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技术领域

本发明涉及一种汽车单后桥悬架系统，尤其涉及一种复合刚度悬架系统，主要适用于改善整车的平顺性，提高悬架系统的可靠性能。

背景技术

现有的卡车单后桥空载到满载的轴荷变化较大，为了获得较好的等频性要求，采取悬架系统刚度可变，一般后悬架采用主簧+副簧配置，此结构工艺简单、设计方法成熟、通用性强，被多数汽车厂家采用。目前典型的采用两级刚度复合悬架系统，即主簧+单副簧结构，副簧布置在主簧的上方，主簧为钢板弹簧，副簧有两种型式：钢板弹簧、橡胶弹簧；当后桥轴荷较小时只有主板簧承载，副簧不起作用；当后桥轴荷达到一定值时，副簧开始承载，此时主、副簧均起作用。

中国专利授权公告号为CN204236162U，授权公告日为2015年4月1日的实用新型公开了一种汽车后悬架结构，包括后板主簧，后板主簧为倒锥形结构，后板主簧的中部通过U型螺栓固定在后桥上，后板主簧的前端与后板主簧前支座连接，后板主簧的后端通过吊耳与后板主簧后支座可转动连接，后板主簧前支座和后板主簧后支座均固定在车架上，后板主簧上安装有副簧，副簧也为倒锥形结构，副簧固定在后板主簧的正上方并与U型螺栓连接，副簧的前端与前副簧托架连接，副簧的后端与后副簧托架连接，前副簧托架和后副簧托架均固定在车架上。虽然该实用新型减振效果较好，但其仍然存在以下缺陷：该实用新型采用后板主簧、副簧并联组合的两级刚度复合结构，这样的设计在空载、满载状态下，整车的固有频率变化较大，整车平顺性较差，而后板主簧、副簧的刚度为满足悬架系统承载要求，受结构与空间布置的限制，后板主簧、副簧的刚度和比应力均偏大，从而导致后板主簧、副簧的可靠性较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的平顺性差、可靠性低的缺陷与问题，提供一种平顺性好、可靠性高的复合刚度悬架系统。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种复合刚度悬架系统，包括主簧、第一副簧，所述主簧、第一副簧通过U型螺栓与后桥相连接，所述复合刚度悬架系统还包括第二副簧。

所述主簧、第一副簧均与车架腹面相连接，第一副簧位于主簧的正上方，所述第二副簧与车架下翼面相连接，车架下翼面与车架腹面垂直连接，所述第二副簧位于后桥的上方且第二副簧位于主簧、第一副簧的右侧。

所述第二副簧包括钢板、螺栓、橡胶体，所述螺栓穿经钢板后与车架下翼面的中部相连接，螺栓与钢板垂直连接，所述钢板为圆形结构，钢板的上端面与车架下翼面相连接，钢板的下端面与橡胶体的上端面垂直连接。

所述橡胶体为几字型结构，橡胶体的上端面与钢板的下端面、螺栓硫化为一体，橡胶体的下端面位于后桥左部的上方。

所述螺栓包括一号螺栓、二号螺栓、三号螺栓，所述一号螺栓位于钢板的一号中心线的后方，且一号螺栓的中心线与钢板的二号中心线同轴，所述二号螺栓位于一号中心线的前方，且二号螺栓位于二号中心线的右侧，所述三号螺栓位于一号中心线的前方，且三号螺栓位于二号中心线的左侧，所述一号中心线与二号中心线相互垂直；

所述一号螺栓的中心到钢板的中心的距离、二号螺栓的中心到钢板的中心的距离、三号螺栓的中心到钢板的中心的距离两两相等，所述一号螺栓的中心到二号螺栓的中心的距离、二号螺栓的中心到三号螺栓的中心的距离、三号螺栓的中心到一号螺栓的中心的距离两两相等。

所述主簧的前端通过主簧固定端支架与车架腹面的前端相连接，主簧的后端通过吊耳与主簧吊耳端支架相连接，主簧吊耳端支架与车架腹面的后端相连接，所述主簧的前端与主簧固定端支架销轴连接，主簧的后端与吊耳销轴连接，吊耳与主簧吊耳端支架销轴连接；

所述第一副簧的前端通过一号副簧支架与车架腹面的前部相连接，第一副簧的后端通过二号副簧支架与车架腹面的后部相连接；

所述一号副簧支架位于主簧固定端支架的后方，所述二号副簧支架位于主簧吊耳端支架的前方。

所述主簧固定端支架、主簧吊耳端支架、一号副簧支架、二号副簧支架都通过螺栓或铆钉与车架腹面相连接。

所述主簧与第一副簧均为倒锥形结构，所述第一副簧的上端面与U型螺栓相连接，第一副簧的下端面与主簧的上端面相连接，主簧的下端面固定于后桥的左部上。

所述U型螺栓的开口朝下，U型螺栓依次经盖板、第一副簧、第一副簧垫板、主簧、后桥、U型螺栓底板后与U型螺母相连接，所述盖板位于U型螺栓与第一副簧之间且盖板位于第一副簧上端面的中部，所述第一副簧垫板位于第一副簧与主簧之间且第一副簧垫板位于主簧上端面的中部，所述U型螺栓底板位于后桥左部的下方且U型螺栓底板与U型螺栓相互垂直。

所述主簧为少片簧或多片簧，所述第一副簧为少片簧或多片簧，所述第二副簧为橡胶弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、由于本发明一种复合刚度悬架系统中悬架系统包括主簧、第一副簧、第二副簧，当车辆空载时，仅由主簧承载，该主簧比两级刚度悬架系统的主簧的刚度要小，当本设计与两级刚度悬架系统的满载频率相同时，本设计的空载频率要比两级刚度悬架系统的空载频率低，也就是本设计的平顺性较好；当车辆半载时，主簧与第一副簧共同起作用，其刚度也较小，平顺性也相对较好；当车辆满载时，由主簧、第一副簧和第二副簧共同承载，主簧、第一副簧的刚度和比应力都较小，弹簧的可靠性得到提高。因此，本发明不仅平顺性好，而且可靠性高。

2、由于本发明一种复合刚度悬架系统中第二副簧包括钢板、螺栓、橡胶体，螺栓穿经钢板后与车架下翼面的相连接，橡胶体与钢板、螺栓硫化为一体，这样的设计不仅结构简单、安装便捷，而且橡胶体受载后有较大的弹性变形，借以吸收冲击和振动，能同时受多向载荷，从而提高了减振性能。因此，本发明不仅结构简单、安装便捷，而且减振性好。

3、由于本发明一种复合刚度悬架系统中螺栓包括一号螺栓、二号螺栓、三号螺栓，三个螺栓合理分布于钢板上，这样不仅使得第二副簧与车架下翼面连接牢固，可靠性更高，而且使得橡胶体均匀承受多向载荷，减振性更好。因此，本发明不仅可靠性更高，而且减振性更好。

4、由于本发明一种复合刚度悬架系统中主簧为少片簧或多片簧，第一副簧为少片簧或多片簧，第二副簧为橡胶弹簧，根据车辆具体承载及频率要求匹配最佳弹性元件组合，克服两级刚度复合悬架匹配中固有频率变化难题，使得整车平顺性更好，弹簧的可靠性更高。因此，本发明不仅平顺性更好，而且可靠性更高。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是图1中主簧、第一副簧的主视图。

图3是图2的左视图。

图4是图3中第二副簧的结构示意图。

图5是图4中一号螺栓、二号螺栓、三号螺栓的结构示意图。

图6是实施例6中本发明的另一种结构示意图。

图中：主簧1、主簧固定端支架11、吊耳12、主簧吊耳端支架13、第一副簧2、一号副簧支架21、二号副簧支架22、第二副簧3、钢板31、一号中心线311、二号中心线312、螺栓32、一号螺栓321、二号螺栓322、三号螺栓323、橡胶体33、第二副簧支架34、车架腹面4、车架下翼面5、U型螺栓6、盖板61、U型螺栓底板62、U型螺母63、第一副簧垫板64、后桥7。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图6，一种复合刚度悬架系统，包括主簧1、第一副簧2，所述主簧1、第一副簧2通过U型螺栓6与后桥7相连接，所述复合刚度悬架系统还包括第二副簧3。

所述主簧1、第一副簧2均与车架腹面4相连接，第一副簧2位于主簧1的正上方，所述第二副簧3与车架下翼面5相连接，车架下翼面5与车架腹面4垂直连接，所述第二副簧3位于后桥7的上方且第二副簧3位于主簧1、第一副簧2的右侧。

所述第二副簧3包括钢板31、螺栓32、橡胶体33，所述螺栓32穿经钢板31后与车架下翼面5的中部相连接，螺栓32与钢板31垂直连接，所述钢板31为圆形结构，钢板31的上端面与车架下翼面5相连接，钢板31的下端面与橡胶体33的上端面垂直连接。

所述橡胶体33为几字型结构，橡胶体33的上端面与钢板31的下端面、螺栓32硫化为一体，橡胶体33的下端面位于后桥7左部的上方。

所述螺栓32包括一号螺栓321、二号螺栓322、三号螺栓323，所述一号螺栓321位于钢板31的一号中心线311的后方，且一号螺栓321的中心线与钢板31的二号中心线312同轴，所述二号螺栓322位于一号中心线311的前方，且二号螺栓322位于二号中心线312的右侧，所述三号螺栓323位于一号中心线311的前方，且三号螺栓323位于二号中心线312的左侧，所述一号中心线311与二号中心线312相互垂直；

所述一号螺栓321的中心到钢板31的中心的距离、二号螺栓322的中心到钢板31的中心的距离、三号螺栓323的中心到钢板31的中心的距离两两相等，所述一号螺栓321的中心到二号螺栓322的中心的距离、二号螺栓322的中心到三号螺栓323的中心的距离、三号螺栓323的中心到一号螺栓321的中心的距离两两相等。

所述主簧1的前端通过主簧固定端支架11与车架腹面4的前端相连接，主簧1的后端通过吊耳12与主簧吊耳端支架13相连接，主簧吊耳端支架13与车架腹面4的后端相连接，所述主簧1的前端与主簧固定端支架11销轴连接，主簧1的后端与吊耳12销轴连接，吊耳12与主簧吊耳端支架13销轴连接；

所述第一副簧2的前端通过一号副簧支架21与车架腹面4的前部相连接，第一副簧2的后端通过二号副簧支架22与车架腹面4的后部相连接；

所述一号副簧支架21位于主簧固定端支架11的后方，所述二号副簧支架22位于主簧吊耳端支架13的前方。

所述主簧固定端支架11、主簧吊耳端支架13、一号副簧支架21、二号副簧支架22都通过螺栓或铆钉与车架腹面4相连接。

所述主簧1与第一副簧2均为倒锥形结构，所述第一副簧2的上端面与U型螺栓6相连接，第一副簧2的下端面与主簧1的上端面相连接，主簧1的下端面固定于后桥7的左部上。

所述U型螺栓6的开口朝下，U型螺栓6依次经盖板61、第一副簧2、第一副簧垫板64、主簧1、后桥7、U型螺栓底板62后与U型螺母63相连接，所述盖板61位于U型螺栓6与第一副簧2之间且盖板61位于第一副簧2上端面的中部，所述第一副簧垫板64位于第一副簧2与主簧1之间且第一副簧垫板64位于主簧1上端面的中部，所述U型螺栓底板62位于后桥7左部的下方且U型螺栓底板62与U型螺栓6相互垂直。

所述主簧1为少片簧或多片簧，所述第一副簧2为少片簧或多片簧，所述第二副簧3为橡胶弹簧。

本发明的原理说明如下：

1、参见图2、图3，本设计描述中所述的上、下、前、后、左、右如图2、图3所示，但需要理解的是，这些方位术语为基于附图所示的方位关系，仅是为了便于描述本设计的结构位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本设计的限制。

2、现有技术通常采用由主、副簧并联组合的两级刚度复式结构，设计这种弹簧时，既要考虑满足整车平顺性的要求（即悬架从空载到满载的各种载荷状态下，固有频率变化尽量小），又要考虑到使主、副簧分别满足静强度和疲劳寿命的要求。一般情况下设计是按满载的固有频率要求来匹配主、副簧刚度，空、满载状态下整车的固有频率变化较大；车辆处于半载运输中，主、副簧都承载，这时整车平顺性较差；主、副簧的刚度满足悬架系统承载要求，受结构与空间布置的限制，主簧的刚度及比应力偏大，且副簧比主簧短很多，又不宜采用片薄、片数多的板簧，故其刚度和比应力往往偏大，结果副簧的静应力和极限应力都过大，这样主、副簧的可靠性较差。

而本设计一种复合刚度悬架系统采用三级刚度并联式，该悬架系统包括主簧1、第一副簧2、第二副簧3，所述主簧1、第一副簧2均与车架腹面4相连接，第一副簧2位于主簧1的正上方，主簧1、第一副簧2通过U型螺栓6与后桥7相连接，所述第二副簧3与车架下翼面5相连接，车架下翼面5与车架腹面4垂直连接，所述第二副簧3位于后桥7的上方且第二副簧3位于主簧1、第一副簧2的右侧。所述主簧1为钢板弹簧，其刚度值为C₁，所述第一副簧2为钢板弹簧，其刚度值为C₂，所述第二副簧3为橡胶弹簧，其刚度值为C₃；当车辆轴荷较小时，只有主簧1承载，例如车辆处于空载状态下，车辆轴荷为P₁，此时轴荷较小，只有主簧1承载；随着轴荷增加到一定值时，第一副簧2与一号副簧支架21、二号副簧支架22接触，第一副簧2开始承载，此时主簧1、第一副簧2均起作用，例如车辆处于半载状态下，车辆轴荷为P₂，此时由主簧1、第一副簧2提供承载；当车辆轴荷达到一定值时，第二副簧3与后桥7接触，第二副簧3参与承载，例如车辆处于满载状态下，车辆轴荷为P₃，此时由主簧1、第一副簧2和第二副簧3共同承载。主簧1的刚度值C₁、第一副簧2的刚度值C₂、第二副簧3的刚度值C₃与车辆轴荷P₁、P₂、P₃都是根据车辆具体承载及频率要求匹配设计。相对于现有技术的两级刚度悬架系统，本设计在车辆处于空载时，仅由主簧1承载，该主簧1比现有技术的主簧的刚度要小，当满载频率相同时，本设计的空载频率要比现有技术的空载频率要低，也就是平顺性较好；随着载荷增加到一定时，第一副簧2开始承载，当车辆处于半载时，主簧1与第一副簧2共同起作用，其刚度也较小，平顺性也相对较好；载荷继续增加，第二副簧3开始工作，当车辆满载运行时，由主簧1、第一副簧2和第二副簧3共同承载，主簧1、第一副簧2的刚度和比应力较小，弹簧的可靠性提高。本设计虽然只给出复合刚度悬架系统的两种布置形式，但这并不能说明本设计只包括这两种情况，具体应用中，可以在本设计的构思下，根据实际应用的需求来调整第一副簧、第二副簧的位置，或者根据需求改变第二副簧的结构形式等等。

3、参见图2，所述主簧1的前端通过销轴与主簧固定端支架11形成轴连，主簧1的后端通过销轴与吊耳12形成轴连，吊耳12通过销轴与主簧吊耳端支架13形成轴连，吊耳12与主簧吊耳端支架13形成可转动销轴连接。

4、主簧1、第一副簧2、第二副簧3：所述主簧1、第一副簧2均为钢板弹簧，钢板弹簧包括多片簧与少片簧两种形式；多片簧由多片长度不等、宽度一样的钢片所迭加起来，多片钢板弹簧的各片钢板迭加成倒锥形，最上端的钢板最长，最下端的钢板最短，钢板的片数与支承客车的重量相关，钢板越多越厚越短，弹簧刚性就越大；少片簧由两端薄中间厚、等宽等长的钢片所迭加起来，少片钢板弹簧的钢板截面变化大，从中间到两端的截面是逐渐不同，因此轧制工艺比较复杂，价格也比多片簧贵，但是少片簧与多片簧相比较，在相同刚度（即相同承载能力）的情况下，少片簧比多片簧轻约50﹪左右，降低了油耗，增加了行驶平顺性，而且少片簧单片之间为点接触，减少了相对摩擦及振动，增加了乘坐的舒适性。所述第二副簧3为橡胶弹簧，橡胶弹簧弹性模量小，受载后有较大的弹性变形，借以吸收冲击和振动，能同时受多向载荷。本设计采用三级刚度并联式悬架系统，即主簧1＋第一副簧2＋第二副簧3，再根据车辆具体承载及频率要求匹配最佳弹性元件组合，克服两级刚度复合悬架匹配中固有频率变化难题，使得整车平顺性更好，弹簧的可靠性更高。

实施例1：

参见图1至图5，一种复合刚度悬架系统，包括主簧1、第一副簧2、第二副簧3，所述主簧1、第一副簧2均与车架腹面4相连接，第一副簧2位于主簧1的正上方，主簧1、第一副簧2通过U型螺栓6与后桥7相连接，所述第二副簧3与车架下翼面5相连接，车架下翼面5与车架腹面4垂直连接，所述第二副簧3位于后桥7的上方且第二副簧3位于主簧1、第一副簧2的右侧。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图5，所述第二副簧3包括钢板31、螺栓32、橡胶体33，所述螺栓32穿经钢板31后与车架下翼面5的中部相连接，螺栓32与钢板31垂直连接，所述钢板31为圆形结构，钢板31的上端面与车架下翼面5相连接，钢板31的下端面与橡胶体33的上端面垂直连接；所述橡胶体33为几字型结构，橡胶体33的上端面与钢板31的下端面、螺栓32硫化为一体，橡胶体33的下端面位于后桥7左部的上方；所述螺栓32包括一号螺栓321、二号螺栓322、三号螺栓323，所述一号螺栓321位于钢板31的一号中心线311的后方，且一号螺栓321的中心线与钢板31的二号中心线312同轴，所述二号螺栓322位于一号中心线311的前方，且二号螺栓322位于二号中心线312的右侧，所述三号螺栓323位于一号中心线311的前方，且三号螺栓323位于二号中心线312的左侧，所述一号中心线311与二号中心线312相互垂直；所述一号螺栓321的中心到钢板31的中心的距离、二号螺栓322的中心到钢板31的中心的距离、三号螺栓323的中心到钢板31的中心的距离两两相等，所述一号螺栓321的中心到二号螺栓322的中心的距离、二号螺栓322的中心到三号螺栓323的中心的距离、三号螺栓323的中心到一号螺栓321的中心的距离两两相等。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图5，所述主簧1的前端通过主簧固定端支架11与车架腹面4的前端相连接，主簧1的后端通过吊耳12与主簧吊耳端支架13相连接，主簧吊耳端支架13与车架腹面4的后端相连接；所述第一副簧2的前端通过一号副簧支架21与车架腹面4的前部相连接，第一副簧2的后端通过二号副簧支架22与车架腹面4的后部相连接；所述一号副簧支架21位于主簧固定端支架11的后方，所述二号副簧支架22位于主簧吊耳端支架13的前方；所述主簧1的前端与主簧固定端支架11销轴连接，主簧1的后端与吊耳12销轴连接，吊耳12与主簧吊耳端支架13销轴连接；所述主簧固定端支架11、主簧吊耳端支架13、一号副簧支架21、二号副簧支架22都通过螺栓或铆钉与车架腹面4相连接。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图5，所述主簧1与第一副簧2均为倒锥形结构，所述第一副簧2的上端面与U型螺栓6相连接，第一副簧2的下端面与主簧1的上端面相连接，主簧1的下端面固定于后桥7的左部上；所述U型螺栓6的开口朝下，U型螺栓6依次经盖板61、第一副簧2、第一副簧垫板64、主簧1、后桥7、U型螺栓底板62后与U型螺母63相连接，所述盖板61位于U型螺栓6与第一副簧2之间且盖板61位于第一副簧2上端面的中部，所述第一副簧垫板64位于第一副簧2与主簧1之间且第一副簧垫板64位于主簧1上端面的中部，所述U型螺栓底板62位于后桥7左部的下方且U型螺栓底板62与U型螺栓6相互垂直。

实施例5：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图5，所述主簧1为少片簧或多片簧，所述第一副簧2为少片簧或多片簧，所述第二副簧3为橡胶弹簧。

实施例6：

参见图4至图6，一种复合刚度悬架系统，包括主簧1、第一副簧2、第二副簧3，所述主簧1为少片簧，所述第一副簧2为少片簧，所述第二副簧3为橡胶弹簧；所述主簧1、第二副簧3均与车架腹面4相连接，第二副簧3位于主簧1的正上方，主簧1、第一副簧2通过U型螺栓6与后桥7相连接；所述第二副簧3包括钢板31、螺栓32、橡胶体33，所述螺栓32穿经钢板31后与第二副簧支架34相连接，第二副簧支架34与车架腹面4相连接，螺栓32与钢板31垂直连接，所述钢板31为圆形结构，钢板31的上端面与车架腹面4相连接，钢板31的下端面与橡胶体33的上端面垂直连接；所述橡胶体33为几字型结构，橡胶体33的上端面与钢板31的下端面、螺栓32硫化为一体，橡胶体33的下端面位于主簧1的正上方；所述螺栓32包括一号螺栓321、二号螺栓322、三号螺栓323，所述一号螺栓321位于钢板31的一号中心线311的后方，且一号螺栓321的中心线与钢板31的二号中心线312同轴，所述二号螺栓322位于一号中心线311的前方，且二号螺栓322位于二号中心线312的右侧，所述三号螺栓323位于一号中心线311的前方，且三号螺栓323位于二号中心线312的左侧，所述一号中心线311与二号中心线312相互垂直；所述一号螺栓321的中心到钢板31的中心的距离、二号螺栓322的中心到钢板31的中心的距离、三号螺栓323的中心到钢板31的中心的距离两两相等，所述一号螺栓321的中心到二号螺栓322的中心的距离、二号螺栓322的中心到三号螺栓323的中心的距离、三号螺栓323的中心到一号螺栓321的中心的距离两两相等；所述主簧1的前端通过主簧固定端支架11与车架腹面4的前端相连接，主簧1的后端通过吊耳12与主簧吊耳端支架13相连接，主簧吊耳端支架13与车架腹面4的后端相连接；所述主簧1的前端与主簧固定端支架11销轴连接，主簧1的后端与吊耳12销轴连接，吊耳12与主簧吊耳端支架13销轴连接；所述主簧固定端支架11、主簧吊耳端支架13、第二副簧支架34都通过螺栓或铆钉与车架腹面4相连接；所述主簧1的上端面与U型螺栓6相连接，主簧1的下端面与第一副簧2的上端面相连接，第一副簧2的下端面固定于后桥7的左部上；所述U型螺栓6的开口朝下，U型螺栓6依次经盖板61、主簧1、第一副簧垫板64、第一副簧2、后桥7、U型螺栓底板62后与U型螺母63相连接，所述盖板61位于U型螺栓6与主簧1之间且盖板61位于主簧1上端面的中部，所述第一副簧垫板64位于主簧1与第一副簧2之间且第一副簧垫板64位于第一副簧2上端面的中部，所述U型螺栓底板62位于后桥7左部的下方且U型螺栓底板62与U型螺栓6相互垂直。