[发明专利]一种等截面叶片主副簧总成

说明书

本发明涉及一种等截面叶片主副簧总成，包括FRP主簧叶片、卷耳、前衬套、上盖板、下垫板、后衬套、软垫板及FRP副簧叶片；FRP主簧叶片的两端各固定有一个卷耳；前衬套和后衬套分别设置于卷耳内；FRP副簧叶片设置于FRP主簧叶片下方，并通过上盖板及下垫板固定连接；在上盖板与FRP主簧主体之间，FRP主簧叶片与FRP副簧叶片之间以及FRP副簧叶片与下垫板之间均设置有软垫板。FRP复合材料板簧不会一下全部断裂，保证车辆行驶的安全性；大幅降低板簧悬架的重量，提高燃油效力；提高车辆行驶的平顺性；提高纵置板簧悬架的寿命。

技术领域

本发明属于汽车板簧技术领域，特别是指一种等截面叶片主副簧总成。

背景技术

钢板弹簧在汽车上可以纵置或者横置。后者因为要传递纵向力，必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂、质量加大，所以只在少数轻、微型车上应用。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。

复合材料是两种以上的材料组合在一起、通过材料之间有效界面结合、性能优于原有的材料。复合材料种类很多，比如钢筋混泥土也是复合材料，混泥土是母材，钢筋是增强材料。但是现代工业所指的复合材料主要是玻璃纤维复合材料(GFRP)和碳纤维复合材料(CFRP)，母材是塑料(或叫树脂)，增强材料是玻璃纤维或碳纤维，现代复合材料板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。

随着科技发展，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复合材料。FRP是英文Fibre-Reinforced Plastic简写，直译是纤维增强塑料。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。

FRP复合材料板簧叶片成型方法，其中包括连续纤维缠绕工艺、模压工艺、拉挤工艺、树脂传递模塑成型工艺(RTM)等工艺方法。

现在国内外很多汽车厂家想用FRP复合材料板簧替代现有的纵置板簧，但是，纵置板簧两端卷耳要通过衬套固定到车身上，中部要通过U形螺栓固定在车身上，必须通过金属件的连接和固定，这些因素必然造成FRP复合材料板簧局部应力大，在卷耳的连接处和U形螺栓外侧出现纤维断裂的现象，极大地影响FRP复合材料板簧的寿命。

如图1所示为现有技术的钢板弹簧，包括前衬套01、卡箍02、板簧03、中心螺栓04及后衬套05；现行板簧的上下受力台架试验是通过销轴将板簧两端的卷耳固定在小车上，然后把压具放到板簧上，在压具上施加试验力，进行板簧刚度的检测和耐久性试验。

现有技术的钢板弹簧的质量大，燃油效力低，寿命短，平顺性差，簧下质量大，簧下振动大。

如图2所示为奔驰sprinter的前悬架采用橫置FRP复合材料板簧的单侧示意图，包括端部固定块06，上限位块07，下限位块08，横置FRP复合材料板簧，副车架及下摆臂；也可参见公布号为CN104057795A的专利申请。除两端外，橫置FRP复合材料板簧的各处截面相等，且截面高度和宽度也不变。

橫置FRP复合材料板簧3的中部由副车架5上的上限位块2和下限位块3上下限位固定，端部由下摆臂6上的端部固定块1限位固定，端部固定块1、上限位块2、下限位块3与橫置FRP复合材料板簧4都是通过橡胶限位固定，这样，整个橫置FRP复合材料板簧4左右通过4固定点都是软固定。

由于FRP复合材料板簧中纤维的布置均匀性且无间断，保证FRP复合材料板簧的纤维不被损坏，充分保证FRP复合材料板簧的寿命，大幅提高悬架的可靠性。

但是该横置FRP复合材料板簧的结构复杂，成本高，具有导向功能的纵置板簧很难采用这种布置方式。