[發(fā)明專利]縱置FRP板簧本體及其總成結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610967711.5
• 申請日: 2016-11-05
• 公開（公告）號: CN108058558B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 劉守銀;劉政陽
• 申請（專利權）人: 劉守銀
• 主分類號: B60G11/04
• 分類號: B60G11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供縱置FRP板簧本體及其總成結構，其中FRP板簧本體兩端至中部的任意一處垂直于厚度中面的截面積都相等，保證FRP板簧本體內增強纖維從本體一端到另一端的連續(xù)性和均勻性；從中部向兩端沿著長度方向的厚度由厚逐漸變薄，保證應力的均勻性；不改變截面積，適當收縮板端的寬度，減小FRP板簧本體端部與連接件的結合產生的應力。本發(fā)明的FRP彈簧本體能大幅提高耐久性，減小各處應力，臺架試驗次數達到100萬次以上，是現有鋼板板簧壽命的10倍以上;相比鋼板彈簧可以減輕70%左右的重量;具有良好的減振性能、較高的耐腐蝕性、“安全斷裂性”好等優(yōu)點。本申請的縱置FRP板簧總成結構，包括縱置FRP板簧本體、上蓋板、下托板、膠墊、端耳等，FRP板簧本體及其總成結構具有現有各式各樣的縱置鋼板板簧的功能。

技術領域

本發(fā)明屬于汽車懸架領域，特別是縱置FRP板簧本體及其總成結構。

背景技術

鋼板彈簧在汽車上可以縱置或者橫置。后者因為要傳遞縱向力，必須設置附加的導向傳力裝置，使結構復雜、質量加大，所以只在少數輕、微型車上應用。縱置鋼板彈簧能傳遞各種力和力矩，具有導向功能，并且結構簡單，故在汽車上得到廣泛應用，現代縱置鋼板彈簧主要型式如圖1所示。

現有技術鋼板彈簧3＇的中部要兩個U形螺栓4＇固定在車軸5＇，前端通過鋼板彈簧3＇自身的前卷耳31＇和前支架2＇固定在車身1＇(車架)上；后端通過鋼板彈簧3＇自身的后卷耳32＇、吊耳6和后支架7固定在車身1＇(車架)上，如圖2所示。

現有鋼板彈簧3＇由多片組成，單片本體的寬度不變，厚度有等截面和變截面兩種，變截面又分線性變截面和拋物線變截面，由于拋物線變截面各處應力相等，變截面板簧多采用拋物線變截面。

隨著科技發(fā)展，復合材料板簧逐步用于汽車懸架彈簧元件。復合材料比強度比模量高、具有良好的耐疲勞性能、阻尼減振性能和耐腐蝕性能，因此，使用復合做彈性元件，可大幅提高車輛的平順性和舒適性，而質量僅是鋼板彈簧的1/4左右，不僅有效地提高了燃油效力，還降低了簧下質量，減小簧下振動，同時壽命大幅提高，在整車壽命范圍內無需更換彈性元件，整車使用和維修成本相對較低。

復合材料種類很多，一般由增強材料和基體材料組成，比如鋼筋混泥土也是復合材料，混泥土是基體，鋼筋是增強材料。現有汽車技術復合材料板簧所用的復合材料是纖維增強塑料，英文是Fibre-Reinforced Plastic，簡稱FRP，板簧的增強材料主要是玻璃纖維，也有碳纖維，或玻璃纖維和碳纖維組成纖維束，基體材料為環(huán)氧樹脂等材料，因此，把復合材料板簧稱之為FRP板簧更為科學。

FRP板簧的特點和傳統的金屬材料相比，最大特點就是比強度高、比模量高，耐溫性好、抗沖擊性好、可設計性強、減重70％以上、安全斷裂等優(yōu)點。現在國外不少已在量產車上使用FRP板簧，國內外很多汽車廠家都在開發(fā)FRP板簧。

奔馳sprinter輕客的前懸架采用橫置FRP板簧，安裝時采用4點軟固定，在使用范圍內，各處截面相等，且截面厚度和寬度也不變，保證FRP板簧中纖維的布置均勻性且無間斷，大幅提高懸架的可靠性，平順性也非常好，且便于成型加工。

如果想用FRP板簧替代現有的縱置鋼板彈簧，就必須像鋼板彈簧一樣中部固定到車軸上，兩端連接到車身上。但是，由于很難在縱置FRP板簧本體兩端做出卷耳，因此必須做出類似卷耳的構件，將縱置FRP板簧兩端連接到車身上；縱置FRP板簧的中部要通過U形螺栓固定在車軸上，由于彎矩的作用，縱置FRP板簧在U形螺栓處的應力最大，在U形螺栓外側很容易出現纖維斷裂的現象。