復合材料板簧以及汽車的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車技術領域，具體地，涉及一種復合材料板簧以及汽車。
【背景技術】
[0002] 目前的載貨汽車，特別是后軸是兩軸或者多軸的汽車，傳統采用鋼制板簧作為緩 沖和減震結構，但鋼制板簧本身特別重，使得整車的重量增加，從而增大了燃油消耗率，并 對車輛的操縱穩定性產生不利影響。另外，鋼制板簧通常由不少于一片的彈簧鋼疊加組合 而成，相鄰的彈簧鋼之間不可避免的摩擦會使鋼制板簧的壽命變短。而因兼顧大的載重、小 的燃油消耗率和好的操縱穩定性等要求，由復合材料制成的板簧得到了廣泛應用。與同類 的鋼制板簧相比，復合材料板簧具有質量輕、彈性應變大、應變比能高、疲勞壽命長及"安全 斷裂性"好等特點。但是，整車在制動過程中板簧所承受的制動剪切力比較大，而且因受到 車架的裝配空間的影響，具體為受到前后的車架吊耳的中心距的限制，在結構上復合材料 板簧與金屬件的連接比較困難，這就造成了復合材料板簧和金屬件的連接方式以及結構設 計特別重要，如果結構不合理的話，在做整車可靠性試驗的過程中，復合材料板簧會被作為 卷耳的金屬件和用于連接復合材料板簧的螺栓剪切斷，從而破壞復合材料板簧，影響整車 的安全性能。
[0003] 有鑒于現有技術的上述缺點，需要提供一種新型的復合材料板簧。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種質量輕、疲勞壽命長且安全性能高的復合材料板簧。
[0005] 為了實現上述目的，本發明提供一種復合材料板簧，其包括弓形的板簧本體和剛 性連接件，所述板簧本體由纖維增強復合材料形成；所述剛性連接件上開設有凹槽，所述板 簧本體的兩端分別插入所述凹槽內；所述剛性連接件的上表面上設有凸臺，所述凸臺開設 有安裝用于連接所述剛性連接件與車架吊耳的銷軸的通孔。
[0006] 優選地，所述通孔的軸線與所述板簧本體的縱向中心線垂直。
[0007] 優選地，所述剛性連接件與所述板簧本體粘接并且通過多個緊固件連接，所述緊 固件靠近所述凸臺分布且分布于所述通孔的軸線的兩側。
[0008] 優選地，所述凹槽包裹所述板簧本體的端面以及上曲面和下曲面的靠近端面的部 分。
[0009] 優選地，所述板簧結構還包括剛性護板，所述剛性護板設于所述板簧本體的側面 上靠近端面的部分，所述剛性護板與所述板簧本體粘接。
[0010] 優選地，所述板簧結構還包括安裝于所述板簧本體的下曲面的中部的第一剛性墊 板。
[0011] 優選地，所述第一剛性墊板上設有用于定位所述車橋的定位銷。
[0012] 優選地，所述板簧結構還包括安裝于所述板簧本體的上曲面的中部的第二剛性墊 板。
[0013] 優選地，所述第一剛性墊板和第二剛性墊板分別與所述板簧本體粘接。
[0014] 本發明還提供一種汽車，所述汽車包括車架、成對設置于所述車架上的車架吊耳、 用于安裝車輪的車橋和上述的復合材料板簧，所述復合材料板簧通過安裝于所述凸臺的通 孔內的所述銷軸與所述車架吊耳連接，所述復合材料板簧的板簧本體的中部通過懸掛部件 與所述車橋連接。
[0015] 上述技術方案中的復合材料板簧中，板簧本體由質量較輕的纖維增強復合材料形 成，單片的復合材料板簧不存在鋼制板簧的相鄰彈簧鋼之間有摩擦的問題，從而達到減震 降噪的目的。另外，板簧本體通過剛性連接件與車架吊耳連接，且該剛性連接件開設有凹 槽，通過將板簧本體的兩端分別插入所述凹槽內，并在剛性連接件的上表面上設有凸臺，該 凸臺內開設有通孔，剛性連接件通過安裝于通孔內的銷軸與車架吊耳連接。如此設置可以 在前后的車架吊耳中心距不變的情況下，增加板簧本體的縱向長度，從而可增加板簧本體 與剛性連接件的接觸面積。在兼顧復合材料的質量輕、彈性應變大、應變比能高、疲勞壽命 長及"安全斷裂性"好等優點，以及防止板簧本體與車架之間產生摩擦的同時，本發明的剛 性連接件可更大程度地分擔板簧本體所承受的縱向力，并改變板簧本體在制動過程中受力 的作用點和作用方向，使制動過程中的部分力轉移到剛性連接件上，而使板簧本體所承受 的剪切力減小，從而延長復合材料板簧的疲勞壽命以及提高復合材料板簧的安全性能。
[0016] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0017] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0018] 圖1是本發明復合材料板簧的主視圖；
[0019] 圖2是本發明復合材料板簧的俯視圖；
[0020] 圖3是本發明復合材料板簧的剛度隨循環次數變化的曲線圖。
[0021] 附圖標記說明
[0022] 圖中，1 :板簧本體；2 :剛性連接件；3 :第一剛性墊板；4 :第二剛性墊板；5 :剛性護 板；6 :螺栓；7 :凸臺。
【具體實施方式】
[0023] 以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0024] 在本發明的描述中，需要說明的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底""內"、"外"等指示的方位或位置關系為基于附 圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指 的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明 的限制。
[0025] 如圖1所示，本發明的復合材料板簧包括弓形的板簧本體1和安裝于板簧本體1 兩端的剛性連接件2,板簧本體1由質量較輕的纖維增強復合材料形成。剛性連接件2上開 設有凹槽，板簧本體1的兩端分別插入凹槽內。板簧本體1的兩端可以由剛性連接件2的 凹槽完全包裹（凹槽包裹板簧本體1的端面以及所有與該端面相鄰的側面上靠近端面的部 分）或者部分包裹，具體地，在本實施方式中剛性連接件2的凹槽包裹板簧本體1的端面以 及上曲面和下曲面的靠近端面的部分(此為部分包裹的一種形式)。剛性連接件2的上表面 上設有凸臺7,凸臺7開設有安裝用于連接剛性連接件2與車架吊耳的銷軸的通孔。其中， 剛性連接件2的材質為金屬，優選為性價比較高的45鋼。
[0026] 如此設置，可以在前后車架吊耳中心距不變的情況下，增加板簧本體1的縱向長 度，從而可增加板簧本體1與剛性連接件2的接觸面積。在兼顧復合材料的質量輕、彈性應 變大、應變比能高、疲勞壽命長及"安全斷裂性"好等優點，以及防止板簧本體1與車架之間 產生摩擦的同時，本發明的剛性連接件2可更大程度地分擔板簧本體1所承受的縱向力，并 改變板簧本體1在制動過程中受力的作用點和作用方向，使制動過程中的部分力轉移到剛 性連接件2上，而使板簧本體1所承受的剪切力減小，從而延長復合材料板簧的疲勞壽命以 及提高復合材料板簧的安全性能。
[0027] 其中，復合材料（Compositematerials)是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通 過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短， 產生協同效應,使復合材料的綜合