浅谈横向稳定杆结构及工艺

2019-08-13王泰张航

科学导报·科学工程与电力 2019年2期

王泰张航

【摘要】为了降低汽车的固有振动频率以改善行驶平顺性，现代轿车悬架的垂直刚度值都较小，从而使汽车的侧倾角刚度值也很小，结果使汽车转弯时车身侧倾严重，影响了汽车的行驶稳定性。为此，现代汽车大多都装有横向稳定杆来加大悬架的侧倾角刚度以改善汽车的行驶稳定性。本文主要对稳定杆的结构及工艺进行介绍。

【关键词】横向稳定杆；结构；工艺；浅谈

概述

為改善汽车行驶平顺性，通常把悬架刚度设计得比较低，其结果是影响了汽车行驶稳定性。为此，在悬架系统中采用了横向稳定杆结构，用来提高悬架侧倾角刚度，减少车身倾角。

横向稳定杆的功用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，尽量使车身保持平衡。目的是减少汽车横向侧倾程度和改善平顺性。横向稳定杆实际上是一个横置的扭杆弹簧，在功能上可以看成是一种特殊的弹性元件。当车身只作垂直运动时，两侧悬架变形相同，横向稳定杆不起作用。当汽车转弯时，车身侧倾，两侧悬架跳动不一致，外侧悬架会压向稳定杆，稳定杆就会发生扭曲，杆身的弹力会阻止车轮抬起，从而使车身尽量保持平衡，起到横向稳定的作用。

1 横向稳定杆

横向稳定杆是用弹簧钢制成的扭杆弹簧，形状呈“U”形，横置在汽车的前端和后端。杆身的中部，用橡胶衬套与车身或车架铰接相连，两端通过侧壁端部的橡胶垫或球头销与悬架导向臂连接。

1.1横向稳定杆结构

横向稳定杆是汽车悬架系统的重要组成部件，现今行业流行的结构形式有两种。

①实心型稳定杆。此类稳定杆属于传统形式的稳定杆，也是现今汽车行业使用最多的结构型式。该类稳定杆的优缺点如下：

优点：材料型式简单，加工制造方便。

缺点：等效果下稳定杆重量较重，经济性较差。

②空心型稳定杆。此类稳定杆是基于传统型式的稳定杆进行改进而得到的。也是现今汽车行业逐渐开始使用的结构型式。该类稳定杆的优缺点如下：

优点：材料型式简单，加工制造方便，等效果下稳定杆重量较轻，经济性较好。

缺点：等效果下稳定杆安装空间略大于实心稳定杆，所需运动空间有所增大。

1.2工作原理

如果左右车轮同时上下跳动，即车身只作垂直移动而两侧悬架变形相等时，横向稳定杆在衬套内自由转动，横向稳定杆不起作用。当两侧悬架变形不等而车身对于路面横向倾斜时，车架的一侧移近弹簧支座，稳定杆的该侧末端就相对于车架向上移，而车架的另一侧远离弹簧支座，相应的稳定杆的末端则相对于车架向下移，然而在车身和车架倾斜时，横向稳定杆的中部对于车架并无相对运动。这样在车身倾斜时，稳定杆两边的纵向部分向不同方向偏转，于是稳定杆便被扭转，侧臂受弯，起到增加悬架角刚度的作用。弹性稳定杆所产生的扭转内力矩就妨碍了悬架弹簧的变形，因而减小了车身的横向倾斜和横向角振动。两端扭杆臂同向跳动时，横向稳定杆不起作用，当左右车轮反向跳动时，横向稳定杆中间部分受扭转。

2 横向稳定杆的制作工艺

对于稳定杆的制造，现在存在两种方式。一种方式类似排气管采用冷弯成型，但是端头的形状还是要用锻造的方式完成，这种方式加工快，对于做样件来说，成本比较低，但是容易在弯曲处出现缺陷；另一种是采用模具热成型，也是当下比较流行的方式，下面就这种方式进行解说。

2.1制作工艺

大批量制作工艺：下料—校直—端部加热锻造—整体加热—整体成型—整体淬火—回火—表面强化—磁粉探伤—表面喷涂—印字包装

2.2各工序介绍

2.2.1下料

根据图纸计算结果，用锯床将原材料切割成胚料。

2.2.2校直

用压力机对胚料直线度进行校直。

2.2.3端部加热锻造

使用中频感应加热炉进行端部加热，加热到800℃以上后，用曲柄压力机进行锻造。

2.2.4整体加热