[实用新型]用于汽车悬架的螺旋弹簧、独立悬架总成及汽车

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车底盘领域，具体涉及用于汽车悬架的螺旋弹簧、独立悬架总成及汽车。

背景技术

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：

f=12πk/m]]>

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。