少片变截面弹簧

我们知道,乘用车独立悬挂的弹性元件多用螺旋弹簧,非独立悬挂的弹性元件多用钢板弹簧。由于钢结构简单,使用可靠,钢板弹簧使用很广泛,例如一些越野车、皮卡或面包车。而大客车、货车则大多数是使用钢板弹簧。

顾名思义,钢板弹簧就是用钢板做弹簧,它又称为叶片弹簧。为了充分利用材料,钢板弹簧做成接近于应力梁的形式。它有两种类型,一种是等厚度,宽度呈现两端狭,中间宽。传统的多片迭成的钢板弹簧就是这一类型,这种钢板弹簧是由多片长度不等,宽度一样的钢片所迭成,现在的大客车、货车多数使用这种钢板弹簧。

另一种是等宽度,厚度呈现两端薄,中间厚。现在常见的少片钢板弹簧就是这一类型,少片钢板弹簧是指只有1~4片的变截面钢板弹簧,变截面钢板弹簧是指沿钢板长度方向中心较厚向两端逐渐变薄,或者片宽和片厚均渐变化的钢板弹簧。多用于轻型汽车,现在一些大中型客车也趋向于使用这一类钢板弹簧。

钢板弹簧的中部通过U型螺栓(又称骑马螺栓)固定在车桥上,两端的卷耳用销子铰接在车架的支架上。这样,通过钢板弹簧将车桥与车身连接起来,起到缓冲、减振、传力的作用。多片钢板弹簧的各片钢板迭加成倒三角形状,最上端的钢板最长,最下端的钢板最短,钢板的片数与支承汽车的重量和减震效果相关,钢板越多越厚越短,弹簧刚性就越大。但是,当钢板弹簧挠曲时,各片之间就会互相滑动摩擦产生噪声。摩擦还会引起弹簧变形,造成行驶不平顺。因此,在承载量不是很大的汽车上,就出现了少片钢板弹簧,以消除多片钢板弹簧的缺陷。

有些少片钢板弹簧仅用一片钢板弹簧,它与多片钢板弹簧相比除了减少噪声和不会摩擦外,还可以节省材料,减轻重量,便于布置,降低整车高度,具有良好的平顺性。

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。为了减轻重量和轧制工艺难度,近年出现了一种纤维增强塑料(FRP)代替钢板,可减小重量一半以上。这种纤维增强塑料是由玻璃纤维制成,用聚酯树脂聚合在一起。据计算一般的单片钢板弹簧每副重量约11~20公斤,而纤维增强塑料弹簧每副重量约4公斤左右,而且行驶平稳,噪声很低。

车汇通
2002年10月30日