CN109484117B - 一种复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成，包括耦合扭力梁、减振器、衬套、复合材料弹簧总成、弹性垫块、连杆安装板、连杆总成及弹簧固定支架总成；耦合扭力梁的前端两侧各安装有一个衬套，后端两侧各安装有一个减振器；复合材料弹簧总成的两端分别通过弹性垫块、连杆安装板及连杆总成与耦合扭力梁的两侧连接；弹簧固定支架总成设置于复合材料弹簧总成上。本技术方案通过采用横置式复合材料弹簧总成结构，大幅提高了车辆转向的稳定性，而且横置复合材料弹簧和弹性垫串联，提高了悬架的柔性，减少连接摩擦噪声，提高舒适性，且结构简化重量减轻。

Description

一种复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成

技术领域

本发明属于悬架系统技术领域，特别是指一种复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成。

背景技术

扭力梁桥式悬架有车轴式、耦合式和枢轴式三种形式，尽管具有诸如乘坐舒适性、驾驶稳定性等的设计性能因素的局限性，相比于独立型悬架系统，耦合式扭力梁桥式悬架系统(下文称为CTBA)已大量用于紧凑型和中型车的后轮悬架系统，这是因为耦合扭力梁桥式悬架系统具有部件少、质量轻和制造成本低等优点。

图1为现有技术CTBA的立体图，包括耦合扭力梁01、螺旋弹簧02、减振器03、橡胶垫04、衬套05、左安装支架06和右安装支架707。

耦合扭力梁01是个焊接总成件，包括套筒、左纵臂、横梁、左弹簧座、左减振器支架、左轮毂轴支座、右纵臂、右轮毂轴支座、右弹簧座、右减振器支架；通过衬套05与左安装支架06和右安装支架07连接，左安装支架06和右安装支架07连接固定在车身上，左、右车轮安装在耦合扭力梁01上的左、右轮毂轴支座上。

横梁种类很多，有带稳定杆的，也有不带稳定杆的；截面有V形、U形等，还有封闭的液压成型的工字形、V形等；随着横梁等结构不同，耦合扭力梁的结构也不同。

螺旋弹簧02的下端安装在耦合扭力梁01的弹簧座上，上端通过橡胶垫04与车身连接，但螺旋弹簧02只在CTBA的Z向起到弹性作用，对CTBA的X向和Y向的限制不起到任何限制或弹性作用。

减振器03的下端与根耦合扭力梁01的减振器支架连接，上端与车身连接，减振器03的内部有上下限位块，限制悬架上下位置。

考虑到车辆转向时的驾驶稳定性，车辆应该保持转向不足的趋势，为此目的，理想的是应该诱导转向车辆的后外车轮前束(toe-in)，应该诱导转向车辆的后内车轮后束(toe-out)。

图2为施加有侧向力的CTBA的移动特性的俯视图，悬架在前左右两侧仅通过衬套05与车身连接。当车辆转向时，由于衬套05内橡胶的柔性，在侧向力F1的作用下，整个CTBA因衬套的变形而绕Z轴旋转，并在后外车轮W1处产生后束，而回弹的后内车轮W2被施加侧向力F1，并由此保持之前的束角或变成前束，使得车辆转向过度，减小了车辆的转向稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成，以解决现有技术的耦合扭力梁在后侧车轮受到侧向力的作用时，后外车轮产生后束，后内车轮产生前束，使得车辆转向过度，影响车辆稳定性的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成，包括耦合扭力梁、减振器、衬套、复合材料弹簧总成、弹性垫块、连杆安装板、连杆总成及弹簧固定支架总成；

所述耦合扭力梁的前端两侧各安装有一个所述衬套，后端两侧各安装有一个减振器；

所述复合材料弹簧总成的两端分别通过所述弹性垫块、所述连杆安装板及所述连杆总成与所述耦合扭力梁的两侧连接；

所述弹簧固定支架总成设置于所述复合材料弹簧总成上。

还包括左安装支架和右安装支架，均通过所述衬套与所述耦合扭力梁连接。

所述耦合扭力梁包括套筒、左纵臂、横梁、连杆安装座、左减振器支架、左轮毂轴支座、右纵臂、右轮毂轴支座及右减振器支架；

在所述左纵臂与所述右纵臂的前端均设置有套筒，用于安装所述衬套；

所述横梁的两端分别固定连接所述左纵臂与所述右纵臂；

所述左纵臂的后侧固定连接有所述左减振器支架及所述左轮毂轴支座；

所述右纵臂的后侧固定连接有所述右减振器支架及所述右轮毂轴支座；

在所述左纵臂的后侧及所述右纵臂的后侧均固定连接有所述连杆安装座。

所述连杆安装座包括安装座本体、六角螺母及圆管；

所述安装座本体包括安装座主板及两侧板，在所述安装座主板上设置有中部圆孔及所述中部圆孔两侧的安装孔；

所述圆管及所述六角螺母均固定设置于所述安装座主板的下表面，且所述圆管与所述中部圆孔相对应，所述六角螺母分别与所述安装孔对应；

所述侧板的下端及所述圆管的下端均固定连接到所述左纵臂或所述右纵臂上。

所述复合材料弹簧总成包括弹簧本体及设置于所述弹簧本体两端的耐磨加强板；

所述弹簧本体的下表面设置有定位孔，两端各设置有一个耐磨加强板固定孔；

所述耐磨加强板包括耐磨板本体及三个侧板；

在所述耐磨板本体的下表面设置有向下的延伸的凸台部，在所述耐磨板本体及所述凸台部上设置有贯通的连接杆安装孔。

所述连接杆安装孔的内侧壁自所述耐磨板本体向所述凸台部的下端部延伸时，依次包括圆柱形侧面及内球形侧面。

所述弹性垫块为圆柱形，设置有轴向的中心孔，所述中心孔的两端倒圆角。

所述连杆安装板包括安装板主体，在所述安装板的两侧设置有螺栓过孔，在所述安装板的中部设置有下安装孔，所述下安装孔的内侧面自下至上依次为圆柱形表面、球形表面及锥形表面。

所述连杆总成包括连杆、球面垫圈及螺母和锥形弹性垫圈组合件；

所述连杆包括杆体及设置于所述杆体上端的延伸部，所述延伸部的下表面为球面形；所述杆体的下部设置有外螺纹；

所述球面垫圈的上表面为球面，侧表面为锥面，下表面为圆形平面。

所述弹簧固定支架总成包括弹簧固定支架、下垫块、定位销、上垫块及螺栓；

所述弹簧固定支架包括U型的支架本体，在所述支架本体的两侧向外弯折形成外延部，在所述外延部上设置有螺栓过孔，所述螺栓穿过所述螺栓过孔；

在所述支架本体的底部的下表面设置有向下延伸的凸台，上表面设置有与所述凸台同中心线的定位销安装孔；

所述下垫块设置有定位销过孔，所述下垫块的下表面与所述支架本体的底部上表面相接触，所述定位销穿过所述定位销过孔后下端插入所述定位销安装孔内。

本发明的有益效果是：

本技术方案通过采用横置式复合材料弹簧总成结构，大幅提高了车辆转向的稳定性，而且横置复合材料弹簧和弹性垫串联，提高了悬架的柔性，减少连接摩擦噪声，提高舒适性，且结构简化重量减轻。

附图说明

图1为现有技术CTBA的立体图；

图2为施加有侧向力的CTBA的移动特性的俯视图；

图3为本发明的立体图；

图4为图3的俯视图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为图5的I处放大图；

图7为图5的II处放大图；

图8为图5的B-B剖视图；

图9为图5的C-C剖视图；

图10为耦合扭力梁示意图；

图11为连接板图；

图12为连杆总成示意图；

图13为弹簧固定支架示意图；

图14为耐磨加强板示意图。

附图标记说明

01 耦合扭力梁， 02 螺旋弹簧， 03 减振器， 04 橡胶垫， 05 衬套， 06 左安装支架， 07 右安装支架， 1 耦合扭力梁， 101 套筒， 102 左纵臂， 103 横梁， 104 连杆安装座，1041 六角螺母， 1042 圆管， 106 左轮毂轴支座， 107 右纵臂， 108 右轮毂轴支座， 109 右减振器支架， 3 减振器， 5 衬套， 8 复合材料弹簧总成，81 弹簧本体， 82 耐磨加强板， 821 圆柱形侧面， 822 球形侧面， 823 耐磨板本体， 824 侧板， 9 弹性垫块，10 连杆安装板，151 圆柱形表面， 152 球形表面， 153 锥形表面， 154 螺栓过孔， 11 连杆总成，111 连杆，1111 球面形， 1112 杆体， 1113 凹锥面，112 球面垫圈，1121 球面，1122 锥面， 113 螺母和锥形弹性垫圈组合件， 12 弹簧固定支架总成， 121 弹簧固定支架， 122 下垫块， 123 定位销， 124 上垫块。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本申请用横置复合材料弹簧替代螺旋弹簧，横置复合材料弹簧中部固定在车身上，在复合材料弹簧两端通过圆柱橡胶垫与耦合扭力梁连接，由于圆柱橡胶垫限制CTBA在Y向的移动，当车辆转弯时绕Z轴旋转的限制由原来的前面两个衬套的二处柔性限制，变成由前面两个衬套和后面两个圆柱橡胶垫组成的四处柔性限制，同时，当侧向力F1作用时，后面二个圆柱橡胶垫的反作用力相对旋转中心SP的力矩较大，防止后外车轮W1处产生后束，后内车轮W2处产生前束，车辆转向平稳，大幅提高车辆转向的稳定性。

横置复合材料弹簧和弹性垫块串联，提高悬架的柔性，减少联接摩擦噪声，提高舒适性。

如图3所示，本申请提供的复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成包括耦合扭力梁1、减振器3、衬套5、左安装支架、右安装支架、复合材料弹簧总成8、弹性垫块9、连杆安装板10、连杆总成11、弹簧固定支架总成12等。

耦合扭力梁的前端两侧各安装有一个衬套，后端两侧各安装有一个减振器；复合材料弹簧总成的两端分别通过弹性垫块、连杆安装板及连杆总成与耦合扭力梁的两侧连接；弹簧固定支架总成设置于复合材料弹簧总成上；左安装支架和右安装支架，均通过衬套与耦合扭力梁连接。

其中左安装支架和右安装支架为现有技术与图1相同，未在图3中表示。

耦合扭力梁1包括套筒101、左纵臂102、横梁103、连杆安装座104、左减振器支架、左轮毂轴支座106、右纵臂107、右轮毂轴支座108及右减振器支架109。

在左纵臂与右纵臂的前端均设置有套筒，用于安装衬套。

横梁的两端分别固定连接左纵臂与右纵臂。

左纵臂的后侧固定连接有左减振器支架及左轮毂轴支座；左减振器支架用于安装左侧的减振器，左轮毂轴支座用于安装左侧车轮。

右纵臂的后侧固定连接有右减振器支架及右轮毂轴支座；右减振器支架用于安装右侧的减振器，右轮毂轴支座用于安装右侧车轮。

在左纵臂的后侧及右纵臂的后侧均固定连接有连杆安装座，用于安装连杆安装板，如图3至图6，图8及图10所示。

连杆安装座104包括安装座本体、六角螺母1041及圆管1042。

安装座本体包括安装座主板及两侧板，在安装座主板上设置有中部圆孔及中部圆孔两侧的安装孔；安装座本体呈U形结构，为U形金属板，安装座主板为板形结构。两侧的安装孔位于圆管的外侧壁与两侧板之间。

圆管1042及六角螺母1041均通过焊接固定设置于安装座主板的下表面，且圆管与中部圆孔相对应，六角螺母分别与安装孔对应。

侧板的下端及圆管的下端均通过焊接固定连接到左纵臂或右纵臂上。

复合材料弹簧总成8由包括弹簧本体81及设置于弹簧本体两端的耐磨加强板82组成。

弹簧本体的下表面设置有两个定位孔，两端各设置有一个耐磨加强板固定孔。

耐磨加强板82包括耐磨板本体823及三个侧板；为铜板等厚的耐磨材料的成型件。

在耐磨板本体的下表面设置有向下的延伸的凸台部，在耐磨板本体及凸台部上设置有贯通的连接杆安装孔。

连接杆安装孔的内侧壁自耐磨板本体向凸台部的下端部延伸时，依次包括圆柱形侧面821及球形侧面822。在圆柱形侧面与耐磨板本体之间设置有圆角，如图5，图6、图8、图14所示。

弹性垫块9为橡胶或聚氨酯材料圆柱形，设置有轴向中心孔，中心孔两端倒圆角，弹簧垫块9装配后处于受压状态而变形，下圆环面与连杆安装板10的上平面紧贴，上圆环面与复合材料弹簧8紧贴，如图3、图5、图6、图8所示。

连杆安装板10包括安装板主体，为平板结构，在安装板的两侧设置有螺栓过孔154，在安装板的中部设置有下安装孔，下安装孔的内侧面自下至上依次为圆柱形表面151、球形表面152及锥形表面153，如图3至图6，图8及图11所示。

连杆总成11包括连杆111、球面垫圈112及螺母和锥形弹性垫圈组合件113共三个部分。

连杆111包括杆体1112及设置于杆体上端的延伸部，延伸部的下表面为球面形1111；杆体的下部设置有外螺纹；在延伸部的上表面设置有凹锥面1113，用于减重及防止与其它部分干涉。球面形与复合材料弹簧总成的耐磨加强板的球形侧面的半径相等。

球面垫圈112的上表面为球面1121，侧表面为锥面1122，下表面为圆形平面，球面垫圈设置有中心过孔。其中球面的半径与连杆安装板的球形表面的半径相等，圆形平面为螺母和锥形弹性垫圈组合件的安装面，其直径大于螺母和锥形弹性垫圈组合件的锥形弹性垫圈外径。螺母和锥形弹性垫圈组合件是螺母和锥形弹性垫圈组合而成的标准件，可防止螺纹连接的松脱，如图3至图6，图8及图12所示。

如图3至图5，图7，图9及图13所示，弹簧固定支架总成12包括弹簧固定支架121、下垫块122、定位销123、上垫块124及螺栓。

弹簧固定支架包括U型的支架本体，为锻钢件，在支架本体的两侧向外弯折形成外延部，在外延部上设置有螺栓过孔，螺栓穿过螺栓过孔。

在支架本体的底部的下表面设置有向下延伸的凸台和加强筋，上表面设置有与凸台同中心线的定位销安装孔。

下垫块设置有定位销过孔，下垫块的下表面与支架本体的底部上表面相接触，定位销穿过定位销过孔后下端插入定位销安装孔内。

连杆111的杆体1112分别穿过复合材料弹簧总成8左端的耐磨加强板82、弹性垫块9的中心孔、连杆安装板10的下安装孔、球面垫圈112的中心过孔，然后用锥形弹性垫圈组合件113拧紧，其中，连杆111的球面形1111与复合材料弹簧总成8的耐磨加强板82的球形侧面822内接，球面垫圈112的球面1121与连杆安装板10的球形表面152内接，完成左侧的连杆总成11安装，同样，安装右侧的连杆总成11，如图3至图6、图8、图11、图12所示。

螺栓穿过连杆安装板10的螺栓过孔154，拧入耦合扭力梁1的连杆安装座104内的焊接六角螺母1041内，二个螺栓将左侧连杆安装板10固定在耦合扭力梁1的左纵臂102上，同样，将右侧连杆安装板10固定在耦合扭力梁1的右纵臂107上，完成复合材料弹簧总成8的两端安装，如图3至图6、图8、图11、图12所示。

先将两个上垫块124粘贴在复合材料弹簧总成8的弹簧本体81的上面，并分别位于弹簧本体81的定位孔正上方，将定位销123压入弹簧固定支架121的定位销安装孔，定位销123穿过下垫块122的定位销过孔，将下垫块122下面粘贴在弹簧固定支架121的底部的上表面上，然后用两个螺栓将左侧弹簧固定支架总成12固定在车身上，同样，将右侧弹簧固定支架总成12固定在车身上，如图3至图5、图7、图9、图13所示。

螺栓穿过左侧衬套5的中心孔，将耦合扭力梁1安装到左安装支架上，再用螺栓将左安装支架安装到车身上，同样，将右侧的衬套5、耦合扭力梁、右安装支架车身连接；用螺栓将左、右各一个减振器3的下端分别联接到左减振器支架、右减振器支架109上，减振器3的上端各用双螺母安装在车身上，完成本发明的安装，如图3至图13所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (4)

1.一种复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成，其特征在于，包括耦合扭力梁、减振器、衬套、复合材料弹簧总成、弹性垫块、连杆安装板、连杆总成及弹簧固定支架总成；

所述耦合扭力梁包括套筒、左纵臂、横梁、左减振器支架、左轮毂轴支座、右纵臂、右轮毂轴支座、连杆安装座及右减振器支架；

在所述左纵臂与所述右纵臂的前端均设置有套筒，用于安装所述衬套；

所述横梁的两端分别固定连接所述左纵臂与所述右纵臂；

所述左纵臂的后侧固定连接有所述左减振器支架及所述左轮毂轴支座；

所述右纵臂的后侧固定连接有所述右减振器支架及所述右轮毂轴支座；

在所述左纵臂的后侧及所述右纵臂的后侧均固定连接有所述连杆安装座；

所述耦合扭力梁的前端两侧各安装有一个所述衬套，后端两侧各安装有一个减振器；

所述复合材料弹簧总成的两端分别通过所述弹性垫块、所述连杆安装板及所述连杆总成与所述耦合扭力梁的两侧连接；

所述弹簧固定支架总成设置于所述复合材料弹簧总成上；

所述复合材料弹簧总成包括弹簧本体及设置于所述弹簧本体两端的耐磨加强板；

所述弹簧本体的下表面设置有定位孔，两端各设置有一个耐磨加强板固定孔；

所述耐磨加强板包括耐磨板本体及三个侧板；

在所述耐磨板本体的下表面设置有向下的延伸的凸台部，在所述耐磨板本体及所述凸台部上设置有贯通的连接杆安装孔；

所述连接杆安装孔的内侧壁自所述耐磨板本体向所述凸台部的下端部延伸时，依次包括圆柱形侧面及内球形侧面；

所述连杆安装座包括安装座本体、六角螺母及圆管；

所述安装座本体包括安装座主板及两侧板，在所述安装座主板上设置有中部圆孔及所述中部圆孔两侧的安装孔；

所述圆管及所述六角螺母均固定设置于所述安装座主板的下表面，且所述圆管与所述中部圆孔相对应，所述六角螺母分别与所述安装孔对应；

所述侧板的下端及所述圆管的下端均固定连接到所述左纵臂或所述右纵臂上；

所述连杆安装板包括安装板主体，在所述安装板的两侧设置有螺栓过孔，在所述安装板的中部设置有下安装孔，所述下安装孔的内侧面自下至上依次为圆柱形表面、球形表面及锥形表面；

所述连杆总成包括连杆、球面垫圈及螺母和锥形弹性垫圈组合件；

所述连杆包括杆体及设置于所述杆体上端的延伸部，所述延伸部的下表面为球面形；所述杆体的下部设置有外螺纹；

所述球面垫圈的上表面为球面，侧表面为锥面，下表面为圆形平面。

2.根据权利要求1所述的复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成，其特征在于，还包括左安装支架和右安装支架，均通过所述衬套与所述耦合扭力梁连接。

3.根据权利要求1所述的复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成，其特征在于，所述弹性垫块为圆柱形，设置有轴向的中心孔，所述中心孔的两端倒圆角。

4.根据权利要求1所述的复合材料弹簧扭力梁车桥悬架总成，其特征在于，所述弹簧固定支架总成包括弹簧固定支架、下垫块、定位销、上垫块及螺栓；

所述弹簧固定支架包括U型的支架本体，在所述支架本体的两侧向外弯折形成外延部，在所述外延部上设置有螺栓过孔，所述螺栓穿过所述螺栓过孔；

在所述支架本体的底部的下表面设置有向下延伸的凸台，上表面设置有与所述凸台同中心线的定位销安装孔；

所述下垫块设置有定位销过孔，所述下垫块的下表面与所述支架本体的底部上表面相接触，所述定位销穿过所述定位销过孔后下端插入所述定位销安装孔内。

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