汽车悬架上的扭杆弹簧及其应用
来源：中国钢铁现货网2011-01-13
复制网址〖宽屏查看〗弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件，弹簧在受载时能产生较大的弹性变形，把机械功或动能转化为变形能，而卸载后弹簧的变形消失，将变形能转化为机械功。汽车悬架的金属弹簧除了螺旋弹簧和钢板弹簧外，还有扭杆弹簧。扭杆弹簧是一种弹性机械零件，跟其他类型弹簧一样，都是利用材料的弹性以及本身的结构和总体布置的特点，实现能量的转变。随着汽车工业的发展和进步，扭杆弹簧在汽车悬架上的应用越来越广泛。为使汽车在行驶中能够获得适当的操控性与舒适性，必须装设避震装置，扭杆弹簧也因此被用作为汽车悬架系统中的避震装置，利用扭杆弹簧的变形以吸收能量，来缓和汽车行驶时产生的震动和倾斜，因此，扭杆弹簧在汽车上担负着十分重要的角色。
与钢板弹簧相比，扭杆弹簧由于结构简单、质量小、不需要润滑等优点而得到广泛应用。使用扭杆弹簧的悬架结构比较简单，占用空间小，适合小型车使用。缺点是刚度受到扭杆长度的限制，不够柔软，乘坐舒适性不理想，对材料要求高。扭杆弹簧常用的材料有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金等。
近30年来，随着新工艺、新技术的发展，扭杆弹簧的性能有了很大提高，主要标志是高应力、高强度扭杆的采用，静应力和缓冲能力都达到更高的水平，扭杆弹簧的最大工作应力已达到1300MPa。在组成扭杆悬架的所有零件中，扭杆弹簧是保证悬架装置具有优良性能的关键零件之一，只有提高扭杆弹簧的最大工作应力，才能设计出性能优良的悬架装置。
扭杆弹簧的制造材料一般应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等。扭杆弹簧加工过程中，切料应注意避免温度升高，镦锻时端部加热温度为950～1000℃,镦锻后端部用退火炉加热并缓冷。铬锰弹簧钢淬火温度830～860℃，淬火冷却以垂直状态投入油中或用滚模压淬火，可防止或减小弯曲变形，应及时进行回火；为提高疲劳强度，一般应进行喷丸强化；为防止使用中的永久变形，按照负荷方向进行预扭试验，喷丸后的扭杆弹簧应及时涂漆防锈。
现代汽车设计中，舒适性越来越受到重视。对汽车平顺性的要求也越来越高。特别是对客车和货车的舒适性要求逐渐提高，扭杆弹簧在支撑车体、传递地面给车体的力，缓和车辆在行驶时由车轮传给车体的冲击力，保证车辆在不平路面高速行驶时的平稳性和乘员的舒适性方面具有重要意义。（余冶）
北汽B40(报价图片参数)/B70底盘特点：带扭杆弹簧的前独立悬挂在民用车型中非常少见底盘表现期待指数：★★★★
北汽B40和北汽B70
一向以生产硬派越野车见长的北汽制造，此次带来了多次亮相车展的B40和首度出现的四门版本B70。和硬朗的风格一致的是，B40、B70均采用了前双叉臂后整体桥的悬挂，再加上传统的非承载式车身设计，一副越野的好底子，特别值得一提的是，B40/B70的前悬弹性元件采用了少见的扭杆弹簧，而非常见的螺旋弹簧，虽然能适应更为苛刻的条件，但降低了车辆的改装潜力，可谓有得有失。
坚固、成熟的整体桥依然是B40/B70后悬挂的选择
带大梁的非承载式车身显然是一款越野车的必备，右下箭头所指即为前悬的扭杆弹簧
前悬为双叉臂结构，看能见异常粗大的叉臂
前悬上端特写，可以看到没有常见的螺旋弹簧
扭杆和前悬下摆臂连接处的特写，以后这个位置将成为改装时非常纠结之处
深度试驾1.3L 力帆520 ZT 及详细优缺
点
来源：汽车天下 纠错 2010-9-17 19:28:00 作者：车迷55 纠错 推荐指数： ★★ 加入收藏
变速箱的手感就不敢恭维了，典型的国产变速箱的手感。挡位清晰度一般，紧
凑算不上，左右的旷量也不小，而且感觉有些涩，这一点就比不过金刚。好在动力输出的匹配感觉还不错，传动系统的噪音也不大。只是希望在磨合好了以后，变速箱的手感能改善一些，至少生涩感能减轻一些。从手感看，这台变速箱不像是天津一汽的复制品，听工作人员说，是力帆自主的变速箱。看来，力帆在变速箱的研发和改进上还需要多花些功夫。
后悬结构与爱丽舍相同，中间那根梁是扭杆弹簧
富康的悬架在老一代车型里口碑一直不错，著名的后轮随动转向被雪铁龙推广成了神乎其神的东西。不过雪铁龙的这一代车型的后悬结构确实与众不同，它既不是常见的连杆支柱，更不是多连杆，看样子有点像纵臂扭转梁，但实际上又不是。在它的后悬上，找不到螺旋弹簧，乍一看好像没有减震弹簧。而实际上，它的减震弹簧是横在车底那根看上去有点像纵臂扭转梁的那根“梁”里的，这根梁实际上是一根扭杆弹簧，后轮通过拖臂安装在这根扭杆弹簧的两端，靠这根扭杆弹簧的扭力来实现减震弹簧的作用。这种结构甚至比纵臂扭转梁还要简单，但是它却是真正的独立悬架，扭杆弹簧被固定在车身上，左右车轮之间没有干涉，所以它的舒适性比纵臂扭转梁要好。它的缺点是不能承受很大的重量，因此不能安装在大型车上。为什么神游般的说这么多富康的悬架？因为力帆的悬架与富康是一样的。力帆的后悬也是扭杆弹簧的全拖式独立结构，也能实现“后轮随动转向”。实际开起来，力帆的抓地果然不错，到底是雪铁龙的底子，与其他模仿日系车的竞争对手不同，力帆的悬架有点欧洲味，在5环上开到140KM/H 的时候，抓地依然很牢。不过感觉力帆对于悬架硬度的调校有些改变，
在过减速带的时候，悬架感觉有些软，可能是为了适应国内对于舒适性的要求吧，但好像与它宣称的“轿跑车”定位有些不符。在风噪方面力帆控制的不算太好，当车速超过100KM/H 的时候，能明显感觉到风噪的增大。
从这张图可以看出这台力帆装有ABS
听工作人员说，这台力帆1.3手动豪华型的价格是5.98万元，最低配的车型有可能低于5万元。按照这个价格衡量，力帆的性价比应该是不错了。良好的车身工艺，不错的内部空间，低速区间响应良好的发动机，让它在国内同类、同级自主品牌车型中具备不错的竞争力。对于手头不是很宽裕，又希望买一台看上去个头不算太小、工艺尚算不错的车，力帆1.3也许是个不错的选择
扭杆弹簧独立悬架
DD024L DD024L型扭杆弹簧独立悬架
产品详细介绍
本公司设计、开发、生产制造及销售DD024L型扭杆弹簧独立悬架及其配套的转向系统，前桥悬架轴载荷为2.4T，适用于丰田考斯特（柯斯特）、厦门金龙旅行车系列车型、江淮宝斯通系列配双横臂扭杆弹簧独立悬架底盘、宇通威斯达（底盘型号：ZK6670CDH）等中小型旅行车用底盘。
DD024L型扭杆弹簧独立悬架
说明：江淮宝斯通与厦门金龙的XMQ6606NE3车型所使用的扭杆弹簧独立悬架的相关部件都可以与DD024L的相关部件互换。
起亚新RIO底盘悬挂系统也得到升级，依然采用麦弗逊式前悬和CTBA整体扭杆梁式后悬，但由于轴距和配重的变化，都经过了一定匹配性调整。新RIO在各地市场并非全系配备ESC，其中带ESC的车型采用四轮盘刹，前后刹车盘尺寸为256/262mm；未带ESC车型采用前盘后鼓，后轮刹车片尺寸为203x10mm，提供支持的还有ABS、EBD和BA等刹车辅助系统。
麦弗逊式前悬/整体扭杆梁式后悬
带ESC的车型配备四轮碟刹
★五星安全
起亚新RIO在E-NCAP欧洲碰撞测试中获得5星评级，其安全性自不必说，其实起亚新一代车型安全性都较高，比如起亚索兰托、智跑以及秀尔等都得到了5星评级。
新RIO五星安全
安全配置包括，起亚新RIO标配6安全气囊和前排主动式头枕，部分选装配置包括ESC （部分市场全系标配）、LED日间行车灯、HA坡起辅助、前转向灯、限速器、后泊车雷达以及胎压监测等。值得一提的是，新RIO引入了ECC紧急制动信号系统，当传感器将探测到车辆急刹车时，其刹车灯将自动闪亮三次提示后面车辆，避免碰撞发生。
编辑点评：
之前曝光的新RIO三厢效果图
之前曝光的新RIO三厢效果图
从目前获得的消息来看，国产新RIO或将定名为起亚K3，而国产版可能会首推两厢车型（内部代号QB），基本确定会在上海车展推出。参考其兄弟车型北京现代瑞纳，起亚新RIO定位也将在7-10万元区间，关于这款新车的后续信息我们会后续报道，敬请关注。（耐卡汽车网）
2012款一汽丰田柯斯达华南热销
2012年 05月 08日 17:01 深圳车城网
悬架系统
COASTER柯斯达全车系标准配备了先进的悬架系统：前桥采用了能够出色吸收冲击力的独立悬架式双叉型悬架系统，后桥也采用了变截面叶片弹簧等，从而增强了整车乘坐的舒适性。
带扭杆双叉型悬架
新浪汽车讯别克英朗自广州车展正式亮相以来，受到了广大消费者热情关注。作为别克品牌下首款五门轿跑车，集合了大量通用全球平台的创新技术，特别是其底盘悬挂系统，为其提供了极富驾驶乐趣的操控实力。这点可以从其欧洲同门兄弟新雅特身上窥得一二。新雅特所蕴含的重要技术革新之一就是其后轴。它是由欧宝的一位工程师所设计并且获得一项专利。有了这项革新，新雅特在展现更佳驱动力的同时能给与驾乘者更加舒适的感受。
图为瓦特连杆悬挂解析图
迈克尔-哈德就是那种喜欢埋头苦干、孜孜不倦的工程师。早在1990年，他就独自一人设计开发出一套电子底盘控制系统，并且靠着这套系统驾驶他那辆淡蓝色的欧宝“参议员”(Senator)驰骋整个欧洲。如今他正在进行着又一次的设计与开发，为的是能够在紧凑型汽车级别中创造出前所未见的设计与技术：那就是一种被称作“瓦特连杆”的扭杆式后轴
中央控制臂
这个由一套三链杆组成的中央控制臂被安置在一个铝制方形封盖后方，当控制臂被从左边推动，它就向右边拉动，反之亦然。这样的话，车子的动力就在左右轮中得到了很好的平衡。2-弹簧与减震器
弹簧与减震器相互分离。这样的设计不仅提供了更紧凑的结构而且还创造出额外的空间，为日后诸如安装电力驱动所用的电池留出了空隙。
3-横梁
这根横梁在中央控制臂与车体之间起到了固定连接的作用
4-瓦特连杆
当汽车在转向的时候，离心力会作用在车轮上。瓦特连杆的作用就是平衡两边车轮上的这些离心力，将这些力反转到另一边。这样，两边车轮就能始终与路面保持最适宜的接触，而汽车在转向时也就能变得更加灵活。配备了欧宝专利技术的瓦特连杆之后，从实际的操控效果来看，完全不亚于配备普通独立悬挂的后轴车型。
5-扭力杆
扭力杆保证了汽车在转向时，垂直作用力能够被平均地分配作用到两个后轮。这是通过轮轴的轻微扭曲(扭矩)来完成的，其自身的特性让这个过程成为了可能。
迈克尔-哈德评价说：“除了新雅特之外，你只能在F1赛车上找到…瓦特连杆?”。当汽车在转向时，作用在悬挂上的侧力会被“瓦特连杆”所吸收，从而让驾驶变得更具动力和轻盈。此外，汽车底盘后部的下方仍然保留着足够的空间以方便为日后电池的安装。同时，迈克尔-哈德与他的同事们也已经申请了相关专利
“瓦特连杆”其实并不是什么新鲜事物。它最初是由英国传奇发明家兼工程师詹姆斯-瓦特(1736–1819)所发明的。詹姆斯-瓦特还参与发明、改进了蒸汽机，这项发明开创了一个新的时代。然而，创新经常诞生于新旧事物的相互结合之中，“瓦特连杆”也是如此。一根完全开发完成的标准扭杆式轮轴与“瓦特连杆”相互结合之后就能为汽车增加动力，这在家用汽车中是独一无二的。那为什么以前就没有人这么做呢？迈克尔-哈德笑着说：“我让自己也大吃了一惊。”
从欧宝新雅特的技术详解以及欧宝工程师的一番话中，相信大部分消费者对别克英朗作为五门轿跑车的操控实力有了进一步的认识。源自通用全球平台的汽车科技，使得别克英朗与欧宝新雅特一样，拥有了大量的创新科技。特别是首次在国内市场的瓦特连杆，其操控实力到底如何值得消费者关注
6.越野能力
点击:257531 日期:2010-04-04
【前双横臂加扭杆弹簧的悬挂设计】
作为硬派越野车定位，威麟X5采用了大梁式底盘，而且我们在威麟X5的大梁中部看到了多处加强的横梁结构，用来应对高强度的越野用途。前悬挂为双横臂结构，弹簧元件为扭杆弹簧，后悬挂为硬轴后桥加连杆式悬挂，是很“正统”的硬派越野车构造，和最大对手哈弗的底盘构造比较相似。而同级某些对手如猎豹CS6、中兴无限V3，还在使用老旧的后轴钢板弹簧构造。
威麟X5采用机械式的分时四驱系统，平时使用2WD两驱模式行走；当遇上恶劣路况或者有越野需求，可挂上4WD四驱模式——按下中控台的电控按钮，前后动力分配会被以机械方式锁定；如果遇上更加难以征服的陡坡，还可以挂入4L 挡，这是四驱低速挡，也称为“加力挡”，减速比特别大，可以提供强大的低转
扭力，用来征服陡坡。
威麟X5的四驱系统就是为硬派越野而设，我们不禁跃跃欲试，本想开着威麟X5去跨跨大沟，爬爬大坎，无奈借车出来后，发现保险丝被拔，电控四驱按钮不能工作，只得作罢。看来只能另找机会去证明威麟X5的真实越野能力了。
6.越野能力
点击:257531 日期:2010-04-04
【前双横臂加扭杆弹簧的悬挂设计】
作为硬派越野车定位，威麟X5采用了大梁式底盘，而且我们在威麟X5的大梁中部看到了多处加强的横梁结构，用来应对高强度的越野用途。前悬挂为双横臂结构，弹簧元件为扭杆弹簧，后悬挂为硬轴后桥加连杆式悬挂，是很“正统”的硬派越野车构造，和最大对手哈弗的底盘构造比较相似。而同级某些对手如猎豹CS6、中兴无限V3，还在使用老旧的后轴钢板弹簧构造。
威麟X5采用机械式的分时四驱系统，平时使用2WD两驱模式行走；当遇上恶劣路况或者有越野需求，可挂上4WD四驱模式——按下中控台的电控按钮，前后动力分配会被以机械方式锁定；如果遇上更加难以征服的陡坡，还可以挂入4L 挡，这是四驱低速挡，也称为“加力挡”，减速比特别大，可以提供强大的低转扭力，用来征服陡坡。
威麟X5的四驱系统就是为硬派越野而设，我们不禁跃跃欲试，本想开着威麟X5去跨跨大沟，爬爬大坎，无奈借车出来后，发现保险丝被拔，电控四驱按钮不能工作，只得作罢。看来只能另找机会去证明威麟X5的真实越野能力了。
威麟SUV车型X5亮点介绍配备分时四驱系统
2010-03-24 15:08:00来源: 易车网暂无网友评论
奇瑞汽车日前宣布，将于2010年3月26日在奇瑞芜湖工厂举办奇瑞汽车第200万辆下线庆典暨威麟新品上市发布会。据悉，本次威麟品牌将同时发布两款新车，分别为SUV 车型威麟X5和商用车威麟H5。威麟X5预计售价15.98万元。现在我就给大家带来威麟X5官方车型亮点介绍。
刚性高强度车架
威麟X5是按照C-NCAP四星标准设计。
高品质的刚性高强度车架在发生碰撞时能吸收大部分冲击力，从而保护驾乘者的安全。
采用了安全性极高的非承载式车身结构，以刚性车架为支撑的车身具有更高的安全性。
智能倒车辅助系统
威麟X5配备的智能倒车辅助系统，在操控方面的人性化需求，更加轻松实现对行车功能的控制，有助于瞬间把握行车动态，带来真正随心的驾驭体验。精确探测的距离最小精度为5cm,最大探测距离：150cm。
分时四驱系统
Rely X5匹配的分时四驱能够让消费者体验出越野的乐趣，征服各种路面的快乐。
在铺装路面上采用两驱，变成了前置后驱的两驱车，平衡了前后质量比，使车辆不仅具有良好的操稳性，而且节油经济。
在冰雪，泥泞的路面选择四驱，不必为车辆的打滑而担心。前后轮均有扭矩输出，使车辆能够从容的跃出困境，同时低速档的选择可以更大限度的提供大扭矩,保证车辆的最大通过性，让您越野自如。
轻量化铝合金缸体
相对于铸铁缸体而言，威麟X5采用轻量化铝合金缸体，自重轻，在保证动力强劲的前提下，节油环保。
2.0TCI涡轮增压发动机
这款发动机是奇瑞联合世界上最大的发动机研发和设计公司——AVL公司一同打造，其技术集成度处于国际领先地位，是国内自主品牌中最高端先进的发动机。装备电子节气门，使其控制更灵活且更适用于装备自动变速器的整车控制系统。
4.3扭杆悬架设计 作为悬架弹性元件的一种——扭杆弹簧的两端分别与车架(车身)和导向臂连接。工作时扭杆弹簧受扭转力矩作用。扭杆弹簧在汽车上可以纵置、横置或介于上述两者之间。因扭杆弹簧单位质量储能量比钢板弹簧大许多，所以扭杆弹簧悬架质量小(簧下质量得以减少)，目前在轻型客车、货车上得到比较广泛的应用。除此之外，扭杆弹簧还有工作可靠、保养维修容易等优点。 扭杆弹簧可以按照断面形状或弹性元件数量的不同来分类。按照断面形状不同，扭杆弹簧分为圆形、管形、片形等几种。按照弹性元件数量不同，扭杆可分为单杆式(图4—12a、b)或组合式两种。组合式扭杆又有并联(图4—12c、d)和串联(图4—12e)两种。端部做成花键的圆形断面扭杆，因工艺性良好和装配容易而得到广泛应用，与管形扭杆比较材料利用不够合理是它的缺点。管形断面扭杆有制造工艺比较复杂的缺点，但它也有材料利用合理和能够用来制作组合式扭杆的优点。片形断面扭杆在一片断了以后仍能工作，所以工作可靠性好，除此之外还有工艺性良好、弹性好、扭角大等优点。片形断面扭杆的材料利用不够合理。组合式扭杆能缩短弹性元件的长度，有利于在汽车上布置。采用圆断面组合式扭杆时，可以用2、4或6根组合形成的组合式扭杆。 图4—12 扭杆断面形状及端部结构 a)圆形断面扭杆，端部为花键 b)圆形断面扭杆，端部为六角形c)片形组合式扭杆 d)圆形组合式扭杆e)串联组合式扭杆 下面以汽车上常用的圆形断面扭杆为例，介绍扭杆弹簧的设计要点。 设计前应当根据对汽车平顺性的要求，先行选定悬架的刚度c。设计扭杆弹簧需要确定的主要尺寸有扭杆直径d和扭杆长度L(图4—13)。
扭杆弹簧设计 倪明明 作为悬架弹性元件的—种——扭杆弹簧的两端分别与车架(车身)和导向臂连接。工作时扭杆弹簧受扭转力矩作用。 一、扭杆弹簧优点： （1）单位质量的储能是钢板弹簧的3倍，所以采用扭杆弹簧的悬架质量轻、结构简单、占用空间小。 （2）悬架扭杆固定在车身上，减小了非簧载质量，提高汽车的平顺性和操控稳定性。 （3）可通过调整扭杆弹簧固定端的安装角度，实现对车身高度的调节。 （4）扭杆弹簧在越野车、轻型客、货车上应用比较广泛。在轿车悬架上也有使用（雷诺-5型、富康）。 二、扭杆弹簧分类 按照断面形状不同，扭杆弹簧分为圆形、管形、片形等几种。 （1）圆形断面扭杆工艺性良好和装配容易而得到广泛应用。采用圆断面组合式扭杆时，可以用2、4或6根组合形成的组合式扭杆。故在本次设计的悬架中选取圆形断面 扭杆。 （2）管形断面扭杆有材料利用合理和能够用来制作组合式扭杆的优点。 （3）片形断面扭杆在一片断了以后仍能工作，所以工作可靠性好，除此之外还有工艺性良好、弹性好、扭角大等优点。 三、扭杆弹簧的设计 设计扭杆弹簧需要确定的主要尺寸有扭杆直径d和扭杆长度L 扭杆弹簧采用45CrNiMoVA优质合金弹簧钢制造扭杆。采用淬火，回火热处理工艺，表面硬度在44～52HRC。为了提高疲劳强度，扭杆需要经预扭和喷丸处理。经过预扭和喷丸处理
的扭杆许用切应力[τ]可在800～900MPa 范围内选取，轿车可取上限，货车宜取下限。本次设计案例是是轿车，故[τ ]=900MPa 设计时应当根据最大扭矩计算扭杆直径d 设计时以乘坐5人为上限，没人以65Kg 计算，空载时前轴荷分配为60%，依据《汽车设计》（第四版，吉林大学出版社），满载前轴荷分配在47%～60%，在此取满载前轴荷分配为54%。对于圆截面的扭杆弹簧的两端花键连接，应力集中系数 1.2t K =， 1.25N =则产生的扭转力F 为 1.2 1.25(1365565)9.854%/2 6707.61F N =??+???= 3max 6707.61180101207.37M FR N m -==??=g 18.97d mm = = = 取整后得：d=20mm
汽车悬架上的扭杆弹簧及其应用 来源：中国钢铁现货网2011-01-13 复制网址〖宽屏查看〗弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件，弹簧在受载时能产生较大的弹性变形，把机械功或动能转化为变形能，而卸载后弹簧的变形消失，将变形能转化为机械功。汽车悬架的金属弹簧除了螺旋弹簧和钢板弹簧外，还有扭杆弹簧。扭杆弹簧是一种弹性机械零件，跟其他类型弹簧一样，都是利用材料的弹性以及本身的结构和总体布置的特点，实现能量的转变。随着汽车工业的发展和进步，扭杆弹簧在汽车悬架上的应用越来越广泛。为使汽车在行驶中能够获得适当的操控性与舒适性，必须装设避震装置，扭杆弹簧也因此被用作为汽车悬架系统中的避震装置，利用扭杆弹簧的变形以吸收能量，来缓和汽车行驶时产生的震动和倾斜，因此，扭杆弹簧在汽车上担负着十分重要的角色。 与钢板弹簧相比，扭杆弹簧由于结构简单、质量小、不需要润滑等优点而得到广泛应用。使用扭杆弹簧的悬架结构比较简单，占用空间小，适合小型车使用。缺点是刚度受到扭杆长度的限制，不够柔软，乘坐舒适性不理想，对材料要求高。扭杆弹簧常用的材料有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金等。 近30年来，随着新工艺、新技术的发展，扭杆弹簧的性能有了很大提高，主要标志是高应力、高强度扭杆的采用，静应力和缓冲能力都达到更高的水平，扭杆弹簧的最大工作应力已达到1300MPa。在组成扭杆悬架的所有零件中，扭杆弹簧是保证悬架装置具有优良性能的关键零件之一，只有提高扭杆弹簧的最大工作应力，才能设计出性能优良的悬架装置。 扭杆弹簧的制造材料一般应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等。扭杆弹簧加工过程中，切料应注意避免温度升高，镦锻时端部加热温度为950～1000℃,镦锻后端部用退火炉加热并缓冷。铬锰弹簧钢淬火温度830～860℃，淬火冷却以垂直状态投入油中或用滚模压淬火，可防止或减小弯曲变形，应及时进行回火；为提高疲劳强度，一般应进行喷丸强化；为防止使用中的永久变形，按照负荷方向进行预扭试验，喷丸后的扭杆弹簧应及时涂漆防锈。 现代汽车设计中，舒适性越来越受到重视。对汽车平顺性的要求也越来越高。特别是对客车和货车的舒适性要求逐渐提高，扭杆弹簧在支撑车体、传递地面给车体的力，缓和车辆在行驶时由车轮传给车体的冲击力，保证车辆在不平路面高速行驶时的平稳性和乘员的舒适性方面具有重要意义。（余冶） 北汽B40(报价图片参数)/B70底盘特点：带扭杆弹簧的前独立悬挂在民用车型中非常少见底盘表现期待指数：★★★★
设计手册悬架篇—扭杆弹簧独立悬架部份 一、概述 1、什么是独立悬架 2、独立悬架的优缺点 二、扭杆悬架 1、扭杆悬架的典型结构 2、扭杆悬架的特点 3、扭杆悬架的刚度特性 4、扭杆悬架的运动特性 5、悬架与整车的关系 三、扭杆悬架设计 1、主要性能参数的确定 2、悬架刚度（悬架刚度不同于扭杆刚度的概念） 3、系统阻尼（系统阻尼不同于减振阻尼的概念） 4、悬架设计计算 5、扭杆的设计 四、装调中的控制要素 1、整车姿态的调整与控制 2、前轮定位的调整与控制 3、轮胎气压的调整与控制 五、故障处理案例 1、回正性差 2、轮胎偏磨
第一章概述 独立悬架是相对于非独立悬架而言的，其特点是左、右两车轮之间各自“独立”地与车架或车身相联，构成断开式车桥，当单边车轮驶过凸起时，不会影响到另一侧车轮。 独立悬架由于其导向机构措综复杂，结构型式很多，但主流结构主要有：双横臂式，纵臂式，麦弗逊式、多连杆式等。 双横臂式独立悬架又细分为等长双横臂式和不等长双横臂式。一般用于轿车的前、后悬架，轻型载货汽车的前悬架或要求高通过性的越野车的前、后悬架。 纵臂式独立悬架以平行于汽车行驶方向的纵臂承担导向和传力作用，常用于非驱动桥的后悬架。 麦弗逊式，其突出特点在于将导向机构与减振装置合到一起，将多个元零件集成在一个单元内。不公简化了结构，减轻了质量，还节省了空间，较多应用于紧凑型轿车的前悬架。 与非独立悬架相比，独立悬架的诸多优点： 1、非悬挂质量小，悬架所受到并传给车身的冲击载荷小，有利于提高汽车的行驶平顺 性及轮胎接地性能； 2、左右车轮的跳动没有直接的相互影响，可减少车身的倾斜和振动； 3、占用横向空间小，便于发动机布置可以降低发动机的安装位置，从而降低汽车质心 位置，有利于提高汽车行驶稳定性； 4、易于实现驱动轮转向。 我公司目前所采用的前独立悬架均为不等长双横臂式扭杆悬架，如BJ1027A皮卡车型、BJ1032小卡车型和BJ6486轻客车型等。 第二章扭杆悬架 扭杆式双横臂独立悬架，用扭杆作为弹性元件，简称为扭杆悬架。 2．1 扭杆悬架的典型结构 2．1．1悬架的导向机构 悬架的导向机构是一种四连杆机构，四连杆机构由上摆臂、下摆臂及主销构成。 图2-1为悬架系统结构简图， 三角型DEF为悬架上摆臂， DE为上摆臂轴； 三角型ABC为悬架下摆臂， AB为下摆臂轴； F为上球头销、 C为下球头销 FC构成转向桥的主销 车轮跳动过程中，上摆臂、下摆臂各自绕 它们的摆臂轴进行摆动。 M、N分别为转向梯型上的两点，M为转向 梯型断开点，N为转向节臂与转向拉杆的 连接点。 图2-1 摆臂结构有两种：A形臂和一字臂，呈A字形或三角形的摆臂为A形臂；呈一字形的摆臂为一字臂。上摆臂一般都是A形臂。 上下摆臂均为A形臂的称为双A形臂结构，四驱的车辆或四驱平台上的两驱车辆一般采用双A形臂，如：长丰猎豹、BJ2027皮卡；一般SUV车因考虑越野性能，其前悬架大多采
10.16638/https://www.doczj.com/doc/ae4708138.html,ki.1671-7988.2018.07.029 基于Excel的行李箱盖扭杆弹簧计算研究 李超帅，于波，林森，孙兆有，李瑞生 （华晨汽车工程研究院，辽宁沈阳110141） 摘要：针对三厢车行李箱盖用扭杆弹簧布置过程中计算数据量大且正向设计准确性差的问题，对行李箱系统建立了力学模型，通过公式推导将行李箱盖相关作用力矩表示为以行李箱盖开闭角度为单一变量的参数，利用Excel的公式编辑功能，实现了行李箱全开闭角度的开闭力计算，简化了计算过程，提高了设计准确性。同时，通过理论分析提供了行李箱盖开闭力与平衡角度的设计优化方法。 关键词：Excel；行李箱盖；扭杆弹簧；计算 中图分类号：U467 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)07-94-05 Calculation Of Torsion Bar Spring Of Trunk Lid Based On Excel Li Chaoshuai, Yu Bo, Lin Sen, Sun Zhaoyou, Li Ruisheng ( Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Liaoning Shenyang 110141 ) Abstract: In order to solve the problem of large amount of data and poor accuracy of forward design in the design of torsion bar spring for three compartment car trunk lid, a mechanical model was built for the trunk lid. The torques about the trunk lid were expressed as parameters with a single variable about the opening and closing angle of the trunk lid by the formula deduction. The calculation of the opening and closing force of the trunk lid was realized by applying the formula editing function of Excel. The calculation process was simplified and the design accuracy was improved. At the same time, the design optimization method for the opening/closing force and balance angle of trunk lid was provided by theoretical analysis. Keywords: Excel; Trunk Lid; Torsion Bar Spring; Calculation CLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)07-94-05 前言 三厢车行李箱盖助力开启机构是实现行李箱盖开闭的关键部件，其设计布置的好坏与行李箱盖开闭操作力是否舒适、平衡角度是否合理以及极限工况开闭是否可靠直接相关。目前三厢车行李箱盖助力开启机构主要有鹅颈式铰链与扭杆弹簧组合型式、四连杆铰链与气弹簧组合型式、鹅颈式铰链与气弹簧组合型式，鹅颈式铰链与拉簧、气弹簧组合型式以及电动开闭机构的型式。其中鹅颈式铰链与扭杆弹簧组合的助力开启型式以其机构简单、质量轻、制造容易、成本低以及不受气候温度影响等优点，是经济型三厢车的主要应用结构[1,2]。 在行李箱盖扭杆弹簧的设计开发过程中，需要校核行李箱盖开闭全角度的开启操作力、关闭操作力以及平衡角度区间，同时需要计算铰链摩擦力以及车辆驻坡角度对开闭操作力与开闭可靠性的影响，设计过程需进行大量的数据处理与计算。本文通过公式推导将行李箱盖相关作用力矩表示为以行李箱盖开闭角度为单一变量的参数，利用Excel的公式编辑功能，编制了行李箱盖开闭力计算表格，简化了计算过程， 作者简介：李超帅，就职于华晨汽车工程研究院、硕士学位，中级工程师，主要从事车身附件开发。 94
汽车悬挂的金属弹簧有三种形式，分别是螺旋弹簧、钢板弹簧和扭杆弹簧。螺旋弹簧形似螺旋线而得名，具有重量小且占位置少的优点，当路面对轮子的冲击力传来时，螺旋弹簧产生变形，吸收轮子的动能转换为螺旋弹簧的位能（势能），从而缓和了地面的冲击对车身的影响。钢板弹簧的中部通过U型螺栓（又称骑马螺栓）固定在车桥上，两端的卷耳用销子铰接在车架的支架上，通过钢板弹簧将车桥与车身连接起来，当路面对轮子的冲击力传来时，钢板产生变形，起到缓冲、减振的作用。扭杆弹簧一端与车架固定连接，另一端与悬架控制臂连接，通过扭杆的扭转变形达到缓冲作用。在三种弹簧中，螺旋弹簧和钢板弹簧都是常见的汽车弹簧，它们的作用比较好理解。而许多人对扭杆弹簧的形状与作用则不太明了。 从截断面上看，扭杆弹簧有园形、管形、矩形、叠片及组合式等。使用最多是园形扭杆，它呈长杆状，两端可以加工成花键、六角形等，以便将一端固定在车架而另一端通过控制臂固定在车轮上。 扭杆用合金弹簧钢做成，具有较高的弹性，既可扭曲变形又可复原，实际上起到螺旋弹簧相同的作用，只不过表现形式不一样而已。汽车运行时，车轮受地面凹凸的影响上下运动，控制臂也会随之上升或下降。当车轮向上时控制臂上升，使扭杆被迫扭转变形，吸收冲击能量。当冲击力减弱时，杆的自然还原能力能迅速恢复到它原来的位置，使车轮回到地面，避免车架受到颠簸。 扭杆弹簧能够储存较大的能量，比相等应力的螺旋弹簧和钢板弹簧大得多。杆越短越粗，刚度也越大。一般来讲，三种弹簧比较，扭杆弹簧单位重量的储能量较大，且占用的空间位置最小，易于布置，还可以适度调整车身的高度，所以不少乘用车悬挂采用扭杆弹簧。 厂家在制造扭杆弹簧时施加了预应力，增大疲劳强度。由于预应力是有方向的，所以扭杆弹簧也是有方向的。扭杆弹簧标记有左边或右边，用来识别安装在哪一侧。
2014年第7期（总第371期）QI YE KE JI YU FA ZHAN │企业科技与发展│ qiyekejiyufazhan 扭杆弹簧作为弹性元件，由于其单位质量所储存能量比其他弹簧储存能量大，且结构相对紧凑，易于布置，在汽车设计和制造中得到了广泛的应用[1]。影响扭杆弹簧性能的因素很多，主要有几何尺寸、材料、热处理工艺、预扭和喷丸等。在设计扭杆弹簧几何尺寸时，扭杆直径和长度对于扭杆弹簧性能影响很大。现阶段，制造扭杆弹的材料很多，主要包括50CrVA 、60Si2Mn 、40Cr 和60CrA 等弹簧钢。针对选材的不同，对应采用的热处理工艺也有很大区别，例如50CrVA 和60Si2Mn 主要采用整体淬火方式，40Cr 主要采用感应淬火。不同的淬火方式得到的扭杆弹簧性能也存在差异。 HyperWorks 是由Altair 公司设计研发的一款有限元仿真软件，具有强大的前后处理功能。同时，可以对模型进行优化设计，在整车和零部件研发中，得到了十分广泛的应用。 1问题阐述 某商用车扭杆弹簧总成由扭杆、摇臂、控制臂、定位螺栓、 防尘罩和其他附件组成。其中，摇臂与前桥下摆臂通过花键连接，控制臂与车架横梁通过下臂轴连接。扭杆弹簧在整车行驶过程中，主要承受汽车颠簸时产生的扭矩。扭杆弹簧的台架试验规定满足循环40万次不损坏。扭杆弹簧组成如图1所示。 某车辆在用户使用过程中，出现扭杆弹簧突然断裂的现象，断裂部分在限位螺栓附近，位置在墩头过渡区域，由于整 体淬火方式对过渡部分存在热处理缺陷，导致该区域存在脱碳现象，厚度为80μm ，断裂呈螺旋形。经过硬度检测和晶相组织分析结果显示，断裂处扭杆弹簧硬度分布不均，有些地方的硬度低于图纸要求值。由于扭杆弹簧为底盘安全结构件，关系到乘员的人身安全，所以必须彻底解决扭杆弹簧断裂问题。本文主要从扭杆弹簧的设计和材料入手解决其断裂问题。扭杆断裂情况如图2所示。 2扭杆弹簧有限元分析 有限元分析基本步骤分为三维数模建立，几何清理，网格 划分，添加属性，施加载荷和载荷步，结果分析。 2.1三位数模的建立 通过三维绘图软件UG 建立扭杆弹簧三维数模，为满足有限元分析要求，对扭杆端头处花键进行简化处理（如图3和图4所示）。 【作者简介】郭长城，硕士研究生，一汽通用轻型商用汽车有限公司底盘工程师，从事转向系统和悬架系统的设计开发工作；李明，一汽大众汽车 有限公司质量体系工程师，从事质量体系建立和管理等工作。 基于HyperWorks 汽车扭杆弹簧结构分析和改进 郭长城1，李 明2 （1．一汽通用轻型商用汽车有限公司，吉林长春130033；2．一汽大众汽车有限公司，吉林长春130000）【摘要】文章针对某车型实际使用过程中出现的扭杆弹簧断裂问题，对扭杆弹簧结构进行CAE 分析，观察其应力云图，通过对材料和热处理方式进行研究，改进扭杆弹簧结构，增强扭杆弹簧的疲劳寿命。优化方式在台架试验和整车道路试验得到了验证，彻底解决了扭杆弹簧断裂问题。【关键词】扭杆弹簧；HyperWorks ；热处理；有限元【中图分类号】U463.33【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2014）07-0015-03图1扭杆弹簧组成 注：1 ．扭杆；2．调整臂；3 ．摇臂；4．防尘罩．后限位螺栓；6．前限位螺栓。 1 2 34 6 5 图2扭杆断裂 图4扭杆弹簧三维数模 图3 扭杆弹簧示意图（单位：mm ） 894 27 15
汽车扭杆弹簧制造工艺 汽车扭杆弹簧是利用杆的扭转弹性变形而起弹簧作用的零件，淬火和预扭是加工扭杆弹簧的重要工序。生产厂家通常采用常规淬火和常温预扭，其缺点有：容易造成扭杆弯曲、硬度不均、耐疲劳性能减弱、松弛变形量大等。本文利用滚动淬火和热预扭工艺解决了该类问题。 扭杆弹簧制造工艺现状 汽车扭杆弹簧可分为实心扭杆和空心扭杆两类，其截面有圆、方、矩形、椭圆形及多边形等，而又以截面为圆形居多。和螺旋弹簧及板簧相比，扭杆弹簧结构简单，工作时无摩擦，弹簧特性稳定，不产生颤振，单位体积储能大，弹簧体积较小，属于小型轻量化产品，在汽车、火车、坦克及装甲车等方面获得广泛应用。 生产厂家通常采用的扭杆弹簧的制造工艺路线：切料（→镦锻→退火）→端部加工→常规淬火→回火→常温预扭（强扭）处理→喷丸→检验→防锈。 工艺路线中常规淬火和常温预扭工序存在缺点： 1）常规淬火通常有吊挂式竖直进入淬火液、横向水平进入淬火液和高频感应淬火三种方式。吊挂式淬火，会出现工件上下面硬度不均，呈“S”形弯曲，很难校直；横向水平淬火，由于工件受冷却能力不同，易产生变形；高频感应淬火会出现扭杆心部淬不透的现象。 2）预扭（亦称强扭）是对扭杆弹簧强化处理最重要方法之一。其目的是：提高扭杆表层的预压应力和开发利用心部材料的承载潜力，来提高其耐疲劳性能和最大允许剪应力。其方法是扭杆热处理后在常温下沿其工作时的承载方向施加一扭角（大于使用时的最大工作扭角），使扭杆的表层应力超过材料的屈服极限而发生塑性变形，然后再卸载。经过连续加载、卸载，使扭杆表层的塑性变形趋于稳定，并保证最后一次卸载后松弛变形小于规定值。缺点是预扭次数多，一般要三次以上，延长了产品的制造周期，浪费人力、物力和财力，松弛变形量大，耐疲劳性能弱。 扭杆弹簧制造新工艺 扭杆弹簧制造新工艺是用滚动淬火取代常规淬火，用热预扭取代常温预扭，其他工艺不变。 1.滚动校直淬火 针对工艺路线中的扭杆弹簧常规淬火问题，提供了扭杆弹簧滚动校直淬火。设备结构如附图所示，由调速、校直、床身、淬火和杠杆五个部分组成。调速部分包括电动机、变速器、主动齿轮、从动齿轮；校直部分包括主动轴、端盖、从动轴、滑块、U形密封圈、主动轮及平键、从动轮及平键、轴承、U形密封圈座、滑块、轴用弹性挡圈和配重；淬火部分包括喷水管；杠杆部分包括钢丝绳、杠杆支架、杠杆和脚踏板。