复合材料板簧以及汽车的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车技术领域，具体地，涉及一种复合材料板簧以及汽车。
【背景技术】
[0002] 目前的载货汽车，特别是后轴是两轴或者多轴的汽车，传统采用钢制板簧作为缓 冲和减震结构，但钢制板簧本身特别重，使得整车的重量增加，从而增大了燃油消耗率，并 对车辆的操纵稳定性产生不利影响。另外，钢制板簧通常由不少于一片的弹簧钢叠加组合 而成，相邻的弹簧钢之间不可避免的摩擦会使钢制板簧的寿命变短。而因兼顾大的载重、小 的燃油消耗率和好的操纵稳定性等要求，由复合材料制成的板簧得到了广泛应用。与同类 的钢制板簧相比，复合材料板簧具有质量轻、弹性应变大、应变比能高、疲劳寿命长及"安全 断裂性"好等特点。但是，整车在制动过程中板簧所承受的制动剪切力比较大，而且因受到 车架的装配空间的影响，具体为受到前后的车架吊耳的中心距的限制，在结构上复合材料 板簧与金属件的连接比较困难，这就造成了复合材料板簧和金属件的连接方式以及结构设 计特别重要，如果结构不合理的话，在做整车可靠性试验的过程中，复合材料板簧会被作为 卷耳的金属件和用于连接复合材料板簧的螺栓剪切断，从而破坏复合材料板簧，影响整车 的安全性能。
[0003] 有鉴于现有技术的上述缺点，需要提供一种新型的复合材料板簧。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种质量轻、疲劳寿命长且安全性能高的复合材料板簧。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种复合材料板簧，其包括弓形的板簧本体和刚 性连接件，所述板簧本体由纤维增强复合材料形成；所述刚性连接件上开设有凹槽，所述板 簧本体的两端分别插入所述凹槽内；所述刚性连接件的上表面上设有凸台，所述凸台开设 有安装用于连接所述刚性连接件与车架吊耳的销轴的通孔。
[0006] 优选地，所述通孔的轴线与所述板簧本体的纵向中心线垂直。
[0007] 优选地，所述刚性连接件与所述板簧本体粘接并且通过多个紧固件连接，所述紧 固件靠近所述凸台分布且分布于所述通孔的轴线的两侧。
[0008] 优选地，所述凹槽包裹所述板簧本体的端面以及上曲面和下曲面的靠近端面的部 分。
[0009] 优选地，所述板簧结构还包括刚性护板，所述刚性护板设于所述板簧本体的侧面 上靠近端面的部分，所述刚性护板与所述板簧本体粘接。
[0010] 优选地，所述板簧结构还包括安装于所述板簧本体的下曲面的中部的第一刚性垫 板。
[0011] 优选地，所述第一刚性垫板上设有用于定位所述车桥的定位销。
[0012] 优选地，所述板簧结构还包括安装于所述板簧本体的上曲面的中部的第二刚性垫 板。
[0013] 优选地，所述第一刚性垫板和第二刚性垫板分别与所述板簧本体粘接。
[0014] 本发明还提供一种汽车，所述汽车包括车架、成对设置于所述车架上的车架吊耳、 用于安装车轮的车桥和上述的复合材料板簧，所述复合材料板簧通过安装于所述凸台的通 孔内的所述销轴与所述车架吊耳连接，所述复合材料板簧的板簧本体的中部通过悬挂部件 与所述车桥连接。
[0015] 上述技术方案中的复合材料板簧中，板簧本体由质量较轻的纤维增强复合材料形 成，单片的复合材料板簧不存在钢制板簧的相邻弹簧钢之间有摩擦的问题，从而达到减震 降噪的目的。另外，板簧本体通过刚性连接件与车架吊耳连接，且该刚性连接件开设有凹 槽，通过将板簧本体的两端分别插入所述凹槽内，并在刚性连接件的上表面上设有凸台，该 凸台内开设有通孔，刚性连接件通过安装于通孔内的销轴与车架吊耳连接。如此设置可以 在前后的车架吊耳中心距不变的情况下，增加板簧本体的纵向长度，从而可增加板簧本体 与刚性连接件的接触面积。在兼顾复合材料的质量轻、弹性应变大、应变比能高、疲劳寿命 长及"安全断裂性"好等优点，以及防止板簧本体与车架之间产生摩擦的同时，本发明的刚 性连接件可更大程度地分担板簧本体所承受的纵向力，并改变板簧本体在制动过程中受力 的作用点和作用方向，使制动过程中的部分力转移到刚性连接件上，而使板簧本体所承受 的剪切力减小，从而延长复合材料板簧的疲劳寿命以及提高复合材料板簧的安全性能。
[0016] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0017] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0018] 图1是本发明复合材料板簧的主视图；
[0019] 图2是本发明复合材料板簧的俯视图；
[0020] 图3是本发明复合材料板簧的刚度随循环次数变化的曲线图。
[0021] 附图标记说明
[0022] 图中，1 :板簧本体；2 :刚性连接件；3 :第一刚性垫板；4 :第二刚性垫板；5 :刚性护 板；6 :螺栓；7 :凸台。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0024] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底""内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明 的限制。
[0025] 如图1所示，本发明的复合材料板簧包括弓形的板簧本体1和安装于板簧本体1 两端的刚性连接件2,板簧本体1由质量较轻的纤维增强复合材料形成。刚性连接件2上开 设有凹槽，板簧本体1的两端分别插入凹槽内。板簧本体1的两端可以由刚性连接件2的 凹槽完全包裹（凹槽包裹板簧本体1的端面以及所有与该端面相邻的侧面上靠近端面的部 分）或者部分包裹，具体地，在本实施方式中刚性连接件2的凹槽包裹板簧本体1的端面以 及上曲面和下曲面的靠近端面的部分(此为部分包裹的一种形式)。刚性连接件2的上表面 上设有凸台7,凸台7开设有安装用于连接刚性连接件2与车架吊耳的销轴的通孔。其中， 刚性连接件2的材质为金属，优选为性价比较高的45钢。
[0026] 如此设置，可以在前后车架吊耳中心距不变的情况下，增加板簧本体1的纵向长 度，从而可增加板簧本体1与刚性连接件2的接触面积。在兼顾复合材料的质量轻、弹性应 变大、应变比能高、疲劳寿命长及"安全断裂性"好等优点，以及防止板簧本体1与车架之间 产生摩擦的同时，本发明的刚性连接件2可更大程度地分担板簧本体1所承受的纵向力，并 改变板簧本体1在制动过程中受力的作用点和作用方向，使制动过程中的部分力转移到刚 性连接件2上，而使板簧本体1所承受的剪切力减小，从而延长复合材料板簧的疲劳寿命以 及提高复合材料板簧的安全性能。
[0027] 其中，复合材料（Compositematerials)是由两种或两种以上不同性质的材料，通 过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短， 产生协同效应,使复合材料的综合