一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成及其裝配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車懸架的板彈簧總成，具體涉及一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，屬于汽車零部件領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的日益突出，人們對汽車輕量化的要求越來越高。復(fù)合材料板彈簧在輕量化方面具有顯著優(yōu)勢，因此成為了國內(nèi)外學(xué)者竟相研宄的熱點(diǎn)問題。經(jīng)過多年的發(fā)展和研宄，利用纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料制造汽車板簧的概念和優(yōu)勢已經(jīng)逐漸被國內(nèi)業(yè)內(nèi)人員所了解。
[0003]作為技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，汽車的發(fā)展需要新材料和新工藝。而復(fù)合材料的優(yōu)良性能恰恰滿足了汽車發(fā)展的需要。汽車零部件所用的鋼和合金等材料開始逐步被復(fù)合材料取代。
[0004]對于汽車工業(yè)中的復(fù)合材料，國內(nèi)外主要使用樹脂基復(fù)合材料，包括玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)度、性能可設(shè)計(jì)、具有良好的耐腐燭性、具有良好的減振性、容易成型，工藝簡單等特點(diǎn)。此外，樹脂基復(fù)合材料的疲勞極限比較高，對應(yīng)力集中敏感性小。
[0005]作為技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，汽車的發(fā)展需要新材料和新工藝。而復(fù)合材料的優(yōu)良性能恰恰滿足了汽車發(fā)展的需要。隨著這些年復(fù)合材料新技術(shù)和新工藝的發(fā)展，以及國內(nèi)對國外技術(shù)的借鑒和引進(jìn)，我國的汽車廠或者零部件廠生產(chǎn)的復(fù)合材料零部件已初具規(guī)模。
[0006]經(jīng)過檢索，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有采用復(fù)合材料的板簧技術(shù)主要有:
[0007]由CN 204077274U公開了一種等截面積的復(fù)合材料板簧結(jié)構(gòu)主體部分是從中間向兩端沿著長度方向的寬度由窄逐漸變寬；厚度由厚逐漸變薄，使其橫截面積始終相等；在復(fù)合材料板簧主體中間部位，利用卡箍結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料板簧主體固定連接。
[0008]由CN 104029579A公開了一種板端軟固定單片復(fù)合材料板簧懸架結(jié)構(gòu)，其中復(fù)合材料單片簧為中部為等截面，中部到前端和中部到后端的區(qū)段截面呈從大到小拋物線變化的設(shè)計(jì)。
[0009]由CN 102700377A公開了一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成及其組裝方法，該板簧為復(fù)合材料單片簧，通過U型螺栓進(jìn)行連接定位，板簧中間沒有螺栓定位孔。
[0010]通過對現(xiàn)有技術(shù)的研宄發(fā)現(xiàn)，雖然在國內(nèi)做了大量復(fù)合材料板彈簧的相關(guān)研宄，但是實(shí)際應(yīng)用到汽車上的還很少，且國內(nèi)的復(fù)合材料板彈簧設(shè)計(jì)僅僅滿足部分試驗(yàn)需要，還不能滿足實(shí)際裝車的需要。國內(nèi)所研宄的復(fù)合材料板簧簧身設(shè)計(jì)均未采用拋物線形狀，導(dǎo)致復(fù)合材料板彈簧在使用過程中應(yīng)力分布不均勻，疲勞壽命降低；一般未能與車橋正確定位，或者定位方式不可靠；復(fù)合材料板彈簧金屬接頭設(shè)計(jì)不夠完善，未能考慮板彈簧工作時金屬接頭受到的巨大力和力矩，以及金屬接頭與簧身接觸部分未能圓滑過渡，未能對與復(fù)合材料接觸部分起到保護(hù)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是:在滿足汽車對板彈簧性能要求的基礎(chǔ)上，提供一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，提高復(fù)合材料板彈簧的輕量化水平，同時提高汽車板彈簧的使用壽命，且成本低，易于裝配和維護(hù)。
[0012]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0013]一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，包括復(fù)合材料板彈簧簧身、下金屬夾板、上金屬夾板、U型螺栓金屬夾板，下金屬夾板、復(fù)合材料板彈簧簧身、上金屬夾板、U型螺栓金屬夾板由下至上依次疊放后通過兩個U型螺栓夾緊固定，復(fù)合材料板彈簧簧身兩端分別螺栓連接有金屬接頭。
[0014]所述的一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，其中，復(fù)合材料板彈簧簧身為單片簧。
[0015]所述的一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，其中，復(fù)合材料板彈簧簧身底面中間部位設(shè)有簧身下凸臺，所述下金屬夾板的上表面設(shè)有凹槽與復(fù)合材料板彈簧簧身下凸臺配合。
[0016]所述的一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，其中，簧身下凸臺為多波峰結(jié)構(gòu)。
[0017]所述的一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，其中，簧身下凸臺的底面為多邊形。
[0018]所述的一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，其中，簧身下凸臺的底面為橢圓形。
[0019]所述的一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，其中，復(fù)合材料板彈簧簧身為拋物線型結(jié)構(gòu)。
[0020]所述一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，其中，復(fù)合材料板彈簧簧身采用E玻璃纖維/聚氨酯復(fù)合材料制作，經(jīng)過高壓RTM工藝一體成型，復(fù)合材料板彈簧簧身的纖維鋪層均為O度，纖維體積含量范圍為40% -70%。
[0021]所述一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成，其中，金屬接頭在其與復(fù)合材料板彈簧簧身連接部分設(shè)有加長結(jié)構(gòu)。
[0022]本發(fā)明同時提供一種汽車復(fù)合材料板彈簧總成的裝配方法，包括以下步驟:
[0023]通過螺栓和粘接劑將兩個金屬接頭固定在復(fù)合材料板彈簧簧身的兩端；
[0024]將車橋、下金屬夾板、單片復(fù)合材料板彈簧、上金屬夾板、U型螺栓金屬夾板由下往上依次定位疊裝，并將U型螺栓插入車橋上的U型螺栓安裝孔安裝固定，通過U型螺栓進(jìn)行夾緊和固定，完成裝配總成；
[0025]將上述裝配總成的前接頭裝配在車架板簧鉸接部件上；
[0026]將上述裝配總成的后接頭裝配在車架吊耳下鉸接點(diǎn)上，完成汽車復(fù)合材料板彈簧總成的全部裝配。
[0027]本發(fā)明在當(dāng)前汽車后懸架復(fù)合材料板彈簧總成的基礎(chǔ)上，對其結(jié)構(gòu)、鋪層設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。這樣做可以降低設(shè)計(jì)成本，延長板簧的疲勞壽命，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料板彈簧裝車應(yīng)用，并且實(shí)現(xiàn)整車輕量化，提高汽車動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，使復(fù)合材料板彈簧的得到推廣與應(yīng)用。本發(fā)明與現(xiàn)有的汽車復(fù)合材料板彈簧相比具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn):
[0028](I)復(fù)合材料板彈簧的簧身形狀采用材料利用率較高的拋物線板簧形狀，具有輕量化水平高和疲勞壽命長的特點(diǎn)；
[0029](2)無需對復(fù)合材料板彈簧中部鉆孔；
[0030](3)有效地提高了復(fù)合材料板彈簧的使用壽命；
[0031](4)可以實(shí)現(xiàn)裝車應(yīng)用；
[0032](5)采用高壓RTM工藝一體成型，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。
[0033](6)對接頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，不影響原有裝配方法，而且螺栓和襯套與原有汽車部件通用。
[0034](7)對下凸臺及下金屬夾板進(jìn)行設(shè)計(jì)，增大接觸面積，保證復(fù)合材料板彈簧使用過程中的穩(wěn)定性和安全性。
【附圖說明】
[0035]圖1(a)為本發(fā)明所述汽車復(fù)合材料板彈簧總成主視圖
[0036]圖1(b)為本發(fā)明所述汽車復(fù)合材料板彈簧總成三維圖
[0037]圖2 (a)為復(fù)合材料板彈簧簧身主視圖
[0038]圖2 (b)為復(fù)合材料板彈簧簧身三維圖
[0039]圖3 (a)為復(fù)合材料板彈簧簧身仰視圖
[0040]圖3(b)為復(fù)合材料板彈簧簧身下凸臺橢圓形底面示意圖
[0041]圖3(c)為復(fù)合材料板彈簧簧身下凸臺六邊形底面示意圖
[0042]圖3(d)為復(fù)合材料板彈簧簧身下凸臺多波峰結(jié)構(gòu)三維圖
[0043]圖4為上金屬夾板三維圖
[0044]圖5 (a)為U型螺栓金屬夾板主視圖
[0045]圖5 (b)為U型螺栓金屬夾板三維圖
[0046]圖6(a)為下金屬夾板主視圖
[0047]圖6 (b)為下金屬夾板三維圖
[0048]圖7為后金屬接頭三維圖
[0049]圖8為橡膠襯套主視圖
[0050]圖9(a)為前金屬接頭主視圖
[0051]圖9(b)為前金屬接頭三維圖
[0052]圖10為螺栓三維圖
[0053]圖中:1.U型螺栓金屬夾