[发明专利]一种实现工作圈和支撑圈转换的变刚度弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹簧，具体是一种实现工作圈和支撑圈转换的变刚度弹簧，用于负载变化时改变刚度来适应负载的变化达到合理的支撑和缓冲作用。 

背景技术

悬架弹簧在汽车悬架系统中作为重要零部件和安全件之一，其主要功能表现为支撑车身重量和减振作用。 

日趋激烈的汽车行业竞争，各汽车主机厂不断提升车辆的乘坐舒适性和车辆的操控性能来占领汽车销售市场。汽车在追求优越性能的同时，对作为重要零部件之一的悬架弹簧无疑提出了更高的要求，传统的弹簧设计已经从功能和使用空间上无法满足高端市场中的需求。 

然而，现有的弹簧存在以下缺陷： 

1、刚度无变化，难以适应车辆在行驶过程当中随着路况不断变化和车载负重，最大限度的提升车辆舒适性、改善车辆在急速转弯、刹车时稳定的操控性能。 

2、安装和工作的紧凑型差，难以满足车身与悬架系统之间不断降低的高度和弹簧周边零部件的紧凑型设计。 

3、行程小，车身与悬架系统之间高度不断降低的同时，难以保证有足够的行程来避免车辆在运动时发生坐底和抱死现象。 

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有弹簧刚度变化小、安装和工作的紧凑型差、行程小的缺陷，提供一种实现工作圈和支撑圈转换的变刚度弹簧。为此，本发明采用以下技术方案： 

一种实现工作圈和支撑圈转换的变刚度弹簧，其呈螺旋状，其特征是在其轴线方向上位于中间部位的工作圈的刚度小于其余部位的工作圈的刚度以 在弹簧两端承受一定压力时中间部位的工作圈轴向接触成为支撑圈而将弹簧分作两段。 

作为优选技术措施，所述弹簧工作圈的直径自中间部位向两端逐渐变小。尤其是，位于两端部位的相邻两工作圈的直径至少相差两倍的弹簧钢丝的直径以便受压时这些工作圈不产生轴向接触而可以环绕在一起；用于轴向接触成为支撑圈的工作圈大于一圈。 

作为优选技术措施，用于轴向接触成为支撑圈的工作圈上套有护套。尤其是所述的护套上具有位于弹簧工作圈内侧的狭缝；所述的护套上开设若干位于朝向相邻弹簧工作圈的通孔。 

本发明的有益效果是： 

1、变刚度——车辆在行驶过程当中随着路况不断变化和车载负重，最大限度的提升车辆舒适性、改善车辆在急速转弯、刹车时稳定的操控性能。 

2、空间最小化——满足车身与悬架系统之间不断降低的高度和弹簧周边零部件的紧凑型设计。 

3、行程最大化——车身与悬架系统之间高度不断降低的同时，保证有足够的行程来避免车辆在运动时发生坐底和抱死现象。 

附图说明

图1是本发明变刚度弹簧的一种结构处于自由状态的示意图。 

图2是图1所示的变刚度弹簧处于半载状态的示意图。 

图3是图1所示的变刚度弹簧处于满载状态的示意图。 

图4是图1的右视图。 

图5是可套于图1所示变刚度弹簧上的护套的结构示意图。 

图6是图5的A-A向剖视图。 

图7是图5所示护套的立体图。 

图中标号说明：1-变刚度弹簧，2-护套，3-狭缝，4-通孔，o-o-轴线方向，L-中间部位的工作圈，D-弹簧工作圈的直径，d-弹簧钢丝的直径。 

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做进一步说明。 

本发明的实现工作圈和支撑圈转换的变刚度弹簧1，如图1-4所示，其由弹簧钢丝制成螺旋状，特点是在弹簧的轴线方向o-o上位于中间部位的工作圈L的刚度小于其余部位的工作圈的刚度以在弹簧两端承受一定压力时中间部位的工作圈轴向接触成为支撑圈而将弹簧分作两段。 

根据弹簧的刚度公式： 

F′=Ff=Gd48D3n]]>

式中， 

F-负荷； 

f-变形量； 

G-原材料切变模量； 

d-弹簧钢丝直径； 

D-弹簧中径；