[发明专利]一种用于扭梁的半承载结构弹簧托盘

说明书

技术领域

本发明属于汽车底盘领域，是指汽车底盘承载用的扭梁式悬架，特别是指一种用于扭梁的半承载结构弹簧托盘。

背景技术

汽车底盘承载用的扭梁式悬架，如图1所示，其主体结构中包含纵臂1、横梁2、弹簧托盘3、弹簧4、轮毂支架5及加强连接板6等组成，整体通过焊接方式连接。扭梁式悬架结构的运动即是在车辆运行过程中，由于路面的不平整和驾驶操纵，车辆承载和路面反馈的左右不等导致弹簧压缩或回弹，进而通过纵臂传递到横梁，通过横梁产生扭转传递或抵消其运动的过程。

其运动关键在于弹簧托盘承载整车载荷，并通过纵臂传递，弹簧托盘的结构和连接方式决定了纵臂、横梁等的受力情况，进而决定了扭梁的受力工况、耐久性能、成型工艺质量等。通过弹簧托盘和纵臂的连接和力传递方式，分为全承载式、半承载式。

现有常用的扭梁结构，其弹簧托盘连接方式为全承载式，即弹簧的承载力全部通过其与纵臂之连接，进而传递到横梁，使之产生扭转达到平衡。

如图2所示，全承载式结构弹簧托盘3为保证强度要求，通过三道焊接连接于纵臂，包含前后连接的两道半圆圈焊31、33、下端一道平直长焊缝32。从成型工艺来说，多次焊接产生的热影响易导致纵臂材料变脆而影响强度，此外这种焊缝布置方式不利于焊接操作，需增加旋转工装进行保证，同时焊缝布置空间化，不利于机器人自动焊接。

从结构上，全承载式弹簧托盘所承受的力与力矩全部通过纵臂传递到横梁，对纵臂和横梁的连接强度有较高的要求，该处也是试验薄弱区域，目前有部分设计通过增加加强连接板平衡搭接于托盘和横梁，纵臂应力有部分改善。但由于横梁材料(一般B510L，高强度扭转钢)、弹簧托盘及连接加强板材料(SAPH系列，高延伸率，能充分成型)的性能差异，其连接处出现应力分配不均匀，极易导致加强板撕裂等故障产生。

综合以上所述，现扭梁式悬架有以下的不足之处：

A)多次焊接产生的热影响易导致纵臂材料变脆而影响强度

B)弹簧托盘焊缝需正、反面布置3道焊缝，需增加旋转工装，提高成本，且不利于机器人自动焊接

C)纵臂承载全部力与力矩，对纵臂材质、强度要求高，对纵臂、横梁搭接焊接要求高，应力传递不均匀，易导致焊接开裂、纵臂失效等情况。

D)弹簧托盘与横梁搭接，由于材料差异，搭接焊缝质量不高，易撕裂。

发明内容

本发明的技术方案为至少解决以下目的之一的问题：

1、本发明的第一个目的是，通过本技术方案，改善扭梁结构的应力分布，减少纵臂承受应力，改善纵臂疲劳寿命。

2、本发明的第二个目的是，通过本技术方案，改善纵臂与弹簧托盘焊接工艺，减少热影响区和焊缝数量，提升纵臂质量和强度，避免增加旋转工装进行焊接。

3、本发明的第三个目的是，通过本技术方案，减少扭梁结构部件，去除加强连接板，改善弹簧托盘与横梁的力传递路径，降低连接处应力避免托盘撕裂。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于扭梁的半承载结构弹簧托盘，包括有弹簧承载区，横梁搭接区，纵臂连接区，以及应力释放圆弧区；

所述弹簧承载区和所述纵臂连接区由所述应力释放圆弧区连接；

所述弹簧承载区包括有弹簧承载平面及弹簧定位凸台；所述弹簧定位凸台与弹簧内圈配合并限位；

所述横梁搭接区包括有横梁平面焊接边和横梁弯弧边；所述横梁平面焊接边搭接于横梁上端；所述横梁弯弧边通过弯弧结构与横梁外表面配合；

所述纵臂搭接区包括有至少一个应力释放缺口、纵臂焊边及轮毂支架焊边；所述纵臂焊边与纵臂的走向配合；其中，一个所述应力释放缺口为第一应力释放缺口，所述第一应力释放缺口设置于所述弹簧安装中心与车轮中心的连线之间。

所述弹簧定位凸台的侧壁上端设置有翻边结构，所述翻边结构从弹簧内圈向外圈方向包覆所述弹簧下端至少一圈。

所述横梁弯弧边通过弯弧结构与所述横梁外表面接触，并环绕过所述横梁，搭接于所述横梁的另一侧。

所述第一应力释放缺口设置于所述纵臂焊边和所述轮毂支架焊边之间。

所述应力释放缺口设置于所述纵臂焊边上。

所述半承载结构弹簧托盘由平板板材冲压成型。

所述弹簧承载平面的周边，设置有通过翻边结构形成的弧边结构；所述弧边结构与所述弹簧定位凸台之间形成凹槽。

所述弧边结构与所述弹簧定位凸台相对于所述弹簧承载平面的高度相等。

本发明的有益效果是：