[实用新型]带有滚珠花键副结构的可伸缩导向杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽车悬架系统领域，尤其是一种带有滚珠花键副结构的可伸缩导向杆。

背景技术

悬架是保证车轮或者车桥与汽车承载系统(车架或者承载式车身)之间具有弹性联系并能够传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车在行驶过程中车身位置等有关装置的总称。一般悬架主要由弹性元件、减震装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或者三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件和导向机构的作用。其中导向机构的功能是确保车轮与车身或车架之间所有的力和力矩可靠传递，并决定车轮相对于车身或车架的位移特性。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化情况，以及汽车前后侧倾中心和纵倾中心的位置，在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。

根据导向机构的特点，汽车悬架主要可以分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的典型特征在于左右车轮之间由一刚性梁或者非断开式的车桥联接，当单边车轮跳动时，直接影响到另一侧车轮。非独立悬架系统的平稳性与舒适性较差，但同时又具有造价低、承载力大的特点，目前部分小型轿车的后悬架与货车、大客车配备这种悬架系统。独立悬架的结构特点是两侧的车轮单独地通过弹性悬架与车身或车架联接，车桥做成断开式。因此，独立悬架有以下优点独立悬架具有以下优点：①两侧车轮可以单独运动互不影响，提高操控性；②减小了非簧载质量，有利于汽车的平顺性；③采用断开式车桥，可以降低发动机位置，降低整车重心；④车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性。以上优点使独立悬架被广泛地应用在现代汽车上，特别是轿车的转向轮都普遍采用了独立悬架，为了提高行驶安全性，越来越多的高级轿车的后悬也采用了独立悬架。

悬架性能的差异方面，导向机构占很大因素，而导向机构的运动规律直接影响车轮定位参数的变化。尽管悬架的结构各不相同，但其最终目的都是通过各种设计使得前轮定位参数在运动过程中的变化合理且尽量小。目前，在汽车上应用最广泛的独立悬架主要有：麦弗逊式悬架、双横臂独立悬架、和多连杆独立悬架。总的来说，当前最经济适用、性价比最高的前独立悬架是麦弗逊式；能做高性能调校和匹配的悬挂是多连杆和双横臂式；结构最复杂、实现功能最多的是多连杆式。

目前常规的独立悬架虽然在功能上都能够满足悬架设计要求，但是当车轮跳动时，车轮定位参数均会变化。在实际应用中，车轮任何定位参数的变化都会对汽车操纵稳定性或者其他方面性能产生不利影响，比如轮距的变化会导致汽车直线行驶能力下降，同时还造成滚动阻力增大和对转向系统的影响；车轮外倾角的变化会导致轮胎异常磨损。麦弗逊悬架在车轮上下跳动时，其减振器下支点随着横摆臂摆动，主销轴线的斜角随之变化，因此其车轮定位参数在悬架运动时有较大的变化。双叉臂式悬架通过合理设计上下横臂，可以使车轮和主销参数变化不大；但由于受导向机构运动原理的限制，不能从根本上解决部分定位参数变化过大的问题。多连杆悬架运动轨迹在理论及实际上都是复杂的空间曲线，使得车轮定位参数在车轮上下跳动过程中的变化情况要比传统的麦弗逊悬架和双横臂悬架等更恶劣；而且悬架调校和匹配的难度大，其运动和动力性能对结构参数非常敏感，如果匹配不当，车轮定位参数的变化范围会很大。

如何设计独立悬架的导向机构，使得车轮跳动时能够保证其定位参数基本不变，这是悬架结构创新设计中的一个重点和难点。传统的独立悬架导向杆不具有可自动伸缩位移补偿功能，万向集团和清华大学曾联合提出一种能够用于汽车悬架的直线导引机构，参见【1.张杰，赵景山，资小林，王建宜.一种弹性多连杆直线导引独立悬架[P].中国专利：CN201110218599.2，2012-02-22.】、【2.张杰，赵景山，资小林，刘向.一种具有直线运动伸缩补偿功能的3-RRR机构[P].中国专利：CN201110215810.5，2011-12-21.】。上述专利【1】中悬架的导向杆均为弹性杆，其导向机构沿着车轮纵向的刚度较差，导向机构上下跳动到极限位置时，弹性杆可能产生运动突变；并且对于导向杆复合材料的弹性、强度和韧性都要求很高；【2】中悬架支链均为RRR运动链，其沿垂直于RRR运动链所确定的平面的方向刚度较差，并且铰链运动副很多。因此需要寻求更为实用的可实现自动伸缩功能悬架导向杆。

实用新型内容