[发明专利]一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成及其装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车悬架的钢板弹簧总成，具体涉及一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，属于汽车零部件领域。

背景技术

板簧的结构形式、材料、加工制造手段和设计方法一直在进步和发展。常见的汽车钢板弹簧有多片等截面式、主副簧复合式、少片变截面式、渐变刚度式等四种。

传统的汽车板簧一直采用耐疲劳性能极好的弹簧钢来制造。但世界汽车工业发展的趋势表明，安全、节能、环保型的汽车已成为21世纪汽车发展的主流，而要实现安全、节能和环保这一目标，汽车轻量化则是最佳的途径。

随着汽车工业中新材料、新工艺、新技术的不断发展，复合材料进入了汽车领域，并逐渐取代了传统的金属材料。

其中，树脂基复合材料，作为汽车上重要的轻量化材料，越来越多地取代了传统的金属材料。与钢铁材料、铝合金等传统材料相比，树脂基复合材料具有重量轻、比强度高、耐腐蚀、减振性能好、可设计性强、易于加工等优点，并且实践证明，在汽车上大量使用树脂基复合材料可以显著减轻汽车自重、降低油耗、提高汽车安全舒适性，同时还可减少环境污染和降低汽车的制造与使用综合成本。

经过对现有技术的检索，我们发现现有采用复合材料的板簧主要有：

US4,557,500B公开了一种由纤维复合材料制成的板式弹簧,该板弹簧从俯视角度来看中间窄两头宽，即采取的变厚度，等截面积设计。

CN IO4029579A公开了一种板端软固定单片复合材料板簧悬架结构，其中复合材料单片簧为中部为等截面,中部到前端和中部到后端的区段截面呈从大到小抛物线变化的设计。

CN 204077274U公开了一种等截面积的复合材料板簧结构主体部分是从中间向两端沿着长度方向的宽度由窄逐渐变宽；厚度由厚逐渐变薄,使其横截面积始终相等；在复合材料板簧主体中间部位,利用卡箍结构与复合材料板簧主体固定连接。

CN IO2700377A公开了一种汽车复合材料板弹簧总成及其组装方法，该板簧为复合材料单片簧，通过U型螺栓进行连接定位，板簧中间没有螺栓定位孔。

上述专利申请涉及的都是复合材料板弹簧都是作为主簧使用，由于主簧并非采用抛物线设计，其承载能力有限，使用过程中应力分布不均匀；将复合材料板簧作为主簧使用，未能考虑使用过程中出现的极端情况，如安装在重型卡车上，在路况极端恶劣情况下，以及严重超载等情况对汽车的安全性、通过性的要求；同时可见，如果汽车采用钢板弹簧副簧，其整车质量会比较大，影响汽车燃油经济性，而且板簧的疲劳寿命、汽车行驶安全性均未能得到改善。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的不足，在满足汽车对钢板弹簧性能要求的基础上，提供一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，以降低设计成本，减轻板簧总成质量，提高其使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，包括U型螺栓金属夹板、主簧、副簧和下垫片，下垫片、副簧、主簧、U型螺栓金属夹板由下至上依次叠放后通过中心螺栓固定连接进行限位，并通过U型螺栓辅助夹紧固定；所述主簧为钢板弹簧，所述副簧为复合材料板簧。

所述的一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，其中，副簧采用E玻璃纤维/聚氨酯复合材料制作，经过高压RTM工艺一体成型，复合材料纤维铺层均为0度，复合材料纤维体积含量范围为40％-70％。

所述的一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，其中，副簧簧身形状为抛物线板簧形状。

所述的一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，其中，副簧在簧身底部中间部位设有副簧加厚层。

所述的一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，其中，下垫片为金属垫片，其与副簧粘接固定。

所述的一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，其中，副簧加厚层的底面为多边形。

所述的一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，其中，副簧加厚层的底面为矩形。

所述的一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，其中，副簧加厚层的底面为椭圆形。

所述的一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成，其中，U型螺栓金属夹板两边采取圆弧过渡。

本发明同时提供一种具有复合材料副簧的汽车钢板弹簧总成的装配方法，包括以下步骤：

将下垫片与副簧底面粘接固定，形成副簧总成；

将车桥、上述副簧总成、主簧、U型螺栓金属夹板由下往上依次叠装后，通过车桥的板簧中心螺栓连接限位，将U型螺栓插入车桥上的U型螺栓安装孔固定，并通过U型螺栓进行夹紧和固定，完成装配总成；