轴向变矩器

技术领域

本发明涉及汽车结构件刚度技术领域，尤其涉及一种轴向变矩器。

背景技术

底盘作为汽车的三大件之一，它由一系列的运动支撑部件和弹性元件组成，是实现和保证车辆动力学性能、行驶安全性和舒适性的基石。除了电磁、电液减振器等部件，当前的很多结构部件是刚度特性都是固定，这对汽车的安全、舒适、操稳等性能要求的提升是很难实现或者是成本极高的。如防倾杆、扭梁等部件，在设计制造完成时，所有的特性就已经固化不可变了，这时进行的底盘调校通常仅能得到一种综合各种性能要求后相互妥协结果，因为很多应用场景下对同一部件的要求可能是相反的，因此相关部件动态特性就非常必要了。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可以调节刚度的轴向变矩器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：轴向变矩器，包括筒体，筒体一端固定设置有端盖，筒体另一端设为封闭结构，筒体内设置有变刚度管，变刚度管与筒体同轴线设置，变刚度管一端设有与其花键连接的联接管，联接管与变刚度管同轴线设置，联接管远离变刚度管一端延伸出端盖设置，联接管与端盖转动配合，筒体端部的封闭结构设有与变刚度管另一端转动连接的连接结构；变刚度管与筒体内壁之间设置有环形活塞，环形活塞、筒体内壁与端盖之间形成密闭空间，端盖上开设有与密闭空间连通的进油口，环形活塞设于变刚度管靠近联接管一侧的端部，环形活塞外周面与筒体内壁滑动连接，环形活塞内周面套接在变刚度管外周，环形活塞与变刚度管固定连接。

进一步的是：筒体两端均设置有端盖，变刚度管两端均设置有联接管和环形活塞。

进一步的是：筒体两端的密闭空间之间设置连通道。

进一步的是：环形活塞内圆周设置有沿轴向向端盖一侧延伸的环形套管，环形套管套接设置在变刚度管端部，端盖与联接管之间设置有环形通道，环形套管与环形通道相适应，环形套管与环形通道滑动配合。

进一步的是：环形套管靠近端盖一侧的端部设置有向变刚度管轴线一侧延伸的卡接环，卡接环大小与变刚度管管径大小相适应，卡接环与变刚度管管口卡接，环形套管与变刚度管端部均置于环形通道内并与其滑动配合。

进一步的是：环形套管与环形通道之间设置有油封。

进一步的是：端盖包括设置于端盖中间的定位盖，定位盖呈环形，定位盖内径与联接管大小相适配，定位盖与联接管密封连接，且定位盖与联接管滑动配合。

进一步的是：变刚度管采用高合金钢。

进一步的是：端盖与筒体之间设置有密封垫。

进一步的是：筒体与端盖之间、环形活塞与筒体之间均设置有油封。

本发明的有益效果是：本发明通过液压系统控制环形活塞的运动，带动变刚度管的端部运动，变刚度管的中部管径受到作用力，由于自身具有弹性和塑性，中间的管道形状发生变化，其横截面积增大，半径增大，从而实现扭转刚度的提升。本发明改变结构件轴向的扭转刚度，以达到调节结构件扭转刚度的目的，使结构件可根据车辆的实时状态来调整自身的刚度特性以实现车辆的最佳行驶性能要求。

附图说明

图1为本发明所述轴向变矩器工作状态的剖面结构示意图；

图2为本发明所述轴向变矩器的侧视图；

图3为图2中沿A-A的剖视图；

图4为本发明所述轴向变矩器初始状态的剖面结构示意图；

图中标记为：1-变刚度管；2-联接管；3-环形活塞；4-筒体；5-端盖；6-密封垫；7-定位盖；8-油封，9-进油口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

请参阅图1至图4，本发明所述的轴向变矩器，包括筒体4，筒体4两端均固定设置有端盖5，筒体4内设置有变刚度管1，变刚度管1与筒体4同轴线设置，变刚度管1一端设有与其花键连接的联接管2，变刚度管1另一端与筒体4端部封闭结构的连接结构转动配合，连接结构可采用与变刚度管1套接并转动配合圆柱结构，联接管2与变刚度管1同轴线设置，联接管2远离变刚度管1一端延伸出端盖5设置，联接管2与端盖5转动配合；变刚度管1 与筒体4内壁之间设置有环形活塞3，环形活塞3、筒体4内壁与端盖5之间形成密闭空间，端盖5上开设有与密闭空间连通的进油口9，环形活塞3设于变刚度管1靠近联接管2一侧的端部，环形活塞3外周面与筒体4内壁滑动连接，环形活塞3内周面套接在变刚度管1外周，环形活塞3与变刚度管1固定连接；本发明采用液压系统驱动环形活塞3沿筒体4 轴向运动。筒体4与端盖5螺纹连接，具体可直接进行螺纹连接，也可通过螺栓、螺钉等连接件实现。为了便于安装且提高安装精度，变刚度管1端部设置有与联接管2配合的轴肩，通过轴肩实现轴向定位。

在进行使用时，将联接管2与需要调节扭转刚度的结构件联接，如防倾杆、扭梁等柱状结构件，在需要增大轴向扭转刚度时，通过液压系统变刚度管1进行轴向压缩，使其中间横截面积增大，半径增大，从而实现扭转刚度的提升，即在扭转相同角度时，所需的作用力增大；在需要减小结构件的轴向扭转刚度时，通过液压系统的卸压，利用变刚度管1自身的弹性进行回弹，中间鼓形横截面积减小，从而实现扭转刚度的降低。本发明主要作用是改变轴向的扭转刚度，因此作用力均在变刚度管1材料的线弹性范围内，以保证构件疲劳寿命。

具体，筒体4两端均设置有端盖5，变刚度管1两端均设置有联接管2和环形活塞3。本发明中的筒体4两个端部结构均采用相同结构，为对称结构，变刚度管1的两端同步收到作用环形活塞3的作用力，两边受力作用基本相同，使管道变形位置位于中间，使调节刚度的效果达到最优。此外，也方便对对称设置的结构件的扭转刚度同步调节。

进一步的是，为了简化结构，筒体4两端的密闭空间之间设置连通道，连通道设置在筒体4侧壁内，通过连通道可直接将液压系统的液压油同时输进两端的密闭空间内。

具体，环形活塞3内圆周设置有沿轴向向端盖5一侧延伸的环形套管，环形套管套接设置在变刚度管1端部，端盖5与联接管2之间设置有环形通道，环形套管与环形通道相适应，环形套管与环形通道滑动配合。环形通道对环形套管起到导向作用，从而控制环形活塞3导向移动，此外，也可以通过环形通道的长度控制变刚度管1最大变形量，对所要调节的扭转刚度起到定量控制，作为设计参考。

进一步的是，环形套管靠近端盖5一侧的端部设置有向变刚度管1轴线一侧延伸的卡接环，卡接环大小与变刚度管1管径大小相适应，卡接环与变刚度管1管口卡接，环形套管与变刚度管1端部均置于环形通道内并与其滑动配合。变刚度管1限位在联接管2与环形活塞 3之间，由于存在环形通道，在卡接环的推动作用下，可直接控制变刚度管1端部向其中间移动，运动稳定，变刚度管1环形活塞3之间不用再通过其他固定连接结构实现配合，简化结构，降低安装难度。

具体，环形套管与环形通道之间设置有油封8，防止漏油。

具体，端盖5包括设置于端盖5中间的定位盖7，定位盖7呈环形，定位盖7内径与联接管2大小相适配，定位盖7与联接管2密封连接，且定位盖7与联接管2滑动配合。定位盖7对联接管2实现安装定位，方便安装。

具体，变刚度管1采用高合金钢，如宝钢的QSTE或FB系列。

具体，端盖5与筒体4之间设置有密封垫6，提高密封性能。

具体，筒体4与端盖5之间、环形活塞3与筒体4之间均设置有油封8，提高装置内部整体的密封性，防止漏油。

本发明装置在进行安装时：变刚度管1与环形活塞3通过轴/孔进行间隙配合，并利用变刚度管1的轴肩进行轴向定位；环形活塞3与筒体4进行轴孔配合，通过油封8对各结构件之间实现密封，其中端盖5与筒体4之间垫有密封垫6，然后利用螺栓将端盖5与筒体4进行固定；变刚度管1通过花键连接的方式与联接管2进行联接，然后将定位盖7通过螺栓固定于端盖5上，定位盖7内沿设置有凸肩，凸肩顶住联接杆2的花键端面以实现变矩器总成的轴向配合。

本发明装置在进行实际使用时：

1、首选将需要进行刚度调整的部件与变矩器通过接口进行匹配连接；

2通过控制(ECU等)系统来实时的控制执行机构的动作(液压油路与作动器)从而完成变矩器的变矩功能；

3、当控制系统判定需要提升刚度时，发出信号向进油口注入需要的油量与油压，变刚度管1受压进行收缩以增大自身的刚度；

4、当控制系统判定需要降低刚度时，发出信号从出油口排出需要的油量与油压，变刚度管1通过自身的弹性能迅速回弹以降低自身刚度。

以上仅为本发明的优选实施方式而已，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。