基于高分子复合材料制作汽车悬架推力杆的方法及装置

技术领域

本发明涉及到一种汽车悬架推力杆的制作方法及装置，尤其是指一种基于高分子复合材料制作汽车悬架推力杆的方法及装置及系统装置，该梯形推力杆总成采用高分子复合材料制作杆体轻量化显著，而且由于采用梯形结构提高轻量化梯形推力杆的整体结构强度，轻量化效果显著，完全满足商用车轻量化、电动化的发展需求；属于汽车悬架推力杆制作技术领域。

背景技术

近年来，商用汽车向着轻量化、电动化、智能化、和网联化快速发展，轻量化显得尤为重要。汽车悬架用推力杆作为关键传力部件广泛应用于各种悬架底盘中，主要用于保持车体位置相对固定，以传递车辆的纵向力或横向力，同时还可传递其他方向的力和力矩，保证车轮和车身之间有确定的运动关系，使车辆具有良好的运动特性。

目前汽车底盘多数采用2根V型推力杆+4根直推力杆杆+2根稳定杆结构，V型推力杆杆体、直推力杆杆体和稳定杆杆体都采用金属通过铆接、摩擦焊接或者整体铸锻而成，重量较重，不能很好地满足轻量化、电动化的发展要求。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、申请号为CN201520640291.0，名称为“一种重型汽车空气悬架”，申请人为株洲春华实业有限责任公司的中国实用新型专利，该专利公开了一种重型汽车空气悬架，包括：两个均衡梁组件、一个横向稳定杆、两个推力杆、四个空气气囊、四个减震器和两个固定架，两个均衡梁组件前后对称放置，通过横向稳定杆连接；均衡梁组件的两端均安装有空气气囊和减震器；均衡梁组件的中部安装有固定架；均衡梁组件中间的底部安装有推力杆。

2、申请号为CN201420023692.7，名称为“汽车空气悬架系统”，申请人为江西远成汽车技术股份有限公司的中国实用新型专利，该专利公开了一种汽车空气悬架系统，包括支承架、减震器、空气弹簧、V型推力杆，其特征在于，减震器及空气弹簧安装在支承架上，支承架与汽车前桥两端连接，U形横向稳定杆的两端通过连接销固定在支承架的安装孔上，U形横向稳定杆两条对称的边均为扁平状。

3、申请号为CN201110286982.1，名称为“一种悬架用稳定杆”，申请人为奇瑞汽车股份有限公司的中国发明专利，该专利公开了一种悬架用稳定杆，属于汽车领域。所述稳定杆与两个控制臂总成相连构成悬架承载结构，所述稳定杆包括横臂及对称设于所述横臂两端的两个纵臂，所述横臂上设有稳定杆衬套总成，所述稳定杆衬套总成用于将所述稳定杆固定在车身上，所述两个纵臂设置在与所述横臂相垂直的平面内，所述每个纵臂的末端分别与其对应的控制臂总成固定连接。

通过对上述这些专利的仔细分析，虽然已经有专利提出了对推力杆改进的方法及装置，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，这些专利都仍是采用单一方法来进行推力杆的改进，而都又存在一些不足，缺乏系统地考虑，因此前面所提出的问题仍然存在，所以仍有待进一步加以研究改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有汽车悬架推力杆所存在的不足，提出一种新的制作汽车悬架推力杆的方法及汽车悬架推力杆；该种新的新的制作汽车悬架推力杆的方法及汽车悬架推力杆可以取代V型推力杆和稳定杆，轻量化效果显著，结构合理。

为了达到这一目的，本发明提供了一种基于高分子复合材料制作汽车悬架推力杆的方法，利用高分子复合材料，通过高分子材料与金属结构件结合一体成型制作汽车悬架推力杆；其中，汽车悬架推力杆两根推力主杆为高分子复合材料一体成型，并由楼梯状多个筋条将两根推力主杆连接在一起，同时在两根推力主杆的橡胶球铰安装处采用金属套作为嵌件与推力主杆复合在一起，再在金属套内孔压入橡胶球铰，形成带有金属套的推力主杆与楼梯状多个筋条一起构成的轻量化楼梯形汽车悬架推力杆。

进步地，所述的由楼梯状多个筋条将两根推力主杆连接在一起是将推力杆主杆的杆体整体采用高分子材料制作，并由2条以上连接筋将两根推力杆主杆连接起来，形成一种楼梯形状结构的一体化的高分子轻量化推力杆复合杆体。

进步地，所述的连接筋为3条，两根主杆中间位置一条，两边对称个设置一条，连接筋之间挖空处理，形成一种楼梯状结构推力杆杆体。

进步地，所述的连接筋与两根主杆采取圆弧过渡连接，消除连接拐角处的应力产生，同时增强推力杆杆体的总体强度。

进步地，所述的两根推力杆主杆的截面形状为哑铃状，其中，靠近两根推力杆主杆端点与金属套复合的部位，根据金属套的大小设置包裹金属套的复合材料球套，再将复合材料球套与两根推力杆主杆连接通过圆弧过渡减薄形成两头大中间小的哑铃状结构，从而减轻推力杆的总体重量。

进步地，所述的橡胶金属球铰是指将两根推力杆主杆端点的连接球铰分成金属套和橡胶球铰两部分，金属套与两根推力杆主杆端点的复合材料球套复合在一起，橡胶球铰压入在金属套内孔内，构成带有金属套结构的橡胶金属复合球铰。

进步地，所述的金属套与两根推力杆主杆端点的复合材料球套复合在一起是指将金属套先作成外形为两头大中间小的“工”字形金属衬套，金属套的外面复合高分子复合材，形成金属套与复合高分子材料球套嵌在一起的推力杆主杆端点；金属套的中心为通孔，且在一头设有挡圈，橡胶球铰从另一头装入金属套内，并一端通过挡圈限定轴向位置，另一端通过设置在金属套内圈卡槽中的卡圈进行限位；橡胶球铰的两侧都整体硫化有与橡胶球铰橡胶部分型面相同的金属挡套，在橡胶球铰装入金属套后，两端通过金属挡套挡住橡胶球铰橡胶部分型面保持橡胶型面的变形不会出现外鼓。

一种基于高分子复合材料制作汽车悬架的推力杆，包括两根推力杆主杆和橡胶球铰；两根推力杆主杆之间通过楼梯状的多个筋条连接在一起，且两根推力杆主杆与楼梯状的多个筋条整体采用高分子复合材料一体制作成型；所述的橡胶金属球铰为金属套与橡胶球铰组合结构的复合球铰，且金属套作为嵌件镶嵌在两根推力杆主杆的复合高分子材料球套内，形成高分子材料推力杆与金属套一体成型制作的汽车悬架推力杆。

进步地，所述的两根推力杆主杆的轴向截面为哑铃状结构，即两头大中间小结构；楼梯状的多个筋条连接在两根推力杆主杆的中间部位，形成一种楼梯结构的一体化的高分子轻量化推力杆杆体。

进步地，所述的两根推力杆主杆的两端分别设有橡胶金属球铰，分别设置在两根推力杆主杆的两个端点位置，金属套与两根推力杆主杆两个端点的复合高分子材料球套复合在一起，金属套与两根推力杆主杆一体成型，橡胶球铰压入在金属套内。

进步地，所述的金属套与两根推力杆主杆两个端点的复合高分子材料球套复合在一起是指将金属套先作成外形为两头大中间小的“工”字形金属衬套，金属套的外面复合高分子复合材，形成金属套与复合高分子材料球套嵌在一起的推力杆主杆端点；金属套的中心为通孔，且在一头设有挡圈，橡胶球铰从另一头装入金属套内，并一端通过挡圈限定轴向位置，另一端通过设置在金属套内圈卡槽中的卡圈进行限位；橡胶球铰的两侧都整体硫化有与橡胶球铰橡胶部分型面相同的金属挡套，在橡胶球铰装入金属套后，两端通过金属挡套挡住橡胶球铰橡胶部分型面保持橡胶型面的变形不会出现外鼓。

本发明的优点在于：

本发明的梯形推力杆总成通过采用复合材料制作杆体，同时采用梯形结构提升本体的结构强度，轻量化效果显著，完全满足商用车轻量化、电动化的发展需求。主要有以下一些优点：

1、本发明的梯形推力杆总成通过采用复合材料制作杆体，可以有效降低推力杆的重量，实现推力杆的轻量化；

2、本发明将推力杆的两根主杆通过楼梯状的筋条连接起来，不仅可以进一步降低推力杆总成的重量，而且提升本体的结构强度；

3、本发明梯形推力杆总成可以取代V型推力杆和稳定杆，轻量化效果显著，结构合理；

4、本发明采用哑铃结构的主杆，可以进一步降低主杆和连接筋条的重量，实现总体构成的轻量化。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构立体示意图；

图2是本发明一个带有球铰的实施例的结构立体示意图；

图3是本发明一个带有球铰的实施例的结构示意图；

图4是本发明的球铰结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图1和2可以看出，本发明涉及一种基于高分子复合材料制作汽车悬架的推力杆，包括两根推力杆主杆1，分别为第一主杆2和第二主杆3；第一主2杆和第二主杆3之间通过楼梯状的多个筋条4连接在一起，且两根推力杆主杆1与楼梯状的筋条4整体采用高分子复合材料一体制作成型；在第一主杆2和第二主杆3的两端分别安装有橡胶金属球铰5；所述的橡胶金属球铰5为金属套6与橡胶球铰7组合结构的复合球铰，且金属套6作为嵌件镶嵌在两根推力杆主杆1的复合高分子材料球套8内，形成高分子材料推力杆与金属套一体成型制作的汽车悬架推力杆。

进步地，所述的两根推力杆主杆1的轴向截面为哑铃状结构，即两头大中间小结构；楼梯状的多个筋条4为3根筋条，3根筋条连接在两根推力杆主杆1的中间部位9的位置，形成一种楼梯结构的一体化的高分子轻量化推力杆杆体；每两根筋条4之间为腰形孔，使得筋条4与两根推力主杆1之间形成过渡连接，避免应力集中；所述的哑铃状结构是靠近两根推力杆主杆1的端点与金属套6复合的部位，根据金属套6的大小设置包裹金属套的复合高分子材料球套10，再将复合高分子材料球套10与两根推力杆主杆1连接通过圆弧11过渡减薄形成两头大中间小的哑铃状结构，从而减轻推力杆的总体重量。

进步地，所述的两根推力杆主杆1的两端分别设有橡胶金属球铰5，分别设置在两根推力杆主杆1的两个端点位置，金属套6与两根推力杆主杆1两个端点的复合高分子材料球套10复合在一起，金属套6与两根推力杆主杆1一体成型，橡胶球铰7压入在金属套6内；橡胶金属球铰5的芯轴12为中间凸起结构。这种橡胶金属球铰5结构既便于安装，也便于推力杆的轻量化。

进步地，所述的金属套6与两根推力杆主杆1两个端点的复合高分子材料球套10复合在一起是指将金属套6先作成外形为两头大中间小的“工”字形金属衬套，金属套6的外面11复合高分子复合材，形成金属套6与复合高分子材料球套嵌在一起的推力杆主杆端点；金属套6的中心为通孔，且在一头设有挡圈13，橡胶球铰7从另一头装入金属套6内，并一端通过挡圈13限定轴向位置，另一端通过设置在金属套6内圈卡槽中的卡圈14进行限位；橡胶球铰7的两侧都整体硫化有与橡胶球铰橡胶部分型面相同的金属挡套8，在橡胶球铰7装入金属套6后，两端通过金属挡套15挡住橡胶球铰橡胶部分型面保持橡胶型面的变形时不会出现外鼓。

实施例二

实施例二的原理与实施例一是一样的，只是组合结构上稍微有所不同，所述的一种基于高分子复合材料制作汽车悬架推力杆，包括推力杆杆体和橡胶球铰，其中橡胶球铰为4个，分别设置在推力杆杆体的四个角上；其点在于，所述的橡胶球铰为金属套结构的组合球铰；所述的推力杆杆体为高分子材料结构的推力杆，且金属套与推力杆杆体复合在一起，形成高分子材料推力杆与金属套一体成型制作的汽车悬架推力杆。

只是所述的推力杆杆体为高分子材料制作的楼梯形推力杆杆体是推力杆杆体整体采用高分子材料制作，并由2条连接筋将连接推力杆4端点的两根主杆连接起来，形成一种楼梯结构的一体化的高分子轻量化推力杆杆体。

实施例三

实施例三的原理与实施例一是一样的，只是组合结构上稍微有所不同，所述的一种基于高分子复合材料制作汽车悬架推力杆，包括推力杆杆体和橡胶球铰，其中橡胶球铰为4个，分别设置在推力杆杆体的四个角上；其特征在于，所述的橡胶球铰为金属套结构的组合球铰；所述的推力杆杆体为高分子材料结构的推力杆，且金属套与推力杆杆体复合在一起，形成高分子材料推力杆与金属套一体成型制作的汽车悬架推力杆。

只是所述的推力杆杆体为高分子材料制作的楼梯形推力杆杆体是推力杆杆体整体采用高分子材料制作，并由4条连接筋将连接推力杆4端点的两根主杆连接起来，形成一种楼梯结构的一体化的高分子轻量化推力杆杆体。

通过上述实施例，可以看出本发明还涉及一种基于高分子复合材料制作汽车悬架推力杆的方法，利用高分子复合材料，通过高分子材料与金属结构件结合一体成型制作汽车悬架推力杆；其中，汽车悬架推力杆两根推力主杆为高分子复合材料一体成型，并由楼梯状多个筋条将两根推力主杆连接在一起，同时在两根推力主杆的橡胶球铰安装处采用金属套作为嵌件与推力主杆复合在一起，再在金属套内孔压入橡胶球铰，形成带有金属套的推力主杆与楼梯状多个筋条一起构成的轻量化楼梯形汽车悬架推力杆。

进步地，所述的由楼梯状多个筋条将两根推力主杆连接在一起是将推力杆主杆的杆体整体采用高分子材料制作，并由2条以上连接筋将两根推力杆主杆连接起来，形成一种楼梯形状结构的一体化的高分子轻量化推力杆复合杆体。

进步地，所述的连接筋为3条，两根主杆中间位置一条，两边对称个设置一条，连接筋之间挖空处理，形成一种楼梯状结构推力杆杆体。

进步地，所述的连接筋与两根主杆采取圆弧过渡连接，消除连接拐角处的应力产生，同时增强推力杆杆体的总体强度。

进步地，所述的两根推力杆主杆的截面形状为哑铃状，其中，靠近两根推力杆主杆端点与金属套复合的部位，根据金属套的大小设置包裹金属套的复合材料球套，再将复合材料球套与两根推力杆主杆连接通过圆弧过渡减薄形成两头大中间小的哑铃状结构，从而减轻推力杆的总体重量。

进步地，所述的橡胶金属球铰是指将两根推力杆主杆端点的连接球铰分成金属套和橡胶球铰两部分，金属套与两根推力杆主杆端点的复合材料球套复合在一起，橡胶球铰压入在金属套内孔内，构成带有金属套结构的橡胶金属复合球铰。

进步地，所述的金属套与两根推力杆主杆端点的复合材料球套复合在一起是指将金属套先作成外形为两头大中间小的“工”字形金属衬套，金属套的外面复合高分子复合材，形成金属套与复合高分子材料球套嵌在一起的推力杆主杆端点；金属套的中心为通孔，且在一头设有挡圈，橡胶球铰从另一头装入金属套内，并一端通过挡圈限定轴向位置，另一端通过设置在金属套内圈卡槽中的卡圈进行限位；橡胶球铰的两侧都整体硫化有与橡胶球铰橡胶部分型面相同的金属挡套，在橡胶球铰装入金属套后，两端通过金属挡套挡住橡胶球铰橡胶部分型面保持橡胶型面的变形不会出现外鼓。

上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，而且本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。同时，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的优点在于：

本发明的梯形推力杆总成通过采用复合材料制作杆体，同时采用梯形结构提升本体的结构强度，轻量化效果显著，完全满足商用车轻量化、电动化的发展需求。主要有以下一些优点：

1、本发明的梯形推力杆总成通过采用复合材料制作杆体，可以有效降低推力杆的重量，实现推力杆的轻量化；

2、本发明将推力杆的两根主杆通过楼梯状的筋条连接起来，不仅可以进一步降低推力杆总成的重量，而且提升本体的结构强度；

3、本发明梯形推力杆总成可以取代V型推力杆和稳定杆，轻量化效果显著，结构合理；

4、本发明采用哑铃结构的主杆，可以进一步降低主杆和连接筋条的重量，实现总体构成的轻量化。