淺談橫向穩定桿結構及工藝

王泰 張航

【摘 要】為了降低汽車的固有振動頻率以改善行駛平順性，現代轎車懸架的垂直剛度值都較小，從而使汽車的側傾角剛度值也很小，結果使汽車轉彎時車身側傾嚴重，影響了汽車的行駛穩定性。為此，現代汽車大多都裝有橫向穩定桿來加大懸架的側傾角剛度以改善汽車的行駛穩定性。本文主要對穩定桿的結構及工藝進行介紹。

【關鍵詞】橫向穩定桿；結構；工藝；淺談

概述

為改善汽車行駛平順性，通常把懸架剛度設計得比較低，其結果是影響了汽車行駛穩定性。為此，在懸架系統中采用了橫向穩定桿結構，用來提高懸架側傾角剛度，減少車身傾角。

橫向穩定桿的功用是防止車身在轉彎時發生過大的橫向側傾，盡量使車身保持平衡。目的是減少汽車橫向側傾程度和改善平順性。橫向穩定桿實際上是一個橫置的扭桿彈簧，在功能上可以看成是一種特殊的彈性元件。當車身只作垂直運動時，兩側懸架變形相同，橫向穩定桿不起作用。當汽車轉彎時，車身側傾，兩側懸架跳動不一致，外側懸架會壓向穩定桿，穩定桿就會發生扭曲，桿身的彈力會阻止車輪抬起，從而使車身盡量保持平衡，起到橫向穩定的作用。

1 橫向穩定桿

橫向穩定桿是用彈簧鋼制成的扭桿彈簧，形狀呈“U”形，橫置在汽車的前端和后端。桿身的中部，用橡膠襯套與車身或車架鉸接相連，兩端通過側壁端部的橡膠墊或球頭銷與懸架導向臂連接。

1.1橫向穩定桿結構

橫向穩定桿是汽車懸架系統的重要組成部件，現今行業流行的結構形式有兩種。

①實心型穩定桿。此類穩定桿屬于傳統形式的穩定桿，也是現今汽車行業使用最多的結構型式。該類穩定桿的優缺點如下：

優點：材料型式簡單，加工制造方便。

缺點：等效果下穩定桿重量較重，經濟性較差。

②空心型穩定桿。此類穩定桿是基于傳統型式的穩定桿進行改進而得到的。也是現今汽車行業逐漸開始使用的結構型式。該類穩定桿的優缺點如下：

優點：材料型式簡單，加工制造方便，等效果下穩定桿重量較輕，經濟性較好。

缺點：等效果下穩定桿安裝空間略大于實心穩定桿，所需運動空間有所增大。

1.2工作原理

如果左右車輪同時上下跳動，即車身只作垂直移動而兩側懸架變形相等時，橫向穩定桿在襯套內自由轉動，橫向穩定桿不起作用。當兩側懸架變形不等而車身對于路面橫向傾斜時，車架的一側移近彈簧支座，穩定桿的該側末端就相對于車架向上移，而車架的另一側遠離彈簧支座，相應的穩定桿的末端則相對于車架向下移，然而在車身和車架傾斜時，橫向穩定桿的中部對于車架并無相對運動。這樣在車身傾斜時，穩定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉，于是穩定桿便被扭轉，側臂受彎，起到增加懸架角剛度的作用。彈性穩定桿所產生的扭轉內力矩就妨礙了懸架彈簧的變形，因而減小了車身的橫向傾斜和橫向角振動。兩端扭桿臂同向跳動時，橫向穩定桿不起作用，當左右車輪反向跳動時，橫向穩定桿中間部分受扭轉。

2 橫向穩定桿的制作工藝

對于穩定桿的制造，現在存在兩種方式。一種方式類似排氣管采用冷彎成型，但是端頭的形狀還是要用鍛造的方式完成，這種方式加工快，對于做樣件來說，成本比較低，但是容易在彎曲處出現缺陷；另一種是采用模具熱成型，也是當下比較流行的方式，下面就這種方式進行解說。

2.1制作工藝

大批量制作工藝：下料—校直—端部加熱鍛造—整體加熱—整體成型—整體淬火—回火—表面強化—磁粉探傷—表面噴涂—印字包裝

2.2各工序介紹

2.2.1下料

根據圖紙計算結果，用鋸床將原材料切割成胚料。

2.2.2校直

用壓力機對胚料直線度進行校直。

2.2.3端部加熱鍛造

使用中頻感應加熱爐進行端部加熱，加熱到800℃以上后，用曲柄壓力機進行鍛造。

2.2.4整體加熱

用中頻感應加熱爐對端部成型后的胚料進行整體加熱。

2.2.5整體成型

加熱到950℃以上后，在液壓自動成型機上進行一次性壓模成型。

2.2.6整體淬火

整體成型后，用箱式電阻爐進行加熱，一般為（900-950）℃，放入油池淬火。

2.2.7整體回火

淬火結束后在48H內進行回火處理，既保證硬度和剛度，又防止開裂。

2.2.8表面強化

使用拋丸機對工件表面進行強化處理，以提高工件的疲勞強度。

2.2.9磁粉探傷

用磁粉探傷機對工件進行100%探傷，避免出現缺陷產品。

3結束語

通過對目前穩定桿的形式、加工方式進行闡述，希望能夠幫助相關從業者了解更多的產品加工方式。能夠指導相關工作的開展。

參考文獻：

[1]徐加凌 汽車橫向穩定桿性能計算

[2]廖芳 橫向穩定桿建模方法研究

（作者單位：保定市格瑞機械有限公司）