本實用新型專利技術提供了一種用于汽車懸架的螺旋彈簧，所述螺旋彈簧具有連續的節距相同段和節距漸變段，所述節距漸變段被構造為當簧上質量從空載至滿載變化時，所述節距漸變段逐漸壓并，在空載至滿載區間，簧上質量與所述螺旋彈簧的工作圈數之間滿足以下關系式：其中，G為所述螺旋彈簧的材料的彈性模量、f為汽車偏頻、d為所述螺旋彈簧的彈簧線徑、D為所述螺旋彈簧的彈簧中徑、m為簧上質量、n為工作圈數，f為常量。本實用新型專利技術還提供了采用上述螺旋彈簧的獨立懸架總成及汽車。本實用新型專利技術具有平順性好、使用壽命長的優點。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及汽車底盤領域，具體涉及用于汽車懸架的螺旋彈簧、獨立懸架總 成及汽車。
技術介紹
汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時，汽車懸架作為車身（或車架）與 車軸（或車輪）之間作連接的傳力部件，又是保證汽車行駛安全的重要部件，其主要作用是 傳遞作用在車輪上的和力矩，并緩沖路面對車輛的沖擊，保證車輛行駛的平順性和操縱穩 定性。 獨立懸架是將汽車的一個車軸上的左右兩個車輪分別單獨安裝于車身（或車架） 下，車橋采用斷開式，中間一段固定于車身（或車架）上，獨立懸架兩邊車輪受沖擊時互不 影響，而且由于該懸架質量較輕、緩沖與減振能力很強，乘坐舒適性好。各項指標都優于非 獨立式懸架，但獨立懸架結構復雜。 獨立懸架包括麥弗遜獨立懸架、雙橫臂獨立懸架、多連桿獨立懸架、縱臂式獨立懸 架等，這些獨立懸架要么彈簧裝在減振器上，要么彈簧和減振器裝在不同位置上。 現有技術的獨立懸架如圖1所示，減振器5)都是下端固定在下擺臂8)上，上端直 接固定在車身或車架1)上，一般下端帶有旋轉軸，而上端直接通過橡膠墊固定在車身上。 一般獨立懸架還安裝有穩定桿2)、螺旋彈簧3)、上擺臂4)、轉向節6)、緩沖塊7)等，螺旋彈 簧3)與減振器5)的連桿同步運動并且螺旋彈簧3)在受到側向力時會向連桿傳遞側向力。 在汽車在運動過程中，下擺臂8)相對車身在左右和前后方向都有相對運動，減振 器5)上端的橡膠墊通過自身變形可吸收相對運動避免干涉，但是橡膠墊硬度比較大，在吸 收相對運動同時對減振器連桿產生很大的側向力，這些側向力不僅增大減振器活塞與缸體 的摩擦力，使減振器的溫度很快升高，減振器內部的橡膠件和塑料件很快老化，造成減振器 漏油、阻尼力衰減等失效現象，極大地影響減振器的壽命。 對軸荷較大的商用車獨立懸架，由于相對運動較大，減振器失效問題尤其突出。同 時固定減振器5)上端的橡膠墊在下擺臂8)和車身之間頻繁的相對運動過程中不斷被壓縮 也會很快失效。 另外，減振器受到的側向力過大也影響汽車運動的平順性。 現有技術中的螺旋彈簧廣泛應用于乘用車和商用車中，乘用車懸架中約80%左右 的彈性元件都是螺旋彈簧。螺旋彈簧的直徑、線徑、圈數、高度、節距等直接影響螺旋彈簧的 性能。 偏頻是評判整車平順性的一個極其重要的參數，是指車輛的某個懸架的振動頻 率，更具體的說是某個懸架的單側的振動頻率，偏頻f是由彈簧上的車身質量、載荷質量和 懸架自身一部分質量組成的簧上質量m和彈簧剛度決定的，具體由下列公式求得： 其中，f為汽車偏頻，m為螺旋彈簧的簧上質量，k為螺旋彈簧的剛度。 因此簧上質量m、螺旋彈簧的剛度k直接影響車輛的偏頻，只有當偏頻穩定時乘坐 人員才能感覺到車輛行駛的穩定性，而隨著車輛的載荷和乘坐人員數量的改變，簧上質量 也隨之改變，造成偏頻發生變化，使乘坐人員的乘坐舒適性也隨之改變。 同時，車輛因左右、前后的載荷不一樣，而彈簧剛度不變時，就產生左右、前后的偏 頻不同，也就是左右或前后的振動頻率不同，這些不同的振動頻率與車輛各個零部件的固 有頻率相互影響，影響乘坐舒適性。 綜上所述，螺旋彈簧及其在汽車懸架中的安裝結構對于減振器的側向力、汽車偏 頻均有影響。 現有技術懸架結構的螺旋彈簧3)，一般剛度是不變的，即使是變化的也只是兩個 狀態的剛度不同，如空載和滿載的剛度不同，使空、滿載兩狀態的偏頻相近，而不能使懸架 在任何狀態偏頻保持不變。現有技術中存在通過改變螺旋彈簧3)的螺距來改變剛度，當車 輛滿載時螺旋彈簧3)的節距小的部分被壓并，螺旋彈簧的工作圈數減小，剛度增大，使車 輛滿載具有較大剛度，不同節距的螺旋彈簧雖然具有兩個不同的剛度，使空、滿載兩點的偏 頻基本一致，但在空、滿載之間，例如本能乘坐5人的車只有兩個人乘坐，兩個人坐的位置 不同，使懸架左、右偏頻不一樣，或前后偏頻不一樣，造成平順性不穩定。并且現有技術中對 于側向力的抵消一般集中在對于螺旋彈簧3)本身形狀的改進，但在路面行駛條件多變的 情況下，螺旋彈簧3)特定的形狀只是針對一定的側向力進行抵消，側向力的降低效果并不 理想。
技術實現思路
本技術的目的在于1、對螺旋彈簧本身結構進行改進從而保證空載至滿載變 化過程中汽車偏頻不變，提高舒適性；2、使減振器避免受到側向力的作用，增大減振器的壽 命和可靠性；3、增大固定減振器的橡膠墊的壽命；4、增大減振器和彈簧的安裝和拆卸的方 便性；5、提高懸架的平順性和舒適性；6、提高懸架整體壽命。 為實現上述目的，本技術的實施例提供了如下技術方案： -方面，提供了一種用于汽車懸架的螺旋彈簧，所述螺旋彈簧具有連續的節距相 同段和節距漸變段，所述節距漸變段被構造為當簧上質量從空載至滿載變化時，所述節距 漸變段逐漸壓并，在空載至滿載區間，簧上質量與所述螺旋彈簧的工作圈數之間滿足以下 關系式：, 其中，G為所述螺旋彈簧的材料的彈性模量、f為汽車偏頻、d為所述螺旋彈簧的彈 簧線徑、D為所述螺旋彈簧的彈簧中徑、m為簧上質量、η為工作圈數，f為常量。 優選地，所述螺旋彈簧兩端為平行的彈簧并圈。 另一方面，提供了一種獨立懸架總成，包括彈簧支座、下擺臂、支架、如上所述的螺 旋彈簧、減振器、橡膠墊、上擺臂、車身和轉向節；所述彈簧支座包括盤部、分別位于所述盤 部兩側的凸部和一對耳部，所述凸部為上端具有底壁、下端開口的桶形，且所述底壁上開有 第一通孔，所述耳部相互間隔以避讓所述凸部的開口，所述耳部開有同軸的第二通孔，所述 第一通孔的軸線與所述第二通孔的軸線空間垂直；所述上擺臂、所述下擺臂的一端分別與 所述轉向節通過球銷連接，所述下擺臂上設置有安裝凸臺，所述安裝凸臺伸入一個所述彈 簧支座的耳部之間并與所述彈簧支座旋轉配合以使所述彈簧支座能夠繞X軸方向旋轉，所 述支架與所述車身固定連接，所述支架為槽形，另一個所述彈簧支座倒置地位于所述支架 的槽內并與所述支架旋轉配合以使所述彈簧支座能夠繞X軸方向旋轉，所述減振器的下端 桿依次穿過第一個所述橡膠墊、所述凸部上的第一通孔、第二個所述橡膠墊后緊固，所述減 振器的上端桿依次穿過第三個所述橡膠墊、倒置的所述彈簧支座的所述凸部上的第一通 孔、第四個所述橡膠墊后緊固，第二個所述橡膠墊和第四個所述橡膠墊位于所述凸部的內 部，所述螺旋彈簧位于兩個所述彈簧支座之間并套在所述凸部上。 優選地，上述獨立懸架總成還包括車橋，所述下擺臂的另一端與所述車橋旋轉連 接。 優選地，所述上擺臂的另一端與所述支架旋轉連接。 優選地，所述支架具有第一側壁、第二側壁和位于所述第一側壁與所述第二側壁 之間的第三側壁，所述第二側壁上開有第三通孔，所述上擺臂的另一端位于所述第一側壁 與所述第三側壁之間對應所述第三通孔的位置。 優選地，倒置的所述彈簧支座位于所述第二側壁與所述第三側壁之間，且所述耳 部與所述第二側壁、所述第三側壁之間設置有隔環。 優選地，上述獨立懸架總成還包括緩沖塊，所述緩沖塊安裝在所述支架的槽內且 位于所述上擺臂的正上方。 再另一方面，提供了一種汽車，所述汽車采用如上所述的螺旋彈簧，或者采用如上 所述的獨立懸架總成。 在本技術的實施例中，螺旋彈簧的節距漸變段被構造為當簧上質量從空載至 滿載變化時，節距漸變段逐漸壓并，使螺旋彈簧的工作圈數逐漸減本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于汽車懸架的螺旋彈簧，其特征在于，所述螺旋彈簧具有連續的節距相同段和節距漸變段，所述節距漸變段被構造為當簧上質量從空載至滿載變化時，所述節距漸變段逐漸壓并，在空載至滿載區間，簧上質量與所述螺旋彈簧的工作圈數之間滿足以下關系式：其中，G為所述螺旋彈簧的材料的彈性模量、f為汽車偏頻、d為所述螺旋彈簧的彈簧線徑、D為所述螺旋彈簧的彈簧中徑、m為簧上質量、n為工作圈數，f為常量。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉守銀，
申請(專利權)人：安徽江淮汽車股份有限公司，
類型：新型
國別省市：安徽;34
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