一种车用螺旋弹簧和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种车用螺旋弹簧和具有其的车辆。

背景技术

现有的大多数重型特种车辆独立悬架系统多采用等刚度螺旋弹簧作为弹性元件，但等刚度螺旋弹簧存在刚度值不可变的缺陷。重型车辆从空载到满载状态变化过程中，载质量变化较大，如果采用等刚度的悬架弹簧，整车难以兼顾空载和满载偏频都处在较好的状态。例如，在轻载状态下，偏频过大，将导致货物损坏，人员乘坐不舒适。一般情况下，为提高车辆的行驶平顺性，会采用刚度较小的弹簧，但使用小刚度螺旋弹簧后，车辆的操控性能会大幅降低。

在专利CN201620632388.1中，发明者采用变节距螺旋弹簧技术，螺旋弹簧分为节距不同的三个部分，即左右两端节距小的部分和中间节距大的部分，弹簧在压缩过程中节距小的部分先并圈，但仅通过节距变化，实现弹簧刚度变化，弹簧刚度变化范围小，在车辆空载时，仍然存在悬架刚度偏大，车辆偏频较大的问题；此外，悬架弹簧垂向高度较大，占用较大的垂向空间，不利于车辆布置。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题悬架弹簧刚度变化范围小，在车辆空载时，悬架刚度偏大，车辆偏频较大；悬架弹簧垂向高度较大，占用较大的垂向空间，不利于车辆布置。

有鉴于此，本发明提供一种车用螺旋弹簧。

本发明还提供一种具有上述车用螺旋弹簧的车辆。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明实施例的车用螺旋弹簧，包括：

主弹簧段，所述主弹簧段为等丝径且等节距弹簧段；

副弹簧段，所述副弹簧段的丝径自一端向另一端逐渐增大且另一端的丝径等于所述主弹簧段的丝径，所述副弹簧段的节距自一端向另一端逐渐增大且另一端的节距小于所述主弹簧段的节距，所述副弹簧段的另一端与所述主弹簧段的一端相连。

根据本发明实施例的车用螺旋弹簧还可以具有以下技术特征：

进一步地，所述副弹簧段的圈数小于等于3.5圈。

进一步地，所述副弹簧段包括：

一圈第一弹簧段，所述第一弹簧段的丝径自一端向另一端逐渐增大且另一端的丝径等于所述主弹簧段的丝径，所述第一弹簧段节距小于所述主弹簧段节距且另一端与所述主弹簧段的一端相连；

一圈第二弹簧段，所述第二弹簧段的丝径自一端向另一端逐渐增大且另一端的丝径等于所述第一弹簧段的丝径，所述第二弹簧段的节距小于所述第一弹簧段的节距且另一端与所述第一弹簧段的一端相连。

进一步地，所述副弹簧段的最小丝径不小于26mm。

进一步地，所述主弹簧段的另一端和所述副弹簧段的一端分别磨平成支撑圈，所述支撑圈的圈数为1/2圈～3/4圈。

进一步地，所述支撑圈的最小厚度不小于6mm。

进一步地，所述主弹簧段和所述副弹簧段经过表面强化喷丸处理。

进一步地，所述主弹簧段和所述副弹簧段表面喷涂热固性环氧树脂。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括上述实施例所述的车用螺旋弹簧。

本发明的上述技术方案至少具有以下技术效果：

根据本发明实施例的车用螺旋弹簧，通过等内径、变丝径、变节距的结构设计，能够实现变刚度特性，进而达到布置空间小、兼顾车辆乘坐舒适性和操控稳定性的目的。

附图说明

图1为根据本发明实施例的车用螺旋弹簧的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的车用螺旋弹簧的俯视图；

图3为根据本发明实施例的车用螺旋弹簧的上支撑圈的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的车用螺旋弹簧的下支撑圈的结构示意图。

附图标记

车用螺旋弹簧100；主弹簧段10；下支撑圈11；副弹簧段20；第一弹簧段21；第二弹簧段22；上支撑圈23。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的车用螺旋弹簧100。

根据本发明实施例的车用螺旋弹簧100包括主弹簧段10和副弹簧段20。

具体地，主弹簧段10为等丝径且等节距弹簧段，副弹簧段20的丝径自一端向另一端逐渐增大且另一端的丝径等于主弹簧段10的丝径，副弹簧段20的节距自一端向另一端逐渐增大且另一端的节距小于主弹簧段10的节距，副弹簧段20的另一端与主弹簧段10的一端相连。

换言之，如图1所示，车用螺旋弹簧100包括等丝径(弹簧丝直径)的主弹簧段10和丝径渐变的副弹簧段20，使用时，副弹簧段20位于主弹簧段10的上方，副弹簧段20的丝径自一端逐渐增大，在副弹簧段20与主弹簧段10的相连处，副弹簧段20的丝径小于主弹簧段10的丝径。此外，副弹簧段20的节距随着丝径的增大也逐渐增大，直至副弹簧段20与主弹簧段10的相连处，副弹簧段20节距小于主弹簧段10节距。需要说明的是，如图2所示，主弹簧段10的内径与副弹簧段20的内径基本相等以便于安装在车辆上，也便于加工。车用螺旋弹簧100在压缩过程中节距小的部分先并圈，车用螺旋弹簧100在压缩过程中刚度不断增加，当车辆负载较小时，车用螺旋弹簧100刚度较软，悬架系统行程较大，驾乘人员能够获得良好的驾乘舒适性；当车辆负载较大时，车用螺旋弹簧100刚度变硬，悬架系统行程变小，车辆的操控稳定性得到保证。该车用螺旋弹簧100可应用于几十吨重载车型，普通变刚度螺旋弹簧根本无法适用。

由此，根据本发明实施例的车用螺旋弹簧100，通过等内径、变丝径、变节距的结构设计，能够实现变刚度特性，进而达到布置空间小、兼顾车辆乘坐舒适性和操控稳定性的目的。

根据本发明的一个实施例，副弹簧段20的圈数小于等于3.5圈。整体缩短车用螺旋弹簧100的长度，便于车内布置安装。

在本发明的一个实施例中，副弹簧段20包括一圈第一弹簧段21和一圈第二弹簧段22，第一弹簧段21的丝径自一端向另一端逐渐增大且另一端的丝径等于主弹簧段10的丝径，第一弹簧段21节距小于主弹簧段10节距且另一端与主弹簧段10的一端相连；第二弹簧段22的丝径自一端向另一端逐渐增大且另一端的丝径小于第一弹簧段21的丝径，第二弹簧段22的节距小于第一弹簧段21的节距且另一端与第一弹簧段21的一端相连。

也就是说，车用螺旋弹簧100主要由丝径和节距都逐渐变化的一圈第一弹簧段21、一圈第二弹簧段22以及丝径和节距都不变的若干圈主弹簧段10组成，由此可以在满足刚度可变的同时，节约车用螺旋弹簧100垂直方向的布置空间，方便整车布置。

根据本发明的一个实施例，副弹簧段20的最小丝径不小于26mm。

在本发明的一个实施例中，主弹簧段10的另一端和副弹簧段20的一端分别磨平成支撑圈，支撑圈的圈数为1/2圈～3/4圈。

具体而言，如图2和图3所示，车用螺旋弹簧100的上下端采用磨平工艺，将车用螺旋弹簧100顶部和底部的圈磨平并紧形成上支撑圈23和下支撑圈11，上支撑圈23和下支撑圈11的长度可以为1/2圈，或3/5圈，3/4圈等。例如，实施例一、上支撑圈23的长度为1/2圈，下支撑圈11的长度分别为1/2圈；实施例二、上支撑圈23的长度为3/5圈，下支撑圈11的长度分别为3/5圈；实施例三、上支撑圈23的长度为3/4圈，下支撑圈11的长度分别为3/4圈。

在本发明的一个实施例中，支撑圈的最小厚度不小于6mm，支撑圈只起到安装固定的作用，不起弹性作用。

进一步地，主弹簧段10和副弹簧段20经过表面强化喷丸处理，覆盖率不应低于96％，表面残余压应力不应小于400MPa。

优选地，主弹簧段10和副弹簧段20表面喷涂黑色(或其它颜色)热固性环氧树脂，以提高弹簧丝耐腐蚀能力。

需要说明的是，车用螺旋弹簧100采用油淬火-回火弹簧钢丝作为原材料，并经过精车边丝径段、涡流探伤等工艺确保原材料无缺陷，加工过程中将弹簧钢丝绕在等直径的芯轴上，待弹簧丝冷却定型后，抽离芯轴以形成螺旋弹簧，螺旋弹簧成型后经3次强压处理，使弹簧丝表面产生与工作应力反向的负剩余应力，弹簧丝心部产生正剩余应力，从而提高弹簧的承载能力。

总而言之，根据本发明实施例的车用螺旋弹簧100，通过等内径、变丝径、变螺距的结构设计，能够实现变刚度特性，进而达到布置空间小、兼顾车辆乘坐舒适性和操控稳定性的目的。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例的车用螺旋弹簧100，由于根据本发明上述实施例的车用螺旋弹簧100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即能够达到布置空间小、兼顾车辆乘坐舒适性和操控稳定性的目的。

根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。