一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成及其裝配方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車懸架的鋼板彈簧總成，具體涉及一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，屬于汽車零部件領域。
【背景技術】
[0002]板簧的結構形式、材料、加工制造手段和設計方法一直在進步和發展。常見的汽車鋼板彈簧有多片等截面式、主副簧復合式、少片變截面式、漸變剛度式等四種。
[0003]傳統的汽車板簧一直采用耐疲勞性能極好的彈簧鋼來制造。但世界汽車工業發展的趨勢表明，安全、節能、環保型的汽車已成為21世紀汽車發展的主流，而要實現安全、節能和環保這一目標，汽車輕量化則是最佳的途徑。
[0004]隨著汽車工業中新材料、新工藝、新技術的不斷發展，復合材料進入了汽車領域，并逐漸取代了傳統的金屬材料。
[0005]其中，樹脂基復合材料，作為汽車上重要的輕量化材料，越來越多地取代了傳統的金屬材料。與鋼鐵材料、鋁合金等傳統材料相比，樹脂基復合材料具有重量輕、比強度高、耐腐蝕、減振性能好、可設計性強、易于加工等優點，并且實踐證明，在汽車上大量使用樹脂基復合材料可以顯著減輕汽車自重、降低油耗、提高汽車安全舒適性，同時還可減少環境污染和降低汽車的制造與使用綜合成本。
[0006]經過對現有技術的檢索，我們發現現有采用復合材料的板簧主要有:
[0007]US4, 557，500B公開了一種由纖維復合材料制成的板式彈簧，該板彈簧從俯視角度來看中間窄兩頭寬，即采取的變厚度，等截面積設計。
[0008]CN 104029579A公開了一種板端軟固定單片復合材料板簧懸架結構，其中復合材料單片簧為中部為等截面，中部到前端和中部到后端的區段截面呈從大到小拋物線變化的設計。
[0009]CN 204077274U公開了一種等截面積的復合材料板簧結構主體部分是從中間向兩端沿著長度方向的寬度由窄逐漸變寬；厚度由厚逐漸變薄，使其橫截面積始終相等；在復合材料板簧主體中間部位，利用卡箍結構與復合材料板簧主體固定連接。
[0010]CN 102700377A公開了一種汽車復合材料板彈簧總成及其組裝方法，該板簧為復合材料單片簧，通過U型螺栓進行連接定位，板簧中間沒有螺栓定位孔。
[0011]上述專利申請涉及的都是復合材料板彈簧都是作為主簧使用，由于主簧并非采用拋物線設計，其承載能力有限，使用過程中應力分布不均勻；將復合材料板簧作為主簧使用，未能考慮使用過程中出現的極端情況，如安裝在重型卡車上，在路況極端惡劣情況下，以及嚴重超載等情況對汽車的安全性、通過性的要求；同時可見，如果汽車采用鋼板彈簧副簧，其整車質量會比較大，影響汽車燃油經濟性，而且板簧的疲勞壽命、汽車行駛安全性均未能得到改善。
【發明內容】
[0012]本發明的目的是:針對現有技術的不足，在滿足汽車對鋼板彈簧性能要求的基礎上，提供一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，以降低設計成本，減輕板簧總成質量，提高其使用壽命。
[0013]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0014]一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，包括U型螺栓金屬夾板、主簧、副簧和下墊片，下墊片、副簧、主簧、U型螺栓金屬夾板由下至上依次疊放后通過中心螺栓固定連接進行限位，并通過U型螺栓輔助夾緊固定；所述主簧為鋼板彈簧，所述副簧為復合材料板黃。
[0015]所述的一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其中，副簧采用E玻璃纖維/聚氨酯復合材料制作，經過高壓RTM工藝一體成型，復合材料纖維鋪層均為O度，復合材料纖維體積含量范圍為40% -70%。
[0016]所述的一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其中，副簧簧身形狀為拋物線板簧形狀。
[0017]所述的一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其中，副簧在簧身底部中間部位設有副簧加厚層。
[0018]所述的一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其中，下墊片為金屬墊片，其與副簧粘接固定。
[0019]所述的一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其中，副簧加厚層的底面為多邊形。
[0020]所述的一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其中，副簧加厚層的底面為矩形。
[0021]所述的一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其中，副簧加厚層的底面為橢圓形。
[0022]所述的一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其中，U型螺栓金屬夾板兩邊米取圓弧過渡。
[0023]本發明同時提供一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成的裝配方法，包括以下步驟:
[0024]將下墊片與副簧底面粘接固定，形成副簧總成；
[0025]將車橋、上述副簧總成、主簧、U型螺栓金屬夾板由下往上依次疊裝后，通過車橋的板簧中心螺栓連接限位，將U型螺栓插入車橋上的U型螺栓安裝孔固定，并通過U型螺栓進行夾緊和固定，完成裝配總成；
[0026]將上述裝配總成通過前、后板簧吊耳裝配在車架的吊耳鉸接點上，完成具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成的全部裝配。
[0027]本發明是一種具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成，其與現有的汽車鋼板彈簧相比具有非常明顯的優點:
[0028](I)復合材料板簧應用的主要阻礙是成本遠高于鋼板彈簧，本發明中主簧采用原有設計，僅用復合材料副簧替換原有金屬副簧，可將板簧總成的制造成本降至最低；
[0029](2)副簧采用復合材料板簧，其比強度高，比模量高；
[0030](3)副簧采用復合材料板簧，其質量輕，有利于汽車輕量化，改善燃油經濟性；
[0031](4)副簧采用復合材料板簧，有利于改善汽車行駛舒適性和安全性；
[0032](5)副簧采用復合材料板簧，可與不同類型、不同材料的主簧匹配使用；
[0033](6)能夠一次性一體成形，僅需簡單的機械加工(鉆孔)；
[0034](7)有效地提高了汽車板簧總成的使用壽命；
[0035](8)與單片復合材料板簧相比，具有金屬主簧的板簧總成“看起來”更安全，從而促進復合材料板簧的推廣應用。
【附圖說明】
[0036]圖1(a)為本發明所述具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成主視圖
[0037]圖1(b)為本發明所述具有復合材料副簧的汽車鋼板彈簧總成三維圖
[0038]圖2為鋼板彈簧主簧吊耳主視圖
[0039]圖3 (a)為U型螺栓金屬夾板俯視圖
[0040]圖3 (b)為U型螺栓金屬夾板三維圖
[0041]圖4為下墊片三維圖
[0042]圖5為中心螺栓三維圖
[0043]圖6(a)為復合材料副簧主視圖
[0044]圖6 (b)為復合材料副簧仰視圖
[0045]圖6 (C)為復合材料副簧加厚層截面示意圖
[0046]圖6 (d)為復合材料副簧加厚層截面示意圖
[0047]圖6(e)為復合材料副簧三維圖
[0048]圖7 (a)為鋼板彈簧主簧第一片簧主視圖
[0049]圖7 (b)為鋼板彈簧主簧第一片簧三維圖
[0050]圖8 (a)為鋼板彈簧主簧第二片簧主視圖
[0051]圖8(b)為鋼板彈簧主簧第二片簧三維圖
[0052]圖9 (a)為鋼板彈簧主簧第三片簧主視圖
[0053]圖9 (b)為鋼板彈簧主簧第三片簧三維圖