CN216002108U - 一种轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，该稳定杆吊杆总成包括复合材料杆体和增强体，增强体包括多个增强体段，杆体一端设有第一套筒，另一端设有第二、三套筒，各套筒内均设有衬套，杆体内设有至少一个第四衬套，第四衬套为一个时，第一、四衬套间缠绕有增强体段，第二、三衬套分别与第四衬套之间缠绕有增强体段，第四衬套为两个以上时，相邻两个第四衬套间也缠绕有增强体段。本实用新型的稳定杆吊杆总成具有质轻、承受载荷高、设计自由度高等优点，可适用于长度更长、结构更复杂的杆件。

Description

一种轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成

技术领域

本实用新型属于汽车轻量化设计技术领域，涉及一种稳定杆吊杆总成，具体涉及一种轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成。

背景技术

随着国家节能减排、绿色环保政策法规的逐步建立和实施，随着资源节约型、环境友好型社会建设步伐的加快，汽车节能已经成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。研究表明，减轻汽车自身重量是提高汽车燃油经济性、降低汽车CO₂排放的有效措施之一。稳定杆是汽车悬架中的一种辅助弹性元件，用来防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，稳定杆吊杆则用于连接悬架摆臂和稳定杆。目前，稳定杆吊杆通常是采用整体均为金属件的设计，制备工序多，重量大，不能满足轻量化的需求。

公开号为CN213007481U的中国专利文献《一种锻造稳定杆吊杆和支座总成及应用该总成的车辆》公开了一种采用锻造而成的稳定杆吊杆，不具备显著的轻量化效果。公开号为CN211844016U的中国专利文献《一种轻量化结构卡车用稳定杆吊杆》公开了一种轻量化的稳定杆吊杆，但其为弯杆结构，适用车型较少，无法大批量互换。公开号为CN207433181U的中国专利文献《一种轻量化环保的汽车用稳定杆连杆总成》公开了一种注塑成型的稳定杆连杆，此连杆一端过盈装配有橡胶金属衬套，另一端一体注塑有连杆主体，此种结构形式在安装时，需要更改对手件稳定杆结构，不太方便，而且该技术公开的连杆结构采用传统注塑工艺，无法满足大载荷应用场景。

综上可知，现有的稳定杆吊杆总成不能同时具备满足商用车大载荷服役工况和显著轻量化效果的双重特点。因此，有必要开发新的稳定杆吊杆总成。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种质轻、承受载荷高、设计自由度高、可适用于长度更长、结构更复杂杆件的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。

一种轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，包括复合材料杆体和增强体，所述增强体包括多个增强体段，所述复合材料杆体的一端设有第一套筒，所述第一套筒内设有第一衬套，所述复合材料杆体的另一端设有连接叉，所述连接叉的两个叉齿的端部分别设有第二套筒和第三套筒，所述第二套筒内设有第二衬套，所述第三套筒内设有第三衬套，所述复合材料杆体内沿杆体长度方向设有一第四衬套，所述第一衬套与所述第四衬套之间缠绕有增强体段，所述第四衬套与所述第二衬套之间以及所述第四衬套与所述第三衬套之间缠绕有增强体段。

作为上述技术方案的进一步改进，所述增强体为纤维或金属丝，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或多种，所述金属丝包括钢丝和/或铁丝，所述复合材料杆体为热固性树脂复合材料杆体或热塑性树脂复合材料杆体。

作为上述技术方案的进一步改进，多个增强体段为一体结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一衬套内设有第五衬套，所述第五衬套包括由外到内依次设置的外管、橡胶管和内管，所述外管的内壁与所述橡胶管的外壁硫化连接，所述橡胶管的内壁与所述内管的外壁硫化连接，所述外管与所述内管均为金属管。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二衬套、第三衬套、第四衬套均为金属衬套。

作为一个总的技术构思，本实用新型还提供一种轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，包括复合材料杆体和增强体，所述增强体为纤维或金属丝，所述增强体包括多个增强体段，所述复合材料杆体的一端设有第一套筒，所述第一套筒内设有第一衬套，所述复合材料杆体的另一端设有连接叉，所述连接叉的两个叉齿的端部分别设有第二套筒和第三套筒，所述第二套筒内设有第二衬套，所述第三套筒内设有第三衬套，所述复合材料杆体内沿杆体长度方向设有两个以上第四衬套，所述第一衬套与相邻的第四衬套之间缠绕有增强体段，相邻的两个第四衬套之间缠绕有增强体段，所述第二衬套与相邻的第四衬套之间缠绕有增强体段，所述第三衬套与相邻的第四衬套之间缠绕有增强体段。

作为上述技术方案的进一步改进，所述增强体为纤维或金属丝，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或多种，所述金属丝包括钢丝和/或铁丝，所述复合材料杆体为热固性树脂复合材料杆体或热塑性树脂复合材料杆体。

作为上述技术方案的进一步改进，多个增强体段为一体结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一衬套内设有第五衬套，所述第五衬套包括由外到内依次设置的外管、橡胶管和内管，所述外管的内壁与所述橡胶管的外壁硫化连接，所述橡胶管的内壁与所述内管的外壁硫化连接，所述外管与所述内管均为金属管。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二衬套、第三衬套、第四衬套均为金属衬套。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型的稳定杆吊杆总成在复合材料杆体中通过设置多个增强体段，多个增强体段之间通过第四衬套进行过渡连接，形成主要承载骨架，可显著提高稳定杆吊杆总成所能承受的载荷，并且能够进一步增加设计的自由度，可设计长度更长、结构更复杂的杆件，同时形貌设计自由度高，可以降低安装空间对结构设计的影响。增强体采用纤维或金属丝，能够进一步实现结构的轻量化。本实用新型的该设计方式可同时满足大载荷服役工况和显著轻量化的需求，适用于商用车，包括卡车、牵引车、工程机械车等。

(2)申请人提出的连杆结构采用缠绕方式制备了增强体，大大提升了极限破坏强度，更能适用于商用车的工作环境，一端过盈装配有橡胶金属衬套，另一端存在叉齿结构，此结构方便安装对手件，且连杆结构的互换性更高。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成的中间体(含衬套和增强体)结构示意图。

图3为本实用新型实施例1中轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成的中间体结构分解图。

图4为本实用新型实施例1中轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成的第五衬套结构示意图。

图例说明：

1、第一套筒；2、复合材料杆体；3、增强体；31、增强体段；4、第一衬套；5、连接叉；6、第二套筒；7、第三套筒；8、第二衬套；9、第三衬套；10、第四衬套；11、第五衬套；111、内管；112、橡胶管；113、外管。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

一种本实用新型的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，如图1至图4所示，包括复合材料杆体2和增强体3，增强体3包括多个增强体段31，复合材料杆体2的一端设有第一套筒1，第一套筒1内设有第一衬套4，复合材料杆体2的另一端设有连接叉5，连接叉5的两个叉齿的端部分别设有第二套筒6和第三套筒7，第二套筒6内设有第二衬套8，第三套筒7内设有第三衬套9，复合材料杆体2内沿杆体长度方向在中部设有一个第四衬套10，第一衬套4与第四衬套10之间缠绕有增强体段31，第四衬套10与第二衬套8之间缠绕有增强体段31，第四衬套10与第三衬套9之间缠绕有增强体段31。

本实施例中，两个增强体段31为一体结构，即缠绕第一衬套4、第四衬套10、第二衬套8和第三衬套9的增强体是连续的，增强体3为不锈钢丝304，直径0.2mm。增强体3采用分段式缠绕方式在第一衬套4与第四衬套10、第四衬套10与第二衬套8、第四衬套10与第三衬套9之间缠绕，增强体3可以任意方式进行分段缠绕，该种缠绕工艺适用于长度更长的产品，并且增强体的结构稳定性更高，力学性能强，工艺更稳定可控。

本实施例中，第一衬套4内设有第五衬套11，如图4所示，第五衬套11包括由外到内依次设置的外管113、橡胶管112和内管111。第二衬套8、第三衬套9、第四衬套10均为金属环形衬套，金属环形衬套通过工装固定，可保证产品中心距和安装精度要求。

本实施例中，外管113的内壁与橡胶管112的外壁硫化连接，橡胶管112的内壁与内管111的外壁硫化连接，外管113与内管111均为金属管。外管113使用20#钢，内管111使用45#钢，外管113的轴线与内管111的轴线重合。

本实施例中，复合材料杆体2为热塑性树脂复合材料杆体，具体为纤维增强尼龙6复合材料杆体，采用纤维增强尼龙66复合材料杆体也可实施。

上述本实施例的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成可以采用以下方法制备得到：

S1、将金属丝采用带有氨基的硅烷偶联剂进行表面处理，金属丝具体为不锈钢丝304，将不锈钢丝304不间断地缠绕于第一衬套4与第四衬套10之间、第二衬套8与第四衬套10之间、第三衬套9与第四衬套10之间，缠绕完成后，形成缠绕衬套的多个增强体段31，构成增强体3和衬套组成的中间体，对中间体进行预热，预热温度为90℃；

S2、将预热后的中间体放入注塑模具中，注塑模具的型腔与产品形状保持一致，注塑模具的温度控制在110℃，将热塑性复合材料在120℃下烘干4h，热塑性复合材料具体为纤维增强尼龙6(或纤维增强尼龙66)，然后在注塑机螺杆中进行高温塑化，喷嘴温度控制在290℃，热塑性复合材料经过高温塑化成可流动熔体填充到注塑模具中，再进行两段保压，第一段保压压力为60bar，保压15s，第二段保压压力为50bar，保压10s，经冷却后，得到轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成。

当采用钢丝、铁丝等金属材料进行分段缠绕、热塑性工程塑料进行混合注塑成型时，钢丝、铁丝等金属材料在缠绕前可使用带有氨基的硅烷偶联剂进行表面处理，使金属材料和热塑性工程塑料有更强的结合，结合的界面强度大于纯工程塑料的抗拉、剪切强度。

经检测，本实用新型制备的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成重量为1.8kg，较原型件(铸铁3.48kg)减重48％，极限拉伸、压缩载荷均大于50kN，较技术要求大于25kN，有2倍的安全系数。

实施例2：

一种本实用新型的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，如图1至图4所示，包括复合材料杆体2和增强体3，增强体3包括多个增强体段31，复合材料杆体2的一端设有第一套筒1，第一套筒1内设有第一衬套4，复合材料杆体2的另一端设有连接叉5，连接叉5的两个叉齿的端部分别设有第二套筒6和第三套筒7，第二套筒6内设有第二衬套8，第三套筒7内设有第三衬套9，复合材料杆体2内沿杆体长度方向设有两个第四衬套10，第一衬套4与相邻的第四衬套10之间缠绕有增强体段31，相邻的两个第四衬套10之间缠绕有增强体段31，第二衬套8与相邻的第四衬套10之间缠绕有增强体段31，第三衬套9与相邻的第四衬套10之间缠绕有增强体段31。

本实施例中，多个增强体段31为一体结构，由连续的玻璃纤维E-glass缠绕而成。

本实施例中，第一衬套4内设有第五衬套11，如图4所示，第五衬套11包括由外到内依次设置的外管113、橡胶管112和内管111。第二衬套8、第三衬套9、第四衬套10均为金属环形衬套。

本实施例中，外管113的内壁与橡胶管112的外壁硫化连接，橡胶管112的内壁与内管111的外壁硫化连接，外管113与内管111均为金属管。外管113的轴线与内管111的轴线重合。

本实施例中，复合材料杆体2为热固性树脂复合材料杆体。

上述本实施例的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成可采用以下方法制备得到：

S1、将纤维采用带有亲水性官能团的硅烷偶联剂进行表面处理(浸泡处理)，将表面处理后的玻璃纤维缠绕于第一衬套4与相邻的第四衬套10之间、相邻的两个第四衬套10之间、第二衬套8与相邻的第四衬套10之间、第三衬套9与相邻的第四衬套10之间，缠绕的方式是不间断地缠绕(即连续缠绕)，缠绕完成后，形成缠绕各衬套的多个增强体段31，构成增强体3和衬套组成的中间体，然后在灌注模具中铺设好灌注辅材(即真空袋膜，导流网，脱模布，带孔隔离膜，注胶管等，为常规方式)；

S2、将中间体放入灌注模具中，灌注模具的型腔与产品形状保持一致，室温下抽真空并使用真空袋膜封真空并抽气至真空度为-0.1MPa以下，保压10min符合压降要求后，注入温度为30℃经脱泡的环氧树脂开始灌注，待树脂完全浸渍中间体后，停止灌注并加热模具至80℃，固化2h脱模，得到轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成。

本实施例采用连续纤维进行分段缠绕，热固性树脂进行一体灌注成型，在缠绕前连续纤维需要预先使用带有亲水性官能团的硅烷偶联剂进行表面处理，使得连续纤维表面发生化学反应，保证连续纤维与热固性树脂的浸渍效果。

本实用新型制备的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成重量为1.65kg，较原型件(铸铁3.48kg)减重近53％，极限拉伸、压缩载荷均大于60kN，较技术要求大于25kN，有2.4倍的安全系数。

上述实施例中，连续纤维或钢丝、铁丝等金属丝抱紧金属环形衬套缠绕时，可使用压扣缠绕，消除搭头对力学性能的影响，缠绕制备中间体时，确保缠绕过程中张力恒定，以获得优异的耐久性能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，包括复合材料杆体(2)和增强体(3)，所述增强体(3)包括多个增强体段(31)，所述复合材料杆体(2)的一端设有第一套筒(1)，所述第一套筒(1)内设有第一衬套(4)，所述复合材料杆体(2)的另一端设有连接叉(5)，所述连接叉(5)的两个叉齿的端部分别设有第二套筒(6)和第三套筒(7)，所述第二套筒(6)内设有第二衬套(8)，所述第三套筒(7)内设有第三衬套(9)，所述复合材料杆体(2)内沿杆体长度方向设有一第四衬套(10)，所述第一衬套(4)与所述第四衬套(10)之间缠绕有增强体段(31)，所述第四衬套(10)与所述第二衬套(8)之间以及所述第四衬套(10)与所述第三衬套(9)之间缠绕有增强体段(31)。

2.根据权利要求1所述的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，所述增强体(3)为纤维或金属丝，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或多种，所述金属丝包括钢丝和/或铁丝，所述复合材料杆体(2)为热固性树脂复合材料杆体或热塑性树脂复合材料杆体。

3.根据权利要求1或2所述的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，多个增强体段(31)为一体结构。

4.根据权利要求3所述的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，所述第一衬套(4)内设有第五衬套(11)，所述第五衬套(11)包括由外到内依次设置的外管(113)、橡胶管(112)和内管(111)，所述外管(113)的内壁与所述橡胶管(112)的外壁硫化连接，所述橡胶管(112)的内壁与所述内管(111)的外壁硫化连接，所述外管(113)与所述内管(111)均为金属管。

5.根据权利要求1或2所述的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，所述第二衬套(8)、第三衬套(9)、第四衬套(10)均为金属衬套。

6.一种轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，包括复合材料杆体(2)和增强体(3)，所述增强体(3)为纤维或金属丝，所述增强体(3)包括多个增强体段(31)，所述复合材料杆体(2)的一端设有第一套筒(1)，所述第一套筒(1)内设有第一衬套(4)，所述复合材料杆体(2)的另一端设有连接叉(5)，所述连接叉(5)的两个叉齿的端部分别设有第二套筒(6)和第三套筒(7)，所述第二套筒(6)内设有第二衬套(8)，所述第三套筒(7)内设有第三衬套(9)，所述复合材料杆体(2)内沿杆体长度方向设有两个以上第四衬套(10)，所述第一衬套(4)与相邻的第四衬套(10)之间缠绕有增强体段(31)，相邻的两个第四衬套(10)之间缠绕有增强体段(31)，所述第二衬套(8)与相邻的第四衬套(10)之间缠绕有增强体段(31)，所述第三衬套(9)与相邻的第四衬套(10)之间缠绕有增强体段(31)。

7.根据权利要求6所述的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或多种，所述金属丝包括钢丝和/或铁丝，所述复合材料杆体(2)为热固性树脂复合材料杆体或热塑性树脂复合材料杆体。

8.根据权利要求6或7所述的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，多个增强体段(31)为一体结构。

9.根据权利要求8所述的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，所述第一衬套(4)内设有第五衬套(11)，所述第五衬套(11)包括由外到内依次设置的外管(113)、橡胶管(112)和内管(111)，所述外管(113)的内壁与所述橡胶管(112)的外壁硫化连接，所述橡胶管(112)的内壁与所述内管(111)的外壁硫化连接，所述外管(113)与所述内管(111)均为金属管。

10.根据权利要求6或7所述的轻量化大载荷的商用车稳定杆吊杆总成，其特征在于，所述第二衬套(8)、第三衬套(9)、第四衬套(10)均为金属衬套。

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