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        一種防側(cè)傾可變彈簧鋼度的裝置

        2018-10-22 08:39:30楊立平
        汽車實(shí)用技術(shù) 2018年19期
        關(guān)鍵詞:擋塊駕乘拉線

        楊立平

        (北京電子科技職業(yè)學(xué)院,北京 100000)

        前言

        在汽車行進(jìn)過程中,當(dāng)進(jìn)入彎道時(shí)由于離心力的作用,汽車自燃會(huì)出現(xiàn)側(cè)傾現(xiàn)象,直接影響乘客的舒適感?,F(xiàn)代汽車的減振系統(tǒng)是利用固定彈簧鋼度,同時(shí)沒有阻擋側(cè)傾的實(shí)物,造成了減振防側(cè)傾的效果不佳。

        為解決該問題,特設(shè)計(jì)出一種仿側(cè)傾可變彈簧鋼度的裝置,以改善目前汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾現(xiàn)象。

        1 產(chǎn)品性質(zhì)與功用

        該項(xiàng)設(shè)計(jì)屬于汽車減振系統(tǒng)的改善裝置。用于改善汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)側(cè)傾,同時(shí)解決為追求舒適采用軟彈簧而側(cè)傾現(xiàn)象加重;若采用剛度大的彈簧,側(cè)傾雖有所改善但垂直方向的減振(舒適度)又會(huì)變差的矛盾。

        2 產(chǎn)品的技術(shù)背景

        該項(xiàng)技術(shù)目前還沒有應(yīng)用于汽車減振系統(tǒng)中?,F(xiàn)代汽車底盤所用的減振系統(tǒng)的橫行穩(wěn)定桿只是在轉(zhuǎn)彎時(shí)阻止輪胎上抬(如左轉(zhuǎn)時(shí)車的右側(cè)被壓縮,實(shí)際是懸架彈簧被壓縮,同時(shí)車輪有向上抬起的趨勢(shì)),而沒有阻止懸架彈簧的壓縮變形?,F(xiàn)在減振系統(tǒng)存在的問題是,降低懸架彈簧本身的剛度的空間比較小,因此,成本較高。為降低轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾現(xiàn)象,不得不將懸架彈簧做的更硬,其結(jié)果是降低了垂直方向的舒適度(遇有不平路面時(shí)垂直方向壓伸幅度小即減振生硬);但如果降低懸架彈簧的剛度,垂直方向的減振效果明顯,但轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾又加重。

        因此該項(xiàng)技術(shù)即解決了垂直方向的舒適度,同時(shí)在轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾現(xiàn)象又減少。使得駕乘者的舒適度更加完美。

        3 產(chǎn)品詳細(xì)介紹

        3.1 產(chǎn)品說明

        該產(chǎn)品是在原汽車底盤懸架基礎(chǔ)上,加裝可移動(dòng)的限制彈簧變形的彈性擋塊。其目的是輔助現(xiàn)有的橫向拉桿穩(wěn)定器,進(jìn)一步減小汽車在通過彎道時(shí)的側(cè)傾現(xiàn)象。同時(shí),可再降低彈簧剛度,使垂直方向的緩沖效果更加明顯,駕乘者的舒適度更有提高;降低彈簧的成本,從而降低整車的成本,但又使得車輛的轉(zhuǎn)彎通過能力有所提高。總之是讓駕乘者更加舒適,降低車輛的制造成本。

        3.2 產(chǎn)品構(gòu)成與功能

        該項(xiàng)技術(shù)主要由彈簧1,懸架彈簧上支座2,懸架彈簧下支座2,兩個(gè)平行設(shè)置的導(dǎo)向件4,支撐套筒5,往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)件6,縱向移動(dòng)擋塊7,復(fù)位彈簧8等組成,如圖1所示。

        圖1 產(chǎn)品構(gòu)成與功能圖

        其中,下拉線的作用是連接左右橫向移動(dòng)板的;上拉線的作用是連接懸架彈簧上支座與杠桿撥叉的;導(dǎo)線滑輪的作用是讓拉線變向且傳動(dòng)拉線力的;縱向移動(dòng)擋塊的作用是阻止被壓縮的彈簧繼續(xù)發(fā)生壓縮變形,而其上的橡膠塊的作用是緩沖與上彈簧支座接觸時(shí)的沖擊;縱向移動(dòng)擋塊回位彈簧的作用是,當(dāng)汽車完成彎道行駛后,懸架彈簧回復(fù)原始位置時(shí)將其迅速向上拉回原位,以避免橫向移動(dòng)板回位時(shí)與懸架彈簧下支座發(fā)生摩擦而影響橫向回移速度;橫向移動(dòng)板的作用是,將縱向移動(dòng)擋塊推向懸架彈簧和遠(yuǎn)離懸架彈簧;橫向移動(dòng)板回位簧的作用是,當(dāng)汽車完成彎道行駛后,懸架彈簧回復(fù)原始位置時(shí)將其迅速向遠(yuǎn)離懸架彈簧位置拉回原位,以避免垂直振動(dòng)時(shí)阻礙懸架彈簧的正常緩振;撥叉的作用是,當(dāng)懸架被拉伸時(shí),拉線上移帶動(dòng)杠桿撥叉將橫向移動(dòng)板推向懸架彈簧;杠桿撥叉固位彈簧的作用是確保汽車直線行駛時(shí),將下拉線拉緊而不影響懸架彈簧上下移動(dòng),同時(shí)避免拉線被其他相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件擠壓而損壞;汽車懸架彈簧與懸架彈簧上下支座屬于原由結(jié)構(gòu)這里不在陳述。

        4 產(chǎn)品的原理分析

        目前,汽車采用的橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng),對(duì)懸架彈簧的剛度要求相對(duì)還是比較大。對(duì)于駕乘者的舒適度追求還是有距離。也就是說如果保證垂直方向的緩振要求,單靠現(xiàn)有的橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng),很難確保汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)人們對(duì)于防側(cè)傾的舒適度要求;但如果提高懸架彈簧剛度,側(cè)傾現(xiàn)象減緩了,垂直方向的緩振又會(huì)變差,影響了駕乘者的舒適度。如何即保證側(cè)傾小,同時(shí)還具有舒適的垂直方向的緩振性能。本產(chǎn)品就是解決上述問題而設(shè)計(jì)的。

        4.1 右轉(zhuǎn)工作原理

        汽車右傳時(shí),右側(cè)杠桿撥叉與橫向移動(dòng)板的接觸點(diǎn)在水平線以上,左側(cè)杠桿撥叉與橫向移動(dòng)板的接觸點(diǎn)則在水平線以下(如圖1所示)。當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí),左側(cè)懸架彈簧被壓縮,而右側(cè)懸架彈簧被拉伸。此時(shí),被拉伸的右側(cè)彈簧帶動(dòng)上拉線向上拉動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)杠桿撥叉另一側(cè)下移,推動(dòng)右側(cè)橫向移動(dòng)板移近懸架彈簧(向左移動(dòng))。當(dāng)右側(cè)橫向移動(dòng)板向左移動(dòng)時(shí),下拉線通過跨繞的導(dǎo)線滑輪將左側(cè)的橫向移動(dòng)板也移向左側(cè)懸架彈簧(向右移動(dòng)),運(yùn)動(dòng)原理參看圖1箭頭所示。同時(shí)將被壓縮的左懸架彈簧彈性的(橡膠塊的作用)頂住(剛性的縱向移動(dòng)擋塊的作用),相當(dāng)于提高了左側(cè)懸架彈簧的剛度。使左右懸架彈簧在通過彎道時(shí)達(dá)到平衡,減小了側(cè)傾趨勢(shì),而縱向移動(dòng)擋塊就是可變彈簧剛度的形成元件。

        當(dāng)汽車彎道行程完成后,右側(cè)懸架彈簧回復(fù)原長度。上拉線松弛,在橫向移動(dòng)板回位拉簧的作用下,將橫向移動(dòng)板拉回原位置(向右遠(yuǎn)離懸架彈簧的方向),右側(cè)下拉線松弛;在左側(cè)橫向移動(dòng)板向左移動(dòng)的同時(shí),右側(cè)橫向移動(dòng)板在回位彈簧的作用下,也將其拉回原位。右側(cè)的下拉線也松弛,下拉線的松弛有助于左右橫向移動(dòng)板的迅速回位,同時(shí)在撥叉固位彈簧的作用下,下拉線被拉緊,以保證橫向移動(dòng)板位置不動(dòng),汽車在直線行程時(shí)懸架彈簧的垂直方向移動(dòng)不受影響。

        4.2 左轉(zhuǎn)時(shí)工作原理

        汽車左轉(zhuǎn)時(shí),右側(cè)杠桿撥叉與橫向移動(dòng)板的接觸點(diǎn)在水平線以下,左側(cè)杠桿撥叉與橫向移動(dòng)板的接觸點(diǎn)則在水平線以上。其他結(jié)構(gòu)均與右轉(zhuǎn)時(shí)相同,具體原理如下(參看原理示意圖2):

        圖2 左轉(zhuǎn)原理示意圖

        當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí),右側(cè)懸架彈簧被壓縮,而左側(cè)懸架彈簧被拉伸。此時(shí),被拉伸的左側(cè)懸架彈簧帶動(dòng)上拉線向上拉動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)杠桿撥叉另一側(cè)下移,推動(dòng)左側(cè)橫向移動(dòng)板移近懸架彈簧(向右移動(dòng))。當(dāng)左側(cè)橫向移動(dòng)板向右移動(dòng)時(shí),下拉線通過跨繞的導(dǎo)線滑輪將右側(cè)的橫向移動(dòng)板也移向右側(cè)懸架彈簧(向左移動(dòng))。

        同時(shí)將被壓縮的右懸架彈簧彈性的(橡膠塊的作用)頂?。▌傂缘目v向移動(dòng)擋塊的作用),相當(dāng)于提高了左側(cè)懸架彈簧的剛度。使左右懸架彈簧在通過彎道時(shí)達(dá)到平衡,減小了側(cè)傾趨勢(shì),而縱向移動(dòng)擋塊就是可變彈簧剛度的形成元件。

        當(dāng)汽車彎道行程完成后,左側(cè)懸架彈簧回復(fù)原長度。上拉線松弛,在橫向移動(dòng)板回位拉簧的作用下,將橫向移動(dòng)板拉回原位置(向左遠(yuǎn)離懸架彈簧的方向),左側(cè)下拉線也松弛;在左側(cè)橫向移動(dòng)板向左移動(dòng)的同時(shí),右側(cè)橫向移動(dòng)板在回位彈簧的作用下,也將其拉回原位,右側(cè)的下拉線也松弛,下拉線的松弛有助于左右橫向移動(dòng)板的迅速回位,同時(shí)在撥叉固位彈簧的作用下,下拉線被拉緊,以保證橫向移動(dòng)板位置不動(dòng),汽車在直線行程時(shí)懸架彈簧的垂直方向移動(dòng)不受影響。

        5 本產(chǎn)品的基本構(gòu)思和發(fā)明創(chuàng)造要點(diǎn)

        5.1 基本構(gòu)思

        當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)(參看示意圖2),右側(cè)懸架彈簧被壓縮,左側(cè)懸架彈簧被拉伸。此時(shí),左側(cè)上拉線就被向上拉伸,同時(shí)帶動(dòng)左側(cè)杠桿撥叉外端上移。而與橫向移動(dòng)板接觸的杠桿撥叉下移,推動(dòng)左側(cè)橫向移動(dòng)板向懸架彈簧移動(dòng),而橫向移動(dòng)板又帶動(dòng)下拉線和右側(cè)的杠桿撥叉運(yùn)動(dòng),將右橫向移動(dòng)板推向右側(cè)懸架彈簧。同時(shí)阻止右側(cè)懸架彈簧的被壓縮趨勢(shì),由于縱向移動(dòng)擋塊是橡膠與金屬組合體,因此起到了增加懸架彈簧剛度的目的。

        在汽車直線行駛時(shí),橫向移動(dòng)板和縱向移動(dòng)擋塊,在各自回位彈簧作用下,與懸架彈簧在橫向保持一定距離,并不影響懸架彈簧的垂直運(yùn)動(dòng)和減振效果。這樣,即起到了降低懸架彈簧本身的剛度,使得架乘者更加舒適,又改善了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾趨勢(shì)。

        當(dāng)然汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí),道理一樣,只不過各自的運(yùn)動(dòng)方向相反而已。

        5.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        橫向移動(dòng)板與縱向移動(dòng)擋塊,提高汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)被壓縮端懸架彈簧的剛度,減小轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車整體的側(cè)傾現(xiàn)象,同時(shí)可以降低懸架彈簧自身的剛度,使制造成本下降,提高了駕乘人員的舒適度。

        6 效益分析

        該產(chǎn)品是在原有懸架基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,對(duì)于原結(jié)構(gòu)沒有改動(dòng),只是添加了輔助性的結(jié)構(gòu)。因此,在不破壞原車結(jié)構(gòu)的前提下,進(jìn)行改造和完善,即不影響安全也不淘汰舊設(shè)備。充分利用了原有的結(jié)構(gòu),達(dá)到了節(jié)約和沿用的目的,對(duì)于廠家和用戶都沒有任何損失,且達(dá)到提高舒適度和駕乘安全感的目的。

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