一种具有冲击载荷缓冲功能的半独立式钢板弹簧悬架结构制造技术

一种具有冲击载荷缓冲功能的半独立式钢板弹簧悬架结构，该结构中每个悬架总成包括转向节、四个主钢板和四根连杆；其中转向节、主钢板和连杆之间分别组成二个四边形机构；第一个四边形机构和第二个四边形机构关于转向节的中心水平面对称。四个主钢板为转向节提供过约束；每个悬架总成还包括八个副钢板，八个副钢板和四个主钢板分别组成四个支链；每个主钢板与副钢板之间通过钢卡子实现约束定位。本发明专利技术以两个四边形机构对转向节形成过约束，使其侧向刚度得到了极大增强，其抵御变形和抗侧翻能力得到了较大改善；与车辆使用的非独立式悬架相比，能显著缩短车轴的外伸部分，降低悬架的自重，提高可靠性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种具有冲击载荷缓冲功能的半独立式钢板弹簧悬架结构
本专利技术涉及一种能广泛应用于中重载车辆的悬架结构，特别涉及一种采用钢板弹簧的多轴重载车辆的半独立式悬架结构。
技术介绍
悬架是连接车轮和车身的重要部件，其主要功能是将路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力、侧向反力以及力矩传递到车架上，以保证车辆的正常行驶。鉴于悬架的性能在很大程度上决定车辆的平顺性、操纵稳定性和行驶安全性，各汽车生产企业竞相提高悬架的性能。尽管各种悬架具体的结构不同，但根据左右两侧车轮在不平路面激励的振动是否影响分为非独立式悬架和独立式悬架。载货汽车特别是多轴重载汽车，国内现在以多片钢板弹簧为特征的非独立式悬架为主，且多片钢板弹簧都是以梁的方式工作，在单向载荷的作用下发生弯曲，长度不等的钢板组成一个近似于等强度的弹性梁，其刚度大小变化呈不连续状，能缓冲和衰减路面传递的振动能量。钢板弹簧的优势在于实现导向机构、减振器、弹性元件的三项功能合一，具有可靠性好、结构简单、制造流程短、成本低等优点，因而成为重型载货车的主流配件。但多片钢板弹簧的缺点是材料的利用率低、舒适性差、自重偏大、卷耳处易磨损、长期使用易产生噪音、纵向尺寸较长不利于缩短汽车的后悬、需定期维护、仅适用于非独立式悬架等。同时为满足一定的转向角度，纵向布置的钢板弹簧常常造成车轴的外伸部分较大，间接降低了刚度和燃油经济性。此外，非独立式悬架结构也造成左右车轮振动的相互影响，易出现部件的早期失效。现阶段钢板弹簧的发展趋势是多片弹簧向少片弹簧过渡。多片钢板弹簧占汽车重量8％～9％，其材料利用率为60％左右，在承受相同载荷的前提下少片弹簧的材料利用率为75％～85％，重量减轻约50％，能显著地改善车辆的燃油经济性。尽管少片钢板弹簧在功能上能够代替多片钢板弹簧，但在推广中其可靠性难以获得消费者认可。汽车用户特别是长途车运输用户担心一旦断裂会造成重大事故，特别是在路面较差时这种忧虑尤为强烈。这种不必要的忧虑造成少片弹簧的推广步履维艰，对企业而言继续使用多片弹簧结构将造成设备投入资金大、产品成本较高、销售价格高、综合竞争力差等不足。空气弹簧在欧美发达国家已经有70多年的发展历史，二十世纪五十年代，空气弹簧开始应用在重载车、小轿车、大客车及铁道车辆上。到六十年代，德国、美国等工业发达国家生产的大部分公共汽车中装有了空气弹簧。由于其突出的道路友好性，目前欧美地区95％的客车、80％的货车和40％的挂车都已使用空气悬架系统，而我国仍处于起步阶段，空气弹簧只应用在一些豪华客车和少部分重型货车和挂车上。空气弹簧未能在我国大规模应用的原因是超载性不好，加之价格昂贵维修不方便、物流业竞争激烈利润微薄，所以一直不被客户接受，只能在精密仪器、电子设备等特殊货物的运输中有所应用。基于国内外悬架发展的现状和趋势，在今后相当长的一段时间内，国内汽车悬架仍以使用钢板弹簧为主。因此，对钢板弹簧的结构进行改进是现阶段合理的选择。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对现有载货车辆使用的多片钢板弹簧和少片钢板弹簧的不足，提供一种具有冲击载荷缓冲功能的半独立式钢板弹簧悬架结构，以消除现有应用钢板弹簧为特征的非独立式悬架的缺陷，提高悬架结构的刚度、强度和使用寿命，使其具有更好的燃油经济性、平顺性和操纵稳定性、转向灵活性等评价指标。本专利技术通过如下技术方案实现：一种具有冲击载荷缓冲功能的半独立式钢板弹簧悬架结构，含有两个悬架总成，该两个悬架总成通过副车架相连，并相对汽车几何中心对称布置，其特征在于：每个悬架总成包括转向节、主钢板以及连杆组件；所述的主钢板包括第一主钢板、第二主钢板、第三主钢板和第四主钢板；所述连杆组件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，其中转向节、第一主钢板、第二主钢板和第一连杆构成第一四边形机构；转向节、第三主钢板、第四主钢板及第四连杆组成第二四边形机构；且第一四边形、第二四边形机构关于转向节的中心水平面对称；第一主钢板和第二主钢板的一端分别固定在第一连杆的槽孔中，第一主钢板和第二主钢板的另一端在转向节的槽孔中移动；第三主钢板和第四主钢板的一端分别固定在第四连杆的槽孔中，第三主钢板和第四主钢板的另一端在转向节的槽孔中移动；第一主钢板、第二主钢板、第三主钢板和第四主钢板对转向节实现过约束。本专利技术的又一技术特征是：每个悬架总成还包括八个副钢板，分别是第一副钢板、第二副钢板、第三副钢板、第四副钢板、第五副钢板、第六副钢板、第七副钢板和第八副钢板；第一主钢板、第四副钢板和第七副钢板共同组成第一支链；其中第四副钢板和第七副钢板分别与第一主钢板的一端共轴线固接，第四副钢板和第七副钢板的另一端由钢卡子进行约束；第二主钢板与第二副钢板和第三副钢板组成第二支链；其中第二副钢板与第三副钢板和第二主钢板的一端共轴线固接，第二副钢板和第三副钢板的另一端由钢卡子进行约束；第三主钢板与第五副钢板和第六副钢板组成第三支链；其中第五副钢板和第六副钢板分别与第三主钢板的一端共轴线固接，第五副钢板和第六副钢板另一端由钢卡子进行约束；第四主钢板与第一副钢板和第八副钢板组成第四支链；其中第一副钢板与第八副钢板和第四主钢板的一端共轴线固接，第一副钢板和第八副钢板的另一端由钢卡子进行约束。本专利技术的另一技术特征是：第一主钢板和第三主钢板的竖直侧面共面；第二主钢板和第四主钢板的竖直侧面共面；第一连杆和第四连杆的竖直侧面共面。本专利技术的又一技术特征是：所述第一支链和第二支链的夹角为90°，第三支链和第四支链的夹角为90°。本专利技术的技术特征还在于：在第一支链、第二支链、第三支链和第四支链中的每块主、副钢板之间均安装有预压力的橡胶板。第一主钢板、第二主钢板、第三主钢板和第四主钢板分别与转向节相连的一端设有防干涉缺口。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出的技术效果：①具有部分独立悬架的优势，左右车轮的振动互不影响，平顺性得到提高；②过约束设计增强了垂直载荷的承载能力，抵御超载对钢板弹簧疲劳寿命的影响；③过约束设计继承了少片钢板弹簧的优点，又消除了其推广中顾客的认可障碍；④过约束设计继承了多片钢板弹簧的优点，显著降低了自重并改善了燃油经济性；⑤主副钢板之间设有橡胶板，既能减小钢板之间的磨损，降低噪音，又较好的延长了弹性元件的寿命；⑥和独立式悬架相比，过约束设计使得其侧向刚度得到了极大增强，其抵御变形和抗侧翻能力得到了较大改善；⑦和车辆使用的一般非独立式悬架相比，该机构能显著缩短车轴的外伸部分，进一步降低车轴重量，提高悬架的刚度。总之，本专利技术的结构继承了钢板弹簧的所有优点，克服了多片与少片钢板弹簧的不足，提高了悬架整体的安全性、操稳性和平顺性。此外，与传统的非独立式悬架相比，其占用的空间显著减少，易于布置和优化。附图说明图1是本专利技术的总体结构示意图。图2是转向节的结构图。图3是第一连杆的结构图。图4是第一主钢板的结构图。图5是第一主钢板和第二主钢板的防干涉示意图。图6是第一副钢板的结构图。图7是钢卡子的结构图。图8是橡胶板结构图。图9是悬架系统的第一支链结构图。图10是第一支链和第一连杆的局部装配视图。图11是第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与转向节装配的局部视图。图中：1-转向节；2-第一副钢板；3-销子；4-第一主钢板；5-钢卡子；6-第二主钢板；；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有冲击载荷缓冲功能的半独立式钢板弹簧悬架结构，含有两个悬架总成，该两个悬架总成通过副车架相连，并相对汽车几何中心对称布置，其特征在于：每个悬架总成包括转向节(1)、主钢板以及连杆组件；所述的主钢板包括第一主钢板(4)、第二主钢板(6)、第三主钢板(19)和第四主钢板(22)；所述连杆组件包括第一连杆(10)、第二连杆(13)、第三连杆(15)和第四连杆(16)，其中转向节(1)、第一主钢板(4)、第二主钢板(6)和第一连杆(10)构成第一四边形机构；转向节(1)、第三主钢板(19)、第四主钢板(22)及第四连杆(16)组成第二四边形机构；且第一、第二个四边形机构关于转向节(1)的中心水平面对称；第一主钢板(4)和第二主钢板(6)的一端分别固定在第一连杆(10)的槽孔中，第一主钢板(4)和第二主钢板(6)的另一端在转向节(1)的槽孔中移动；第三主钢板(19)和第四主钢板(22)的一端分别固定在第四连杆(16)的槽孔中，第三主钢板(19)和第四主钢板(22)的另一端在转向节(1)的槽孔中移动；第一主钢板(4)、第二主钢板(6)、第三主钢板(19)和第四主钢板(22)对转向节(1)实现过约束。...

【技术特征摘要】
1.一种具有冲击载荷缓冲功能的半独立式钢板弹簧悬架结构，含有两个悬架总成，该两个悬架总成通过副车架相连，并相对汽车几何中心对称布置，其特征在于：每个悬架总成包括转向节(1)、主钢板以及连杆组件；所述的主钢板包括第一主钢板(4)、第二主钢板(6)、第三主钢板(19)和第四主钢板(22)；所述连杆组件包括第一连杆(10)、第二连杆(13)、第三连杆(15)和第四连杆(16)，其中转向节(1)、第一主钢板(4)、第二主钢板(6)和第一连杆(10)构成第一四边形机构；转向节(1)、第三主钢板(19)、第四主钢板(22)及第四连杆(16)组成第二四边形机构；且第一、第二个四边形机构关于转向节(1)的中心水平面对称；第一主钢板(4)和第二主钢板(6)的一端分别固定在第一连杆(10)的槽孔中，第一主钢板(4)和第二主钢板(6)的另一端在转向节(1)的槽孔中移动；第三主钢板(19)和第四主钢板(22)的一端分别固定在第四连杆(16)的槽孔中，第三主钢板(19)和第四主钢板(22)的另一端在转向节(1)的槽孔中移动；第一主钢板(4)、第二主钢板(6)、第三主钢板(19)和第四主钢板(22)对转向节(1)实现过约束；每个总成还包括八个副钢板，分别是第一副钢板(2)、第二副钢板(7)、第三副钢板(8)、第四副钢板(12)、第五副钢板(17)、第六副钢板(18)、第七副钢板...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景山，梁新成，刘向，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11