CN201021093Y - 汽车悬架钢板式组合弹性装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽车悬架钢板式组合弹性装置，包括车桥、车架、钢板弹簧、气体弹簧，在车架的下表面正中央设置钢板弹簧，钢板弹簧的两端向下弯曲，通过气体弹簧分别将钢板弹簧的两端与车架两边缘对称铰链连接，钢板弹簧两端分别以一钢棒铰链连接车桥，且钢板弹簧的中心线、钢棒中心线与气体弹簧的中心线在同一平面上。本实用新型合理地利用了力学组合原理，较好地解决了汽车悬架平顺性与稳定性的矛盾，适用面广，既可以使用于小型轿车，也可以使用于载重汽车。

Description

汽车悬架钢板式组合弹性装置

技术领域

本实用新型涉及一种弹性装置，尤其涉及一种汽车悬架钢板式组合弹性装置。

背景技术

汽车悬架连接在车桥与车架之间，起着缓冲，导向和减振作用，通常由弹性元件、导向装置和减震器组成。为了防止汽车行驶时颠簸过大，汽车悬架上的弹性元件的弹性系数不能太大，即就是说弹性元件要“软”；为了使汽车悬架具有足够强的支撑力和操纵稳定性，减少车体的侧倾和俯仰，汽车悬架上的弹性元件的弹性系数又不能太小，即就是说，弹性元件要“硬”。

目前的汽车悬架大多采用单一的弹性元件，比如，钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧，这些弹簧各有优点，可是，这些弹簧单独都无法同时满足两方面的要求。

为了克服上述弹簧的不足，有必要开发一种组合弹性装置，使得汽车悬架既有很好的缓冲和减震功能，又有足够的支撑力和操纵稳定性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种缓冲、减震功能和操纵稳定性能都很好的汽车悬架钢板式组合弹性装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种汽车悬架钢板式组合弹性装置，包括车桥、车架、钢板弹簧、压缩弹簧，在车架的下表面设置钢板弹簧，钢板弹簧的两端向下弯曲，钢板弹簧两端分别以一钢臂铰链连接车桥，为了增加汽车悬架的支撑力和承重之稳定性，车架与车桥之间竖直设置压缩弹簧，所述的压缩弹簧为气体弹簧或螺旋弹簧，通过该压缩弹簧与钢板弹簧共同承受汽车重量，且钢板弹簧的中心线、两钢臂中心线与压缩弹簧的中心线在同一竖直平面上。

在上述技术方案基础上，为了进一步提高汽车悬架钢板式组合弹性装置的可控性，所述钢板弹簧两端外侧通过压缩弹簧分别对称铰链连接车架两边缘。

在上述技术方案基础上，所述的气体弹簧为囊式空气弹簧，或膜式空气弹簧，或油气弹簧。

在上述技术方案基础上，所述的囊式空气弹簧包括内装有压缩空气的橡胶气囊、设置在橡胶气囊上下两端的上盖、下盖以及套在橡胶气囊中部的钢质腰环，上盖和下盖分别设有铰链。气囊的内层用气密性较好的橡胶制成，外层用耐油橡胶制成。

对上述汽车悬架钢板式组合弹性装置的力学分析如下：

1.由于钢板弹簧和两侧的压缩弹簧对两钢臂有弹力，弹力在竖直方向上的合力记作Fa，车架在竖直方向上的下沉量为X，以X为横坐标，以Fa为纵坐标建立直角坐标系，合力Fa与车架下沉量形成如图2所示的曲线，车架下沉至某一个位置高度时，Fa达到最大值，即P点的纵坐标为最大。

2.将中间竖直放置的弹簧的弹力记作Fb，弹簧在竖直方向上的位移为X，以X为横坐标，以Fb为纵坐标建立直角坐标系，形成如图3所示的曲线，可以将组合弹簧调整，使Fa达到最大值附近时，Fb的弹性系数显著增加，即Fb的弹力在P点之后显著变大，从而形成图3的曲线。

3.将图2与图3组合起来形成如图4所示的曲线，图4所示的曲线即为该汽车悬架钢板式组合弹性装置的总合力变化图，即F＝Fa+Fb，可将图4的曲线分为三段分析，OE段和FD段动态弹性系数很大，此时的汽车悬架表现出很好的刚性，汽车的稳定性能好，EF段动态弹性系数很小，平顺性极佳，其中的C点为理想的静态工作点。当路面不平，引起车桥大幅度起伏，只要波动范围在Xe与Xf之间，车体所受支撑力在Fe与Ff之间变化很小，非常平稳。

从上述坐标曲线分析可以看出，该汽车悬架钢板式组合弹性装置的EF段能够使悬架同时具有较好的缓冲、减振性能和足够大的支撑力，较好地解决汽车平顺性与稳定性之间的矛盾。

此外，本实用新型还具有下列优点：一、结构简单紧凑，制造成本低；二、该结构合理地利用了力学组合原理，使用寿命长；三、可以根据使用的需要选择合适的弹簧，适用面广，既可以使用于小型轿车，也可以使用于载重汽车。当用于载菏变化不大或平顺性要求稍低的车辆时，可以选择价廉、耐用的螺旋弹簧，两侧的压缩弹簧可以省略；当用于载荷变化很大、平顺性要求较高的车辆时，可以选择气体弹簧，并使其弹性可以调节。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图

图2为钢板弹簧、两侧压缩弹簧及钢臂形成弹力之合力与车架下沉量的函数曲线；

图3为中间竖直放置的压缩弹簧的弹力与弹簧在垂直方向上位移的函数曲线；

图4为本实用新型的弹力总合力与弹簧在垂直方向上位移的函数曲线；

图5为囊式空气弹簧的剖面结构示意图。

图中代码说明

1——车桥        2——车架

3——钢板弹簧    4、5、13——气体弹簧

6、7——钢臂     8——压缩空气

9——橡胶气囊    10——上盖

11——下盖       12——钢质腰环

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3和图4对本实用新型进一步详细说明，一种汽车悬架钢板式组合弹性装置，包括车桥1、车架2、钢板弹簧3、压缩弹簧，本例中的压缩弹簧为气体弹簧4、5、13，在车架2的下表面设置钢板弹簧3，钢板弹簧3的两端向下弯曲，钢板弹簧3两端分别以一钢臂6、7铰链连接车桥1，为了增加汽车悬架的支撑力和承重之稳定性，车架2与车桥1之间竖直设置气体弹簧13，通过该气体弹簧13共同承受汽车重量，且钢板弹簧3的中心线、钢臂6、7中心线与气体弹簧4、5、13的中心线在同一竖直平面上。

本实施例中，为了进一步提高汽车悬架钢板式组合弹性装置的可控性，所述钢板弹簧3两端外侧通过压缩弹簧4、5分别对称铰链连接车架2两边缘。

本实施例中，所述的气体弹簧4、5、13为囊式空气弹簧。

如图5所示，本实施例中，所述的囊式空气弹簧包括内装有的压缩空气8的橡胶气囊9、设置在橡胶气囊9上下两端的上盖10、下盖11以及套在橡胶气囊9中部的钢质腰环12，上盖10和下盖11分别设有铰链。气囊的内层用气密性较好的橡胶制成，外层用耐油橡胶制成。

对上述汽车悬架钢板式组合弹性装置的力学分析如下：

1.由于钢板弹簧3和两侧的气体弹簧4、5对两钢臂有弹力，弹力在竖直方向上的合力记作Fa，车架2在竖直方向上的下沉量为X，以X为横坐标，以Fa为纵坐标建立直角坐标系，合力Fa与车架2下沉量形成如图2所示的曲线，车架2下沉至某一个位置高度时，Fa达到最大值，即P点的纵坐标为最大。

2.将中间竖直放置的气体弹簧13的弹力记作Fb，气体弹簧13在竖直方向上的位移为X，以X为横坐标，以Fb为纵坐标建立直角坐标系，形成如图3所示的曲线，可以将组合弹簧调整，使Fa达到最大值附近时，Fb的弹性系数显著增加，即Fb的弹力在P点之后显著变大，从而形成图3的曲线。

3.将图2与图3组合起来形成如图4所示的曲线，图4所示的曲线即为该汽车悬架钢板式组合弹性装置的总合力变化图，即F＝Fa+Fb，可将图4的曲线分为三段分析，OE段和FD段动态弹性系数很大，此时的汽车悬架表现出很好的刚性，汽车的稳定性能好，EF段动态弹性系数很小，平顺性极佳，其中的C点为理想的静态工作点。当路面不平，引起车桥1大幅度起伏，只要波动范围在Xe与Xf之间，车体所受支撑力在Fe与Ff之间变化很小，非常平稳。

从上述坐标曲线分析可以看出，该汽车悬架钢板式组合弹性装置的EF段能够使悬架同时具有较好的缓冲、减振性能和足够大的支撑力，较好地解决汽车平顺性与稳定性之间的矛盾。

Claims (5)

1.一种汽车悬架钢板式组合弹性装置，包括车桥、车架、钢板弹簧、压缩弹簧，其特征是，在车架的下表面设置钢板弹簧，钢板弹簧的两端向下弯曲，钢板弹簧两端分别以一钢臂铰链连接车桥，车架与车桥之间竖直设置压缩弹簧，且钢板弹簧的中心线、两钢臂中心线与压缩弹簧的中心线在同一竖直平面上。

2.根据权利要求1所述的汽车悬架钢板式组合弹性装置，其特征是：所述钢板弹簧两端外侧通过压缩弹簧分别对称铰链连接车架两边缘。

3.根据权利要求1或2所述的汽车悬架钢板式组合弹性装置，其特征是：所述的压缩弹簧为气体弹簧或螺旋弹簧。

4.根据权利要求3所述的汽车悬架钢板式组合弹性装置，其特征是：所述的气体弹簧为囊式空气弹簧，或膜式空气弹簧，或油气弹簧。

5.根据权利要求4所述的汽车悬架钢板式组合弹性装置，其特征是：所述的囊式空气弹簧包括内装有压缩空气的橡胶气囊、设置在橡胶气囊上下两端的上盖、下盖以及套在橡胶气囊中部的钢质腰环，上盖和下盖分别设有铰链。

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