UG NX主动横向稳定杆机械部件设计(2)
据不完全统计，在道路交通事端中，因汽车侧倾问题导致的事端占车祸总和的40％之上，它是一个非常严重且广泛的问题。一份来自于国外的调查表表明，那些运载危险燃料的汽车发生的交通事端，其中有45％的事端是由于汽车侧倾引起，而这些事端中有75％是发生在汽车拐弯的时候。近日一项来自于美国交通运输单位的数量统计表明在每年度约700次的恶劣交通事端统计中，大概有半数事端是由汽车侧倾引起[1]。
因此，在汽车驾驶过程中，为了降低汽车发生交通事故的危险程度，可以尽可能降低侧倾的角度，也就是在设计汽车、改进汽车时增加汽车悬架系统的刚度，以降低汽车的变形。同时，为了增加汽车的刚度，也设计出汽车横向稳定杆来。
悬架系统由弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定杆等构成[2]。当外界环境改变，导致汽车侧倾，或者汽车在拐弯过程中，横向稳定杆可以降低汽车背离拐弯中心的侧倾，因而保证汽车的操作稳定性。随着汽车的迅速普及，人们对汽车的要求变高，能够提高汽车舒适性和安全特性的横向稳定杆也引起了大家的广泛关注。
1.2 汽车稳定杆与主动稳定杆的简介
1.2.1 汽车稳定杆的简介
稳定杆是汽车底盘悬架系统中的重要零件之一，可以在确保汽车驾驶稳定的大前提下提升悬架的倾斜角刚度，使汽车在路面不平顺或拐弯时可以降低汽车的倾斜角、驾驶稳定，即兼顾汽车的操作稳定性[3,4]。横向稳定杆是用弹簧钢制成的扭杆弹簧，形状呈“U”形，横置在汽车的前端和后端。杆身的中间部分，用稳定杆衬套与汽车架铰接，杆的两边分别固定在左右悬架上。当汽车只作垂直运动时，两端悬架变形相同，横向稳定杆不起作用。当汽车拐弯时，车子侧倾，两端悬架变量不一样大，外侧悬架会压向稳定杆，稳定杆就会发生扭转，杆身的弹性力会阻碍轮胎抬起，故而使汽车尽可能保持平衡，发挥横向稳定杆的功用[5]。
图1-1 横向稳定杆示意图
硬的弹簧会全部的使驾驶性硬化，横向稳定杆与一般的大刚度弹簧的特征不一样的是只有在它发挥功用时才会使驾驶性硬化。防倾杆搭配弹簧是协调操控性和行路性的最可行方法，因为如果弹簧配合适当的防倾杆不仅可以降低侧倾，更不需要牺牲应有的舒适性和安全性，而如果降低汽车的侧倾完全靠弹簧，那可能需要特别硬的弹簧，为了抵消弹簧的跳动更需要用阻尼系数很高的避震器，如此下来我们就必须去忍受诸如行路性、行经不平路面时循迹性不良等由硬的弹簧和避震器所造成的后遗症。
1.2.2 主动稳定杆的简介
横向稳定杆设计之初以降低汽车倾斜角、增加悬架的侧倾刚度为目标，但伴随横向稳定杆的不断发展，人们提高了对它的要求，例如更安全的驾驶，更小的倾斜角，汽车舒适性等。现行汽车上一般只装载普通横向稳定杆，被动悬架不仅不能满足操控稳定性和乘坐舒适性两方面的要求，而且不能及时调整悬架的侧倾刚度。当汽车速度较快时，拐弯容易发生侧倾，若侧倾过大则会使驾驶员疲劳、不安。而主动稳定杆系统能在汽车将要产生侧倾趋向时给汽车迅速加上反向的力偶，因此降低汽车倾斜角和倾斜角速度，同时还增加独立悬架的车胎法向力，这样就可以改进轮子与路面的依附状况等[6]。
主动悬架能明显地改进侧倾和舒适性的对立关系，在小轿车上已取得开发运用，但是其能源消耗大、成本高、文护不易[7]。在普通汽车稳定杆的基础上发展了主动稳定杆系统，主动稳定杆系统以普通汽车稳定杆为结构基础，通常增加激励器与自动控制部分，其中激励器包括液压式和机械式。主动稳定杆系统运用传感器单元来收集汽车驾驶时的一些必需信号，控制单元根据已经定好的控制规律控制执行机构适时、有效的工作，工作原理也很简单。主动稳定杆系统在汽车产生侧倾趋势时，它使活塞工作给汽车快速施加反向侧倾力偶，减缓汽车的侧倾速度、降低汽车侧倾程度，同时增加独立悬架的轮胎法向力，因而改进轮胎与路面的依附情况等，与普通汽车稳定杆比起来，它的优点很明显。另外，主动稳定杆系统可以依据不同汽车的不同需要进行专门设计，能最大可能地保证汽车的舒适性、安全性。