一种上横置板簧式后独立悬架结构的制作方法

本发明涉及汽车悬架结构，尤其涉及一种上横置板簧式后独立悬架结构。

背景技术：

现代汽车后悬装置主要包括两种形式：非独立悬架和独立悬架。独立悬架的特点是，每个车轮单独通过一套悬挂安装于车架或者车桥上，车桥通过等速传动轴结构而采用断开式，因此当两边车轮受到冲击时，左右车轮及悬挂互相不受影响，从而提高乘坐舒适性。然而现有的后独立悬架，主要是双横臂式、双叉臂式、多连杆式、扭力梁式，高档车型上更有空气悬挂、电磁悬挂等，这类悬架结构复杂和成本高的问题，很难普及到小型电动车辆中。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种上横置板簧式后独立悬架结构，一定程度上解决了小型电动车辆中结构和成本的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种上横置板簧式后独立悬架结构，所述后独立悬架结构包括钢板弹簧总成8或玻璃纤维增强塑料GFRP板簧总成1、左纵臂总成2、减振器总成3、后横下摆臂4、右纵臂总成6，所述钢板弹簧总成8或GFRP板簧总成1作为弹性元件，横向布置在车轮轴线上方，起到悬架弹性元件和摆臂的作用；钢板弹簧总成或GFRP板簧总成左右端部各安装在左纵臂总成或右纵臂总成上，中间固定在副车架总成上，一定程度上起到横向稳定杆的作用，所述后横下摆臂4分为两组，左右对称布置并与水平方向呈一定角度，其外端安装在左纵臂总成或右纵臂总成上，其内端安装在副车架总成上，代替了横向稳定杆的功用，所述左纵臂总成2和右纵臂总成6为压铸铝合金材质，左纵臂总成2和右纵臂总成6左右对称布置，所述左纵臂总成2和右纵臂总成6均由纵臂前部和纵臂后部组成，纵臂前部和纵臂后部采用模具压铸成型工艺一体成型，纵臂后部具有大致圆形的主体，所述主体形成内凹结构，在内凹结构的中央具有安装制动器的结构，所述主体的上部具有安装钢板弹簧总成或GFRP板簧总成的支耳结构，所述主体的下部具有安装后横下摆臂的吊耳结构，所述主体的后下部具有安装减振器总成的结构，纵臂前部的前端部具有配有橡胶套的管套结构，纵臂前部的前端部安装在车架上。

优选的，所述钢板弹簧总成8采用四片等厚度的弹簧钢板制成弯长条形，其刚度属性为变刚度，两端支撑形式均为主片卷耳式无包耳结构，卷耳中装配有能够承受部分弯扭联合力矩的胶套结构。

优选的，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GFRP板簧总成1结构为一根椭圆截面的弓形梁，从两端到中间椭圆截面长轴不变，短轴逐渐增大，两端具有吊耳安装点结构。

优选的，所述的GFRP板簧总成1的两端吊耳安装点结构中装配有能够承受部分弯扭联合力矩的胶套结构。

优选的，还包括限位块5，所述限位块5设置在钢板弹簧总成或GFRP板簧总成的上部，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，下端呈起子形状。

优选的，所述安装减振器总成的结构为大致朝后下方延伸的减振器支臂，在减振器支臂的后端具有安装减振器的销孔。

优选的，所述支耳结构具有两个支耳，两个支耳竖直设置，两个支耳上分别设有中心轴线呈一直线的安装孔。

优选的，所述吊耳结构具有两个吊耳，两个吊耳竖直设置，两个吊耳上分别设有中心轴线呈一直线的安装孔。

优选的，所述后独立悬架结构中采用两组减振器总成3，减振器总成大致垂直布

置，下端安装在左纵臂总成或右纵臂总成上，上端安装在车架上，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，其有效行程不小于100mm。

优选的，纵臂前部的横截面为“工”字型，纵臂前部在横向和竖向上从前到后都逐渐变宽。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明详细描述：

图1是本发明上横置板簧式后独立悬架结构的立体示意图。

图2是本发明上横置板簧式后独立悬架结构的主视图。

图3是本发明上横置板簧式后独立悬架结构的俯视图。

图4是本发明上横置板簧式后独立悬架结构的左视图。

图5是本发明GFRP板簧总成的立体示意图。

图6是本发明钢板弹簧总成的立体示意图

图7是本发明左纵臂总成的立体示意图。

图8是本发明左纵臂总成的三视图。

图9是减振器总成的立体示意图。

图10是后横下摆臂的立体示意图。

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10，本发明提供一种上横置板簧式后独立悬架结构，所述后独立悬架结构包括GFRP板簧总成1或钢板弹簧总成8、左纵臂总成2、减振器总成3、后横下摆臂4、右纵臂总成6，所述后独立悬架结构还包括限位块5和后盘式制动器总成7。以下分别对各部件详细说明：

(一)钢板弹簧总成

如图1、图6所示，钢板弹簧总成横向布置在后轮轴线上方，钢板弹簧总成作为整车后悬架的弹性元件，兼有横摆臂的作用。

如图6所示，钢板弹簧总成8中，按设计要求选用所需标号等厚度的弹簧钢板制成弯长条形四片，以其中心线重叠而成，其刚度属性为变刚度，其中主片弹簧钢板两端带有卷耳结构，结构中装配有能够承受部分弯扭联合力矩的胶套。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。

钢板弹簧总成横向布置在车轮轴线上方，起到了横摆臂的作用；左右各安装在左纵臂总成或右纵臂总成上，中间固定在副车架总成上，故在所述后独立悬架结构中，钢板弹簧总成一定程度上代替了传统的横向稳定杆。由于板簧横置的布置及独特的连接方式，此悬架结构类似双横臂式独立悬架，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。

(二)GFRP板簧总成

如图1、图5所示，为了进一步减轻整车重量，后悬架的弹性元件还可以选用GFRP板簧总成1，采用新型材料玻璃纤维增强塑料(GFRP)，横向布置在后轮轴线上方，兼有横摆臂的作用。所述的GFRP板簧总成1的两端吊耳结构中装配有能够承受部分弯扭联合力矩的胶套结构。

GFRP板簧总成1结构为一根椭圆截面的弓形梁，从两端到中间椭圆截面长轴不变，短轴逐渐增大。整车后悬架力学模型为简支梁模型，根据相关知识可知，中央受集中力作用的简支梁模型，中间部位所受力矩最大，由中间至两端力矩逐渐减小，故经过模型分析和相关的设计计算，将GFRP板簧设计成由两端至中央截面逐渐增大的形状，再根据设计要求及实际需求进行有限元分析，综合考虑将其设计成从两端到中间椭圆截面长轴不变，短轴逐渐增大的结构。功能上整根板簧强度及刚度特性由两端到中间逐渐增大，能够很好适应整车的设计要求和正常实际工况，且相比满足强度的等截面的板簧，在节约材料，节约成本的同时，还能够更好地将应力分散至整个板簧上，实现良好的材料利用率，并降低成本，一定程度上减轻零部件质量，簧下质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。

采用新型材料玻璃纤维增强塑料，降低了整个后悬架及整车质量，一定程度上提升整车的续航里程。

(三)左纵臂总成2和右纵臂总成6

如图7、图8所示，左纵臂总成2和右纵臂总成6为压铸铝合金材质，左纵臂总成2和右纵臂总成6左右对称布置，所述左纵臂总成2和右纵臂总成6均由纵臂前部9和纵臂后部10组成，纵臂前部9和纵臂后部10采用模具压铸成型工艺一体成型，纵臂后部10具有大致圆形的主体，所述主体形成内凹结构，在内凹结构的中央具有安装制动器的结构，所述主体的上部具有安装钢板弹簧总成或GFRP板簧总成的支耳结构11，所述主体的下部具有安装后横下摆臂的吊耳结构12，所述主体的后下部具有安装减振器总成的结构，纵臂前部的前端部具有配有橡胶套的管套结构15，纵臂前部的前端部安装在车架上。

左纵臂总成2和右纵臂总成6采用模具压铸成型工艺，最大程度利用此工艺方法，将纵臂总成制成多结构安装的零部件，多结构安装点主要集中在纵臂后部结构上，纵臂后部结构车轮轴线上端的板簧支耳结构11用于安装横置板簧总成，所述支耳结构具有两个支耳，两个支耳竖直设置，两个支耳上分别设有中心轴线呈一直线的安装孔，纵臂后部结构车轮轴线下端的吊耳结构12用于安装下摆臂总成，所述吊耳结构具有两个吊耳，两个吊耳竖直设置，两个吊耳上分别设有中心轴线呈一直线的安装孔，安装减振器总成的结构为大致朝后下方延伸的减振器支臂13，在减振器支臂13的后端具有安装减振器的销孔14，纵臂后部结构中央安装制动器。工艺的主要步骤就是模具压铸和局部安装点机加工，利用此工艺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总成方案质量有很大程度降低，簧下质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。

(四)减振器总成

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，其有效行程设计不小于100mm。

如图2、图9所示，所述后独立悬架结构中采用两组减振器总成(3)，近似呈与地面垂直布置，下端安装在左纵臂总成或右纵臂总成上，上端安装在车架上；

(五)后横下摆臂

如图1所示，后横下摆臂4左右对称布置，内侧安装位置在竖直方向上高于外侧，外端安装在左纵臂总成或右纵臂总成上，内端安装在副车架总成上，一定程度上代替了横向稳定杆的功用。

悬架下端左右对称各布置后横下摆臂，并与水平方向呈一定角度，结合GFRP板簧总成或钢板弹簧总成共同连接作用于驱动轮，整体后悬架类似双横臂式独立悬架，转向过程中后悬架后横下摆臂和GFRP板簧共同承担起横向稳定杆的作用，实现良好的行驶稳定性。

(六)限位块

限位块5为橡胶件，左右各一个。限位块上端有与车架装配连接的锥形卡接结构，下端呈起子形状，在悬挂上跳至最大动挠度过程中，板簧总成与限位块接触并挤压，限位块被压缩到其自由高度的1/2～2/3。

根据以上零部件的详细说明，结合图1所示，由左纵臂总成和右纵臂总成结合板簧总成横向布置在车轮轴线上方的后独立悬架结构，板簧总成本身兼有横摆臂和横向稳定杆的功能，故不需要再配有横向稳定杆和上横摆臂就能实现车辆独立悬挂的功能，且一体压铸成型的纵臂总成结构，具有工艺流程少、加工方便且效率高、质量降低等优点，极大程度提高整车舒适性及实现后悬架及整车的轻量化，提高续航里程的目标。