CN109484118B - 复合材料弹簧ctba悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料弹簧CTBA悬架系统，包括耦合扭力梁、左减振器、右减振器、左衬套、右衬套、左安装支架、右安装支架、复合材料弹簧总成及弹簧固定支架总成；左减振器及右减振器的下端均固定于耦合扭力梁上；复合材料弹簧总成的左端与耦合扭力梁的左侧连接，复合材料弹簧总成的右端与耦合扭力梁的右侧连接；弹簧固定支架总成设置于复合材料弹簧总成上。本技术方案的复合材料弹簧总成结构，大幅度提高车辆车向的稳定性，横置复合材料弹簧和垫块串联，提高悬置的柔性，减少连接摩擦噪声，提高舒适性，且结构简化，重量减轻。

Description

复合材料弹簧CTBA悬架系统

技术领域

本发明属于汽车悬架系统技术领域，特别是指一种复合材料弹簧CTBA悬架系统。

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07。

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向不起到任何限制或弹性作用。

减振器03的下端与耦合扭力梁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CTBA悬架系统，以解决现有技术的CTBA悬架系统的后外车轮后束及后内车轮前束的问题，提高车辆转筒的稳定性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

复合材料弹簧CTBA悬架系统，包括耦合扭力梁、左减振器、右减振器、左衬套、右衬套、左安装支架、右安装支架、复合材料弹簧总成及弹簧固定支架总成；

所述左减振器的下端固定于所述耦合扭力梁的左侧，所述右减振器的下端固定于所述耦合扭力梁的右侧；

所述左安装支架通过左衬套与所述耦合扭力梁的左前端连接，所述右安装支架通过右衬套与所述耦合扭力梁的右前端连接；

所述复合材料弹簧总成的左端与所述耦合扭力梁的左侧连接，所述复合材料弹簧总成的右端与所述耦合扭力梁的右侧连接；

所述弹簧固定支架总成设置于所述复合材料弹簧总成上。

所述耦合扭力梁包括左纵臂、右纵臂、横梁、左套筒、右套筒、左弹性体安装座、右弹性体安装座、左减振器支架、右减振器支架、左轮毂轴支座及右轮毂轴支座；

所述左纵臂与所述右纵臂通过横梁固定连接；

所述左套筒固定于所述左纵臂的前端，所述右套筒固定于所述右纵臂的前端；

所述左减振器支架固定于所述左纵臂后部内侧，所述左轮毂轴支座固定于所述左纵臂后部外侧；

所述右减振器支架固定于所述右纵臂后部内侧，所述右轮毂轴支座固定于所述右纵臂后部外侧；

所述左弹性体安装座固定于所述左纵臂后部上方，所述右弹性体安装座固定于所述右纵臂后部上方。

所述左弹性体安装座包括安装座主体、圆管、第一六角螺母和第二六角螺母；

所述安装座主体为U形金属板，包括顶板及两侧的侧板，在所述顶板上设置有第一安装孔、第二安装孔及位于所述顶板中间的通孔；

所述第一六角螺母和所述第二六角螺母均固定于所述顶板下表面且分别与所述第一安装孔及所述第二安装孔一一对应；

所述圆管的上端与所述通孔相对固定于所述顶板下表面，所述圆管的下端及两侧板的下端均固定于所述左纵臂上。

所述左弹性体安装座与所述右弹性体安装座的结构相同。

所述复合材料弹簧总成包括弹簧本体及所述弹簧本体两端的板端加强板；

所述弹簧本体为等宽复合材料弹簧，在所述弹簧本体的中部下表面设置有两个定位孔，在所述弹簧本体的两端各设置有一个第一螺栓过孔；

所述板端加强板包括加强板主板及三个侧板，在所述加强板主板中心设置有第二螺栓过孔；

所述加强板主板及三个侧板包裹所述弹簧本体的端部，且所述第一螺栓过孔与所述第二螺栓过孔相对。

在所述左弹性体安装座与所述复合材料弹簧总成左端之间设置有左连接弹性体，在所述右弹性体安装座与所述复合材料弹簧总成之间设置有右连接弹性体；

所述左连接弹性体与所述右连接弹性体的结构相同。

所述右连接弹性体包括底板、弹性体、螺栓及上板；

所述底板四周设置有翻边，在所述底板上设置有两个第三螺栓过孔；

所述上板中心处设置有第四螺栓过孔，四周设置有翻边；

所述螺栓穿过所述第四螺栓过孔；

所述底板、所述上板、所述弹性体及所述螺栓下端硫化为一体结构。

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；

所述弹簧固定支架为几字形，在所述固定支架的底边上设置有下延伸的凸台，在与所述凸台相对的上表面设置有定位销安装孔；

所述下垫块设置有定位销过孔，所述定位销的下端设置于所述定位销安装孔内，上端设置于所述定位孔内。

本发明的有益效果是：

本技术方案的得合材料弹簧总成结构，大幅度提高车辆车向的稳定性，横置复合材料弹簧和垫块串联，提高悬置的柔性，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为联接弹性体示意图；

图11为连接弹性体示意图；

图12为弹簧固定支架示意图；

图13为板端加强板示意图。

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，31右减振器，32左减振器，51右衬套，52左衬套，8复合材料弹簧总成，9右连接弹性体，10 弹簧固定支架总成，81弹簧本体，82板端加强板，101左套筒，102左纵臂，103横梁，104右弹性体安装座，1041圆管，1042第一六角螺母， 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，121弹簧固定支架，1211凸台，122下垫块，123定位销，124上垫块， 91底板，92弹性体，93螺栓，94上板，821加强板主板，822侧板。

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。

本技术方案用横置复合材料弹簧替代螺旋弹簧，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二个圆柱橡胶垫组成的四处柔性限制，同时，当转向力作用时，后面二个圆柱橡胶垫的反作用力相对旋转中心的力矩较大，防止后外车轮处产生后束，后内车轮处产生前束，车辆转向平稳，大幅提高车辆转向的稳定性。

本申请的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。

本申请提供一种复合材料弹簧CTBA悬架系统，包括耦合扭力梁1、左减振器32、右减振器31、左衬套52、右衬套51、左安装支架、右安装支架、复合材料弹簧总成8及弹簧固定支架总成10。本申请的附图中没有显示左安装支架和右安装支架，左安装支架与右安装支架均与现有技术相同，没有进行详细的说明。

左减振器的下端固定于耦合扭力梁的左侧，右减振器的下端固定于耦合扭力梁的右侧。

左安装支架通过左衬套与耦合扭力梁的左前端连接，右安装支架通过右衬套与耦合扭力梁的右前端连接。

复合材料弹簧总成的左端与耦合扭力梁的左侧连接，复合材料弹簧总成的右端与耦合扭力梁的右侧连接。

弹簧固定支架总成设置于复合材料弹簧总成上，如图3至图5所示。

如图3至图6及图8和图10所示，耦合扭力梁1包括左纵臂102、右纵臂107、横梁103、左套筒101、右套筒、左弹性体安装座、右弹性体安装座 104、左减振器支架、右减振器支架109、左轮毂轴支座106及右轮毂轴支座 108。

左纵臂与右纵臂通过横梁固定连接。

左套筒固定于左纵臂的前端，用于安装左衬套，右套筒固定于右纵臂的前端，用于安装右衬套。

左减振器支架固定于左纵臂后部内侧，用于安装左减振器，左轮毂轴支座固定于左纵臂后部外侧，用于安装左车轮。

右减振器支架固定于右纵臂后部内侧，用于安装右减振器，右轮毂轴支座固定于右纵臂后部外侧，用于安装右车轮。

左弹性体安装座固定于左纵臂后部上方，右弹性体安装座固定于右纵臂后部上方，分别用于安装复合材料弹簧总成的左右两端。

在本申请中，左弹性体安装座与右弹性体安装座的结构相同，可以互换，因此，在本申请中，仅对左弹性体安装座的结构进行说明，如图5，图6，图8和图10所示。

左弹性体安装座包括安装座主体、圆管1041、第一六角螺母1042和第二六角螺母；

安装座主体为U形金属板，包括顶板及两侧的侧板，在顶板上设置有第一安装孔、第二安装孔及位于顶板中间的通孔；

第一六角螺母和第二六角螺母均通过焊接固定于顶板下表面且分别与第一安装孔及第二安装孔一一对应。

圆管的上端与通孔相对通过焊接固定于顶板下表面，圆管的下端及两侧板的下端均通过焊接固定于左纵臂上。

右弹性体安装座通过焊接固定于右纵臂上。

复合材料弹簧总成8包括弹簧本体81及弹簧本体两端的板端加强板82；

弹簧本体为等宽复合材料弹簧，在弹簧本体的中部下表面设置有两个定位孔，在弹簧本体的两端各设置有一个第一螺栓过孔。

板端加强板82包括加强板主板821及三个侧板822，在加强板主板中心设置有第二螺栓过孔。

加强板主板及三个侧板包裹弹簧本体的端部，且第一螺栓过孔与第二螺栓过孔相对，如图3至6及图8和图13所示。

在左弹性体安装座与复合材料弹簧总成左端之间设置有左连接弹性体，在右弹性体安装座与复合材料弹簧总成之间设置有右连接弹性体。

左连接弹性体与右连接弹性体的结构相同，在本申请中，仅对右连接弹性体9的结构进行说明。

右连接弹性体9包括底板91、弹性体92、螺栓93及上板94；

底板为钣金件，四周设置有翻边，以增加底板的强度和便于硫化，在底板上设置有两个第三螺栓过孔。在本申请中，弹性体为圆柱体。

上板为圆形钣金件，中心处设置有第四螺栓过孔，四周设置有翻边，便于硫化。

螺栓穿过第四螺栓过孔，本申请中，螺栓为两个圆柱体组成，其中大圆柱体位于弹性体的上表面与上板之间，小圆柱体穿过第四螺栓过孔，且在小圆柱体的上部侧边设置有外螺纹。

底板、上板、弹性体及螺栓下端硫化为一体结构，如图3，图5，图6，图8及图11。

弹簧固定支架总成10包括弹簧固定支架121、下垫块122、定位销123、上垫块124及螺栓；

弹簧固定支架为几字形，为锻钢件，中部的上表面形成槽形结构，在固定支架的底边上设置有下延伸的凸台1211，在与凸台相对的上表面设置有定位销安装孔；在弹簧固定支架的两侧边上各设置有第五螺栓孔，每个第五螺栓孔内插入一个螺栓，下垫块、定位销及上垫块均设置于弹簧固定支架的槽形结构内，弹簧本体也设置于槽形结构内。

下垫块设置有定位销过孔，定位销的下端设置于定位销安装孔内，上端设置于定位孔内。

在弹簧固定支架的下表面设置有加强筋，如图3至5，图7，图9及图12 所示。

右连接弹性体9的螺栓93穿过复合材料弹簧总成8的左端的第一螺栓过孔，用六角螺母和锥形弹性垫圈组合件将右连接弹性体9固定在复合材料弹簧总成 8的左端，拧紧后的六角螺母和锥形弹性垫圈组合件压在板端加强板的主板上平面上，同样，用六角螺母和锥形弹性垫圈组合件将右连接弹性体9固定在复合材料弹簧总成8的右端，如图3至图6、图8、图11及图13所示。

螺栓穿过右连接弹性体9的下板91的第三螺栓过孔，拧入耦合扭力梁1的左弹性体安装座104内的焊接第一六角螺母1041及第二六角螺母内，两个螺栓将左联接弹性体9固定在耦合扭力梁1的左纵臂102上，同样，将右连接弹性体9 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及图11所示。

先将两个上垫块124粘贴在弹簧本体的上面，并分别位于弹簧本体的定位孔正上方，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中部上平面上，然后用两个螺栓将左侧弹簧固定支架总成10固定在车身上，同样，将右侧弹簧固定支架总成10固定在车身上，如图3、图4、图5、图7、图9、图13 所示。

螺栓穿过左衬套5的中心孔，将左纵臂安装到左安装支架6上，再用螺栓将左安装支架6固定到车身上，同样，将右衬套、右纵臂、右安装支架7固定到车身上；用螺栓将左减振器、右减振器的下端分别联接到左减振器支架105、右减振器支架109上，减振器的上端各用双螺母安装在车身上，完成本技术方案的安装，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 (5)

1.复合材料弹簧CTBA悬架系统，其特征在于，包括耦合扭力梁、左减振器、右减振器、左衬套、右衬套、左安装支架、右安装支架、复合材料弹簧总成及弹簧固定支架总成；

所述耦合扭力梁包括左纵臂、右纵臂、横梁、左套筒、右套筒、左弹性体安装座、右弹性体安装座、左减振器支架、右减振器支架、左轮毂轴支座及右轮毂轴支座；

所述左纵臂与所述右纵臂通过横梁固定连接；

所述左套筒固定于所述左纵臂的前端，所述右套筒固定于所述右纵臂的前端；

所述左减振器支架固定于所述左纵臂后部内侧，所述左轮毂轴支座固定于所述左纵臂后部外侧；

所述右减振器支架固定于所述右纵臂后部内侧，所述右轮毂轴支座固定于所述右纵臂后部外侧；

所述左弹性体安装座固定于所述左纵臂后部上方，所述右弹性体安装座固定于所述右纵臂后部上方；

所述左减振器的下端固定于所述耦合扭力梁的左侧，所述右减振器的下端固定于所述耦合扭力梁的右侧；

所述左安装支架通过左衬套与所述耦合扭力梁的左前端连接，所述右安装支架通过右衬套与所述耦合扭力梁的右前端连接；

所述复合材料弹簧总成的左端与所述耦合扭力梁的左侧连接，所述复合材料弹簧总成的右端与所述耦合扭力梁的右侧连接；

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所述弹簧本体两端的板端加强板；

所述弹簧本体为等宽复合材料弹簧，在所述弹簧本体的中部下表面设置有两个定位孔，在所述弹簧本体的两端各设置有一个第一螺栓过孔；

所述板端加强板包括加强板主板及三个侧板，在所述加强板主板中心设置有第二螺栓过孔；

所述加强板主板及三个侧板包裹所述弹簧本体的端部，且所述第一螺栓过孔与所述第二螺栓过孔相对；

在所述左弹性体安装座与所述复合材料弹簧总成左端之间设置有左连接弹性体，在所述右弹性体安装座与所述复合材料弹簧总成之间设置有右连接弹性体；

所述右连接弹性体包括底板、弹性体、螺栓及上板；

所述底板四周设置有翻边，在所述底板上设置有两个第三螺栓过孔；

所述上板中心处设置有第四螺栓过孔，四周设置有翻边；

所述螺栓穿过所述第四螺栓过孔；

所述底板、所述上板、所述弹性体及所述螺栓下端硫化为一体结构。

2.根据权利要求1所述的复合材料弹簧CTBA悬架系统，其特征在于，所述左弹性体安装座包括安装座主体、圆管、第一六角螺母和第二六角螺母；

所述安装座主体为U形金属板，包括顶板及两侧的侧板，在所述顶板上设置有第一安装孔、第二安装孔及位于所述顶板中间的通孔；

所述第一六角螺母和所述第二六角螺母均固定于所述顶板下表面且分别与所述第一安装孔及所述第二安装孔一一对应；

所述圆管的上端与所述通孔相对固定于所述顶板下表面，所述圆管的下端及两侧板的下端均固定于所述左纵臂上。

3.根据权利要求2所述的复合材料弹簧CTBA悬架系统，其特征在于，所述左弹性体安装座与所述右弹性体安装座的结构相同。

4.根据权利要求1所述的复合材料弹簧CTBA悬架系统，其特征在于，

所述左连接弹性体与所述右连接弹性体的结构相同。

5.根据权利要求1所述的复合材料弹簧CTBA悬架系统，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；

所述弹簧固定支架为几字形，在所述固定支架的底边上设置有下延伸的凸台，在与所述凸台相对的上表面设置有定位销安装孔；

所述下垫块设置有定位销过孔，所述定位销的下端设置于所述定位销安装孔内，上端设置于所述定位孔内。

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