扭桿彈簧

扭桿彈簧是懸架彈性元件的一種，其本身是一根由彈簧鋼製成的扭桿。

基本介紹

• 中文名：扭桿彈簧
• 外文名：Torsion-Bar Spring
• 作用：靠扭轉彈力來吸收振動能量
• 簡介：一端固定而另一端與工作部件連線

簡介

扭桿彈簧作為一種彈性元件，廣泛地套用於現代汽車的懸架中，在轎車、貨車及越野汽車中都有採用。與鋼板彈簧相比，扭桿彈簧具有一系列優點：扭桿彈簧單位質量貯能量高，因而可以減小汽車質量，又可節省材料；又由於扭桿彈簧固定在車架上，減小了非簧載質量，有利於改善汽車行駛平順性；當套用於前驅動汽車的前懸架時，扭桿彈簧可以縱向布置，為前驅動橋的擺動半軸留出空間。但扭桿製造成本相對較高，對材料及工藝要求較嚴。此外，扭桿彈簧僅能起到彈性元件的作用，必須要有導向機構。

扭桿彈簧由鉻釩合金彈簧鋼製成，其表面經過加工後橫很光滑。使用中必須很好地保護扭桿表面，通常在扭桿彈簧表面塗一層環氧樹脂，包一層玻璃纖維布，再塗一層環氧樹脂，最後塗以瀝青和防鏽油漆，以防碰撞、刮傷和腐蝕，從而可提高扭桿彈簧的使用壽命。

圖2 扭桿懸架示意

結構

扭桿彈簧本身是一根由彈簧鋼製成的扭桿。扭桿斷面通常為圓形，少數為管型和矩形，如圖3所示。

圖3 扭桿彈簧截面

其兩端形狀可以做成花鍵、方形、六角形或帶有平面的圓柱形等，以便一端固定在車架上，另一端固定在懸架的擺臂上，擺臂則與車輪相連。

工作原理

扭桿彈簧一端與車架連線固定，另一端通過擺臂與車輪相連。當車輪遇到地面障礙物後向上跳動時，車輪會帶動擺臂繞著扭桿軸線轉動一定角度，使扭桿發生扭轉變形（彈性變形）。同時扭桿扭轉變形所儲存的彈性變形能，會在車輪脫離障礙物時釋放，使傳力機構和車輪迅速回位。

製造扭桿彈簧時，會預先使扭桿產生一個永久的扭轉變形，使其具有一定的預應力。對扭桿預加扭轉的方向與扭桿安裝在車上工作時扭轉的方向相同，目的是減少工作時的實際應力，延長壽命。注意左右扭桿不能互換！

圖4 扭桿懸架工作原理

扭桿彈簧的特點

採用扭桿彈簧的懸架質量較輕，結構比較簡單，也不需潤滑，並且通過調整扭桿彈簧的固定端的安裝角度，易實現車身高度的自動調節。

扭桿彈簧單位體積存儲的彈性能較大，彈簧質量小，與螺旋彈簧相比，扭桿彈簧結構緊湊，便於布置。扭桿彈簧在越野車、輕型客、貨車上套用的比較多。

扭桿彈簧按其斷面形狀可分為圓形、管型和片狀。圓形實心扭桿結構簡單，使用最多。為了裝配扭桿，其兩端加工成花鍵、六角形、方形等。由於花鍵端頭尺寸比較小，所以多用花鍵連線。一般花鍵大徑為扭桿工作直徑的1.2~1.3倍，花間長度約為花鍵大徑的1.4倍。只要花鍵齒的擠壓應力在許可條件下，花鍵齒不宜選的過長。

扭桿彈簧一般採用漸開線花鍵GB3478，日本在JSB2705標準中推薦花鍵標準壓力角為45°；模數為1mm和0.75mm兩種。

為了便於扭桿彈簧裝配，有的將扭桿彈簧兩端花鍵做成直徑不等或在兩端花鍵齒上加工出一盲齒。