[发明专利]一种FRP叶片弹簧及其总成

说明书

发明涉及一种FRP叶片弹簧及其总成，包括FRP叶片弹簧，FRP叶片弹簧的各部分宽度相同；FRP叶片弹簧包括前楔形段、前外过渡段、前性能段、前内过渡段、U型螺栓安装段、后内过渡段、后性能段、后外过渡段及后楔形段。在叶片中段的下侧中心设有耐磨片和定位销沉孔，防止叶片中段磨损，简化FRP叶片弹簧中部固定结构；前楔形段、后楔形段分别通过楔形垫块与前卷耳和后卷耳连接，使螺栓受到侧向力转移到楔形面上，提高连接可靠性，且便于安装和拆解。本技术方案的FRP叶片弹簧结构采用积极失效模式，保证车辆行驶的安全性；重量约为钢板弹簧的1/4，提高燃油经济性；加宽叶片宽度，减小动刚度，提高车辆行驶的平顺性和操纵稳定性；寿命比钢板弹簧高5倍以上，大幅减小板簧使用成本。

技术领域

本发明属于机动车弹簧技术领域，特别是指一种FRP叶片弹簧及其总成。

背景技术

纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩，具有导向功能，并且结构简单，故在汽车上得到广泛应用。

如图1所示为现有技术的纵置钢板弹簧的主视图，包括前衬套01、卡箍02、板簧03、中心螺栓04及后衬套05；现有技术的钢板弹簧的质量大，燃油经济性差，寿命短，平顺性差，簧下质量大，簧下振动大。

随着科技发展，复合材料弹簧逐步用于汽车悬架弹簧元件。复合材料英文是Fibre-Reinforced Plastic，直译是纤维增强塑料，简称FRP。复合材料比强度比模量高、具有良好的耐疲劳性能、阻尼减振性能和耐腐蚀性能，因此，使用复合材料做弹性元件，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5倍左右，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。

现代复合材料弹簧的增强材料主要是玻璃纤维，也有碳纤维，母材多为环氧树脂，加之，复合材料弹簧形状如同叶片，因此把它称之为FRP叶片弹簧。

现在国内外很多汽车厂家都想用FRP叶片弹簧替代现有的纵置钢板弹簧，但是，FRP叶片弹簧许用剪切应力较小，抗侧倾能力较差，同时，FRP叶片弹簧两端要通过金属卷耳和橡胶衬套固定到车身上，中部要通过U形螺栓固定在车桥上，这些因素必然造成FRP叶片弹簧局部应力大，影响FRP叶片弹簧的寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种FRP叶片弹簧及其总成，在保证悬架的性能和可靠性的前提下，用FRP叶片弹簧替换现有钢板弹簧，以解决现有钢板弹簧悬架的质量大、平顺性差、寿命短等问题；以解决现有FRP叶片弹簧的因设计和叠层方法不合理造成叶片局部应力大的问题，以及中部安装结构复杂、端部卷耳装拆难和可靠性差等问题；在叶片中段的下侧中心设有耐磨片和定位销沉孔，防止叶片中段磨损的同时，简化FRP叶片弹簧中部固定结构；前楔形段、后楔形段分别通过楔形垫块与前卷耳和后卷耳连接，使螺栓受到侧向力转移到楔形面上，提高连接可靠性，且便于安装和拆解。采用积极失效模式，保证车辆行驶的安全性；重量约为钢板弹簧的1/4，提高燃油经济性；加宽叶片宽度，提高车辆行驶的操纵稳定性；减小动刚度，提高车辆行驶的平顺性；寿命比钢板弹簧高5倍以上，大幅减小板簧使用成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种FRP叶片弹簧，包括FRP叶片弹簧，所述FRP叶片弹簧的各部分宽度均相同；

所述FRP叶片弹簧自一端向另一端延伸时，依次包括前楔形段、前变截面段、前过渡段、叶片中段、后过渡段、后变截面段及后楔形段；所述前楔形段、所述前变截面段、所述前过渡段、叶片中段、所述后过渡段、所述后变截面段及所述后楔形段依次连接为所述FRP叶片弹簧；