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CN111301095A - 一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆 - Google Patents

一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆 Download PDF

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CN111301095A
CN111301095A CN202010234492.6A CN202010234492A CN111301095A CN 111301095 A CN111301095 A CN 111301095A CN 202010234492 A CN202010234492 A CN 202010234492A CN 111301095 A CN111301095 A CN 111301095A
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spring
triangular arm
rectangular vertical
fixing support
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CN202010234492.6A
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Inventor
赵洪祥
肖峰
胡海洋
刘哲
孙一
姚全
宋传学
王达
宋世欣
彭思仑
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Jilin University
Original Assignee
Jilin University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
    • B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆。该稳定杆包括T型杆、调整垫片、稳定杆固定支架、偏转支架、推/拉杆、弹簧、弹簧固定支架、三角臂、三角臂固定支架、悬架杆和虚拟轮胎；本发明在原有稳定杆只能提供抗侧倾特性的基础上，增加了赛车在加减速过程中的俯仰刚度，并可以通过在矩形竖杆上增减垫片以及调整圆形横杆支架套筒伸缩实现对俯仰刚度及侧倾刚度的调整。该结构稳定杆在具有稳定杆特性的基础上，兼顾了第三弹簧的功能，部分简化了悬架结构，并保证在不同的行驶工况下提供合适的侧倾俯仰特性，改善车轮附着条件，使赛车具有更好的转弯和加速性能，提高汽车的操纵稳定性。

Description

一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆。
背景技术
在方程式赛车的比赛过程中，赛车的操纵性是体现一辆赛车好坏的一个重要因素，影响车手的驾驶方式，是车手能否发挥赛车极限的重要因素。而对于不同的比赛项目，不同的赛道，甚至是不同车手由于驾驶方式不同，所需要的侧倾，俯仰刚度也不同，这就需要根据不同条件去调节这些参数，使赛车能够充分发挥它的极限。
稳定杆作为汽车悬架结构的一种辅助元件，它的作用是防止车身在转弯时发生过大的侧倾。然而，传统结构的稳定杆只能提供一个固定的侧倾刚度，无法抵抗来自汽车加减速引起的赛车俯仰状态，为了抵抗赛车的俯仰状态，一部分可以通过悬架弹簧本身具有的弹簧刚度去抵消一部分俯仰，但这种效果很难达到想要的效果，因此有一部分通过引入第三弹簧的结构，当赛车做俯仰运动时，通过悬架的传力机构，可以将轮胎上的力传到第三弹簧上，压缩或拉神弹簧，阻碍汽车的剧烈俯仰状态，提高了赛车的抗俯仰能力。由于赛车的俯仰状态靠第三弹簧抵抗，赛车的侧倾状态需要靠赛车的稳定杆的来抵抗，这样会使赛车的结构变得更为复杂，在不同条件下也没办法合理的调整赛车所需要的俯仰侧倾刚度，因此无法充分发挥赛车的动力性能。
发明内容
本发明提供了一种结构简单的，可以兼顾第三弹簧抗俯仰特性和稳定杆的抗侧倾特性，并在不同行驶工况下，可以对俯仰侧倾刚度进行调节的一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆，解决了现有稳定杆存在的上述不足。
本发明技术问题结合附图说明如下：
一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆，该稳定杆包括一套由矩形竖杆12和圆形横杆13组成的T型杆、调整垫片11、一对稳定杆固定支架1、一套偏转支架2、两根推/拉杆4、一套弹簧5、一套弹簧固定支架6、一对三角臂16、一对三角臂固定支架18、两根悬架杆20和虚拟轮胎21；两根所述悬架杆20的一端分别与虚拟轮胎21的轮毂连接，另一端通过第四铰制孔螺栓19与三角臂16连接；所述三角臂16通过三角臂固定支架18固定在车身上，并绕着三角臂固定支架18的轴线进行旋转；所述三角臂16通过其上的第二铰制孔螺栓14与悬架弹簧连接；所述三角臂16上的第三铰制孔螺栓15与两侧推/拉杆4的一端连接；所述推/拉杆4的另一端通过第一铰制孔螺栓3和偏转支架2连接；所述偏转支架2分为上、下两片，并且通过第一、二螺栓8、9上的套筒及弹簧凸台将其上、下分开一定距离并进行固定；所述矩形竖杆12穿过偏转支架2的中心孔并与中间的弹簧5的一端铰接；所述弹簧5的另一端通过弹簧固定支架6固定在车身上；所述矩形竖杆12上开有两个用于固定调节扭转刚度的调整垫片11的螺栓孔；所述矩形竖杆12与横杆13的中心孔相配合；所述横杆13的两端与稳定杆固定支架1连接；所述稳定杆固定支架1通过螺栓固定在车身上。
所述矩形竖杆12上设置有一段菱形片状结构12.1与偏转支架2的下片连接，将偏转支架2的旋转和纵向位移传递给矩形竖杆12；所述矩形竖杆12下端为一段方形凸台嵌入圆形横杆13中心孔中；所述圆形横杆13截面为圆形，两端通过花键与稳定杆固定支架1的花键槽连接。
本发明的有益效果为：
本发明设计的一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆既可以承担第三弹簧的抗俯仰特性又可以承担稳定杆的抗侧倾特性，并且在不同的行驶工况下也可以适当的调节赛车的抗俯仰侧倾特性，充分发挥赛车的动力性能。既简化了结构，使结构更加紧凑，减轻了重量，便于调节，又能够保证的动力性的持续输出。
附图说明
图1为本发明的俯视示意图；
图2为本发明的主视示意图；
图3为图1中A-A处剖视图；
图4为本发明左视示意图；
图5为本发明的轴测示意图；
图6为本发明做俯仰运动时的运动轨迹图；
图7为本发明做侧倾运动时的运动轨迹图；
图8为本发明刚度最大时的状态图；
图9为本发明刚度最小时的状态图。
图中：1、稳定杆固定支架；2、偏转支架；3、第一铰制孔螺栓；4、推/拉杆；5、弹簧；6、弹簧固定支架；7、弹簧固定螺栓；8、第一螺栓；9、第二螺栓；10、第三螺栓；11、调整垫片；12、矩形竖杆；12.1、菱形片状结构；13、圆形横杆；14、第二铰制孔螺栓；15、第三铰制孔螺栓；16、三角臂；17、三角臂固定螺母；18、三角臂固定支架；19、第四铰制孔螺栓；20、悬架杆；21、虚拟轮胎。
具体实施方式
参阅图1—5，一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆，该稳定杆包括一套由矩形竖杆12和圆形横杆13组成的T型杆、调整垫片11、一对稳定杆固定支架1、一套偏转支架2、两根推/拉杆4、一套弹簧5、一套弹簧固定支架6、一对三角臂16、一对三角臂固定支架18、两根悬架杆20和虚拟轮胎21。
两根所述悬架杆20的一端分别与虚拟轮胎21的轮毂连接，另一端通过第四铰制孔螺栓19与三角臂16连接；所述三角臂16通过三角臂固定支架18和三角臂固定螺母17固定在车身上，并绕着三角臂固定支架18的轴线进行旋转；所述三角臂16通过其上的第二铰制孔螺栓14与悬架弹簧连接；所述三角臂16上的第三铰制孔螺栓15与两侧推/拉杆4的一端连接；所述推/拉杆4的另一端通过第一铰制孔螺栓3和偏转支架2连接；所述偏转支架2分为上、下两片，并且通过第一、二螺栓8、9上的套筒及弹簧凸台将其上、下分开一定距离并进行固定；所述矩形竖杆12穿过偏转支架2的中心孔并与中间的弹簧5的一端铰接；所述弹簧5的另一端通过弹簧固定支架6固定在车身上；所述矩形竖杆12上设置有一段菱形片状结构12.1与偏转支架2的下片连接，将偏转支架2的旋转和纵向位移传递给矩形竖杆12；所述矩形竖杆12上有两个螺栓孔，用以固定调节扭转刚度的调整垫片11，并用第三螺栓10加以固定。所述矩形竖杆12下端为一段方形凸台嵌入圆形横杆13中心孔中；所述圆形横杆13截面为圆形，两端有一段花键部分，可以插入稳定杆支架1的花键槽内，稳定杆的支架1可以沿着花键的方向做一定的横向位移，以调节扭杆受力长度，最后稳定杆的支架1通过螺栓固定于车身。
本发明的工作原理为：
参阅图6，当赛车做俯仰运动时，左右车轮同时做上下运动，例如左右车辆同时向上跳动，则车轮的上跳通过悬架杆20作用于三角臂16，三角臂16绕着三角臂固定支架18的轴线旋转，左侧三角臂逆时针旋转，右侧三角臂顺时针旋转，导致两侧推/拉杆4同时拉动偏转支架2向前移动，此时偏转支架2不做偏转运动，仅做向前的位移运动，此时弹簧5被压缩，T型杆的圆形横杆13发生旋转，产生扭转变形，进而弹簧5和圆形横杆13反作用于车轮，对两侧车轮施加了一个向下的力，阻碍两侧车轮上跳。
参阅图7，当赛车做侧倾运动时，左右车轮做相反方向的跳动，例如左侧车轮上跳，右侧车轮下跳，则左侧车轮的上跳通过左侧悬架杆作用于左侧的三角臂16，左侧的三角臂16绕着三角臂固定支架18的轴线做逆时针旋转，通过左侧的推/拉杆4拉动偏转支架2左侧向前移动，右侧车轮的下跳通过右侧悬架杆作用于右侧的三角臂16，右侧的三角臂16绕着三角臂固定支架18的轴线做逆时针旋转，通过右侧的推/拉杆4拉动偏转支架2右侧向后移动，导致偏转支架2绕着纵杆轴线顺时针旋转，此时弹簧5和圆形横杆13不动，矩形竖杆12发生旋转，发生扭转形变，进而矩形竖杆12的转矩反作用于两侧车轮，对两侧车轮各自施加了一个相反的力，左侧车轮受力向下，右侧车轮受力向上，阻碍车身发生侧倾。
参阅图8、图9，同时，在需要对赛车的俯仰侧倾刚度进行调节时，可以采用如下方法，以增加俯仰侧倾刚度为例，为了增加俯仰刚度，可以将稳定杆固定支架1同时向两端移动，增加横向扭杆的扭转刚度，进而增加赛车的俯仰刚度，通过适当调整弹簧5刚度也可以对侧倾刚度进行改变，但弹簧5的目的主要时用于增加结构的稳定性，并使偏转支架2能够进行前后位移。为了增加侧倾刚度，可以通过向矩形竖杆12增加调整垫片11，增大矩形杆的抗扭截面系数，提高矩形竖杆12的扭转刚度，进而增加赛车的侧倾刚度。

Claims (2)

1.一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆，其特征在于，该稳定杆包括一套由矩形竖杆(12)和圆形横杆(13)组成的T型杆、调整垫片(11)、一对稳定杆固定支架(1)、一套偏转支架(2)、两根推/拉杆(4)、一套弹簧(5)、一套弹簧固定支架(6)、一对三角臂(16)、一对三角臂固定支架(18)、两根悬架杆(20)和虚拟轮胎(21)；两根所述悬架杆(20)的一端分别与虚拟轮胎(21)的轮毂连接，另一端通过第四铰制孔螺栓(19)与三角臂(16)连接；所述三角臂(16)通过三角臂固定支架(18)固定在车身上，并绕着三角臂固定支架(18)的轴线进行旋转；所述三角臂(16)通过其上的第二铰制孔螺栓(14)与悬架弹簧连接；所述三角臂(16)上的第三铰制孔螺栓(15)与两侧推/拉杆(4)的一端连接；所述推/拉杆(4)的另一端通过第一铰制孔螺栓(3)和偏转支架(2)连接；所述偏转支架(2)分为上、下两片，并且通过第一、二螺栓(8、9)上的套筒及弹簧凸台将其上、下分开一定距离并进行固定；所述矩形竖杆(12)穿过偏转支架(2)的中心孔并与中间的弹簧(5)的一端铰接；所述弹簧(5)的另一端通过弹簧固定支架(6)固定在车身上；所述矩形竖杆(12)上开有两个用于固定调节扭转刚度的调整垫片(11)的螺栓孔；所述矩形竖杆(12)与横杆(13)的中心孔相配合；所述横杆(13)的两端与稳定杆固定支架(1)连接；所述稳定杆固定支架(1)通过螺栓固定在车身上。
2.根据权利要求1所述的一种具备双向刚度的可调节式横向稳定杆，其特征在于，所述矩形竖杆(12)上设置有一段菱形片状结构(12.1)与偏转支架(2)的下片连接，将偏转支架(2)的旋转和纵向位移传递给矩形竖杆(12)；所述矩形竖杆(12)下端为一段方形凸台嵌入圆形横杆(13)中心孔中；所述圆形横杆(13)截面为圆形，两端通过花键与稳定杆固定支架(1)的花键槽连接。
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