橫向穩(wěn)定桿（汽車懸架中的輔助彈性元件）

簡(jiǎn)介

為改善汽車行駛平順性，通常把懸架剛度設(shè)計(jì)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(lái)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(shí)發(fā)生過(guò)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(shí)際上是一個(gè)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。

橫向穩(wěn)定桿

結(jié)構(gòu)

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(guò)側(cè)壁端部的橡膠墊或球頭銷與懸架導(dǎo)向臂連接。

工作原理

如果左右車輪同時(shí)上下跳動(dòng)，即車身只作垂直移動(dòng)而兩側(cè)懸架變形相等時(shí)，橫向穩(wěn)定桿在襯套內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，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(duì)于路面橫向傾斜時(shí)，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(duì)于車架向上移，而車架的另一側(cè)遠(yuǎn)離彈簧支座，相應(yīng)的穩(wěn)定桿的末端則相對(duì)于車架向下移，然而在車身和車架傾斜時(shí)，橫向穩(wěn)定桿的中部對(duì)于車架并無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這樣在車身傾斜時(shí)，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(dòng)。兩端扭桿臂同向跳動(dòng)時(shí)，橫向穩(wěn)定桿不起作用，當(dāng)左右車輪反向跳動(dòng)時(shí)，橫向穩(wěn)定桿中間部分受扭轉(zhuǎn)。^[1]

應(yīng)用

如果整車側(cè)傾角剛度偏低，車身側(cè)傾角過(guò)大，則應(yīng)采用橫向穩(wěn)定桿，以增加整車側(cè)傾角剛度。根據(jù)需要可以在前后懸架上單獨(dú)或同時(shí)安裝橫向穩(wěn)定桿。設(shè)計(jì)橫向穩(wěn)定桿時(shí)，除了要考慮整車總的側(cè)傾角剛度外，還應(yīng)考慮前后懸架的側(cè)傾角剛度之比。為使汽車有不足轉(zhuǎn)向特性，應(yīng)使前懸架的側(cè)傾角剛度比后懸架的稍大些。因此，比較多的車型都是在前懸架安裝橫向穩(wěn)定桿。

一般是根據(jù)橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)應(yīng)力選擇材料，目前國(guó)內(nèi)使用比較多的是60Si2MnA材料。對(duì)于使用應(yīng)力較高的橫向穩(wěn)定桿，日本推薦使用Cr-Mn-B鋼（SUP9，SuP9A），應(yīng)力不高的穩(wěn)定桿用碳素鋼（S48C）。為提高橫向穩(wěn)定桿使用壽命，應(yīng)進(jìn)行噴丸。

為減小質(zhì)量，有的橫向穩(wěn)定桿采用空心圓管制成，鋼管壁厚和外徑之比多為0.125左右。此時(shí)，比用實(shí)心桿外徑增加了11.8%，但質(zhì)量可以減小約50%。