CN106274336A - 一种下横置钢板弹簧式后独立悬架结构 - Google Patents

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Abstract

一种下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，包括钢板弹簧总成(1)、纵臂及多结构左安装支架总成(2)、减振器总成(3)、后横上摆臂总成(4)、纵臂及多结构右安装支架总成(6)。本发明采用钢板弹簧取代了螺旋弹簧作为弹性元件，而且钢板弹簧布置方式为横置，起到了下摆臂和替代横向稳定杆的作用；纵臂及多结构左/右安装支架总成采用尽可能少的钣金件和纵臂总成焊接而成，加工方便、成本低，进一步提高了零件的生产效率，此外，在满足多结构安装功能的前提下此纵臂及多结构左/右安装支架总成降低了簧下重量，提高了悬架及整车的舒适性，更好地实现了后悬架及整车的轻量化的目标。

Description

一种下横置钢板弹簧式后独立悬架结构
技术领域
本发明涉及汽车悬架结构，尤其涉及一种下横置钢板弹簧式后独立悬架结构。
背景技术
传统汽车中货车、中大型客车及重型卡车等的后悬装置很多均采用钢板弹簧做为弹性元件，采用两组钢板弹簧，左右对称纵向布置，钢板弹簧式悬架的特点是，结构简单，成本低，可靠性高，利于后期的生产制造。然而对于现今的小型车辆中，结构简单，空间利用率高，以及轻量化是其发展的一个主要方向，传统的两组纵置板簧式悬架由于其质量很大，很难普及到小型电动车辆中。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，一定程度上解决了小型车辆中结构和成本的问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，包括钢板弹簧总成(1)、纵臂及多结构左安装支架总成(2)、减振器总成(3)、后横上摆臂总成(4)、纵臂及多结构右安装支架总成(6)；
所述钢板弹簧总成(1)横向布置在车轮轴线下方；
所述减振器总成(3)左右布置呈“八”字结构；
所述后横上摆臂总成(4)左右对称布置并与水平方向呈一定角度；
所述纵臂及多结构左安装支架总成(2)包括纵臂总成(2-1)、多结构左安装支架一(2-2)、多结构左安装支架二(2-3)、减振器安装支架(2-4)、焊接方螺母(2-5)，其中减振器安装支架(2-4)通过焊接方式焊接在多结构左安装支架一上，多结构左安装支架一、二和纵臂总成两两焊接为纵臂及多结构左安装支架总成；所述纵臂及多结构右安装支架总成(6)与纵臂及多结构左安装支架总成(2)对称。
优选的，所述钢板弹簧总成(1)的钢板弹簧横向布置在车轮轴线下方，刚度属性为变刚度。
优选的，所述钢板弹簧总成(1)包括四片弹簧钢板，其中的第二片弹簧钢板上表面与第三片弹簧钢板下表面外侧不完全贴合，预留出一定间隙实现钢板弹簧总成变刚度的属性。
优选的，所述后横上摆臂总成(4)两端为一种能够承受部分弯扭联合力矩的胶套总成，中间用π型截面梁焊接而成。
优选的，还包括限位块(5)，所述限位块(5)设置在后横上摆臂总成(4)上方，所述限位块(5)为橡胶件，上端有与车架装配连接的锥形卡接结构，下端呈陀螺形状。
优选的，所述纵臂总成(2-1)的纵臂主体为圆管，前端拍扁与管套焊接而成，管套中装配有一种能够承受部分弯扭联合力矩的胶套总成，通过压力设备装配在管套中。
优选的，所述多结构左安装支架一(2-2)、多结构左安装支架二(2-3)为钣金冲压件，所述减振器安装支架(2-4)为钣金件，根据制动器安装点、后横上摆臂安装点、钢板弹簧安装点，减振器安装点和纵臂总成的焊接结构，其中多结构左安装支架一、多结构左安装支架二和纵臂总成两两焊接而成，减振器安装支架焊接在多结构左安装支架一相应位置上，最终焊接为纵臂及多结构左安装支架总成。
优选的，多结构左安装支架一(2-2)的上端为后横上摆臂总成安装结构，此结构为U形截面；中间为制动器安装孔及等速万向节总成工作孔(2-2-1)并具有大翻边结构，此大翻边结构具有制动器安装螺栓的扳手空间，在与制动器的制动钳对称的一侧，车轮轴线偏下的大翻边结构处具有与减振器安装支架焊接的配合结构，上述配合结构处开有减振器的一侧安装孔(2-2-2)，该安装孔(2-2-2)内侧焊接方螺母，上述配合结构下侧为与纵臂总成配合的搭接翻边焊接结构(2-2-3)，搭接翻边焊接结构(2-2-3)具有分散应力的月牙形缺口；下端的大翻边结构设计出钢板弹簧的一侧安装点(2-2-4)，用于与多结构左安装支架二焊接成总成后，安装钢板弹簧总成。
优选的，多结构左安装支架二(2-3)为带翻边(2-3-1)的钣金冲压件，整体大致呈梯形，其中梯形面板下端设有钢板弹簧的另一侧安装点(2-3-3)，用于与多结构左安装支架一焊接成总成后，安装钢板弹簧总成；梯形面板上设有一个大孔(2-3-2)，用于套在纵臂总成上焊接，上述翻边(2-3-1)与多结构左安装支架一焊接。
优选的，减振器安装支架(2-4)，其表面展开为“L”形，中间设置减振器的后侧安装孔，为对称件。
附图说明
图1是本发明下横置钢板弹簧式后独立悬架结构的立体示意图。
图2是本发明下横置钢板弹簧式后独立悬架结构的主视图。
图3是本发明下横置钢板弹簧式后独立悬架结构的俯视图。
图4是本发明下横置钢板弹簧式后独立悬架结构的左视图。
图5是本发明的钢板弹簧总成的立体示意图。
图6是本发明的纵臂及多结构左安装支架总成的立体示意图。
图7是本发明的多结构左安装支架一的主视图和左视图。
图8是本发明的多结构左安装支架二的主视图和左视图。
图9是本发明的减振器安装支架的三视图和等轴侧视图。
图10是本发明的减振器总成的立体示意图。
图11是本发明的后横上摆臂总成的立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明：
结合图1-图11，本发明提供一种下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，包括钢板弹簧总成(1)、纵臂及多结构左安装支架总成(2)、减振器总成(3)、后横上摆臂总成(4)、纵臂及多结构右安装支架总成(6)。以下分别对各部件详细说明：
(一)钢板弹簧总成
如图1、图5所示，所述钢板弹簧总成(1)按设计要求选用的弹簧钢板制成弯长条形，两端支撑形式为主片卷耳式或增加第二片包耳结构。钢板弹簧总成(1)两端卷耳结构中装配有能够承受一定弯扭联合力矩的胶套结构，每组胶套结构由两个相同的橡胶件组成，每个橡胶件与卷耳内壁配合的表面上有矩形截面的沟槽，能够一定程度上实现分担钢板弹簧总成扭矩的作用。
钢板弹簧总成(1)四片弹簧钢板通过中心螺栓连接，第四片弹簧钢板两端处各有一个弹簧夹连接四片弹簧钢板，用于防止各片弹簧钢板之间相对串动。钢板弹簧总成左右卷耳处结构通过钢板弹簧销与纵臂及多结构左/右安装支架总成相连，中间通过四个螺栓与副车架相连，钢板弹簧总成中心螺栓装配在副车架中。
钢板弹簧总成(1)四片弹簧钢板中第二片弹簧钢板上表面与第三片下表面外侧不完全贴合，预留出一定间隙实现钢板弹簧总成变刚度的属性。
采用钢板弹簧取代了螺旋弹簧作为弹性元件，而且钢板弹簧布置方式为横置，也起到了下摆臂和一定程度替代横向稳定杆的作用，一定程度上减轻了簧下重量，此结构既具有独立悬架的乘坐舒适性，又兼备有结构简单、零部件数量少、空间占比低、成本低以及可靠性高等优点，利于后期的生产制造。
(二)纵臂及多结构左安装支架总成
如图6所示，纵臂及多结构左安装支架总成(2)包括：纵臂总成(2-1)、多结构左安装支架一(2-2)、多结构左安装支架二(2-3)、减振器安装支架(2-4)、焊接方螺母(2-5)。
纵臂总成(2-1)是由圆管和管套焊接而成，圆管前端拍扁，并切出与管套配合形状的圆弧形切口，管套中装配有一种能够承受部分弯扭联合力矩的胶套总成，通过压力设备装配在管套中。
如图7所示，多结构左安装支架一(2-2)具体结构可以从三部分来分析：上端设计出后横上摆臂总成安装结构，此结构为U形截面，此安装点根据整体悬架的布置设计在车轮轴线上方；中间设计出四个制动器安装孔及等速万向节总成工作孔(2-2-1)，设计为避让开制动轮缸的大翻边结构，此大翻边结构在保证自身强度的同时还需预留出制动器安装螺栓的扳手空间，在与制动器的制动钳对称的一侧，车轮轴线偏下的大翻边结构处设计出与减振器安装支架焊接的配合结构，该配合结构开有减振器的一侧安装孔(2-2-2)，安装孔内侧焊接方螺母；该配合结构的下侧设计出与纵臂总成配合的搭接翻边焊接结构(2-2-3)，并且该搭接翻边焊接结构(2-2-3)设计出月牙形缺口，目的是分散应力；下端的大翻边结构设计出钢板弹簧的一侧安装点(2-2-4)，用于与多结构左安装支架二焊接成总成后，安装钢板弹簧总成，对于整个支架的下端结构，左右翻边的圆角处各设计出两个三角筋(2-2-5)，用于增加此处结构强度。整个多结构左安装支架一在保证结构强度及相应功能的前提下，采用模具冲压成型工艺，通过此种设计及工艺加工具有空间紧凑，加工方便，效率高，成本低等特点。
如图8所示，多结构左安装支架二(2-3)结构为带翻边(2-3-1)的钣金冲压件，整体大致呈梯形，梯形面板下端设计有钢板弹簧的另一侧安装点(2-3-3)，用于与多结构左安装支架一焊接成总成后，安装钢板弹簧总成，此外梯形面板上还有一个大孔(2-3-2)，用于套在纵臂总成上焊接，上述翻边(2-3-1)为与多结构左安装支架一焊接。此件采用模具冲压成型，落料冲孔工艺。
如图9所示，减振器安装支架(2-4)为钣金件，此件将表面展开为“L”形，中间设计出减振器的后侧安装孔(2-4-1)，考虑到左右通用，将其设计成对称件。采用落料成型冲孔工艺而成，由于左右通用，故模具无左右区分，降低成本，并且加工方便，而且与多结构左安装支架一相应位置焊接，用于安装减振器，还具有结构紧凑等优点。
采用夹具用于纵臂及多结构左安装支架总成焊接，焊接方螺母焊接在多结构左安装支架一减振器安装孔位置上，减振器安装支架(2-4)按照设计要求焊接在多结构左安装支架一后部大翻边中间偏下位置上，并按设计要求保证其同轴度，多结构左安装支架二的大孔结构套在纵臂总成上，纵臂总成和多结构左安装支架一上的搭接翻边焊接结构配合，多结构左安装支架二、多结构左安装支架一及纵臂总成两两相互焊接而成，并按设计要求保证钢板弹簧安装孔的同轴度。
纵臂及多结构左安装支架总成中上端的横摆臂安装点用于安装横摆臂总成；中间四个制动器安装点和配合孔，用于安装盘式制动器；下端钢板弹簧安装点用于安装钢板弹簧；后端的减振器安装点，用于安装减振器总成；纵臂及多结构左安装支架总成通过纵臂总成前端的胶套结构安装在车架上。纵臂及多结构左安装支架总成是由三个钣金件和一个纵臂总成采用夹具焊接而成，模具数量优化至最少，直接体现出工艺性的加工方便和成本低的优点，加工方便进一步提高了零件的生产效率，此外在满足多结构安装功能的前提下此纵臂及多结构左安装支架总成方案重量有很大程度降低，相对于传统的整体式后悬架以及独立式后悬架，簧下重量大大降低，簧下重量的降低直接影响悬架的舒适性和更好的实现后悬架的轻量化目标。
纵臂及多结构右安装支架总成(6)与纵臂及多结构左安装支架总成(2)功能相同，结构对称。
(三)减振器总成
如图2、图10所示，所述减振器总成(3)为一种起阻尼作用的不含螺旋弹簧的筒式减振器，减振器总成(3)左右对称布置呈“八”字结构，每组减振器总成有效行程大于95mm，优选不小于100mm。
本发明钢板弹簧总成配合减振器总成的双重阻尼作用，提高后独立悬架结构的减振效果。
(四)后横上摆臂总成
如图11所示，后横上摆臂总成(4)两端为一种能够承受部分弯扭联合力矩的胶套总成，该胶套结构与纵臂总成胶套相似但尺寸规格偏小，中间为一种π型截面钣金梁焊接而成。
如图2所示，后横上摆臂总成(4)左右对称布置，内侧胶套安装位置在竖直方向上高于外侧，外端装在纵臂及多结构左/右安装支架总成上，内端装在副车架总成上，后横上摆臂总成代替了横向稳定杆的功用。
根据以上零部件的详细说明，结合图1所示，由焊接为总成的纵臂及多结构左/右安装支架总成结合钢板弹簧总成横向布置的后独立悬架结构，钢板弹簧本身兼有下摆臂和横向稳定杆的功能，故不需要再配有横向稳定杆和下摆臂就能实现车辆独立悬挂的功能，且焊接的纵臂及多结构左/右安装支架总成，具有焊接结构简单，加工方便，重量降低，生产成本降低等优点，极大程度提高整车舒适性及实现后悬架及整车的轻量化的目标。

Claims (10)

1.一种下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，所述独立悬架结构包括钢板弹簧总成(1)、纵臂及多结构左安装支架总成(2)、减振器总成(3)、后横上摆臂总成(4)、纵臂及多结构右安装支架总成(6)，其特征在于：
所述钢板弹簧总成(1)横向布置在车轮轴线下方；
所述减振器总成(3)左右布置呈“八”字结构；
所述后横上摆臂总成(4)左右对称布置并与水平方向呈一定角度；
所述纵臂及多结构左安装支架总成(2)包括纵臂总成(2-1)、多结构左安装支架一(2-2)、多结构左安装支架二(2-3)、减振器安装支架(2-4)、焊接方螺母(2-5)，其中减振器安装支架(2-4)通过焊接方式焊接在多结构左安装支架一上，多结构左安装支架一、二和纵臂总成两两焊接为纵臂及多结构左安装支架总成；所述纵臂及多结构右安装支架总成(6)与纵臂及多结构左安装支架总成(2)对称。
2.根据权利要求1所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：所述钢板弹簧总成(1)的钢板弹簧横向布置在车轮轴线下方，刚度属性为变刚度。
3.根据权利要求2所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：所述钢板弹簧总成(1)包括四片弹簧钢板，其中的第二片弹簧钢板上表面与第三片弹簧钢板下表面外侧不完全贴合，预留出一定间隙实现钢板弹簧总成变刚度的属性。
4.根据权利要求1所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：所述后横上摆臂总成(4)两端为一种能够承受部分弯扭联合力矩的胶套总成，中间用π型截面梁焊接而成。
5.根据权利要求1所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：还包括限位块(5)，所述限位块(5)设置在后横上摆臂总成(4)上方，所述限位块(5)为橡胶件，上端有与车架装配连接的锥形卡接结构，下端呈陀螺形状。
6.根据权利要求1所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：所述纵臂总成(2-1)的纵臂主体为圆管，前端拍扁与管套焊接而成，管套中装配有一种能够承受部分弯扭联合力矩的胶套总成，通过压力设备装配在管套中。
7.根据权利要求1所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：所述多结构左安装支架一(2-2)、多结构左安装支架二(2-3)为钣金冲压件，所述减振器安装支架(2-4)为钣金件，根据制动器安装点、后横上摆臂安装点、钢板弹簧安装点，减振器安装点和纵臂总成的焊接结构，其中多结构左安装支架一、多结构左安装支架二和纵臂总成两两焊接而成，减振器安装支架焊接在多结构左安装支架一相应位置上，最终焊接为纵臂及多结构左安装支架总成。
8.根据权利要求1所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：多结构左安装支架一(2-2)的上端为后横上摆臂总成安装结构，此结构为U形截面；中间为制动器安装孔及等速万向节总成工作孔(2-2-1)并具有大翻边结构，此大翻边结构具有制动器安装螺栓的扳手空间，在与制动器的制动钳对称的一侧，车轮轴线偏下的大翻边结构处具有与减振器安装支架焊接的配合结构，上述配合结构处开有减振器的一侧安装孔(2-2-2)，该安装孔(2-2-2)内侧焊接方螺母，上述配合结构下侧为与纵臂总成配合的搭接翻边焊接结构(2-2-3)，搭接翻边焊接结构(2-2-3)具有分散应力的月牙形缺口；下端的大翻边结构设计出钢板弹簧的一侧安装点(2-2-4)，用于与多结构左安装支架二焊接成总成后，安装钢板弹簧总成。
9.根据权利要求1所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：多结构左安装支架二(2-3)为带翻边(2-3-1)的钣金冲压件，整体大致呈梯形，其中梯形面板下端设有钢板弹簧的另一侧安装点(2-3-3)，用于与多结构左安装支架一焊接成总成后，安装钢板弹簧总成；梯形面板上设有一个大孔(2-3-2)，用于套在纵臂总成上焊接，上述翻边(2-3-1)与多结构左安装支架一焊接。
10.根据权利要求1所述下横置钢板弹簧式后独立悬架结构，其特征在于：减振器安装支架(2-4)，其表面展开为“L”形，中间设置减振器的后侧安装孔(2-4-1)，为对称件。
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