CN110626138A - 车辆用复合材料型多板弹簧悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆用复合材料型多板弹簧悬架，包括：第一支架单元，其安装在橡胶弹簧上；第二支架单元，其安装在平衡轴基座上；以及多个复合弹簧，其通过用树脂浸渍增强纤维制造而成，分别在其相反两端与第一支架单元和第二支架单元联接，并且彼此竖直间隔开。

Description

车辆用复合材料型多板弹簧悬架

技术领域

本发明总体涉及一种车辆用复合材料型多板弹簧悬架，更具体地，涉及一种能够使用复合弹簧在车身和车轴之间弹性地协调的多板弹簧悬架。

背景技术

一般而言，在商用车辆中，板簧连接在两个车轴之间，以在平衡轴基座和车轴之间弹性地协调。

传统上，在使用具有由金属材料制成的板簧的悬架结构的情况下，当车辆突然停止时，发生两侧的板簧围绕平衡轴基座沿相反方向旋转的卷绕现象。如果发生卷绕现象，则车身向前方严重倾斜，或者负载集中在弹簧和车身上，从而导致损坏。

同时，已经开发了一种技术，其中使用由树脂浸渍增强纤维制成的复合材料型弹簧来代替常规金属材料板簧。复合弹簧重量轻，有助于减轻车辆的重量，并且具有良好的抗拉强度和弹性，因此可以替代常规板簧。

然而，由于复合弹簧的材料特性，难以使用螺栓连接方法，并且难以应用像板簧那样的螺栓连接的多层结构，这是因为复合弹簧很容易因摩擦而损坏。

因此，使用一种复合弹簧来代替多板式板簧，并且如果复合弹簧损坏，则车辆无法行驶。

因此，需要一种即使在一个复合弹簧损坏时也能够通过另一复合弹簧支承车身，同时防止由于螺栓连接或摩擦而导致损坏的使用多板式复合弹簧的悬架结构。

前述内容仅旨在帮助理解本发明的背景，并且不旨在表示本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

因此，本发明提供一种复合材料型多板弹簧悬架，该弹簧悬架具有多个复合弹簧，因此即使多个复合弹簧中的一个发生损坏也使车辆能够行驶。

为了实现上述目的，提供一种复合材料型多板弹簧悬架，该弹簧悬架包括：第一支架单元，其安装在橡胶弹簧上；第二支架单元，其安装在平衡轴基座上；以及多个复合弹簧，其分别在其相反两端与第一支架单元和第二支架单元联接，并且彼此竖直间隔开。

复合弹簧可以包括上弹簧和下弹簧，第一支架单元可以包括：第一上支架，其联接至上弹簧的第一端部；以及第一下支架，其连接至第一上支架的下部，以与下弹簧的第一端部联接，并且第二支架单元可以包括：第二上支架，其联接至上弹簧的第二端部；以及第二下支架，其联接至下弹簧的第二端部。

第一上支架可以包括：第一上板，其设置成与上弹簧的第一端部的上表面接触；第一下板，其在第一上板的下方与第一上板间隔开，以与上弹簧的第一端部的下表面接触；以及第一侧板，其构造成将第一上板和第一下板彼此连接，并且第一下支架可以包括：第二上板，其设置成与下弹簧的第一端部的上表面接触；第二下板，其在第二上板的下方与第二上板间隔开，以与下弹簧的第一端部的下表面接触；以及第二侧板，其构造成将第二上板和第二下板彼此连接。

第一支架单元可以进一步包括连接构件，其将第一上支架和第一下支架彼此连接，并且连接构件可以构造成将第一侧板和第二侧板联接在一起，以将第一上支架和第一下支架彼此连接。

第一侧板可以构造成从第一下板向下突出并与第二侧板的上表面接触，并且连接构件可以构造成通过竖直穿过第一侧板和第二侧板以将第一侧板和第二侧板联接在一起。

橡胶弹簧的上端可以设置有橡胶弹簧支架，该橡胶弹簧支架与第一下支架的下表面接触，并且连接构件的下端可以穿过橡胶弹簧支架以将第一下支架和橡胶弹簧彼此连接。

第一支架单元可以进一步包括：第一固定构件，其构造成顺序地穿过第一上板、上弹簧和第一下板，以将上弹簧的第一端部固定至第一上支架；以及第二固定构件，其构造成顺序地穿过第二上板、下弹簧和第二下板，以将下弹簧的第一端部固定至第一下支架。

第二支架单元可以进一步包括支承件，其联接至平衡轴基座并向上以及向下延伸，第二上支架可以包括：第三上板，其从支承件延伸以与上弹簧的第二端部的上表面接触；以及第三下板，其在第三上板的下方与第三上板间隔开并从支承件延伸以与上弹簧的第二端部的下表面接触，并且第二下支架可以包括：第四上板，其在第三下板的下方与第三下板间隔开并从支承件延伸以与下弹簧的第二端部的上表面接触；以及第四下板，其在第四上板的下方与第四上板间隔开并从支承件延伸以与下弹簧的第二端部的下表面接触。

第二支架单元可以进一步包括：第三固定构件，其构造成顺序地穿过第三上板、上弹簧和第三下板，以将上弹簧的第二端部固定至第二上支架；以及第四固定构件，其构造成顺序地穿过第四上板、下弹簧和第四下板，以将下弹簧的第二端部固定至第二下支架。

橡胶弹簧可以构造成使得一对橡胶弹簧设置为分别安装在平衡轴基座的相反两侧，第一支架单元可以构造成使得一对第一支架单元设置为分别安装至橡胶弹簧上，并且复合弹簧可以设置在第一支架单元和第二支架单元之间。

复合弹簧可以分为分别连接至第一支架单元和第二支架单元的相反两端部以及形成于相反两端部之间的中间部分，并且相反两端部在车辆宽度方向上的宽度可以小于中间部分在车辆宽度方向上的宽度。

复合弹簧可以通过用树脂浸渍增强纤维来制造。

上弹簧和下弹簧中包括的增强纤维可以包括与车辆宽度方向垂直地布置的多个第一纤维。

下弹簧中包括的增强纤维可以进一步包括布置成与第一纤维交叉的多个第二纤维。

根据本发明的复合材料型多板弹簧悬架具有以下优点。

首先，弹簧悬架包括多个复合弹簧，从而即使多个复合弹簧中的一个损坏，车辆也能够行驶。

其次，通过防止复合弹簧之间的摩擦，可以增加其寿命。

第三，通过缩短复合弹簧的长度，能够改善弹簧的耐久性并且能够防止卷绕现象。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和优点，其中：

图1是根据本发明的实施例的复合材料型多板弹簧悬架的侧视图；

图2是示出根据本发明的实施例的复合材料型多板弹簧悬架的分解立体图；

图3是示出根据本发明的实施例的复合材料型多板弹簧悬架的立体图；以及

图4是示出根据本发明的另一实施例的复合材料型多板弹簧悬架的立体图。

具体实施方式

可以理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其它相似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的乘用车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如兼备汽油动力和电动力的车辆。

本文所使用的术语仅用于说明特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在同样包括复数形式，除非上下文另外明确指明。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”规定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非有明确相反地描述，否则“包括”一词及其变化诸如“具有”或“包含”都将被理解为暗示包含所述的元件但不排除任何其他元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“-件”、“-器”以及“模块”是指处理至少一个功能和操作的单元，并且可以通过硬件或软件及其组合来实现。

此外，本发明的控制逻辑可以体现为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)。

除非另外定义，否则这里使用的包括技术或科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。在通常使用的词典中定义的那些术语应被解释为具有与相关领域中的上下文含义相同的含义。除非在本申请中明确定义，否则不应将这些术语解释为具有理想或过于正式的含义。

在下文中，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例的复合材料型多板弹簧悬架。

图1是根据本发明的实施例的复合材料型多板弹簧悬架的侧视图；

图2是示出根据本发明的实施例的复合材料型多板弹簧悬架的分解立体图；以及图3是示出根据本发明的实施例的复合材料型多板弹簧悬架的立体图。

如图1至图3所示，根据本发明的复合材料型多板弹簧悬架的实施例包括：安装到橡胶弹簧10上的第一支架单元200；安装到平衡轴基座20上的第二支架单元300；以及通过用树脂浸渍增强纤维制造而成的多个复合弹簧100，其相反两端分别连接至第一支架单元200和第二支架单元300，并且彼此竖直间隔开。

这里提及的橡胶弹簧10安装在商用车辆的车轴上以弹性地吸收从地面传递的冲击，并且平衡轴基座20构造成将车身的负载均匀地分配到各车轴。

复合弹簧100通过用树脂浸渍增强纤维制造而成。这里，优选的是，增强纤维沿预定方向布置，以成为在特定方向上具有增强的刚性的各向异性类型。

第一支架单元200和第二支架单元300中的每一个形成有凹槽，以便在其中容纳复合弹簧100的相反两端并将它们联接在一起。

这里，第一支架单元200和第二支架单元300形成有多个凹槽，每个复合弹簧100插入其中，由此多个复合弹簧100可以连接在第一支架单元200和第二支架单元300之间，同时彼此间隔开。例如，复合弹簧100可以包括上弹簧110和下弹簧120。

第一支架单元200可以大致分为第一上支架210和第一下支架220，并且第一上支架210和第一下支架220可以通过连接构件230彼此连接而一体地形成。

第一上支架210形成有凹槽，上弹簧110的第一端部插入其中，并且第一下支架220形成有凹槽，下弹簧120的第一端部插入其中。

具体地，第一上支架210包括第一上板211、第一下板212和第一侧板213，其中第一上板211设置成与上弹簧110的第一端部的上侧表面接触，第一下板212设置成与上弹簧110的第一端部的下侧表面接触，并且第一侧板213将第一上板211和第一下板212的端部连接在一起。因此，第一上支架210整体形成为U形槽，上弹簧110的第一端部插入其中。

这里，第一侧板213的下端构造成突出为低于第一下板212，并且第一侧板213中形成有通孔。通孔的内侧可以形成有螺纹。当第一侧板213从第一下板212向下突出时，第一上支架210可以形成为F形。

第一下支架220包括第二上板221、第二下板222和第二侧板223，类似于第一上支架210，其中第二上板221设置成与下弹簧120的第一端部的上侧表面接触，第二下板222设置成与下弹簧120的第一端部的下侧表面接触，并且第二侧板223将第二上板221与第二下板222的端部连接。因此，第一下支架220整体形成为U形槽，下弹簧120的第一端部插入其中。

第二侧板223的上端形成为与第一侧板213的下端紧密接触，并且第二侧板223设置有竖直形成在其中的通孔，以与第一侧板213的通孔连通。

连接构件230同时穿过第一侧板213和第二侧板223的通孔以连接第一侧板213和第二侧板223，由此将第一上支架210和第一下支架220联接在一起。连接构件230可以是螺栓或铆钉，并且当连接构件230为螺栓时，可以使用形成在第一侧板213和第二侧板223的通孔内侧上的螺纹紧固。

这里，由于第一侧板213突出为低于第一下板212，所以分别形成在第一上支架210和第一下支架220中的凹槽形成为彼此间隔开，由此上弹簧110和下弹簧120可以保持为以预定间隔彼此间隔开。

同时，橡胶弹簧10的上端形成有与第一下支架220的下表面接触的橡胶弹簧支架11，并且橡胶弹簧支架11形成有与在第一侧板213中形成的通孔连通的通孔，由此连接构件230的下端部穿过形成在橡胶弹簧支架11中的通孔，以整一体地固定第一下支架220和橡胶弹簧10。

因此，第一支架单元200固定至橡胶弹簧10，使得上弹簧110和下弹簧120的第一端部可以联接至橡胶弹簧10的上端。

此外，优选的是，第一支架单元200进一步包括：第一固定构件214，其顺序地穿过第一上板211、上弹簧110的第一端部和第一下板212，以将上弹簧110固定至第一上支架210；以及第二固定构件224，其顺序地穿过第二上板221、下弹簧120的第一端部和第二下板222，以将下弹簧120固定至第一下支架220。

第一固定构件214和第二固定构件224优选地设置为哈克螺栓或铆钉，以将上弹簧110的第一端部紧固至第一上支架210，并且将下弹簧120的第一端部紧固至第一下支架220。

第二支架单元300可以分为：第二上支架310，其联接至上弹簧110的第二端部；第二下支架320，其联接至下弹簧120的第二端部；以及支承件330，其联接至平衡轴基座20以支承第二上支架310和第二下支架320。

第二上支架310包括：第三上板311，其从支承件330的上端横向延伸，以与上弹簧110的第二端部的上侧表面接触；以及第三下板312，其从支承件330的侧表面延伸，同时在第三上板311的下方与第三上板间隔开，以与上弹簧110的第二端部的下侧表面接触。

类似于第二上支架310，第二下支架320包括：第四上板321，其从支承件330的侧表面延伸，同时在第三下板312的下方与第三下板间隔开，以与下弹簧120的第二端部的上侧表面接触；以及第四下板322，其从支承件330的侧表面延伸，同时在第四上板321的下方与第四上板间隔开，以与下弹簧120的第二端部的下侧表面接触。

同时，支承件330设置在平衡轴基部20的上部以形成为具有预定高度的块状，并且支承件330和平衡轴基部20可以焊接在一起，通过诸如螺栓的联接构件紧固在一起或一体模制并设置为一体。

优选地，第二支架单元300进一步包括：第三固定构件313，其构造成顺序地穿过第三上板311、上弹簧110和第三下板312，以将上弹簧110的第二端部固定至第二上支架310；以及第四固定件323，其构造成顺序地穿过第四上板321、下弹簧120和第四下板322，以将下弹簧120的第二端部固定至第二下支架320。

第三固定构件313和第四固定构件323优选地设置为哈克螺栓或铆钉。

上述第一固定构件214、第二固定构件224、第三固定构件313和第四固定构件323中的每一个穿过各支架和弹簧的位置可以是例如，第一固定构件214与第一上板211和第一下板212的端部往里预定距离(例如5mm)的情况。换句话说，第一上板211和第一下板212分别从第一固定构件214穿过的位置向外与上弹簧110的上侧表面和下侧表面紧密接触并且固定至其上，由此能够通过第一固定构件214防止上弹簧110由于上弹簧110的通孔破裂而损坏的问题。

同样，第二固定构件224、第三固定构件313和第四固定构件323可以形成为具有相同的结构，以防止在上弹簧110和下弹簧120的相反两端处发生破裂。

同时，橡胶弹簧10可以分别安装在平衡轴基座20的相反方向上，即，在车辆的前后方向上，并且车轴可以联接至每个橡胶弹簧10的下端。在这种情况下，各上弹簧110和下弹簧120成对设置。例如，一个上弹簧110可以联接至基于平衡轴基座20沿车辆前进方向安装的橡胶弹簧10，而另一个上弹簧110可以联接至基于平衡轴基座20沿车辆倒车方向安装的橡胶弹簧10。

因此，能够防止在现有技术中常规复合弹簧损坏的情况下车辆无法移动的问题。相反，根据本发明，即使任何一个复合弹簧100损坏，仍然能够驱动车辆。

同时，如图4所示，在根据本发明的复合材料型多板弹簧悬架的另一实施例中，复合弹簧100的形状可以与第一实施例不同。

复合弹簧100可以分为：与第一支架单元200和第二支架单元300两者联接的相反两端部101；以及形成在相反两端部之间的中间部分102，其中相反两端部101在车辆宽度方向上的宽度可以形成为小于中间部分102在车辆宽度方向上的宽度。

这是为了补偿由于复合弹簧100的特性导致横向弹性模量降低的问题。当中间部分102在车辆宽度方向上的宽度增大时，对于在发生向左和向右晃动的车身的转弯和横摇期间产生的横向负载和扭转负载的抵抗力增加。

同时，增强纤维103插入复合弹簧100中，其中增强纤维103优选地包括第一纤维103a，其布置成与车辆的前后方向基本垂直，即车辆宽度方向。

这是因为主要负载施加到复合弹簧100上的方向是前后方向，因此可以通过第一纤维103a增加长度方向上的刚度，即前后方向和纵向方向上的刚度。

同时，除了第一纤维103a之外，复合弹簧100的下弹簧120进一步优选地包括布置成与第一纤维103a交叉的第二纤维103b。

这是因为当施加横向负载和扭转负载时，与上弹簧110相比，更大的负载施加到下弹簧120，并且因此需要改善下弹簧120的横向刚度。

因此，第二纤维103b布置在相对于第一纤维103a的布置方向以例如45°的角倾斜的斜线上，由此能够改善下弹簧120的横向刚度。

尽管出于说明性目的描述了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改、添加和替换。

因此，已经出于说明性目的描述了本发明的优选实施例，并且不应该将其解释为限制性的。本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由上面给出的描述限定。此外，本发明不仅旨在涵盖示例性实施例，而且还涵盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物和其他实施例。

Claims (14)

1.一种车辆用复合材料型多板弹簧悬架，所述弹簧悬架包括：

第一支架单元，安装在橡胶弹簧上；

第二支架单元，安装在平衡轴基座上；以及

多个复合弹簧，其相反两端分别联接至所述第一支架单元和所述第二支架单元，所述多个复合弹簧彼此竖直间隔开。

2.如权利要求1所述的弹簧悬架，其中：

所述复合弹簧包括上弹簧和下弹簧，

所述第一支架单元包括：第一上支架，联接至所述上弹簧的第一端部；和第一下支架，连接至所述第一上支架的下部，以与所述下弹簧的第一端部联接，并且

所述第二支架单元包括：第二上支架，联接至所述上弹簧的第二端部；和第二下支架，联接至所述下弹簧的第二端部。

3.如权利要求2所述的弹簧悬架，其中：

所述第一上支架包括：第一上板，设置成与所述上弹簧的第一端部的上表面接触；第一下板，在所述第一上板的下方与所述第一上板间隔开，以与所述上弹簧的第一端部的下表面接触；以及第一侧板，构造成将所述第一上板和所述第一下板彼此连接，并且

所述第一下支架包括：第二上板，设置成与所述下弹簧的第一端部的上表面接触；第二下板，在所述第二上板的下方与所述第二上板间隔开，以与所述下弹簧的第一端部的下表面接触；以及第二侧板，构造成将所述第二上板和所述第二下板彼此连接。

4.如权利要求3所述的弹簧悬架，其中：

所述第一支架单元还包括连接构件，所述连接构件将所述第一上支架和所述第一下支架彼此连接，并且

所述连接构件构造成将所述第一侧板和所述第二侧板联接在一起，以将所述第一上支架和所述第一下支架彼此连接。

5.如权利要求3所述的弹簧悬架，其中：

所述第一侧板构造成从所述第一下板向下突出并与所述第二侧板的上表面接触，并且

连接构件构造成通过竖直穿过所述第一侧板和所述第二侧板来将所述第一侧板和所述第二侧板联接在一起。

6.如权利要求5所述的弹簧悬架，其中：

所述橡胶弹簧的上端设置有橡胶弹簧支架，所述橡胶弹簧支架与所述第一下支架的下表面接触，并且

所述连接构件的下端穿过所述橡胶弹簧支架以将所述第一下支架和所述橡胶弹簧彼此连接。

7.如权利要求3所述的弹簧悬架，其中，所述第一支架单元还包括：

第一固定构件，构造成顺序地穿过所述第一上板、所述上弹簧和所述第一下板，以将所述上弹簧的第一端部固定至所述第一上支架；并且

第二固定构件，构造成顺序地穿过所述第二上板、所述下弹簧和所述第二下板，以将所述下弹簧的第一端部固定至所述第一下支架。

8.如权利要求2所述的弹簧悬架，其中：

所述第二支架单元还包括支承件，所述支承件联接至所述平衡轴基座并沿上下方向延伸，

所述第二上支架包括：第三上板，从所述支承件延伸，以与所述上弹簧的第二端部的上表面接触；和第三下板，在所述第三上板的下方与所述第三上板间隔开，并且从所述支承件延伸以与所述上弹簧的第二端部的下表面接触，并且

所述第二下支架包括：第四上板，在所述第三下板的下方与所述第三下板间隔开，并且从所述支承件延伸以与所述下弹簧的第二端部的上表面接触；和第四下板，在所述第四上板的下方与所述第四下板间隔开，并且从所述支承件延伸以与所述下弹簧的第二端部的下表面接触。

9.如权利要求8所述的弹簧悬架，其中，所述第二支架单元还包括：

第三固定构件，构造成顺序地穿过所述第三上板、所述上弹簧和所述第三下板，以将所述上弹簧的第二端部固定至所述第二上支架；并且

第四固定构件，构造成顺序地穿过所述第四上板、所述下弹簧和所述第四下板，以将所述下弹簧的第二端部固定至所述第二下支架。

10.如权利要求1所述的弹簧悬架，其中：

所述橡胶弹簧构造成使得一对橡胶弹簧设置为分别安装在所述平衡轴基座的相反两侧，

所述第一支架单元构造成使得一对第一支架单元设置为分别安装在所述一对橡胶弹簧上，并且

所述复合弹簧设置在所述第一支架单元和所述第二支架单元之间。

11.如权利要求1所述的弹簧悬架，其中：

所述复合弹簧分为分别联接至所述第一支架单元和所述第二支架单元的相反两端部以及形成在所述相反两端部之间的中间部分，并且

所述相反两端部在车辆宽度方向上的宽度小于所述中间部分在车辆宽度方向上的宽度。

12.如权利要求1所述的弹簧悬架，其中，所述复合弹簧通过用树脂浸渍增强纤维来制造。

13.根据权利要求12所述的弹簧悬架，其中，上弹簧和下弹簧中包括的增强纤维包括与车辆宽度方向垂直地布置的多个第一纤维。

14.根据权利要求13所述的弹簧悬架，其中，所述下弹簧中包括的增强纤维还包括布置成与所述第一纤维交叉的多个第二纤维。