磁性变刚度悬架弹簧装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁性变刚度悬架弹簧装置，该装置由弹簧上支座、螺旋弹簧、减振缓冲器和弹簧下支座构成，减振缓冲器安装在螺旋弹簧内部，减振缓冲器的上端与弹簧上支座连接，下端与弹簧下支座连接，减振缓冲器利用永久磁铁同极相斥的原理实时调节悬架弹簧装置的刚度特性，根据减振缓冲器结构形式的不同分为上支座式、下支座式和双向式三种形式。该悬架弹簧装置具有变刚度特性，可以使汽车在各种载荷情况下都具有较好的乘坐舒适性；同时，当汽车在恶劣路况下行驶时，该装置可以防止悬架系统发生撞击，避免零部件的早期损坏，提高悬架系统的工作可靠性；充分利用螺旋弹簧的内部空间，结构简单且易于实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种悬架系统的螺旋弹簧装置，尤其是具有变刚度特性并能够防止悬架 系统发生撞击的螺旋弹簧装置。
技术介绍
目前，汽车悬架系统中的螺旋弹簧装置是由螺旋弹簧和弹簧支座组装而成，它把车 桥和车架弹性地连接在一起，传递作用在它们之间的垂直载荷，并依靠螺旋弹簧的变形 来吸收能量，缓和汽车在不平路面上行驶时所产生的冲击力，从而保证汽车的行驶平顺 性。普通螺旋弹簧在设计完成之后，它的弹性系数是恒定不变的，也就是说它的弹簧刚 度不能根据载荷的变化而改变。但是，汽车的载荷在空载和满载时相差甚远，对于载货 汽车的后悬架尤为明显，如果螺旋弹簧的刚度是恒定不变的，那么在预期的载荷变化范 围内就可能出现以下情况汽车在满载时满足偏频要求而空载时偏频过大，使行驶平顺 性降低，或者是空载时满足偏频要求而满载时动挠度过小，在行驶过程中频繁撞击限位 块，另外，刚度不变的螺旋弹簧装置还容易产生共振，来自路面的振动与共振相互叠加， 更容易使乘坐人员感到不舒服和疲劳。目前，解决以上问题所采用的方法是改变螺旋弹簧的几何特征来获取变刚度特性，中国专利公告号CN2325586Y，公告日是1999年6月 23闩，名称为'变截面材料螺旋弹簧'中公布了一种具有变刚度特性的螺旋弹簧。该专 利通过改变螺旋弹簧的簧丝直径使它的弹簧刚度发生变化，解决了汽车在空载和满载时 存在的性能冲突。但是，变截面材料螺旋弹簧在制造过程存在着巻制工艺复杂、制造困 难等缺点，在实际应用中存在一定的技术问题。汽车在行驶过程中，路面不可能绝对平坦，特别是越野车和全地域车所通过的道路， 路面给车轮的反作用力往往是具有冲击性的，该冲击力可能达到很大的数值。冲击力通 过悬架弹簧装置传递到车架和车身时，会使乘坐人员感到不舒服，货物也会受到损伤， 并引起车辆机件的早期损坏，影响悬架系统的使用寿命。为了改善这种状况，除了采用 弹性元件连接车桥与车架之外，还需要在悬架系统中安装限位装置来缓和这种冲击力。 当前普遍采用橡胶限位块作为悬架系统的限位装置，但是，当来自路面的冲击力过大时， 弹性橡胶体的压縮量会超过50%,橡胶限位块在车桥和车架之间会因为无法避让而导致 爆裂和失效，另外，橡胶限位块不能设计很大，所以它的运动行程有限，吸收能量的功4能也会受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服现有的悬架弹簧装置不能根据载荷变化调整弹簧刚度 且无法防止悬架系统发生撞击的不足，提供一种磁性变刚度悬架弹簧装置，该装置不仅 能够根据汽车的载荷变化实时调整悬架弹簧装置的刚度特性，提高汽车的乘坐舒适性， 而且可以缓冲来自于路面的过大冲击力，有效地防止悬架系统发生撞击。本专利技术采用如下技术方案本专利技术所公开的的磁性变刚度悬架弹簧装置由弹簧上支座、螺旋弹簧、减振缓冲器和弹簧下支座构成，减振缓冲器安装在螺旋弹簧内部，所述 螺旋弹簧上端与弹簧上支座连接，其下端与弹簧下支座连接，所述减振缓冲器安装在螺 旋弹簧内部，减振缓冲器的上端与弹簧上支座连接，下端与弹簧下支座连接，减振缓冲 器利用永久磁铁同极相斥的原理实时调节悬架弹簧装置的刚度特性。本专利技术根据减振缓冲器结构形式的不同分为上支座式、下支座式和双向式三种形 式。上支座式磁性变刚度悬架弹簧装置由弹簧上支座、上支座磁环、上导向杆、套筒上 磁环、导向杆套筒和弹簧下支座顺序连接而成，上导向杆的上端与弹簧上支座螺栓连接， 导向杆套筒下端与弹簧下支座螺栓连接，上支座磁环和套筒上磁环按照同极相邻的方式 分别固定在弹簧上支座下部和导向杆套筒的最上端。当车轮在不平路面上发生跳动时， 导向杆套筒和套筒上磁环会沿着上导向杆的方向一起运动，套筒上磁环和上支座磁环之 间产生的相互斥力会随着两磁环间距的变化而改变，从而有效地缓冲来自于地面上的冲 击力。下支座式磁性变刚度悬架弹簧装置由弹簧上支座、导向杆套筒、套筒下磁环、下 导向杆、下支座磁环和弹簧下支座顺序连接而成，导向杆套筒的上端与弹簧上支座螺栓 连接，下导向杆下端与弹簧下支座螺栓连接，套筒下磁环和下支座磁环按照同极相邻的 方式分别固定在导向杆套筒的最下端和弹簧下支座上部。当悬架系统因垂直载荷变化而 运动时，导向杆套筒和套筒下磁环会沿着下导向杆的方向一起运动，套筒下磁环和下支 座磁环之间产生的相互斥力也随着两磁环间距的变化而改变，套筒下磁环和下支座磁环 之间产生的相互斥力与螺旋弹簧力共同支撑车辆载荷，可以使车辆在不同载荷情况下都 能达到较好的乘坐舒适性。双向式磁性变刚度悬架弹簧装置由弹簧上支座、上支座磁环、 上导向杆、套筒上磁环、导向杆套筒、套筒下磁环、下导向杆、下支座磁环和弹簧下支座顺序连接而成，上导向杆的上端与弹簧上支座螺栓连接，下导向杆下端与弹簧下支座 螺栓连接，上支座磁环和套筒上磁环按照同极相邻的方式分别固定在弹簧上支座下部和 导向杆套筒的最上端，套筒下磁环和下支座磁环按照同极相邻的方式分别固定在导向杆套筒的最下端和弹簧下支座上部，套筒上磁环和套筒下磁环之间按照异极相邻的方式进 行安装。当悬架系统受到来自地面的冲击力过大时，上、下导向杆穿过导向杆套筒上下 运动，当螺旋弹簧接近于完全压并的状态时，两对磁环之间的相互斥力都达到最大值， 可以有效地防止悬架系统发生撞击。所述磁环的圆盘直径小于螺旋弹簧的弹簧内径。所述上支座式和下支座式磁性变刚度悬架弹簧装置中的导向杆长度小于导向杆套 筒内筒的长度。所述双向式磁性变刚度悬架弹簧装置中的上、下导向杆的长度之和小于导向杆套筒内筒的长度。所述上支座式和下支座式磁性变刚度悬架弹簧装置中的减振缓冲器磁环在自由状 态时的间距小于螺旋弹簧的最大变形量。所述双向式磁性变刚度悬架弹簧装置中的减振缓冲器两对磁环在自由状态时的间 距之和小于螺旋弹簧的最大变形量。本专利技术的有益效果是，该悬架弹簧装置具有变刚度特性，可以使汽车在各种载荷情 况下都具有较好的乘坐舒适性；同时，当汽车在恶劣路况下行驶时，该装置可以防止悬 架系统发生撞击，避免零部件的早期损坏，提高悬架系统的工作可靠性；充分利用螺旋 弹簧的内部空间，结构简单且易于实施。附图说明图1是磁性变刚度悬架弹簧装置结构示意图； 图2是上支座式磁性变刚度悬架弹簧装置的剖面构造图； 图3是下支座式磁性变刚度悬架弹簧装置的剖面构造图； 图4是双向式磁性变刚度悬架弹簧装置的剖面构造图。上述图中l.弹簧上支座，2.上支座磁环，3.上导向杆，4.套筒上磁环，5.螺旋弹 黄，6.导向杆套筒，7.套筒下磁环，8.下导向杆，9.下支座磁环，IO.弹簧下支座，11.减振缓冲器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本专利技术所涉及的磁性变刚度悬架弹簧装置由弹簧上支座、螺旋弹簧、减振缓冲器和 弹簧下支座构成，减振缓冲器安装在螺旋弹簧内部，本专利技术根据减振缓冲器结构形式的 不同分为上支座式、下支座式和双向式三种形式。图l为磁性变刚度悬架弹簧装置结构示意图，该装置由弹簧上支座l、螺旋弹簧5、 弹簧下支座IO、减振缓冲器ll组成，螺旋弹簧5上端与固定在车架上的弹簧上支座1 连接，螺旋弹簧5的下端与固定在车桥上的弹簧下支座10连接，减振缓冲器11安装在 悬架弹簧5内部，它的上、下端分别与弹簧上支座1和弹簧下支座10用螺栓固定。图2为上支座式磁性变刚度悬架弹簧装置的剖面构造图，该装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性变刚度悬架弹簧装置，所述弹簧装置包括弹簧上支座（１）、螺旋弹簧（５）、弹簧下支座（１０）和减振缓冲器（１１），其特征是：所述螺旋弹簧（５）上端与弹簧上支座（１）连接，其下端与弹簧下支座（１０）连接，所述减振缓冲器（１１）安装在螺旋弹簧（５）内部，减振缓冲器（１１）的上端与弹簧上支座（１）连接，下端与弹簧下支座（１０）连接，减振缓冲器（１１）利用永久磁铁同极相斥的原理实时调节悬架弹簧装置的刚度特性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李以农，郑玲，冀杰，王坚，赵树恩，董益亮，李红军，张晓龙，
申请(专利权)人：重庆大学，重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]