專利名稱：汽車懸架用磁性變剛度螺旋彈簧裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種懸架系統的螺旋彈簧裝置，尤其是具有變剛度特性并能夠防止 懸架系統發生撞擊的螺旋彈簧裝置。
背景技術：
目前，汽車懸架系統中的螺旋彈簧裝置是由螺旋彈簧和彈簧支座組裝而成，它把車 橋和車架彈性地連接在一起，傳遞作用在它們之間的垂直載荷，并依靠螺旋彈簧的變形 來吸收能量，緩和汽車在不平路面上行駛時所產生的沖擊力，從而保證汽車的行駛平順 性。普通螺旋彈簧在設計完成之后，它的彈性系數是恒定不變的，也就是說它的彈簧剛 度不能根據載荷的變化而改變。但是，汽車的載荷在空載和滿載時相差甚遠，對于載貨 汽車的后懸架尤為明顯，如果螺旋彈簧的剛度是恒定不變的，那么在預期的載荷變化范 圍內就可能出現以下情況汽車在滿載時滿足偏頻要求而空載時偏頻過大，使行駛平順 性降低，或者是空載時滿足偏頻要求而滿載時動撓度過小，在行駛過程中頻繁撞擊限位 塊，另外，剛度不變的螺旋彈簧裝置還容易產生共振，來自路面的振動與共振相互疊加， 更容易使乘坐人員感到不舒服和疲勞。目前，解決以上問題所采用的方法是改變螺旋彈
簧的幾何特征來獲取變剛度特性，中國專利公告號CN2325586Y，公告日是1999年6月 23日，名稱為'變截面材料螺旋彈簧'中公布了一種具有變剛度特性的螺旋彈簧。該專 利通過改變螺旋彈簧的簧絲直徑使它的彈簧剛度發生變化，解決了汽車在空載和滿載時 存在的性能沖突。但是，變截面材料螺旋彈簧在制造過程存在著巻制工藝復雜、制造困 難等缺點，在實際應用中存在一定的技術問題。
汽車在行駛過程中，路面不可能絕對平坦，特別是越野車和全地域車所通過的道路， 路面給車輪的反作用力往往是具有沖擊性的，該沖擊力可能達到很大的數值。沖擊力通 過懸架彈簧裝置傳遞到車架和車身時，會使乘坐人員感到不舒服，貨物也會受到損傷， 并引起車輛機件的早期損壞，影響懸架系統的使用壽命。為了改善這種狀況，除了采用 彈性元件連接車橋與車架之外，還需要在懸架系統中安裝限位裝置來緩和這種沖擊力。 當前普遍采用橡膠限位塊作為懸架系統的限位裝置，但是，當來自路面的沖擊力過大時， 彈性橡膠體的壓縮量會超過50%，橡膠限位塊在車橋和車架之間會因為無法避讓而導致 爆裂和失效，另外，橡膠限位塊不能設計很大，所以它的運動行程有限，吸收能量的功能也會受到限制。 發明內容
本實用新型的目的就是為了克服現有的懸架彈簧裝置不能根據載荷變化調整彈簧 剛度且無法防止懸架系統發生撞擊的不足，提供一種汽車懸架系統用磁性變剛度懸架 彈簧裝置，該裝置不僅能夠根據汽車的載荷變化實時調整懸架彈簧裝置的剛度特性，提 高汽車的乘坐舒適性，而且可以緩沖來自于路面的過大沖擊力，有效地防止懸架系統發
生撞擊。
本實用新型采用如下技術方案本實用新型所公開的的磁性變剛度懸架彈簧裝置由 彈簧上支座、螺旋彈簧、減振緩沖器和彈簧下支座構成，減振緩沖器安裝在螺旋彈簧內 部，所述螺旋彈簧上端與彈簧上支座連接，其下端與彈簧下支座連接，所述減振緩沖器 安裝在螺旋彈簧內部，減振緩沖器的上端與彈簧上支座連接，下端與彈簧下支座連接， 減振緩沖器利用永久磁鐵同極相斥的原理實時調節懸架彈簧裝置的剛度特性。
本實用新型根據減振緩沖器結構形式的不同分為上支座式、下支座式和雙向式三種 形式。上支座式磁性變剛度懸架彈簧裝置由彈簧上支座、上支座磁環、上導向桿、套筒 上磁環、導向桿套筒和彈簧下支座順序連接而成，上導向桿的上端與彈簧上支座螺栓連 接，導向桿套筒下端與彈簧下支座螺栓連接，上支座磁環和套筒上磁環按照同極相鄰的 方式分別固定在彈簧上支座下部和導向桿套筒的最上端。當車輪在不平路面上發生跳動 時，導向桿套筒和套筒上磁環會沿著上導向桿的方向一起運動，套筒上磁環和上支座磁 環之間產生的相互斥力會隨著兩磁環間距的變化而改變，從而有效地緩沖來自于地面上 的沖擊力。下支座式磁性變剛度懸架彈簧裝置由彈簧上支座、導向桿套筒、套筒下磁環、 下導向桿、下支座磁環和彈簧下支座順序連接而成，導向桿套筒的上端與彈簧上支座螺 栓連接，下導向桿下端與彈簧下支座螺栓連接，套筒下磁環和下支座磁環按照同極相鄰 的方式分別固定在導向桿套筒的最下端和彈簧下支座上部。當懸架系統因垂直載荷變化 而運動時，導向桿套筒和套筒下磁環會沿著下導向桿的方向一起運動，套筒下磁環和下 支座磁環之間產生的相互斥力也隨著兩磁環間距的變化而改變，套筒下磁環和下支座磁 環之間產生的相互斥力與螺旋彈簧力共同支撐車輛載荷，可以使車輛在不同載荷情況下 都能達到較好的乘坐舒適性。雙向式磁性變剛度懸架彈簧裝置由彈簧上支座、上支座磁 環、上導向桿、套筒上磁環、導向桿套筒、套筒下磁環、下導向桿、下支座磁環和彈簧 下支座順序連接而成，上導向桿的上端與彈簧上支座螺栓連接，下導向桿下端與彈簧下 支座螺栓連接，上支座磁環和套筒上磁環按照同極相鄰的方式分別固定在彈簧上支座下部和導向桿套筒的最上端，套筒下磁環和下支座磁環按照同極相鄰的方式分別固定在導 向桿套筒的最下端和彈簧下支座上部，套筒上磁環和套筒下磁環之間按照異極相鄰的方 式進行安裝。當懸架系統受到來自地面的沖擊力過大時，上、下導向桿穿過導向桿套筒 上下運動，當螺旋彈簧接近于完全壓并的狀態時，兩對磁環之間的相互斥力都達到最大 值，可以有效地防止懸架系統發生撞擊。
所述磁環的圓盤直徑小于螺旋彈簧的彈簧內徑。
所述上支座式和下支座式磁性變剛度懸架彈簧裝置中的導向桿長度小于導向桿套 筒內筒的長度。
所述雙向式磁性變剛度懸架彈簧裝置中的上、下導向桿的長度之和小于導向桿套筒
內筒的長度。
所述上支座式和下支座式磁性變剛度懸架彈簧裝置中的減振緩沖器磁環在自由狀 態時的間距小于螺旋彈簧的最大變形量。
所述雙向式磁性變剛度懸架彈簧裝置中的減振緩沖器兩對磁環在自由狀態時的間 距之和小于螺旋彈簧的最大變形量。
本實用新型的有益效果是，該懸架彈簧裝置具有變剛度特性，可以使汽車在各種載 荷情況下都具有較好的乘坐舒適性；同時，當汽車在惡劣路況下行駛時，該裝置可以防 止懸架系統發生撞擊，避免零部件的早期損壞，提高懸架系統的工作可靠性；充分利用 螺旋彈簧的內部空間，結構簡單且易于實施。
圖1是磁性變剛度懸架彈簧裝置結構示意圖； 圖2是上支座式磁性變剛度懸架彈簧裝置的剖面構造圖； 圖3是下支座式磁性變剛度懸架彈簧裝置的剖面構造圖； 圖4是雙向式磁性變剛度懸架彈簧裝置的剖面構造圖。
上述圖中l.彈簧上支座，2.上支座磁環，3.上導向桿，4.套筒上磁環，5.螺旋彈 簧，e.導向桿套筒，7.套筒下磁環，8.下導向桿，9.下支座磁環，IO.彈簧下支座，11.
減振緩沖器。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
本實用新型所涉及的磁性變剛度懸架彈簧裝置由彈簧上支座、螺旋彈簧、減振緩沖 器和彈簧下支座構成，減振緩沖器安裝在螺旋彈簧內部，本實用新型根據減振緩沖器結
6構形式的不同分為上支座式、下支座式和雙向式三種形式。
圖l為磁性變剛度懸架彈簧裝置結構示意圖，該裝置由彈簧上支座l、螺旋彈簧5、 彈簧下支座IO、減振緩沖器ll組成，螺旋彈簧5上端與固定在車架上的彈簧上支座1 連接，螺旋彈簧5的下端與固定在車橋上的彈簧下支座10連接，減振緩沖器11安裝在 懸架彈簧5內部，它的上、下端分別與彈簧上支座1和彈簧下支座10用螺栓固定。
圖2為上支座式磁性變剛度懸架彈簧裝置的剖面構造圖，該裝置由彈簧上支座1、 上支座磁環2、上導向桿3、套筒上磁環4、螺旋彈簧5、導向桿套筒6和彈簧下支座10 組成。彈簧上支座1固定在車架上，上支座磁環2位于上導向桿3的上部，采用螺栓將 其固定在彈簧上支座1上，套筒上磁環4按照同極相鄰的方式用螺栓固定在導向桿套筒 6的最上端，即上支座磁環2和套筒上磁環4按照N-N或者S-S的方式安裝，套筒上磁 環4的圓盤直徑小于螺旋彈簧5的彈簧內徑，防止運動過程中發生碰撞，導向桿套筒6 下部與彈簧下支座IO用螺栓固定。當車輪在不平路面上發生跳動時，套筒上磁環4和 導向桿套筒6會沿著上導向桿3的方向一起運動，套筒上磁環4和上支座磁環2之間產 生的相互斥力會隨著兩磁環間距的變化而改變，從而有效地緩沖來自于地面上的沖擊 力。
圖3為下支座式磁性變剛度懸架彈簧裝置的剖面構造圖，該裝置由彈簧上支座1、 螺旋彈簧5、導向桿套筒6、套筒下磁環7、下導向桿8、下支座磁環9和彈簧下支座10 組成。利用螺栓將套筒下磁環7固定在導向桿套筒6的下端，下支座磁環9位于下導向 桿8的下端，并采用螺栓與彈簧下支座10固定在一起，套筒下磁環7和下支座磁環9 安裝方向為同極相鄰，即套筒下磁環7和下支座磁環9按照N-N或者是S-S的方式安裝。 下導向桿8可以在導向桿套筒6中滑動，下導向桿8的長度小于導向桿套筒6內筒的長 度，防止螺旋彈簧5完全壓并時造成下導向桿80損壞。當懸架系統因垂直載荷變化而 運動時，來自路面的振動會使螺旋彈簧5發生變形，導向桿套筒6和套筒下磁環7會沿 著下導向桿8的方向一起移動，套筒下磁環7和下支座磁環9產生的相互斥力可以實時 調整彈簧裝置的剛度特性，從而使車輛達到較好的乘坐舒適性。
圖4為雙向式磁性變剛度懸架彈簧裝置的剖面構造圖，該裝置由彈簧上支座l、上 支座磁環2、上導向桿3、套筒上磁環4、螺旋彈簧5、導向桿套筒6、套筒下磁環7、 下導向桿8、下支座磁環9和彈簧下支座10組成，彈簧上支座1和上支座磁環2用螺栓 依次固定在上導向桿3的上部，下支座磁環9和彈簧下支座10用螺栓依次固定下導向 桿8下部，導向桿套筒6的兩端分別套在上導向桿3的下部和下導向桿8的上部，導向 桿套筒6可以沿著上導向桿3和下導向桿8的方向上下運動，套筒上磁環4和套筒下磁 環9分別用螺栓固定在導向桿套筒6的上端和下端，套筒上磁環4與上支座磁環2之間按照同極相鄰的方式進行安裝，套筒下磁環7與下支座磁環9之間也按照同極相鄰的方 式進行安裝，而套筒上磁環4和套筒下磁環7之間則按照異極相鄰的方式安裝，即減振 緩沖器11的磁環由上到下按照N-N-S-S或者是S-S-N-N的方式進行安裝。當車輛受到 的沖擊力過大時，螺旋彈簧5接近于完全壓并的狀態，上支座磁環2和套筒上磁環4及 套筒下磁環7與下支座磁環9之間的相互斥力均達到最大值，可以最大限度地緩沖來自 路面的沖擊力，防止懸架系統因撞擊造成零部件損壞。
以上給出的實施例用以說明本實用新型和它的實際應用，并且因此使得本領域的技 術人員能夠做出和使用本實用新型。但這僅僅是一個較佳的實施例，并非對本實用新型 作任何形式上的限制，任何一個本專業的技術人員在不偏離本實用新型技術方案的范圍 內，依據以上技術和方法作一定的變更當視為等同變化的等效實施例。
權利要求1、一種汽車懸架用磁性變剛度螺旋彈簧裝置，所述彈簧裝置包括彈簧上支座(1)、螺旋彈簧(5)、彈簧下支座(10)和減振緩沖器(11)，其特征是所述螺旋彈簧(5)上端與彈簧上支座(1)連接，其下端與彈簧下支座(10)連接，所述減振緩沖器(11)安裝在螺旋彈簧(5)內部，減振緩沖器(11)的上端與彈簧上支座(1)連接，下端與彈簧下支座(10)連接，減振緩沖器(11)利用永久磁鐵同極相斥的原理實時調節懸架彈簧裝置的剛度特性。
2、 根據權利要求1所述的汽車懸架用磁性變剛度螺旋彈簧裝置，其特征是所述減振緩沖器(ll)的結構形式為上支座式，它由上支座磁環(2)、上導向桿(3)、套筒上磁環(4) 和導向桿套筒(6)組成，所述上導向桿(3)的下端置于導向桿套筒(6)內部，上導向桿(3) 的上端與所述彈簧上支座(1)固定連接，導向桿套筒(6)的下端與所述彈簧下支座(10)固 定連接，所述套筒上磁環(4)和上支座磁環(2)采用同極相鄰的方式分別安裝在導向桿套 筒(6)的上端和彈簧上支座(l)的下部，即采用磁環N極-N極或者是S極-S極的方式安 裝，導向桿套筒(6)上的套筒上磁環(4)沿著上導向桿(3)的方向上下運動。
3、 根據權利要求1所述的汽車懸架用磁性變剛度螺旋彈簧裝置，其特征是所述減振 緩沖器(ll)的結構形式為下支座式，它由導向桿套筒(6)、套筒下磁環(7)、下導向桿(8) 和下支座磁環(9)組成，所述下導向桿(8)的下端置入導向桿套筒(6)內部，下導向桿(8) 的下端與所述彈簧下支座(IO)固定連接，導向桿套筒(6)的上端與所述彈簧上支座(l)固 定連接，所述套筒下磁環(7)和下支座磁環(9)采用同極相鄰的方式分別安裝在導向桿套 筒(6)的下端和彈簧下支座(IO)的上部，即采用磁環N極-N極或者是S極-S極的方式安 裝，導向桿套筒(6)上的套筒下磁環(7)沿著下導向桿(8)的方向上下運動。
4、 根據權利要求1所述的汽車懸架用磁性變剛度螺旋彈簧裝置，其特征是所述減振 緩沖器(ll)的結構形式為雙向式，它由上支座磁環(2)、上導向桿(3)、套筒上磁環(4)、 導向桿套筒(6)、套筒下磁環(7)、下導向桿(8)和下支座磁環(9)組成，所述上導向桿(3) 的上端部與所述彈簧上支座(1)固定連接，上導向桿(3)下端置于導向桿套筒(6)的上端 部；所述下導向桿(8)的下端部與所述彈簧下支座(10)固定連接，下導向桿(8)的上端部 置于導向桿套筒(6)的下端部；所述上支座磁環(2)和套筒上磁環(4)采用同極相鄰的方式分別安裝在彈簧上支座(1)的下部和導向桿套筒(6)的上端，所述下支座磁環(9)和套 筒下磁環(7)同樣采用同極相鄰的方式分別安裝在彈簧下支座(10)的上部和導向桿套筒 (6)的下端，而套筒上磁環(4)和套筒下磁環(7)之間則按照異極相鄰的方式安裝，即減 振緩沖器(ll)中的所述磁環其磁極由上到下按照N-N-S-S或者是S-S-N-N的方式安裝， 導向桿套筒(6)上的套筒上磁環(4)和套筒下磁環(7)沿著上導向桿(3)和下導向桿(8)的 方向上下運動。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車懸架用磁性變剛度螺旋彈簧裝置，該裝置由彈簧上支座、螺旋彈簧、減振緩沖器和彈簧下支座構成，減振緩沖器安裝在螺旋彈簧內部，減振緩沖器的上端與彈簧上支座連接，下端與彈簧下支座連接，減振緩沖器利用永久磁鐵同極相斥的原理實時調節懸架彈簧裝置的剛度特性，根據減振緩沖器結構形式的不同分為上支座式、下支座式和雙向式三種形式。該懸架彈簧裝置具有變剛度特性，可以使汽車在各種載荷情況下都具有較好的乘坐舒適性；同時，當汽車在惡劣路況下行駛時，該裝置可以防止懸架系統發生撞擊，避免零部件的早期損壞，提高懸架系統的工作可靠性；充分利用螺旋彈簧的內部空間，結構簡單且易于實施。
文檔編號F16F15/06GK201236918SQ20082009960
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月31日 優先權日2008年7月31日
發明者杰 冀, 張曉龍, 李以農, 李紅軍, 堅 王, 董益亮, 趙樹恩, 玲 鄭 申請人:重慶長安汽車股份有限公司;重慶大學