趙鵬飛 張珂 李惠斌 郇浪浪 陳英宏

摘 要：以某輕卡后板簧的設(shè)計(jì)開發(fā)為例，介紹副簧下置式少片簧結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行主副簧剛度分配、載荷分配及少片簧剛度、應(yīng)力計(jì)算。經(jīng)過臺(tái)架疲勞試驗(yàn)及整車搭載可靠性試驗(yàn)，副簧下置式少片簧滿足使用要求。

關(guān)鍵詞：副簧下置；少片簧；剛度；應(yīng)力；疲勞試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-7988（2018）12-29-03

Abstract： Take the design of a light truck after leaf spring as an example， this paper introduces the structure and characters of the secondary spring under-set little leaf srping， the load distribution， calculation of the stiffness and stress are calculated. After the fatigue test of the platform and the reliability test of the whole vehicle， the secondary spring under-set is used to meet the requirement of use.

Keywords： the secondary spring under_set； little leaf spring； stiffness； stress； fatigue test

CLC NO.： U467 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）12-29-03

前言

載貨車由于空滿載負(fù)荷變化大，因此常采用主副簧結(jié)構(gòu)，以獲得近似的等頻性。常規(guī)的主副簧結(jié)構(gòu)由于副簧作用長度短、板簧片數(shù)多，使得板簧剛度大、比應(yīng)力大，造成平順性差、板簧重量大等問題。

隨著整車輕量化及平順性的發(fā)展要求，副簧下置式少片簧開始出現(xiàn)在部分車型上，如輕型客車后板簧，奔馳輕卡后板簧。該類板簧結(jié)構(gòu)是將副簧置于主簧下面，取消了副簧支架，降低了重量。由于副簧作用長度增大，比應(yīng)力及剛度得以降低，可以獲得更長的疲勞壽命及更好的平順性。

1 副簧下置式少片簧結(jié)構(gòu)

如圖1所示為副簧下置式少片簧結(jié)構(gòu)，主簧采用兩片少片簧，副簧在主簧下方。輕載或空載時(shí)，僅主簧工作，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定載荷時(shí)，副簧開始接觸，與主簧共同作用。副簧兩端加橡膠墊能保證接觸柔和，在接觸時(shí)減少?zèng)_擊及噪聲。

2 副簧下置式少片簧設(shè)計(jì)計(jì)算

以某輕卡后懸架為例，進(jìn)行副簧下置式少片簧的設(shè)計(jì)計(jì)算。板簧設(shè)計(jì)載荷參數(shù)如表1所示。

2.1 主副簧剛度分配

2.3 線性變截面少片簧設(shè)計(jì)計(jì)算

如圖2所示的是縱截面為線性變化的少片變截面鋼板彈簧四分之一橢圓的幾何形狀，簧片根部AB段和端部CD段都是等厚區(qū)間段，厚度分別用w2和w1表示，簧片BC段是變截面區(qū)間段。

根據(jù)整車布置要求，取板簧作用長度為1300mm，板簧寬度為75mm。將上述公式編輯于excel中，經(jīng)過反復(fù)計(jì)算，最終確定板簧參數(shù)如表2。

3 副簧下置式少片簧與普通少片簧性能重量對(duì)比

同樣載荷下，按普通主副簧少片簧方案進(jìn)行了計(jì)算。表4是采用副簧下置少片簧與普通主副簧少片簧對(duì)比參數(shù)。

普通少片簧副簧由于作用長度只有850mm，只能選擇片厚較小，片數(shù)較多形式，最終確定為3片副簧結(jié)構(gòu)。同樣載荷小，普通副簧結(jié)構(gòu)的剛度、滿載應(yīng)力、比應(yīng)力、極限應(yīng)力均大于副簧下置式結(jié)構(gòu)。在重量方面，普通副簧結(jié)構(gòu)單側(cè)板簧重4kg，副簧支架重6kg，整個(gè)后懸架重20kg。

4 臺(tái)架試驗(yàn)及整車搭載可靠性試驗(yàn)

在設(shè)計(jì)完成后，制作了2套樣。第一套搭載整車，按照汽車耐久性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行5000km高強(qiáng)度可靠性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果板簧無裂紋，副簧橡膠墊塊完好。第二套按GB/T19844- 2005中要求進(jìn)行剛度試驗(yàn)。剛度試驗(yàn)結(jié)果如表3，主簧剛度誤差為4.1%，副簧剛度誤差為5.3%，誤差在10%要求范圍之內(nèi)。

做完剛度試驗(yàn)后，按GB/T19844-2005中要求進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)，臺(tái)架疲勞試驗(yàn)進(jìn)行到15萬次未斷裂，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國標(biāo)8萬次要求。

5 結(jié)論

副簧下置式少片簧由于取消了副簧支架，相對(duì)于普通副簧上置式少片簧結(jié)構(gòu)，懸架系統(tǒng)重量更輕。副簧作用長度增大，比應(yīng)力降低，極限應(yīng)力小，使得疲勞壽命得以提高，且較長的作用長度可以選用更少的板簧片數(shù)，使板簧重量降低。

將其應(yīng)用于輕卡，對(duì)于降重及提高懸架壽命有著重要影響。

參考文獻(xiàn)

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