛车纵向垂直对称平面，即驾驶员坐正时的左右方向。

如图5所示，所述外螺纹右旋杆端关节轴承11通过塞打螺栓9、球形垫圈10、C级平垫圈18、防松螺母5紧固，与调节臂8上的调节孔22连接。

图11为FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成在FSAE赛车后悬架中的安装位置轴测图。

本实施例FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成的调节方法，具体描述如下：

步骤一：赛车练车调试前，将横向稳定杆总成调至赛车侧倾刚度最小的位置，即扭杆弹簧位于x坐标最大位置，调节臂8采用x坐标最大的调节孔a 22。

步骤二：赛车在动态项目——八字绕环中进行练习，记录练习的成绩，根据练习的成绩、车手反馈以及所采集的悬架数据，确定前后悬架侧倾刚度的调节方案。

步骤三：若有调大赛车侧倾刚度的需求，则先进行粗调，采用调节臂8上较小x坐标的调节孔22，再进行微调，将扭杆弹簧向x-方向移动；若有调小赛车侧倾刚度的需求，则先进行粗调，采用调节臂8上较大x坐标的调节孔22，再进行微调，将扭杆弹簧向x+方向移动；

步骤四：多次重复步骤二步骤三，将最好成绩对应的调节孔7和扭杆弹簧1位置选用方案记录作为八字绕环动态项目横向稳定杆最佳调节方案。

步骤五：赛车分别在动态项目——高速避障、耐久测试中进行练习，重复步骤二、步骤三、步骤四所做的工作，按照同样的方法获得高速避障动态项目横向稳定杆最佳调节方案和耐久测试动态项目横向稳定杆最佳调节方案

步骤六：在各个动态项目正式比赛前，分别将横向稳定杆设置为该动态项目对应的最佳调节方案，就可以保证赛车在该项目中取得较好的成绩。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，其特征在于，包括扭杆弹簧（1）、吊耳座（2）、吊耳（3）、端头（7）、调节臂（8）、外螺纹右旋杆端关节轴承（11）、右旋六角螺母（12）、右旋杆端轴承螺纹套（13）、拉杆（14）、左旋杆端轴承螺纹套（15）、左旋六角螺母（16）、外螺纹左旋杆端关节轴承（17），所述扭杆弹簧（1）的两端分别固定连接一端头（7），端头（7）与调节臂（8）连接，调节臂（8）上包括伸出臂，所述伸出臂上设置有多个调节孔（22），所述拉杆（14）的左右两端分别固定连接左旋杆端轴承螺纹套（15）和右旋杆端轴承螺纹套（13），外螺纹左旋杆端关节轴承（17）上旋有左旋六角螺母（16）和左旋杆端轴承螺纹套（15），外螺纹右旋杆端关节轴承（11）上旋有右旋六角螺母（12）和右旋杆端轴承螺纹套（13），所述外螺纹右旋杆端关节轴承（11）与调节臂（8）上的调节孔（22）固连，所述扭杆弹簧（1）两侧在靠近所述端头（7）的位置分别设置有吊耳（3），所述吊耳（3）与吊耳座（2）连接，所述吊耳（3）与吊耳座（2）的接触面分别为可以相互啮合的锯齿结构，以上除扭杆弹簧（1）只有一个外，其他零件均对称分布在扭杆弹簧（1）两侧。

2.根据权利要求1所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，其特征在于，所述端头（7）与扭杆弹簧（1）之间采用焊接。

3.根据权利要求1所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，其特征在于，所述端头（7）的方形头插入调节臂（8）的方形孔中，调节臂（8）的一侧端面与端头（7）的方形头根部的端面（24）紧密接触，限制调节臂（8）沿端头（7）方形头棱边方向的自由度，调节臂（8）靠近方形孔的一侧设有螺栓孔，利用螺栓（6）和螺母（5）完成方形孔对方形头的夹紧，利用端头（7）的方形头外部四个面与调节臂（8）方形孔内部四个面间的接触传递转矩。

4.根据权利要求1所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，其特征在于，所述扭杆弹簧（1）穿过衬套（4），衬套（4）与吊耳（3）采用胶接连接，衬套（4）安装在吊耳（3）的轴承孔中，衬套（4）材质为尼龙，吊耳（3）材质为7075Al。

5.根据权利要求3所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，其特征在于，吊耳（3）上表面与吊耳座（2）下表面均加工有参数相同的锯齿状结构，即吊耳（3）底面可与吊耳座（2）上表面通过锯齿啮合完成定位，利用螺栓（6）和螺母（5）完成夹紧，吊耳座（2）焊接在车架底部。

6.根据权利要求5所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，其特征在于，吊耳座（2）中部加工有长腰型孔，吊耳（3）中下部为楔形结构，对楔形结构进行抽壳，形成中间直角两侧肋板的结构，两侧肋板内表面距离等于螺栓（6）六角形头部的对边宽度，吊耳（3）底部开圆形通孔，直径等于吊耳座（2）腰型孔宽。

7.根据权利要求6所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，其特征在于，调节臂（8）包括自方形孔向外的方向伸出的两伸出臂，两伸出臂加工有三对圆形通孔和一对腰型孔，三对圆形通孔用于调节，一对腰型孔用于减重，调节臂（8）上的三对调节孔（22）沿着从两伸出壁末端指向方形孔的方向依次为调节孔a（22）、调节孔b（22）、调节孔c（22），所述吊耳座（2）上长腰型孔两半圆中心距不小于调节孔a（22）与调节孔c（22）的中心距。

8.根据权利要求7所述的FSAE赛车侧倾刚度快速可调的横向稳定杆总成，其特征在于，所述外螺纹右旋杆端关节轴承（11）通过塞打螺栓（9）、球形垫圈（10）、C级平垫圈（18）、防松螺母（5）与调节臂（8）上的调节孔（22）紧固连接。