行之知识产权综合服务平台

技术领域

本发明涉及车辆设备领域，具体而言，涉及一种稳定杆连接杆及其制造方法和车辆。

背景技术

在车辆的悬架系统中，稳定杆连接杆通过两个球头关节分别与减振器(或摆臂等)和稳 定杆连接。如图1所示，稳定杆连接杆包括主杆10和通过球头关节与主杆10连接的第一连 接杆20和第二连接杆30。这其中，球头关节的设计为最重要部分，即球头关节的摆动极值， 即要有足够的摆动角度以保证车辆的正常运行，防止主杆10变形，又不能使设计的摆动角度 太大而使球头关节有从球座中脱出的风险。

现有技术中针对稳定杆连接杆的设计中可以在CATIA运动机构中模拟测量，但由于运动 机构中的约束无法完全模拟实际情况，致使模拟测量的结果与实际需求相差较大，得到的球 头关节的摆动极值不够准确，因此不能直接用来作为稳定杆连接杆的设计依据。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种稳定杆连接杆及其制造方法和车辆，以解决现有技术中 的采用模拟方法进行稳定杆连接杆的设计不够准确的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种稳定杆连接杆的制造方法，稳 定杆连接杆包括主杆和与主杆连接的第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆通过第一球头关 节与主杆连接，第二连接杆通过第二球头关节与主杆连接，第一连接杆具有垂直于主杆的第 一起始位置，第二连接杆具有垂直于主杆的第二起始位置；第一连接杆具有相对第一起始位 置达到最大偏移量的极限位置，当第一连接杆处于位于极限位置的状态时，第二连接杆位于 配合位置；制造方法包括：当第一连接杆位于极限位置时，第一连接杆的轴线与主杆的轴线 的最大锐角夹角的余角为A1；当第二连接杆位于配合位置时，第二连接杆的轴线与主杆的轴 线的最大锐角夹角的余角为A2；当第一连接杆位于极限位置且第二连接杆位于配合位置时， 第一连接杆的轴线在垂直于主杆的轴线的平面上的投影与第二连接杆的轴线在垂直于主杆的 轴线的平面上的投影之间的锐角夹角为C；比较A1的正切值与A2的正切值的差值和C的正 切值得到比较结果，根据比较结果确定第一球头关节的摆动极值W1；根据第一球头关节的摆 动极值W1制造第一球头关节以得到稳定杆连接杆。

进一步地，根据比较结果确定第一球头关节的摆动极值W1包括：当tg2A1≥tg2A2+tg2C 时，第一球头关节的摆动极值W1与A1相等。

进一步地，根据比较结果确定第一球头关节的摆动极值W1包括：当tg2A2≥tg2A1+tg2C 时，第一球头关节的摆动极值W1与A2相等。

进一步地，根据比较结果确定第一球头关节的摆动极值W1包括：当│tg2A1-tg2A2│≤ tg2C时，第一球头关节的摆动极值W1根据以下公式得出：

tg2W1＝tg2θ+tg2A1；

θ根据以下公式得出：

tg2θ+tg2A1＝tg2(C-θ)+csc2(C-θ)tg2A2。

进一步地，第二球头关节的摆动极值W2与第一球头关节的摆动极值W1相同。

根据本发明的另一方面，提供了一种稳定杆连接杆，包括主杆和与主杆连接的第一连接 杆和第二连接杆，第一连接杆通过球头关节与主杆连接；其特征在于，稳定杆连接杆通过上 述的稳定杆连接杆的制造方法制造。

进一步地，第一连接杆的第一起始位置的延伸方向和第二连接杆的第二起始位置的延伸 方向相平行。

进一步地，其特征在于，第一连接杆与第二连接杆的在垂直于主杆的轴线的平面上的运 动相互联动。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括悬架系统，悬架系统包括稳定杆连接杆， 其特征在于，稳定杆连接杆为上述的稳定杆连接杆或根据上述的稳定杆连接杆的制造方法制 造得到。

进一步地，悬架系统包括减震器和稳定杆，稳定杆连接杆的第一连接杆和第二连接杆分 别连接减震器和稳定杆；和/或，悬架系统包括摆臂和稳定杆，稳定杆连接杆的第一连接杆和 第二连接杆分别连接摆臂和稳定杆。

应用本发明的技术方案，相比在CATIA运动机构中进行的模拟测量而得到的数据更加准 确，因此第一球头关节的摆动极值W1更加接近真实值，准确性得到提高，由上述方案设计并 制造出的稳定杆连接杆拥有更好的适应性与稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的稳定杆连接杆的实施例的在xz平面上的示意图；

图2示出了根据本发明的稳定杆连接杆的实施例的在yz平面上的沿x轴负方向的示意图；

图3示出了根据本发明的稳定杆连接杆的实施例的在yz平面上的沿x轴正方向的示意图； 以及

图4示出了根据本发明的稳定杆连接杆的实施例在yz平面上的第一连接杆的投影与第二 连接杆的投影之间的夹角C的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种稳定杆连接杆的制造方法，其中稳定杆连接杆如图1 至4所示，该稳定杆连接杆包括主杆10和与主杆10连接的第一连接杆20和第二连接杆30， 第一连接杆20通过第一球头关节与主杆10连接，第二连接杆30通过第二球头关节与主杆10 连接，第一连接杆20具有垂直于主杆10的第一起始位置，第二连接杆30具有垂直于主杆10 的第二起始位置；第一连接杆20具有相对第一起始位置达到最大偏移量的极限位置，当第一 连接杆20处于位于极限位置的状态时，第二连接杆30位于配合位置；当第一连接杆20位于 极限位置时，第一连接杆20的轴线与主杆10的轴线的最大锐角夹角的余角为A1；当第二连 接杆30位于配合位置时，第二连接杆30的轴线与主杆10的轴线的最大锐角夹角的余角为 A2；当第一连接杆20位于极限位置且第二连接杆30位于配合位置时，第一连接杆20的轴线 在垂直于主杆10的轴线的平面上的投影与第二连接杆30的轴线在垂直于主杆10的轴线的平 面上的投影之间的锐角夹角为C；比较A1的正切值与A2的正切值的差值和C的正切值得到 比较结果，根据比较结果确定第一球头关节的摆动极值W1；根据第一球头关节的摆动极值 W1制造第一球头关节以得到稳定杆连接杆。

从上述方案中可以看出，第一球头关节的摆动极值W1由多个数值的关系确定，包括当第 一连接杆20位于极限位置时，第一连接杆20的轴线与主杆10的轴线的最大锐角夹角的余角 为A1，当第二连接杆30位于配合位置时，第二连接杆30的轴线与主杆10的轴线的最大锐 角夹角的余角为A2，以及当第一连接杆20位于极限位置且第二连接杆30位于配合位置时， 第一连接杆20的轴线在垂直于主杆10的轴线的平面上的投影与第二连接杆30的轴线在垂直 于主杆10的轴线的平面上的投影之间的锐角夹角为C，并且上述A1、A2和C的值均为由第 一连接杆10和第二连接杆20实际的处于相应的位置时得到的，相比在CATIA运动机构中进 行的模拟测量而得到的数据更加准确，因此第一球头关节的摆动极值W1更加接近真实值，准 确性得到提高，由上述方案设计并制造出的稳定杆连接杆拥有更好的适应性与稳定性。

优选地，第二球头关节的摆动极值W2与第一球头关节的摆动极值W1相同。由于第一连 接杆20和第二连接杆30之间具有一定的联动性，因此W2与W1相等。因此，稳定杆连接杆 的球头关节的摆动极值W＝W1＝W2。

第一连接杆20在整车装配好后有且只有一个自由度，即绕第一球头关节与第二球头关节 的中心的连线的旋转自由度。同理，第二连接杆30也具有一个自由度。需要指出的是，在图 1至4示出的实施例中，第一球头关节和第二球头关节的中心的连线与主杆10的轴线重合。

基于以上论证，建立坐标系：坐标原点为任一球头关节的中心，在图1中为第一球头关 节的中心，x轴为旋转轴线，在本实施例中即主杆10的轴线，正向为从原点指向另一个球头 关节的方向；z轴为球座的轴线方向，即当第一连接杆20处于起始位置时的延伸方向，正向 为从原点指向球座的开口端；y轴按左手螺旋法则确定。

基于以上坐标系，将第一连接杆20的摆动极值W1和第二连接杆30的摆动极值W2分别 投影到xz平面和yz平面上，形成β1、α1和β2、α2。其数学关系有：

tg²W1＝tg²α1+tg²β1，记为式1；

tg²W2＝tg²α2+tg²β2，记为式2。

基于以上坐标系，第二球头关节的摆动极值W2与第一球头关节的摆动极值W1分别投影 到yz平面上，在yz平面上得到第一球头关节的轴线的投影和第二球头关节的轴线的投影间所 呈的夹角C。

基于上述中提到的自由度，角度α1和α2是可以相互补偿的；而β1和β2不能相互补 偿。有以下特例：当β1＝β2＝0时，只需C≤2W即可；但当α1＝α2＝0时，必须满足β1 ≤W，且β2≤W。

测量主杆10的轴线与第一球头关节的轴线的夹角A1'，并令A1＝│A1'-90°│，即A1为 第一连接杆20的轴线与主杆10的轴线的最大锐角夹角的余角；测量主杆10的轴线与第一球 头关节的轴线的夹角A2'，并令A2＝│A2'-90°│，即A2为第二连接杆30的轴线与主杆10 的轴线的最大锐角夹角的余角。

基于上述中提到的自由度，不限制稳定杆连接杆的该方向自由度。设定：xz平面为主平 面，主杆10和第一球头关节的轴线所构成的平面为平面1，主杆10和第一球头关节的轴线所 构成的平面为平面2。当主平面和平面1重合时，有：α1＝0，β1＝A1＝W1。同样，当主平 面和平面2重合时，有：α2＝0，β2＝A2＝W2。

当主平面从平面1开始向平面2方向转动θ角度后，有：α1＝θ，tgβ1＝cscθtgA1。将 上述代入式1，则得到：

tg²W1＝tg²θ+csc²θtg²A1，记为式3。

当主平面从平面1开始向平面2方向转动θ角度后，有：α2＝C-θ，tgβ2＝csc(C-θ)tgA2。 将上述代入式2，则得到：

tg²W2＝tg²(C-θ)+csc²(C-θ)tg²A2，记为式4。

令W1＝W2，此时第一球头关节和第二球头关节的摆动角度均充分利用，则W＝W1＝W2。

优选地，在比较A1的正切值与A2的正切值的差值和C的正切值得到比较结果，根据比 较结果确定第一球头关节的摆动极值W1这一步骤中，包括以下三种情况：

当tg²A1≥tg²A2+tg²C时，第一球头关节的摆动极值W1与A1相等。

当tg²A2≥tg²A1+tg²C时，第一球头关节的摆动极值W1与A2相等。

当│tg²A1-tg²A2│≤tg²C时，第一球头关节的摆动极值W1根据以下公式得出：

tg²W1＝tg²θ+tg²A1；

θ根据以下公式得出：

tg²θ+tg²A1＝tg²(C-θ)+csc²(C-θ)tg²A2。

具体地，在运动机构中模拟稳定杆连接杆的第一连接杆20和第二连接杆30运动至极限 位置，并处于该状态下；在该状态下，在yz平面内，测量第一球头关节的轴线的投影和第二 球头关节的轴线的投影间的夹角C；在该状态下，分别测出第一球头关节的轴线与主杆10的 轴线间的夹角A1’，以及第二球头关节轴线与主杆10的轴线间的夹角A2’；计算A1＝│ A1'-90°│，A2＝│A2'-90°│；根据A1、A2和C的值之间的关系，有如下三种情况，并在 不同情况下确定稳定杆连接杆的球头关节的摆动极值W：

当tg²A1≥tg²A2+tg²C时，W＝A1；

当tg²A2≥tg²A1+tg²C时，W＝A2；

当│tg²A1-tg²A2│≤tg²C时，设主平面由与平面1重合位置向平面2方向转动θ角度后， 第一球头关节和第二球头关节的摆角相等，即W1＝W2，代入式3和式4得：

tg²θ+tg²A1＝tg²(C-θ)+csc²(C-θ)tg²A2，

解出以上θ，并代入tg²W1＝tg²θ+tg²A1，求得W＝W1。

需要特别指出，此方法适用于主杆10的轴线与球头关节的中心重合的稳定杆连接杆，当 主杆10的轴线与球头关节的中心不重合时可依本方法为基础继续推算，并在某些特定情况时 可直接应用本方法。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种稳定杆连接杆，如图1至4所示，该稳定杆连 接杆包括主杆10和与主杆10连接的第一连接杆20和第二连接杆30，第一连接杆20通过球 头关节与主杆10连接；稳定杆连接杆通过上述的稳定杆连接杆的制造方法制造。

优选地，如图1所示，第一连接杆20的第一起始位置的延伸方向和第二连接杆30的第 二起始位置的延伸方向相平行。

优选地第一连接杆20与第二连接杆30的在垂直于主杆10的轴线的平面上的运动相互联 动。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种车辆，包括悬架系统，悬架系统包括稳定杆连 接杆，稳定杆连接杆为上述的稳定杆连接杆或根据上述的稳定杆连接杆的制造方法制造得到。

根据本发明的稳定杆连接杆的制造方法制造得到的稳定杆连接杆的球头关节具有更适配 的摆动极值，通过球头关节连接的连接杆具有良好的自由度，不会因为球头关节的摆动极值 不够而造成主杆10受力弯曲，也不会因为球头关节的摆动极值过大而造成连接杆的脱落，因 此稳定杆连接杆更加可靠耐用，使得车辆的悬架系统更加安全、可靠。

优选地，所述悬架系统包括减震器和稳定杆，稳定杆连接杆的第一连接杆20和第二连接 杆30分别连接减震器和稳定杆；和/或，悬架系统包括摆臂和稳定杆，稳定杆连接杆的第一连 接杆20和第二连接杆30分别连接摆臂和稳定杆。

其中，在车辆的前悬架系统上，稳定感连接杆用于连接减震器和稳定杆；而在车辆的后 悬架系统上，稳定感连接杆用于连接摆臂和稳定杆。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。