專利名稱：一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種轎車用懸架系統(tǒng)減振件，特別是一種轎車控制臂及穩(wěn)定
桿用橡膠襯套。
背景技術(shù)：
駕乘舒適性是轎車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有 關，而車身的固有振動特性又與懸架的特性有關。所以，汽車懸架是保證乘坐舒 適性的重要部件。同時，汽車懸架作為車架(車身)與車軸(或車輪)之間作連 接的傳力機件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。而在用來傳遞縱向力，側(cè)向 力及力矩的上下擺臂等叉形鋼架、轉(zhuǎn)向穩(wěn)定桿等剛性件之間起柔性連接的就是控 制臂橡膠襯套和穩(wěn)定桿橡膠襯套。他們共同保證車輪相對于車架(或車身)有確 定的相對運動規(guī)律。為了提高轎車的舒適性，現(xiàn)在的轎車懸架的垂直剛度值設計 的較低，用通俗話來講就是很"軟"，這樣雖然乘坐舒適了，但轎車在轉(zhuǎn)彎時， 由于離心力的作用會產(chǎn)生較大的車身傾斜角，這就直接影響到操縱的穩(wěn)定性。為 了改善這一狀態(tài)，轎車在前后懸架增添了橫向穩(wěn)定桿，當車身傾斜時，兩側(cè)懸架 變形不等，橫向穩(wěn)定桿就會起到類似杠桿作用，使左右兩邊的彈簧變形接近一致， 以減少車身的傾斜和振動，提高轎車行駛的穩(wěn)定性。而這些剛性部件就是通過橡
膠襯套來達到柔性連接的，包括控制臂襯套和穩(wěn)定桿襯套。這些不同剛度和形狀 要求的襯套與整個懸架系統(tǒng)共同完成了減振和操控的功效。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要達到的目的是提供一種兼顧轎車適應不同路況，能提高整車 的操控性和駕乘舒適性，并能提高整車性能的轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套。 為了達到上述的目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為
一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，包括有金屬內(nèi)套管，其特征在于所述 的金屬內(nèi)套管周圍硫化粘接有橡膠彈性體襯套，所述的橡膠彈性體襯套上、下兩 端分別有環(huán)形溝槽，上、下端的環(huán)形溝槽的外側(cè)有環(huán)邊，所述上端的環(huán)形溝槽外 側(cè)的環(huán)邊內(nèi)硫化固定有金屬內(nèi)墊圈，所述的金屬內(nèi)套管兩端分別裝配有中間開孔 的金屬墊片。所述的一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，其特征在于所述的金屬墊片 的開孔內(nèi)邊緣連接有環(huán)形邊沿，所述的環(huán)形邊沿外壁與金屬內(nèi)套管的內(nèi)壁插接配合。
所述的一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，其特征在于所述的金屬內(nèi)套
管選用的材料為GB20精密鋼管。
所述的一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，其特征在于所述的橡膠彈性
體襯套釆用的材料為天然橡膠，硬度為邵氏硬度60士5Hs。
通過在橡膠襯套內(nèi)部添加金屬內(nèi)墊圈，兩端面裝配墊片，這樣在不提高徑向 剛度條件下來增加軸向及偏轉(zhuǎn)剛度，一定條件下解決了乘坐舒適性及操控穩(wěn)定性 對橡膠襯套剛度分別有不同要求之間的矛盾，提高了整個的操控性和穩(wěn)定性，使 駕駛更加舒適。

圖l為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，包括有金屬內(nèi)套管l，所述的金屬內(nèi) 套管1周圍硫化粘接有橡膠彈性體襯套4，所述的橡膠彈性體襯套4上、下兩端 分別有環(huán)形溝槽5、 6，上、下端的環(huán)形溝槽5、 6的外側(cè)有環(huán)邊，所述上端的環(huán) 形溝槽外側(cè)的環(huán)邊內(nèi)硫化固定有金屬內(nèi)墊圈2，所述的金屬內(nèi)套管1兩端分別裝 配有中間開孔的金屬墊片3。
1、金屬內(nèi)套管的設計
1)內(nèi)套材料選擇根據(jù)內(nèi)套軸向承受105KN，永久變形不大于總長的0.2% 的條件，第一內(nèi)套材料需要保證一定的屈服強度，以滿足壓變要求；第二 考慮到105KN的受力變形，設計時需增加內(nèi)套管的承壓面。選定在內(nèi)套管兩端 壓裝3mm厚的耐磨墊片。由于襯套內(nèi)孔需通過M12螺栓與車身連接，考慮到 利于裝配和保證墊片的裝配強度，內(nèi)套管內(nèi)孔最小通過處設計在4)14，這樣初 步給定內(nèi)套管內(nèi)徑為(H7，外徑4>25，根據(jù)《汽車用螺栓緊固件擰緊力矩規(guī)范》 GB3677-84中提供的螺栓連接產(chǎn)生預緊力P0，在M=K*P0*d/1000中代入M= 擰緊扭距，客戶裝配時為240N.m， K-擰緊扭距系數(shù)，取平均值0.284， d二螺 紋直徑，M12螺栓取10.376mm，計算得出P0=81.44*1 OOON。內(nèi)套管截面積S=3.14* (252-172) /4=263.76mm2，內(nèi)套管內(nèi)壓力P=P0/S = 81.44/263.76* 1000 =308.8MPa。從優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼管GB3639-2000査得GB20鋼力學性能o 400MPa，考慮到強度性能及市場易采購，選定內(nèi)套材料為20精密鋼管，符合 設計要求。
2)內(nèi)套強度驗證
根據(jù)A1/I^F/(G+S)校核設計要求軸向加載105KN，長度永久變形《0.2%。 Al/L為壓縮比(設計要求為內(nèi)套永久變形不超過總長的0.2%); F為壓力(設 計要求為105KN); G^材料壓縮強度(20鋼壓縮強度為230Gpa); S二截面 積，8=3.14* (252-172) /4=263.76mm2。 Al/L=105/ (230*S) =105/60664.8=0.00173=0.173%<0.2%。 根據(jù)以上校核確定將內(nèi)套管尺寸確定為25*17*64。 2、產(chǎn)品設計
為滿足性能要求，可以從橡膠材料及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)兩個方面來調(diào)整，具體到所 設計的產(chǎn)品，由于己經(jīng)規(guī)定了橡膠硬度，所以調(diào)整橡膠體外形結(jié)構(gòu)是設計的關 鍵所在。
現(xiàn)在對產(chǎn)品設計進行簡單綜述；
裝配要求橡膠面不能超過內(nèi)套管端面，控制臂裝配孔尺寸ci)59.1 ±0.5， 高度48土0.5，與車身連接的空間尺寸70士0.35;
性能要求徑向靜剛度2100N/mm,其余方向根據(jù)整車調(diào)校實測。 確定外徑B:
根據(jù)基本形狀對產(chǎn)品進行初步計算分析，確定原始尺寸，計算公式如下
式中，^"為表觀彈性模量，計算公式為
=(4 + 0.56fc2)G
式中，A和s為與硬度和幾何形狀有關的系數(shù)，可由如下公式計算得到。<formula>formula see original document page 6</formula>
代入數(shù)據(jù)得到產(chǎn)品外徑的基礎數(shù)據(jù)，由于產(chǎn)品裝入控制臂后，膠體會產(chǎn)生壓 縮伸長(橡膠壓縮后體積不變)，所以橡膠壓入面設計帶溝槽形式，以抵消膠體 受壓產(chǎn)生的軸向伸長。根據(jù)初步設計結(jié)構(gòu)開模試制產(chǎn)品并試驗驗證。通過調(diào)整外 徑的壓縮量來匹配徑向剛度。由于要求襯套在保持較低的徑向剛度的前提下得到 較大的軸向和偏轉(zhuǎn)剛度，所以設計時在橡膠體一端植入金屬墊圈，并與橡膠一體 硫化，解決了在不提高徑向剛度前提下，使軸向及偏轉(zhuǎn)剛度得到顯著提高，反映 在懸架系統(tǒng)中，就是在一定條件下兼顧了舒適性和架乘穩(wěn)定性(易于操控)之間 的矛盾。同時，由于零件在懸架系統(tǒng)中，在不同的路況及操控下軸向會承受較大 載荷沖擊，設計時在零件成型后在內(nèi)套兩端裝配強度比內(nèi)套高一等級的國標45 鋼材料來增加承壓面積，從而降低內(nèi)套的單位承壓面。對內(nèi)套起一定保護作用的 前提下，同時也提高了軸向剛度?；谇跋驴刂票鄞笠r套的設計，衍生出了 Solstice Roadster跑車懸架系統(tǒng)的其余控制臂襯套零件和前后穩(wěn)定桿襯套及卡箍 的設計。
權(quán)利要求1、一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，包括有金屬內(nèi)套管，其特征在于所述的金屬內(nèi)套管周圍硫化粘接有橡膠彈性體襯套，所述的橡膠彈性體襯套上、下兩端分別有環(huán)形溝槽，上、下端的環(huán)形溝槽的外側(cè)有環(huán)邊，所述上端的環(huán)形溝槽外側(cè)的環(huán)邊內(nèi)硫化固定有金屬內(nèi)墊圈，所述的金屬內(nèi)套管兩端分別裝配有中間開孔的金屬墊片。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，其特征在于 所述的金屬墊片的開孔內(nèi)邊緣連接有環(huán)形邊沿，所述的環(huán)形邊沿外壁與金屬內(nèi)套 管的內(nèi)壁插接配合。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，其特征在于 所述的金屬內(nèi)套管選用的材料為GB20精密鋼管。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，其特征在于所述的橡膠彈性體襯套采用的材料為天然橡膠，硬度為邵氏硬度60土5Hs。
專利摘要本實用新型涉及一種轎車控制臂及穩(wěn)定桿用橡膠襯套，包括有金屬內(nèi)套管，其特征在于所述的金屬內(nèi)套管周圍硫化粘接有橡膠彈性體襯套，所述的橡膠彈性體襯套上、下兩端分別有環(huán)形溝槽，上、下端的環(huán)形溝槽的外側(cè)有環(huán)邊，所述上端的環(huán)形溝槽外側(cè)的環(huán)邊內(nèi)硫化固定有金屬內(nèi)墊圈，所述的金屬內(nèi)套管兩端分別裝配有中間開孔的金屬墊片。通過在橡膠彈性體襯套內(nèi)部添加金屬內(nèi)墊圈，兩端面裝配墊片，這樣在不提高徑向剛度條件下來增加軸向及偏轉(zhuǎn)剛度，一定條件下解決了乘坐舒適性及操控穩(wěn)定性對橡膠襯套剛度分別有不同要求之間的矛盾，提高了整個的操控性和穩(wěn)定性，使駕駛更加舒適。
文檔編號B60G7/00GK201353990SQ20082021679
公開日2009年12月2日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者譚清云 申請人:安徽中鼎減震橡膠技術(shù)有限公司;夏鼎湖