[实用新型]一种变刚度螺旋弹簧

说明书

本实用新型提供了一种变刚度螺旋弹簧，该螺旋弹簧有效圈共分为四段，从螺旋弹簧下端起为1圈支撑圈，随后为螺旋弹簧第一段有效圈，第一段有效圈由6圈中径为A1、节距为B1的主工作圈构成；螺旋弹簧第二段有效圈为1圈过渡圈，第二段有效圈的中径由A1均匀变为A2，节距为B1不变；螺旋弹簧第三段有效圈共1圈，第三段有效圈的中径为A2、节距为B1不变；螺旋弹簧第四段有效圈共0.5圈，第四段有效圈的中径为A2、节距为B2，其中，A1大于A2，B1大于B2；本实用新型在正常载荷下螺旋弹簧的刚度不变，而在第一段有效圈压并至车轮上跳极限行程中，逐渐增加刚度，直至螺旋弹簧刚度大于工作刚度一个数量级，起到限制车轮上跳量、保护螺旋弹簧的作用。

技术领域

本实用新型设计属于汽车悬架系统领域，具体涉及一种变刚度螺旋弹簧。

背景技术

螺旋弹簧的主要功能是将地面对车轮的作用力传递给车架、副车架；同时通过螺旋弹簧压缩与伸张，缓和不平路面引起的振动和冲击。

中国专利授权公告号为CN202140488U的实用新型专利文献公开了一种车用悬架螺旋弹簧，所述的螺旋弹簧分为节距不同的两个部分。在车辆半载时，比常规弹簧刚度更低，降低悬架的偏频，提高平顺性，车辆在过弯时，可变刚度弹簧的刚度变大，提高整车侧倾刚度。但是需要指出两点：(1)该结构适用于满载、空载相差较大的车桥上，对于载荷相差很小的位置，例如车辆的前轴，变刚度的意义不大；(2)通过节距调节刚度，会导致螺旋弹簧较高，不利于紧凑布置。

目前大多数变刚度螺旋弹簧的设计情况：

(1)基本通过节距、中径甚至丝径的变化来达到刚度改变，这种变刚度螺旋弹簧主要随载荷增加，刚度同时增加，提高整车平顺性，适合于载荷变化较大的位置，对于空、满载变化不大的前悬架，优势并不明显。

(2)螺旋弹簧的制作工艺复杂，尤其是改变螺旋弹簧丝径，或布置空间需要较大。

发明内容

本实用新型提供了一种变刚度螺旋弹簧的新设计思路，考虑前悬架载荷变化很小，布置空间有限等输入条件，设计成在正常载荷下螺旋弹簧的刚度不变，而在主体工作圈压并至车轮上跳极限行程中，逐渐增加刚度，直至螺旋弹簧刚度大于工作刚度，起到限制车轮上跳量、保护螺旋弹簧及其他结构件的作用。

本实用新型采用如下技术方案：

一种变刚度螺旋弹簧，其特征在于，该螺旋弹簧有效圈共分为四段，从螺旋弹簧下端起为1圈支撑圈，随后由下至上依次为螺旋弹簧第一段有效圈、螺旋弹簧第二段有效圈、螺旋弹簧第三段有效圈和螺旋弹簧第四段有效圈，螺旋弹簧第一段有效圈由6圈中径为A1、节距为B1的主工作圈构成；螺旋弹簧第二段有效圈为1圈过渡圈，螺旋弹簧第二段有效圈的中径由A1均匀变为A2，节距为B1不变；螺旋弹簧第三段有效圈共1圈，螺旋弹簧第三段有效圈的中径为A2、节距为B1不变；螺旋弹簧第四段有效圈共0.5圈，螺旋弹簧第四段有效圈的中径为A2、节距为B2，其中，A1大于A2，B1大于B2。

本实用新型所述的一种变刚度螺旋弹簧实现功能的原理如下：

(1)螺旋弹簧作用部分共分四段，第一段为主体工作圈，其与第三段中径不同，中间由第二段过渡连接，第四段节距变小，在第一段工作圈压并至车轮上挑极限行程中，逐渐增加刚度，满足悬架系统工作载荷下的刚度需求，同时起到限制上跳、保护工作圈螺旋弹簧的作用；

(2)螺旋弹簧底部支撑圈为1圈，不压并也不磨平，嵌入螺旋弹簧底座，抵消螺旋弹簧装配后弯曲产生的横向力，并且防止螺旋弹簧由于运动而发生转动；

(3)螺旋弹簧顶部支撑圈磨平，与螺旋弹簧套筒衬垫平行接触，避免啃食衬垫。

本实用新型所述的一种变刚度螺旋弹簧，设计成在正常载荷下螺旋弹簧的刚度不变，而在第一段有效圈压并至车轮上跳极限行程中，逐渐增加刚度，直至螺旋弹簧刚度大于工作刚度一个数量级，起到限制车轮上跳量、保护螺旋弹簧的作用。