[發明專利]一種重型全驅越野汽車用懸架彈性元件的設計方法

有效

• 申請號: 201611014724.7
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106321700B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 王權;姚玉靜;李海林
• 申請（專利權）人: 中國重汽集團濟南動力有限公司
• 主分類號: F16F1/18
• 分類號: F16F1/18;F16F1/26;B60G11/04
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

本發明涉及汽車制造領域，尤其是一種重型全驅越野汽車用懸架彈性元件的設計方法。

背景技術

鋼板彈簧是重型汽車懸架中應用最為廣泛的一種彈性元件，隨著我國汽車工業的發展，重型全驅動越野汽車以及特殊用途汽車對平順性、舒適性提出了更高的要求。現行全驅動越野汽車懸架彈性元件多采用線性等剛度多片鋼板彈簧，此類板簧在不同載荷工況下的平順性、舒適性差別較大，尤其在空載、半載等工況下的平順性、舒適性較差。然而，針對重型全驅動越野汽車用鋼板彈簧，要求其在不同載荷工況下均具有良好平順性、舒適性和較高可靠性，目前國內外還沒有準確、可靠的設計方法。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種重型全驅越野汽車用懸架彈性元件的設計方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案在于：

一種重型全驅越野汽車用懸架彈性元件，所述懸架彈性元件包括變剛度少片鋼板彈簧總成、中橋總成、后橋總成和平衡軸座；所述變剛度少片鋼板彈簧總成包括有疊放的主簧組彈簧和副簧組彈簧；所述主簧組彈簧自下而上包括帶有弧度的主簧第一片、主簧第二片和主簧第三片；所述副簧組彈簧自下而上包括帶有弧度的副簧第一片和副簧第二片；所述副簧組彈簧的上端通過騎馬螺栓用板簧壓板與平衡軸座固定連接有車架；所述中橋總成的上端、后橋總成的上端分別與平衡軸座的上端通過主簧組彈簧連接；所述中橋總成的下端、后橋總成的下端分別與平衡軸座的下端通過下推力桿連接。

本發明還具有以下附加技術特征：

作為本方案進一步具體優化的，所述主簧組彈簧和副簧組彈簧的簧片之間均設有板簧片間墊片；所述變剛度少片鋼板彈簧總成的中心部位設有一貫穿的通孔，所述通孔中穿有一根板簧中心螺栓，所述板簧中心螺栓還貫穿于板簧片間墊片；所述板簧中心螺栓頂部通過中心螺母鎖緊。

作為本方案進一步具體優化的，所述主簧第二片過渡部分的下部具有向外擴展的斜面或曲面；所述主簧第一片的中間部分和主簧第二片的中間部分的厚度均勻；所述主簧第一片兩端部分和主簧第二片的兩端部分的厚度均勻；所述主簧第一片中間部分與主簧第二片中間部分的共同厚度小于所述主簧第一片兩端部分的厚度；所述主簧第二片還包括包耳，所述包耳部分的厚度小于主簧第二片兩端部分的厚度。

作為本方案進一步具體優化的，所述副簧組彈簧的頂部固定有板簧壓板，所述板簧壓板的兩側還設有將變剛度少片鋼板彈簧總成固定于平衡軸座上的騎馬螺栓。

作為本方案進一步具體優化的，所述主簧組彈簧至少有三片，所述副簧組彈簧至少有兩片；所述主簧第一片、主簧第二片、主簧第三片和副簧第一片、副簧第二片之間涂有石墨潤滑脂。

作為本方案進一步具體優化的，所述變剛度少片鋼板彈簧總成的材料為單面雙槽材料。

一種重型全驅越野汽車用懸架彈性元件的設計方法，包括以下步驟：

步驟1，設定具有較高可靠性和舒適性要求的半載工況的懸架偏頻為2.5Hz，此時僅主簧組彈簧起作用；設定滿載工況時懸架偏頻亦為2.5Hz，此時主簧組彈簧和副簧組彈簧共同起作用；懸架偏頻及主簧組彈簧剛度由公式計算，f為懸架偏頻，c為板簧剛度，m為簧載質量；

步驟2，設定板簧自由弧高到滿載弧高的變化量d，主簧組彈簧接觸載荷、滿載時主簧組彈簧載荷由計算；P為板簧總成滿載載荷，P₁為主簧組彈簧接觸時載荷，C₁為主簧組彈簧剛度，C₂為副簧組彈簧剛度；

步驟3，根據主簧組彈簧和副簧組彈簧的剛度設計板簧片形，設計時確保板簧最大應力應不超過550MPa；

步驟4，根據主簧組彈簧和副簧組彈簧接觸時載荷以及滿載時主簧組彈簧載荷確定主簧組彈簧和副簧組彈簧的弧高。

本發明和現有技術相比，其優點在于：

本設計方案將主簧組彈簧和副簧組彈簧二組鋼板彈簧疊加在一起，位于上面的兩片板簧為副簧，下面的三片為主簧。在車輛空載、載重量不大于2.5t時副簧不會與主簧接觸，此時懸架剛度為主簧的剛度；當車輛載重超過2.5t且在惡劣工況下副簧會與主簧接觸，此時懸架剛度為主簧組彈簧和副簧組彈簧剛度之和，主簧組彈簧和副簧組彈簧共同承載；此方案在主簧單獨作用以及主簧組彈簧和副簧組彈簧共同作用均具有合適的懸架偏頻，目前根據此設計方法設計的板簧已經過實車進行了平順性、舒適性、可靠性試驗驗證，目前已完成定型試驗驗證，各工況具備良好的平順性、舒適性和可靠性，有效解決了重型6X6越野汽車線性單剛度板簧平順性、舒適性差的問題。