[实用新型]一种两级刚度的复合板簧悬架总成装置

说明书

本实用新型公开了一种两级刚度的复合板簧悬架总成装置，包括作为副簧的FRP复合材料板簧和作为钢板弹簧主簧的钢板弹簧，还包括FRP复合材料板簧固定装置，所述FRP复合材料板簧固定装置用于压紧所述FRP复合材料板簧；压紧骑马螺栓，所述压紧骑马螺栓跨设在所述钢板弹簧上，且所述压紧骑马螺栓的两端螺柱朝下；所述钢板弹簧位于所述FRP复合材料板簧固定装置的下侧，所述压紧骑马螺栓的U型端底部位于所述FRP复合材料板簧的下侧并连接所述FRP复合材料板簧固定装置。本实用新型能够充分保证整车悬架系统的稳定性和安全性，同时又大幅降低板簧悬架的重量，实现整车轻量化设计，提高了板簧使用寿命，提高了燃油效力和车辆行驶的平顺性。

技术领域

本实用新型涉及商用车非独立悬架系统技术领域，具体是涉及一种两级刚度的复合板簧悬架总成装置。

背景技术

悬架是现代汽车上的主要组成之一，它能够把车架与车轴弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在车架和车轮之间的一切力和力矩，并且缓和由于路面不平而传给车架的冲击载荷，衰减由于冲击载荷引起的承载系统的震动，保证汽车的正常运行。其中钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，根据与车架安装位置的不同，分为前簧和后簧，在长期的发展过程中，由于钢板弹簧具有结构简单，制造成本低，占用空间小，维修方便等特点，成为汽车行业广泛采用的弹性元件。

随着科技发展，FRP复合材料板簧逐步用于汽车悬架弹簧元件。现在汽车板簧使用的复合材料都是FRP(Fibre-Reinforced Plastic简写，即纤维增强塑料)复合材料。FRP复合材料强度比模量高、具有良好的耐疲劳性能、阻尼减振性能和耐腐蚀性能，因此，使用FRP复合材料做板簧，可大幅提高车辆的平顺性和舒适性，而质量仅是钢板弹簧的1/4左右，不仅有效地提高了燃油效力，还降低了簧下质量，减小簧下振动，同时寿命是钢板弹簧的3倍以上，在整车寿命范围内无需更换弹性元件，整车使用和维修成本相对较低。

现在国内外很多汽车厂家想用FRP复合材料板簧完全替代现有前后悬架的钢板弹簧，如图11所示，但是且存在安全隐患，常规纵置类钢板弹簧除起到弹性元件作用需要传递悬架横向、纵向力与力矩外，还需要具备导向功能、还兼起导向装置作用，并承受车辆紧急制动、转向、垂直弹跳等状况下产生的卷耳冲击、纵扭等问题，冲击过程中板簧运动轨迹发生变化，轴荷转移至前吊耳后板簧产生不同程度“S”型扭曲，但是因FRP复合材料板簧许用剪切应力很小，为τ≤50Mpa，如直接用FRP复合材料板簧完全取代钢板弹簧，尤其是后悬，基于复合材料特性无法满足力的传递及导向作用，在汽车行驶过程中容易出现耳剪切断裂，影响整车的安全性。为解决该困扰，有厂家采用将主簧仍使用钢板弹簧，副簧采用FRP复合材料板簧，如图13所示，钢板弹簧、FRP复合材料板簧一体式通过骑马螺栓紧固，依次将板簧压板、FRP复合材料盖板、复合材料、钢板弹簧、后桥壳体、后桥下托板堆叠紧固，以M20骑马螺栓为例，锁紧扭矩为450N.M，根据公式T(扭矩)＝K*F*d，求出压紧力F＝T/(K*d)＝450/(0.2*0.2)＝11250N。按FRB树脂材料其硬度为巴柯尔硬度HBa＝50，换算为布氏硬度为32HB，压紧压板后对复合材料产生变形深度为h＝4*F/(32*S)＝4*11250/(32*70*175)＝0.115mm。通过对FRP材料分析，由于复合材料软性特征，其软性特性对骑马螺栓紧固后扭矩形成明显“软联接”特征，并在冲击、侧倾等过程中产生的异向挤压，加剧复合材料变形，导致骑马螺栓扭矩大幅度衰减，影响板簧总成夹紧效果及悬架系统稳定性，影响整车的安全性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种两级刚度的复合板簧悬架总成装置，本实用新型能够充分保证悬架的寿命和安全性，同时又大幅降低板簧悬架的重量，实现整车轻量化设计，提高了板簧使用寿命，提高了燃油效率和车辆行驶的平顺性。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种两级刚度的复合板簧悬架总成装置，包括作为副簧的FRP复合材料板簧和作为主簧的钢板弹簧，还包括