本实用新型专利技术提供了一种用于汽车悬架的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧具有连续的节距相同段和节距渐变段，所述节距渐变段被构造为当簧上质量从空载至满载变化时，所述节距渐变段逐渐压并，在空载至满载区间，簧上质量与所述螺旋弹簧的工作圈数之间满足以下关系式：其中，G为所述螺旋弹簧的材料的弹性模量、f为汽车偏频、d为所述螺旋弹簧的弹簧线径、D为所述螺旋弹簧的弹簧中径、m为簧上质量、n为工作圈数，f为常量。本实用新型专利技术还提供了采用上述螺旋弹簧的独立悬架总成及汽车。本实用新型专利技术具有平顺性好、使用寿命长的优点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及汽车底盘领域，具体涉及用于汽车悬架的螺旋弹簧、独立悬架总 成及汽车。
技术介绍
汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架作为车身（或车架）与 车轴（或车轮）之间作连接的传力部件，又是保证汽车行驶安全的重要部件，其主要作用是 传递作用在车轮上的和力矩，并缓冲路面对车辆的冲击，保证车辆行驶的平顺性和操纵稳 定性。 独立悬架是将汽车的一个车轴上的左右两个车轮分别单独安装于车身（或车架） 下，车桥采用断开式，中间一段固定于车身（或车架）上，独立悬架两边车轮受冲击时互不 影响，而且由于该悬架质量较轻、缓冲与减振能力很强，乘坐舒适性好。各项指标都优于非 独立式悬架，但独立悬架结构复杂。 独立悬架包括麦弗逊独立悬架、双横臂独立悬架、多连杆独立悬架、纵臂式独立悬 架等，这些独立悬架要么弹簧装在减振器上，要么弹簧和减振器装在不同位置上。 现有技术的独立悬架如图1所示，减振器5)都是下端固定在下摆臂8)上，上端直 接固定在车身或车架1)上，一般下端带有旋转轴，而上端直接通过橡胶垫固定在车身上。 一般独立悬架还安装有稳定杆2)、螺旋弹簧3)、上摆臂4)、转向节6)、缓冲块7)等，螺旋弹 簧3)与减振器5)的连杆同步运动并且螺旋弹簧3)在受到侧向力时会向连杆传递侧向力。 在汽车在运动过程中，下摆臂8)相对车身在左右和前后方向都有相对运动，减振 器5)上端的橡胶垫通过自身变形可吸收相对运动避免干涉，但是橡胶垫硬度比较大，在吸 收相对运动同时对减振器连杆产生很大的侧向力，这些侧向力不仅增大减振器活塞与缸体 的摩擦力，使减振器的温度很快升高，减振器内部的橡胶件和塑料件很快老化，造成减振器 漏油、阻尼力衰减等失效现象，极大地影响减振器的寿命。 对轴荷较大的商用车独立悬架，由于相对运动较大，减振器失效问题尤其突出。同 时固定减振器5)上端的橡胶垫在下摆臂8)和车身之间频繁的相对运动过程中不断被压缩 也会很快失效。 另外，减振器受到的侧向力过大也影响汽车运动的平顺性。 现有技术中的螺旋弹簧广泛应用于乘用车和商用车中，乘用车悬架中约80%左右 的弹性元件都是螺旋弹簧。螺旋弹簧的直径、线径、圈数、高度、节距等直接影响螺旋弹簧的 性能。 偏频是评判整车平顺性的一个极其重要的参数，是指车辆的某个悬架的振动频 率，更具体的说是某个悬架的单侧的振动频率，偏频f是由弹簧上的车身质量、载荷质量和 悬架自身一部分质量组成的簧上质量m和弹簧刚度决定的，具体由下列公式求得： 其中，f为汽车偏频，m为螺旋弹簧的簧上质量，k为螺旋弹簧的刚度。 因此簧上质量m、螺旋弹簧的刚度k直接影响车辆的偏频，只有当偏频稳定时乘坐 人员才能感觉到车辆行驶的稳定性，而随着车辆的载荷和乘坐人员数量的改变，簧上质量 也随之改变，造成偏频发生变化，使乘坐人员的乘坐舒适性也随之改变。 同时，车辆因左右、前后的载荷不一样，而弹簧刚度不变时，就产生左右、前后的偏 频不同，也就是左右或前后的振动频率不同，这些不同的振动频率与车辆各个零部件的固 有频率相互影响，影响乘坐舒适性。 综上所述，螺旋弹簧及其在汽车悬架中的安装结构对于减振器的侧向力、汽车偏 频均有影响。 现有技术悬架结构的螺旋弹簧3)，一般刚度是不变的，即使是变化的也只是两个 状态的刚度不同，如空载和满载的刚度不同，使空、满载两状态的偏频相近，而不能使悬架 在任何状态偏频保持不变。现有技术中存在通过改变螺旋弹簧3)的螺距来改变刚度，当车 辆满载时螺旋弹簧3)的节距小的部分被压并，螺旋弹簧的工作圈数减小，刚度增大，使车 辆满载具有较大刚度，不同节距的螺旋弹簧虽然具有两个不同的刚度，使空、满载两点的偏 频基本一致，但在空、满载之间，例如本能乘坐5人的车只有两个人乘坐，两个人坐的位置 不同，使悬架左、右偏频不一样，或前后偏频不一样，造成平顺性不稳定。并且现有技术中对 于侧向力的抵消一般集中在对于螺旋弹簧3)本身形状的改进，但在路面行驶条件多变的 情况下，螺旋弹簧3)特定的形状只是针对一定的侧向力进行抵消，侧向力的降低效果并不 理想。
技术实现思路
本技术的目的在于1、对螺旋弹簧本身结构进行改进从而保证空载至满载变 化过程中汽车偏频不变，提高舒适性；2、使减振器避免受到侧向力的作用，增大减振器的寿 命和可靠性；3、增大固定减振器的橡胶垫的寿命；4、增大减振器和弹簧的安装和拆卸的方 便性；5、提高悬架的平顺性和舒适性；6、提高悬架整体寿命。 为实现上述目的，本技术的实施例提供了如下技术方案： -方面，提供了一种用于汽车悬架的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧具有连续的节距相 同段和节距渐变段，所述节距渐变段被构造为当簧上质量从空载至满载变化时，所述节距 渐变段逐渐压并，在空载至满载区间，簧上质量与所述螺旋弹簧的工作圈数之间满足以下 关系式：, 其中，G为所述螺旋弹簧的材料的弹性模量、f为汽车偏频、d为所述螺旋弹簧的弹 簧线径、D为所述螺旋弹簧的弹簧中径、m为簧上质量、η为工作圈数，f为常量。 优选地，所述螺旋弹簧两端为平行的弹簧并圈。 另一方面，提供了一种独立悬架总成，包括弹簧支座、下摆臂、支架、如上所述的螺 旋弹簧、减振器、橡胶垫、上摆臂、车身和转向节；所述弹簧支座包括盘部、分别位于所述盘 部两侧的凸部和一对耳部，所述凸部为上端具有底壁、下端开口的桶形，且所述底壁上开有 第一通孔，所述耳部相互间隔以避让所述凸部的开口，所述耳部开有同轴的第二通孔，所述 第一通孔的轴线与所述第二通孔的轴线空间垂直；所述上摆臂、所述下摆臂的一端分别与 所述转向节通过球销连接，所述下摆臂上设置有安装凸台，所述安装凸台伸入一个所述弹 簧支座的耳部之间并与所述弹簧支座旋转配合以使所述弹簧支座能够绕X轴方向旋转，所 述支架与所述车身固定连接，所述支架为槽形，另一个所述弹簧支座倒置地位于所述支架 的槽内并与所述支架旋转配合以使所述弹簧支座能够绕X轴方向旋转，所述减振器的下端 杆依次穿过第一个所述橡胶垫、所述凸部上的第一通孔、第二个所述橡胶垫后紧固，所述减 振器的上端杆依次穿过第三个所述橡胶垫、倒置的所述弹簧支座的所述凸部上的第一通 孔、第四个所述橡胶垫后紧固，第二个所述橡胶垫和第四个所述橡胶垫位于所述凸部的内 部，所述螺旋弹簧位于两个所述弹簧支座之间并套在所述凸部上。 优选地，上述独立悬架总成还包括车桥，所述下摆臂的另一端与所述车桥旋转连 接。 优选地，所述上摆臂的另一端与所述支架旋转连接。 优选地，所述支架具有第一侧壁、第二侧壁和位于所述第一侧壁与所述第二侧壁 之间的第三侧壁，所述第二侧壁上开有第三通孔，所述上摆臂的另一端位于所述第一侧壁 与所述第三侧壁之间对应所述第三通孔的位置。 优选地，倒置的所述弹簧支座位于所述第二侧壁与所述第三侧壁之间，且所述耳 部与所述第二侧壁、所述第三侧壁之间设置有隔环。 优选地，上述独立悬架总成还包括缓冲块，所述缓冲块安装在所述支架的槽内且 位于所述上摆臂的正上方。 再另一方面，提供了一种汽车，所述汽车采用如上所述的螺旋弹簧，或者采用如上 所述的独立悬架总成。 在本技术的实施例中，螺旋弹簧的节距渐变段被构造为当簧上质量从空载至 满载变化时，节距渐变段逐渐压并，使螺旋弹簧的工作圈数逐渐减本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于汽车悬架的螺旋弹簧，其特征在于，所述螺旋弹簧具有连续的节距相同段和节距渐变段，所述节距渐变段被构造为当簧上质量从空载至满载变化时，所述节距渐变段逐渐压并，在空载至满载区间，簧上质量与所述螺旋弹簧的工作圈数之间满足以下关系式：其中，G为所述螺旋弹簧的材料的弹性模量、f为汽车偏频、d为所述螺旋弹簧的弹簧线径、D为所述螺旋弹簧的弹簧中径、m为簧上质量、n为工作圈数，f为常量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘守银，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34
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