一种复合材料后板簧总成及平衡悬架的制作方法

本申请涉及汽车悬架系统，具体涉及一种复合材料后板簧总成及平衡悬架。

背景技术：

1、在汽车悬架系统中，板簧是常见的一种弹性元件，其性能优劣直接影响到汽车行驶的平顺性、操纵的稳定性以及承载能力。

2、相关技术中，如图1所示，汽车板簧主要由多层优质合金钢制成，占整车自重的5％～7％。针对于采用双后桥、平衡悬架配置的车型，该汽车板簧的作用是保证整车后悬架系统的承载能力、缓冲减振能力、侧倾稳定性和车架离地高度要求。

3、但是，该汽车板簧至少为二片簧或三片簧结构，材料为弹簧钢，密度较大，重量较重，无法在保证板簧性能的同时降低板簧重量，进而无法达成整车轻量化需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种复合材料后板簧总成及平衡悬架，既能降低板簧的重量，又能保证板簧性能，且通用性强。

2、为达到以上目的，采取一种复合材料后板簧总成，包含：

3、板簧本体，其采用纤维增强材料和热固性树脂加工而成；

4、第一加固组件，其包含上金属u形板和下金属u形板，所述上金属u形板和下金属u形板环抱于板簧本体的中间段；且上金属u形板与板簧本体上表面之间、以及下金属u形板与板簧本体下表面之间均设置橡胶平垫；所述上金属u形板和下金属u形板的侧板设置相匹配的凹凸限位结构；

5、两个设置于板簧本体两端的第二加固组件，其包含位于板簧本体下表面的金属平板和倒扣的槽钢结构，且槽钢结构和金属平板环抱固定于板簧本体端部。

6、在上述技术方案的基础上，所述第一加固组件还包含两块金属平板和两个定位销；两块金属平板分别设置于上金属u形板的上表面和下金属u形板的下表面，两块金属平板一一与两根定位销过盈配合压装在两个金属u形板外表面。

7、在上述技术方案的基础上，所述第二加固组件还包含长沉头螺钉和螺母，所述长沉头螺钉从下至上贯穿槽钢结构、板簧本体和金属平板，并通过螺母固定。

8、在上述技术方案的基础上，所述第二加固组件还包含两块橡胶平垫和另一块金属平板，另一块金属平板设置于槽钢结构的顶面，一块橡胶平垫设置于金属平板和板簧本体下表面之间，另一块设置于槽钢结构的顶面和另一块金属平板之间。

9、在上述技术方案的基础上，所述第一加固组件的橡胶平垫和第二加固组件的橡胶平垫材质采用多层纤维布增强橡胶，其中纤维采用聚酯纤维或芳纶纤维，橡胶采用天然橡胶、天然橡胶与丁苯的并用胶、或天然橡胶与tpi的并用胶；所述橡胶平垫均需满足硬度为80±5ha、纤维含量占45-55％、拉伸强度大于等于12mpa、压缩强度大于等于150mpa以及压缩永久变形小于等于25％；第一加固组件的橡胶平垫和第二加固组件的橡胶平垫均通过粘接剂粘接于其余结构；所述粘接剂采用环氧结构胶或丙烯酸酯结构胶；所述粘接剂满足可操作时间在20～30min内、完全固化时间小于等于24h、凝固后的剪切强度大于等于4mpa以及工作温度在-60-120℃内。

10、在上述技术方案的基础上，所述板簧本体呈等宽变厚或变宽变厚的单片簧弧形结构；所述纤维增强材料采用e-玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维中一种或多种，所述热固性树脂采用环氧树脂或pdcpd树脂；所述板簧本体需满足密度为1.8～2.0g/cm^3、拉伸强度大于等于700mpa、弯曲强度大于等于900mpa、弯曲模量大于等于30gpa、z方向的压缩强度大于等于120mpa、z方向的压缩模量大于等于2gpa以及层间剪切强度大于等于45mpa。

11、本申请公开了一种平衡悬架，应用于双后桥车型，所述平衡悬架包含盖板和上述的后板簧总成，所述后板簧总成跨设在两个后桥上方；所述后桥朝上设置导向座和滑板；所述第一加固组件上表面设置放置盖板，所述盖板通过u形螺栓固定于平衡轴支架，两个第二加固组件均插入导向座和滑板之间。

12、在上述技术方案的基础上，所述第一加固组件还包含两块金属平板和两个定位销；两块金属平板分别设置于上金属u形板的上表面和下金属u形板的下表面，两块金属平板一一与两根定位销过盈配合压装在两个金属u形板外表面。

13、在上述技术方案的基础上，所述第二加固组件还包含长沉头螺钉和螺母，所述长沉头螺钉从下至上贯穿槽钢结构、板簧本体和金属平板，并通过螺母固定。

14、在上述技术方案的基础上，所述第二加固组件还包含两块橡胶平垫和另一块金属平板，另一块金属平板设置于槽钢结构的顶面，一块橡胶平垫设置于金属平板和板簧本体下表面之间，另一块设置于槽钢结构的顶面和另一块金属平板之间。

15、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

16、1、本申请的后板簧总成，板簧本体采用复合材料，能够保证板簧性能的同时实现轻量化，同时复合材料的板簧本体耐腐蚀强且不生锈；本申请的后板簧总成，结构简单，重量轻，能够满足各方面刚度和强度，同时针对复合材料的板簧本体耐磨性差的问题，特意设置了第一加固组件和第二加固组件，第一加固组件环抱板簧本体的中间段，能够防止来自外部结构的磨损，且针对板簧本体的中间段受力大，用橡胶平垫隔开金属u形板与板簧本体，避免板簧本体和金属u形板直接接触，防止金属u形板自身对板簧本体造成磨损，从内部防止板簧本体磨损；板簧本体的受力较小，第二加固组件环抱板簧本体端部，能够防止来自外部结构(滑板和导向座)的磨损；后板簧总成应用于双后桥车型的平衡悬架，代替原金属板簧保证整车后悬架系统的承载能力、缓冲减振能力、侧倾稳定性和车架离地高度要求，同时降低板簧自重。

17、2、本申请的后板簧总成，增设在第一加固组件的上下侧增设两块金属平板，进一步保护板簧本体，防止两个金属u形板在受到u形螺栓的大压力时发生变形；本复合材料板簧总成通用性更好，能够适应不同整车布置需求。

18、3、本申请的后板簧总成，第二加固组件中位于上方的金属平板，在驱动桥上下跳动过程中，进一步保证了耐磨性能；本申请的后板簧总成，通用性强，第二加固组件中位于上方的橡胶平垫，该橡胶平垫用于调节板簧本体端部厚度，以适应不同驱动桥的导向座的高度要求，可以根据性能需要采用或取消或加厚或减薄。第二加固组件中位于下方的橡胶平垫，能够用于调节后板簧总成的弧高，可以根据性能需要采用或取消或加厚或减薄；其中该橡胶平垫的厚度可以增加后板簧总成的弧高，进而增加车架离地高度。第二加固组件上下两个橡胶平垫可以根据需求进行变化，槽钢结构始终保持不变，使得后板簧总成的通用性能大大增强，而槽钢结构通用预制，大大提升了后板簧总成设计组装效率。

19、4、本申请的平衡悬架，结构稳定可靠，既满足轻量化需求，又满足各种强度刚度需求，代替传统包含弹簧钢金属板簧的平衡悬架，保证整车后悬架系统的承载能力、缓冲减振能力、侧倾稳定性和车架离地高度要求；同时，本申请的后板簧总成，可以适用于不同高度的导向座，通用性更好；可以根据整车布置需求，调整总成弧高，进而调整后悬架位置的车架离地高度。

技术特征：

1.一种复合材料后板簧总成，其特征在于，包含：

2.如权利要求1所述的一种复合材料后板簧总成，其特征在于：所述第一加固组件(101)还包含两块金属平板(9)和两个定位销(8)；两块金属平板(9)分别设置于上金属u形板(10)的上表面和下金属u形板(13)的下表面，两块金属平板(9)一一与两根定位销(8)过盈配合压装在两个金属u形板外表面。

3.如权利要求1所述的一种复合材料后板簧总成，其特征在于：所述第二加固组件(102)还包含长沉头螺钉(22)和螺母(16)，所述长沉头螺钉(22)从下至上贯穿槽钢结构(19)、板簧本体(7)和金属平板(9)，并通过螺母(16)固定。

4.如权利要求3所述的一种复合材料后板簧总成，其特征在于：所述第二加固组件(102)还包含两块橡胶平垫(11)和另一块金属平板(9)，另一块金属平板(9)设置于槽钢结构(19)的顶面，一块橡胶平垫(11)设置于金属平板(9)和板簧本体(7)下表面之间，另一块设置于槽钢结构(19)的顶面和另一块金属平板(9)之间。

5.如权利要求4所述的一种复合材料后板簧总成，其特征在于：所述第一加固组件(101)的橡胶平垫(11)和第二加固组件(102)的橡胶平垫(11)材质采用多层纤维布增强橡胶，其中纤维采用聚酯纤维或芳纶纤维，橡胶采用天然橡胶、天然橡胶与丁苯的并用胶、或天然橡胶与tpi的并用胶；

6.如权利要求5所述的一种复合材料后板簧总成，其特征在于：所述板簧本体(7)呈等宽变厚或变宽变厚的单片簧弧形结构；所述纤维增强材料采用e-玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维中一种或多种，所述热固性树脂采用环氧树脂或pdcpd树脂；

7.一种平衡悬架，其特征在于，应用于双后桥车型，所述平衡悬架包含盖板(2)和如权利要求1所述的后板簧总成(1)，所述后板簧总成(1)跨设在两个后桥上方；所述后桥朝上设置导向座(23)和滑板(5)；

8.如权利要求7所述的一种平衡悬架，其特征在于：所述第一加固组件(101)还包含两块金属平板(9)和两个定位销(8)；两块金属平板(9)分别设置于上金属u形板(10)的上表面和下金属u形板(13)的下表面，两块金属平板(9)一一与两根定位销(8)过盈配合压装在两个金属u形板外表面。

9.如权利要求7所述的一种平衡悬架，其特征在于：所述第二加固组件(102)还包含长沉头螺钉(22)和螺母(16)，所述长沉头螺钉(22)从下至上贯穿槽钢结构(19)、板簧本体(7)和金属平板(9)，并通过螺母(16)固定。

10.如权利要求9所述的一种平衡悬架，其特征在于：所述第二加固组件(102)还包含两块橡胶平垫(11)和另一块金属平板(9)，另一块金属平板(9)设置于槽钢结构(19)的顶面，一块橡胶平垫(11)设置于金属平板(9)和板簧本体(7)下表面之间，另一块设置于槽钢结构(19)的顶面和另一块金属平板(9)之间。

技术总结
本申请公开了一种复合材料后板簧总成及平衡悬架，涉及汽车悬架系统技术领域，包含：板簧本体，其采用纤维增强材料和热固性树脂加工而成；第一加固组件，其包含上金属U形板和下金属U形板，所述上金属U形板和下金属U形板环抱于板簧本体的中间段；且上金属U形板与板簧本体上表面之间、以及下金属U形板与板簧本体下表面之间均设置橡胶平垫；所述上金属U形板和下金属U形板的侧板设置相匹配的凹凸限位结构；两个设置于板簧本体两端的第二加固组件，其包含位于板簧本体下表面的金属平板和倒扣的槽钢结构，且槽钢结构和金属平板环抱固定于板簧本体端部。本申请的后板簧总成，既能降低板簧的重量，又能保证板簧性能，且通用性强。

技术研发人员：周生权,陈谦,金鑫,杜笑晨,王江伟,乔思蓉,范培斌
受保护的技术使用者：东风商用车有限公司
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/1/22