一种变刚度汽车扭杆弹簧的制作方法

本实用新型属于汽车扭杆弹簧技术领域，尤其是涉及一种变刚度汽车扭杆弹簧。

背景技术：

扭杆弹簧本身是一根由弹簧钢制成的杆，它是由合金弹簧钢加工成的一根具有弹性的扭杆，一端固定在车架上，一端固定在悬挂上。车轮跳动的时候，弹跳的力量传给扭杆，扭杆发生变形，吸收能量。

扭杆弹簧扭杆断面可为矩形、管形、片形，其两端形状可以做成花键、方形、六角形或带平面的圆柱形等，以便一端固定在车架上，另一端通过摆臂与车轮相连。当车轮跳动时，摆臂便绕着拉杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性形变，扭转形变起到缓冲作用，保证车轮与车架的弹性联系。扭杆弹簧的优点是结构简单，占用空间很小，适用于小型汽车，缺点是刚度受到扭杆长度的限制，不够柔软，乘坐舒适性不理想。

因此有必要设计一种变刚度汽车扭杆弹簧，来提高整车的舒适性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种变刚度汽车扭杆弹簧，在车辆空载状态下使用刚度较低的一段扭杆弹簧特性，在车辆满载状态下，使用刚度较高的一段扭杆弹簧特性，通过降低初始扭杆的刚度，达到提高整车舒适性的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种变刚度汽车扭杆弹簧，包括内层扭杆、外层扭杆和变刚度控制机构，所述的内层扭杆为实心轴结构，所述的外层扭杆为空心圆管结构，所述的外层扭杆套设在内层扭杆的外部，所述的内层扭杆穿过外层扭杆设置，所述的外层扭杆的一端与内层扭杆螺纹连接，所述的外层扭杆的另一端与内层扭杆滑动连接，所述的内层扭杆两端均通过一花键分别与悬架摆臂和车身连接，所述的变刚度控制机构包括定位键和螺旋弹簧，所述的定位键设置在内层扭杆的连接悬架摆臂的一端，所述的定位键共两个，且沿内层扭杆的径向对称分布，所述的螺旋弹簧设置在外层扭杆的与内层扭杆滑动连接的一端，两个相对设置的定位键围成螺旋弹簧的容纳区，车辆空载状态下，定位键与螺旋弹簧之间存在间隙，车辆满载状态下，定位键与螺旋弹簧接触并压紧。

进一步的，所述定位键与螺旋弹簧之间存在间隙与空满载之间的悬架行程相对应，一般为4-8mm，具体为5mm。

进一步的，所述螺旋弹簧固定在外层扭杆的延伸沿上，且螺旋弹簧被延伸沿分成大小相等的两段，每段螺旋弹簧与各自侧的定位键距离相同。

进一步的，所述外层扭杆中部和内层扭杆中部之间滑动连接，具体结构为：在所述内层扭杆中部与外层扭杆中部之间预留3mm的间隙，在内层扭杆中部表面涂覆一层3mm厚的尼龙涂层。

进一步的，实现所述外层扭杆的另一端与内层扭杆滑动连接的具体结构为：在内层扭杆上涂覆尼龙涂层，在内、外层扭杆有相对运动时，外层扭杆与尼龙涂层接触。

进一步的，内层扭杆的一端通过花键与扭杆调节支架连接，所述扭杆调节支架固定在车身上。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种变刚度汽车扭杆弹簧具有以下优势：

本实用新型所述的一种变刚度汽车扭杆弹簧，该扭杆弹簧在不改变扭杆弹簧的固定支架及悬架其他零件的情况下，利用空满载扭杆行程不同的特点，在空载行程内使用较低扭杆刚度，此时悬架刚度较低，舒适性好；在车辆满载情况下，使用扭杆弹簧刚度大区域，此时悬架刚度提高，缩小上下跳动行程。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种变刚度汽车扭杆弹簧的结构示意图；

图2为变刚度控制机构的结构示意图；

图3为变刚度汽车扭杆弹簧的内部视图；

图4为变刚度汽车扭杆弹簧的特性曲线图。

附图标记说明：

1-内层扭杆，2-外层扭杆，3-定位键，4-螺旋弹簧。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-图3所示，一种变刚度汽车扭杆弹簧，包括内层扭杆1、外层扭杆2和变刚度控制机构，所述的内层扭杆1为实心轴结构，所述的外层扭杆2为空心圆管结构，所述的外层扭杆2套设在内层扭杆1的外部，所述的内层扭杆1穿过外层扭杆1设置，所述的外层扭杆1的一端与内层扭杆2螺纹连接，所述的外层扭杆2的另一端与内层扭杆1滑动连接，实现滑动连接的具体结构为：在内层扭杆1上涂覆尼龙涂层，在内、外层扭杆有相对运动时，外层扭杆2与尼龙涂层接触，通过尼龙图层的润滑作用，降低运动产生的噪声及振动；所述的内层扭杆1两端均通过一花键分别与悬架摆臂和车身连接，所述的变刚度控制机构包括定位键3和螺旋弹簧4，所述的定位键3设置在内层扭杆1的连接悬架摆臂的一端，所述的定位键3共两个，且沿内层扭杆1的径向对称分布，所述的螺旋弹簧4设置在外层扭杆2的与内层扭杆1滑动连接的一端，两个相对设置的定位键3围成螺旋弹簧4的容纳区，车辆空载状态下，定位键3与螺旋弹簧4之间存在间隙，车辆满载状态下，定位键3与螺旋弹簧4接触并压紧。

定位键3与螺旋弹簧4之间存在间隙与空满载之间的悬架行程相对应，一般为4-8mm，具体为5mm。

螺旋弹簧4固定在外层扭杆2的延伸沿上，且螺旋弹簧4被延伸沿分成大小相等的两段，每段螺旋弹簧与各自侧的定位键3距离相同。

外层扭杆2中部和内层扭杆1中部之间滑动连接，具体结构为：在所述内层扭杆1中部与外层扭杆2中部之间预留3mm的间隙，在内层扭杆1中部表面涂覆一层3mm厚的尼龙涂层5，涂层涂覆在内层扭杆的中间凸出部分，在内、外层扭杆有相对运动时，外层扭杆2内层在涂层上表面运动，不与内层扭杆1接触，消除内层扭杆1和外层扭杆2之间可能产生的相对振动，最大限度的预防噪声及振动的产生。

内层扭杆1的一端通过花键与扭杆调节支架连接，所述扭杆调节支架固定在车身上。

本变刚度汽车扭杆弹簧的工作原理为：

在载荷较低时，悬架承受载荷小，扭杆弹簧受力较小，此时定位键3与螺旋弹簧4未接触，扭杆弹簧仅内层扭杆1起作用，扭转刚度较低，保证乘坐的舒适性，由于内、外层扭杆之间一端为螺纹连接，此连接把内层和外层之间一端固定住，内层扭杆1转动时，内层扭杆1和外层扭杆2是一块转动的，但是只有内层扭杆1转动时承受扭矩，外层扭杆2因为另外一端未固定而不受扭矩；在车辆满载的情况下，外层扭杆2随螺纹端转动使螺旋弹簧4与定位键3接触，然后外层扭杆2的两端产生相对转动，外层扭杆2产生扭矩，螺旋弹簧4受到扭矩的作用开始压缩，此时内、外层扭杆一起产生扭矩，此时扭杆的刚度为内层扭杆1和外层扭杆2共同作用的刚度，刚度大，降低悬架的动挠度，提高车辆的舒适性。

如图4所示，变刚度扭杆弹簧，在初始阶段内层扭杆1单独作用，为线性刚度，在定位键3与螺旋弹簧4接触并压缩到极限的过程中，刚度为曲线增加，在螺旋弹簧4压并后，重回线性刚度；

本扭杆弹簧利用空满载扭杆行程不同的特点，在空载行程下，扭杆弹簧主要工作在特性Ⅰ区域，此时悬架刚度较低，舒适性好；在车辆满载情况下，扭杆弹簧主要工作在特性Ⅱ区域，此时悬架刚度提高，缩小上下跳动行程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。