专利名称：客车变刚度半主动横向稳定杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车配件技术领域，特别是一种客车变刚度半主动横向稳定杆。
背景技术：
今大型高级旅游大巴，重型车辆具有重量和尺寸大、质心高等特点，其侧翻稳定极限较低，容易诱发侧翻事故。由于客车通常载客量大，容易造成“群死群伤”，其造成的生命和财产损失往往更大，造成恶劣的社会影响。目前，广泛被采用的是在汽车上加横向稳定杆，能防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾和改善平顺性。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。但这一装置有这样的问题，由于设计时预先限定，会出现布置空间及操控性不足的问题，更重要的是其刚度和性能无法进行调节，不能满足汽车行驶的要求。为了解决上述问题，中国发明专利(申请号:201110056125.2，
公开日:2011.8.17)公开了一种可以在车辆跳动过程中自行调整稳定杆刚度的横向稳定杆装置，以解决传统横向稳定杆布置空间及操控性不足的问题。该装置中，横向稳定杆由两个对称的横杆铰接而成，每个横杆的外侧端部均利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，每个横杆的杆身中部均利用连接支架连接于车架上。上述横向稳定杆的端部在车轮的跳动过程中可以相对下摆臂产生一定位移，从而自行改变了稳定杆的刚度，且刚度随着车轮的跳动幅度增大而逐渐减少。当车辆侧倾幅度较小时，横向稳定杆的刚度较大，可以起到防侧倾的作用；当车辆侧倾幅度较大时，横向稳定杆的刚度减小，增加了内侧轮胎与地面的附着力，增加了操控性与舒适性。该执行机构存在如下问题:1、在车辆跳动中通过改变横杆和端部支架的接触点，从而改变横向稳定杆的刚度有限，不能满足多变刚度的要求。2、当车辆侧倾幅度较大时，虽然能提高车辆的舒适性，却不能很好的起到防侧倾的作用；3、整个机构运动时会有噪声问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种客车变刚度半主动横向稳定杆，使车辆同时具有好的平顺性和防侧倾能力，且运行噪声小。实现本发明目的的技术解决方案为:一种客车变刚度半主动横向稳定杆，其包括中间稳定杆、右稳定杆、左稳定杆、长套和短套，所述中间稳定杆的一端与右稳定杆的一端固定连接，所述中间稳定杆的另一端与左稳定杆的一端固定连接，所述右稳定杆的另一端利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，所述稳定杆的另一端利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，所述长套和短套通过啮合端的啮合齿沿轴向啮合在一起，并套接在所述中间稳定杆外围，所述长套的啮合齿与短套的啮合齿之间留有间隙。本发明与现有技术相比，其显著优点:1、兼顾安全性和舒适性:由于稳定杆刚度可变，当车辆受到较小的横向力时，侧倾刚度设为较小值，这会使车辆具有好的平顺性；当车辆受到较大的横向力时，侧倾刚度设为较大值，这会使车辆具有好的侧倾稳定性，因此在保证安全性的同时兼顾了舒适性。2、节省动力:由于该稳定杆属于半主动稳定杆，没有动力系统，而是用传感器控制，因此它无需动力源且所有元件可控。3、噪声问题降低:该系统采用套结合和分离来改变刚度，运动柔和，噪声问题降低。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明客车变刚度半主动横向稳定杆的结构示意图。图2是图1中啮合齿之间间隙的工作原理图。图3是本发明客车变刚度半主动横向稳定杆的扭转角度与扭转力矩关系示意图。图中，1右稳定杆,2花键,3花键,4端面齿隙,5中间稳定杆,6花键,7左稳定杆，8花键，9长套，10短套，11位移传感器。
具体实施例方式图1所示为本发明的客车变刚度半主动横向稳定杆，其包括中间稳定杆5、右稳定杆1、左稳定杆7、长套9和短套10,所述中间稳定杆5的一端与右稳定杆I的一端固定连接，所述中间稳定杆5的另一端与左稳定杆7的一端固定连接,所述右稳定杆I的另一端利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，所述稳定杆7的另一端利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，所述长套9和短套10通过啮合端的啮合齿沿轴向啮合在一起，并套接在所述中间稳定杆5外围，所述长套9的啮合齿与短套10的啮合齿之间留有间隙4。所述短套10的非啮合端与中间稳定杆5固定连接。在所述长套9的非哨合端设有测定横向稳定杆因扭转产生位移的位移传感器11。所述中间稳定杆5与右稳定杆I之间通过花键2连接。所述中间稳定杆5与左稳定杆7之间通过花键8连接。当车身只作垂直运动时，右稳定杆I与左稳定杆7随汽车的下摆臂同时上下运动，变形相同，横向稳定杆不起作用。当车身侧倾时，两侧悬架跳动不一致，横向稳定杆发生扭转，杆身的弹力成为继续侧倾的阻力，起到横向稳定的作用。车身刚开始侧倾时，两侧悬架跳动出现不一致，因此，带动左右稳定杆分别向不同方向运动。这里不妨设车身向右侧倾，右侧悬架弹簧被压缩，稳定杆的该侧末端就相对于车架向上移，即右稳定杆I向上运动；左侧悬架弹簧被拉伸，该侧悬架会压向稳定杆，相应的稳定杆的末端则相对于车架向下移，从而带动左稳定杆7向下运动，杆身的弹力会阻止左侧车轮抬起，从而使车身尽量保持平衡，起到横向稳定的作用，提高了车辆行驶稳定性。由于车刚开始侧倾，所以两侧悬架跳动出现不一致性较小，需要横向稳定杆的扭转刚度较小，这时如图3所示，稳定杆扭转角度小于Φ，啮合齿之间的间隙4 一直存在，长套9和短套10处于分离状态，扭转路径从右稳定杆I经中间稳定杆5传到左稳定杆7，即只有横向稳定杆中部芯轴(1、5和7组成的整体)参与扭转，这会使车辆在平直路面具有好的平顺性。当车辆受到较大的横向力发生侧倾时，如图3所示，稳定杆扭转角度大于Φ，这时啮合齿之间的间隙4消除，长套9和短套10结合，连成一体，且分别通过花键2和8和中间稳定杆5相连，即稳定杆外套也参与扭转，这使得稳定杆刚性变大，从而使车辆具有好的侧倾稳定性。其中，在外套上装有一位移传感器11，当横向稳定杆扭转时，位移传感器11读取扭转角度产生的位移，通过驾驶员侧翻反应模型计算，适时导通声光报警器声讯信号，给驾驶员提前警示，及时调整车辆。同时与ECU通信，降低发动机转速。在整个运动过程中，利用啮合齿之间的间隙4的变化，来控制长套9和短套10的结合和分离，使得刚度变化灵敏且幅度大，适合多刚度的要求。同时由于采用的半主动稳定杆，工作时几乎不消耗车辆动力，还能获得与全主动稳定杆相近的性能
权利要求
1.一种客车变刚度半主动横向稳定杆，其特征在于:包括中间稳定杆(5)、右稳定杆(I )、左稳定杆(7)、长套(9)和短套(10)，所述中间稳定杆(5)的一端与右稳定杆(I)的一端固定连接，所述中间稳定杆(5)的另一端与左稳定杆(7)的一端固定连接,所述右稳定杆(I)的另一端利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，所述稳定杆(7)的另一端利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，所述长套(9)和短套(10)通过啮合端的啮合齿沿轴向啮合在一起，并套接在所述中间稳定杆(5)外围，所述长套(9)的啮合齿与短套(10)的啮合齿之间留有间隙(4)。
2.根据权利要求1所述的客车变刚度半主动横向稳定杆，其特征在于:所述短套(10)的非哨合端与中间稳定杆(5)固定连接。
3.根据权利要求2所述的客车变刚度半主动横向稳定杆，其特征在于:在所述长套(9)的非哨合端设有测定横向稳定杆因扭转产生位移的位移传感器(11)。
4.根据权利要求1所述的客车变刚度半主动横向稳定杆，其特征在于:所述中间稳定杆(5 )与右稳定杆(I)之间通过花键(2 )连接。
5.根据权利要求1所述的客车变刚度半主动横向稳定杆，其特征在于:所述中间稳定杆(5)与左稳定杆(7)之间通过花键(8)连接。
全文摘要
本发明公开一种客车变刚度半主动横向稳定杆，其包括中间稳定杆、右稳定杆、左稳定杆、长套和短套，所述中间稳定杆的一端与右稳定杆的一端固定连接，所述中间稳定杆的另一端与左稳定杆的一端固定连接，所述右稳定杆的另一端利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，所述稳定杆的另一端利用端部支架与汽车的下摆臂活动连接，所述长套和短套通过啮合端的啮合齿沿轴向啮合在一起，并套接在所述中间稳定杆外围，所述长套的啮合齿与短套的啮合齿之间留有间隙。采用本发明的横向稳定杆，能使车辆同时具有好的平顺性和防侧倾能力，且运行噪声小。
文档编号B60G21/055GK103171397SQ201310124650
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者王显会, 皮大伟, 周云波, 王洪亮, 丁义兰, 杨波, 魏然, 郑婷, 郑雅丽, 吴宝剑 申请人:南京理工大学