一种FRP复合材料主副簧总成制造技术

本发明专利技术涉及一种FRP复合材料主副簧总成，包括FRP主簧本体、卷耳、前衬套、上盖板、下垫板、后衬套、软垫板及FRP副簧本体；FRP主簧本体的两端各固定有一个卷耳；前衬套和后衬套分别设置于卷耳内；FRP副簧本体设置于FRP主簧本体下方，并通过上盖板及下垫板固定连接；在上盖板与FRP主簧主体之间，FRP主簧本体与FRP副簧本体之间以及FRP副簧本体与下垫板之间均设置有软垫板。FRP复合材料板簧不会一下全部断裂，保证车辆行驶的安全性；大幅降低板簧悬架的重量，提高燃油效力；提高车辆行驶的平顺性；提高纵置板簧悬架的寿命。

A FRP composite main and secondary spring assembly

The invention relates to a FRP composite main and auxiliary spring assembly, which comprises a FRP main spring body, a roll ear, a front bushing, an upper cover plate, a underlying plate, a rear bushing, a cushion plate and a FRP auxiliary spring body; each end of the FRP main spring body is fixed with a roll ear; the front bushing and the rear bushing are respectively arranged in the roll ear; and the FRP auxiliary spring body is arranged in the FRP main spring body. Under the main body, it is fixed and connected by the upper cover plate and the underlying plate; between the upper cover plate and the FRP main spring body, between the FRP main spring body and the FRP auxiliary spring body, and between the FRP auxiliary spring body and the underlying plate, a cushion plate is arranged. FRP composite leaf springs will not break all at once to ensure the safety of vehicles; greatly reduce the weight of leaf springs suspension, improve fuel efficiency; improve vehicle ride comfort; improve the longevity of longitudinal leaf springs suspension.

【技术实现步骤摘要】
一种FRP复合材料主副簧总成
本专利技术属于汽车板簧
，特别是指一种FRP复合材料主副簧总成。
技术介绍
钢板弹簧在汽车上可以纵置或者横置。后者因为要传递纵向力，必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂、质量加大，所以只在少数轻、微型车上应用。纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩，具有导向功能，并且结构简单，故在汽车上得到广泛应用。复合材料是两种以上的材料组合在一起、通过材料之间有效界面结合、性能优于原有的材料。复合材料种类很多，比如钢筋混泥土也是复合材料，混泥土是母材，钢筋是增强材料。但是现代工业所指的复合材料主要是玻璃纤维复合材料(GFRP)和碳纤维复合材料(CFRP)，母材是塑料(或叫树脂)，增强材料是玻璃纤维或碳纤维，现代复合材料板簧的增强材料主要是玻璃纤维，也有碳纤维，母材多为环氧树脂。随着科技发展，复合材料板簧逐步用于汽车悬架弹簧元件。现在汽车板簧使用的复合材料都是FRP复合材料。FRP是英文Fibre-ReinforcedPlastic简写，直译是纤维增强塑料。FRP复合材料比强度比模量高、具有良好的耐疲劳性能、阻尼减振性能和耐腐蚀性能，因此，使用FRP复合材料做板簧，可大幅提高车辆的平顺性和舒适性，而质量仅是钢板弹簧的1/4左右，不仅有效地提高了燃油效力，还降低了簧下质量，减小簧下振动，同时寿命是钢板弹簧的3倍左右，在整车寿命范围内无需更换弹性元件，整车使用和维修成本相对较低。FRP复合材料板簧本体成型方法，其中包括连续纤维缠绕工艺、模压工艺、拉挤工艺、树脂传递模塑成型工艺(RTM)等工艺方法。现在国内外很多汽车厂家想用FRP复合材料板簧替代现有的纵置板簧，但是，纵置板簧两端卷耳要通过衬套固定到车身上，中部要通过U形螺栓固定在车身上，必须通过金属件的连接和固定，这些因素必然造成FRP复合材料板簧局部应力大，在卷耳的连接处和U形螺栓外侧出现纤维断裂的现象，极大地影响FRP复合材料板簧的寿命。如图1所示为现有技术的钢板弹簧，包括前衬套01、卡箍02、板簧03、中心螺栓04及后衬套05；现行板簧的上下受力台架试验是通过销轴将板簧两端的卷耳固定在小车上，然后把压具放到板簧上，在压具上施加试验力，进行板簧刚度的检测和耐久性试验。现有技术的钢板弹簧的质量大，燃油效力低，寿命短，平顺性差，簧下质量大，簧下振动大。如图2所示为奔驰sprinter的前悬架采用橫置FRP复合材料板簧的单侧示意图，包括端部固定块06，上限位块07，下限位块08，横置FRP复合材料板簧，副车架及下摆臂；也可参见公布号为CN104057795A的专利申请。除两端外，橫置FRP复合材料板簧的各处截面相等，且截面高度和宽度也不变。橫置FRP复合材料板簧3的中部由副车架5上的上限位块2和下限位块3上下限位固定，端部由下摆臂6上的端部固定块1限位固定，端部固定块1、上限位块2、下限位块3与橫置FRP复合材料板簧4都是通过橡胶限位固定，这样，整个橫置FRP复合材料板簧4左右通过4固定点都是软固定。由于FRP复合材料板簧中纤维的布置均匀性且无间断，保证FRP复合材料板簧的纤维不被损坏，充分保证FRP复合材料板簧的寿命，大幅提高悬架的可靠性。但是该横置FRP复合材料板簧的结构复杂，成本高，具有导向功能的纵置板簧很难采用这种布置方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种FRP复合材料主副簧总成，在保证纵置板簧的性能和可靠性的前提下，解决现有技术的板簧质量大，燃油效力低及寿命短的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种FRP复合材料主副簧总成，包括FRP主簧本体、卷耳、前衬套、上盖板、下垫板、后衬套、软垫板及FRP副簧本体；所述FRP主簧本体的两端各固定有一个所述卷耳；所述前衬套和所述后衬套分别设置于所述卷耳内；所述FRP副簧本体设置于所述FRP主簧本体下方，并通过所述上盖板及所述下垫板固定连接；在所述上盖板与所述FRP主簧主体之间，所述FRP主簧本体与所述FRP副簧本体之间以及所述FRP副簧本体与所述下垫板之间均设置有所述软垫板。所述FRP主簧本体形成的弓形与所述FRP副簧本体形成的弓形方向相反。所述FRP主簧本体为板状结构，以中心螺栓孔为分隔，所述FRP主簧本体的前后长度不同；所述FRP主簧本体包括U型螺栓安装段、内过渡段、性能段、外过渡段及卷耳安装段；在所述U型螺栓安装段的两端各设置有一个所述内过渡段，在每个所述内过渡段的另一端分别设置有所述性能段，在每个所述性能段的另一段分别设置有所述外过渡段，在每个所述外过渡段的另一端均设置有卷耳安装段；在每个所述卷耳安装段上均设置有螺栓过孔。所述FRP主簧本体距离端部x处的截面宽度为b，厚度为该处所受到的弯矩M＝Px，截面系数x处所受的弯曲应力由公式(1)求得，当保持FRP主簧本体的各处的截面积S不变，即为定值，根据公式(1)可得，所述U型螺栓安装段的厚度和宽度分别为和b1；所述性能段的厚度和宽度分别为和b2；所述卷耳安装段的厚度和宽度分别为和b3；b1＜b3＜b2；所述卷耳包括两个直板段和一个圆环段；两个所述直板段相互平行且四周对齐，在两个所述直板段上分别设置有四个相对的螺栓过孔。所述上盖板包括上盖板本体及两侧的弯折部，在两侧的所述弯折部相对于所述上盖板本体左右对称，在两个所述弯折部的下部各设置有一个凹口，在所述上盖板本体的下表面设置有一个定位销。所述下垫板包括有下垫板本体及两侧的弯折部，两侧的所述弯折部相对于所述下垫板本体左右对称，在两个所述弯折部上各设置有一个凸板，在所述下垫板本体的上表面设置有一个定位销。所述FRP副簧本体包括U型螺栓安装段，该所述U型螺栓安装段的长度与所述FRP主簧本体的所述U型螺栓安装段的长度相同。本专利技术的有益效果是：FRP复合材料板簧不会一下全部断裂，保证车辆行驶的安全性；大幅降低板簧悬架的重量，提高燃油效力；提高车辆行驶的平顺性；提高纵置板簧悬架的寿命，使纵置FRP复合材料板簧悬架的寿命提高到纵置钢板弹簧的寿命的三倍以上，在整车使用寿命范围内不用更换板簧这样的弹性元件，大幅减小板簧使用成本；两个刚度段满足不同载荷需求。附图说明图1为现有技术钢板弹簧的结构示意图；图2为奔驰sprinter的前悬架；图3为FRP主簧本体结构的示意图；图4为FRP主簧本体的主视图；图5为图4的俯视图；图6为FRP复合材料板簧总成的示意图；图7为FRP主副簧总成的主视图；图8为图7的俯视图；图9为图8的A-A剖视图；图10为图8的B-B剖视图；图11为图8的C-C剖视图；图12为图9的I处的放大图；图13为图9的II处的放大图；图14A为FRP主簧本体一端受力分析图；图14B为FRP主簧本体另一端受力分析图；图15为FRP主副簧总成挠度与刚度特性图。附图标记说明01前衬套，02卡箍，03板簧，04中心螺栓，05后衬套，06端部固定块，07上限位块，08下限位块，09横置FRP复合材料板簧，010副车架，011下摆臂，1FRP主簧本体，11U型螺栓安装段，12内过渡段，13性能段，14外过渡段，15卷耳安装段，2卷耳，3前衬套，4上盖板，41上定位销，42凹口，5下垫板，51下定位销，52凸板，6后衬套，7软垫板，8FRP副簧本体。具体实施方式以下通过实施例来详细说明本专利技术的技术方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，包括FRP主簧本体、卷耳、前衬套、上盖板、下垫板、后衬套、软垫板及FRP副簧本体；所述FRP主簧本体的两端各固定有一个所述卷耳；所述前衬套和所述后衬套分别设置于所述卷耳内；所述FRP副簧本体设置于所述FRP主簧本体下方，并通过所述上盖板及所述下垫板固定连接；在所述上盖板与所述FRP主簧主体之间，所述FRP主簧本体与所述FRP副簧本体之间以及所述FRP副簧本体与所述下垫板之间均设置有所述软垫板。

【技术特征摘要】
1.一种FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，包括FRP主簧本体、卷耳、前衬套、上盖板、下垫板、后衬套、软垫板及FRP副簧本体；所述FRP主簧本体的两端各固定有一个所述卷耳；所述前衬套和所述后衬套分别设置于所述卷耳内；所述FRP副簧本体设置于所述FRP主簧本体下方，并通过所述上盖板及所述下垫板固定连接；在所述上盖板与所述FRP主簧主体之间，所述FRP主簧本体与所述FRP副簧本体之间以及所述FRP副簧本体与所述下垫板之间均设置有所述软垫板。2.根据权利要求1所述的FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，所述FRP主簧本体形成的弓形与所述FRP副簧本体形成的弓形方向相反。3.根据权利要求1所述的FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，所述FRP主簧本体为板状结构，以中心螺栓孔为分隔，所述FRP主簧本体的前后长度不同；所述FRP主簧本体包括U型螺栓安装段、内过渡段、性能段、外过渡段及卷耳安装段；在所述U型螺栓安装段的两端各设置有一个所述内过渡段，在每个所述内过渡段的另一端分别设置有所述性能段，在每个所述性能段的另一段分别设置有所述外过渡段，在每个所述外过渡段的另一端均设置有卷耳安装段；在每个所述卷耳安装段上均设置有螺栓过孔。4.根据权利要求1或3所述的FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，所述FRP主簧本体距离端部x处的截面宽度为b，厚度为该处所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘守银，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34