淺談橫向穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)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(xiàn)代轎車懸架的垂直剛度值都較小，從而使汽車的側(cè)傾角剛度值也很小，結(jié)果使汽車轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾嚴(yán)重，影響了汽車的行駛穩(wěn)定性。為此，現(xiàn)代汽車大多都裝有橫向穩(wěn)定桿來加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。本文主要對穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)及工藝進行介紹。

【關(guān)鍵詞】橫向穩(wěn)定桿；結(jié)構(gòu)；工藝；淺談

概述

為改善汽車行駛平順性，通常把懸架剛度設(shè)計得比較低，其結(jié)果是影響了汽車行駛穩(wěn)定性。為此，在懸架系統(tǒng)中采用了橫向穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)，用來提高懸架側(cè)傾角剛度，減少車身傾角。

橫向穩(wěn)定桿的功用是防止車身在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生過大的橫向側(cè)傾，盡量使車身保持平衡。目的是減少汽車橫向側(cè)傾程度和改善平順性。橫向穩(wěn)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(dāng)車身只作垂直運動時，兩側(cè)懸架變形相同，橫向穩(wěn)定桿不起作用。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，車身側(cè)傾，兩側(cè)懸架跳動不一致，外側(cè)懸架會壓向穩(wěn)定桿，穩(wěn)定桿就會發(fā)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(wěn)定的作用。

1 橫向穩(wěn)定桿

橫向穩(wěn)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(cè)壁端部的橡膠墊或球頭銷與懸架導(dǎo)向臂連接。

1.1橫向穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)

橫向穩(wěn)定桿是汽車懸架系統(tǒng)的重要組成部件，現(xiàn)今行業(yè)流行的結(jié)構(gòu)形式有兩種。

①實心型穩(wěn)定桿。此類穩(wěn)定桿屬于傳統(tǒng)形式的穩(wěn)定桿，也是現(xiàn)今汽車行業(yè)使用最多的結(jié)構(gòu)型式。該類穩(wěn)定桿的優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：材料型式簡單，加工制造方便。

缺點：等效果下穩(wěn)定桿重量較重，經(jīng)濟性較差。

②空心型穩(wěn)定桿。此類穩(wěn)定桿是基于傳統(tǒng)型式的穩(wěn)定桿進行改進而得到的。也是現(xiàn)今汽車行業(yè)逐漸開始使用的結(jié)構(gòu)型式。該類穩(wěn)定桿的優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：材料型式簡單，加工制造方便，等效果下穩(wěn)定桿重量較輕，經(jīng)濟性較好。

缺點：等效果下穩(wěn)定桿安裝空間略大于實心穩(wěn)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(cè)懸架變形相等時，橫向穩(wěn)定桿在襯套內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，橫向穩(wěn)定桿不起作用。當(dāng)兩側(cè)懸架變形不等而車身對于路面橫向傾斜時，車架的一側(cè)移近彈簧支座，穩(wěn)定桿的該側(cè)末端就相對于車架向上移，而車架的另一側(cè)遠離彈簧支座，相應(yīng)的穩(wěn)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(wěn)定桿的中部對于車架并無相對運動。這樣在車身傾斜時，穩(wěn)定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉(zhuǎn)，于是穩(wěn)定桿便被扭轉(zhuǎn)，側(cè)臂受彎，起到增加懸架角剛度的作用。彈性穩(wěn)定桿所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)內(nèi)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(wěn)定桿不起作用，當(dāng)左右車輪反向跳動時，橫向穩(wěn)定桿中間部分受扭轉(zhuǎn)。

2 橫向穩(wěn)定桿的制作工藝

對于穩(wěn)定桿的制造，現(xiàn)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(xiàn)缺陷；另一種是采用模具熱成型，也是當(dāng)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(jù)圖紙計算結(jié)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(yīng)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(yīng)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(jié)束后在48H內(nèi)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(xiàn)缺陷產(chǎn)品。

3結(jié)束語

通過對目前穩(wěn)定桿的形式、加工方式進行闡述，希望能夠幫助相關(guān)從業(yè)者了解更多的產(chǎn)品加工方式。能夠指導(dǎo)相關(guān)工作的開展。

參考文獻：

[1]徐加凌 汽車橫向穩(wěn)定桿性能計算

[2]廖芳 橫向穩(wěn)定桿建模方法研究

（作者單位：保定市格瑞機械有限公司）