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國內(nèi)鋼板彈簧行業(yè)在80年代末、90年代初隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而高速發(fā)展,到2004年國內(nèi)汽車生產(chǎn)量已達到507萬輛,粗略估計國內(nèi)汽車工業(yè)對懸架彈簧的年需求量約為450萬件,各主要彈簧配套廠也相應地按用戶的需求擴充自己的生產(chǎn)能力,現(xiàn)鋼板彈簧生產(chǎn)能力與市場需求相比處于供過于求的局面。汽車工業(yè)的快速發(fā)展,對彈簧產(chǎn)品種類的開發(fā)和技術進步有極其明顯的推動作用,國內(nèi)汽車工業(yè)對懸架彈簧的年需求量約為800萬件。
鋼板彈簧承受垂直載荷,成為懸架系統(tǒng)的彈性元件,這時候,就其彈性特征而言,可以分為線性和非線性兩大類。一般的汽車鋼板彈簧,如果沒有特殊的結構措施,其非線性程度非常小,可以看成是線性的,即負荷對變形呈線性變化,也就是剛度是常數(shù)。線性彈簧作為懸架系統(tǒng)的彈性元素,有兩方面的缺點。其一,當簧載重量變化后,系統(tǒng)的自振頻率發(fā)生變化。如果汽車空、滿載的符合差別很大,就很難保證各種載荷狀態(tài)下都得到良好的平順性。其二,線性彈簧在受到?jīng)_擊后,其動容量比非線性彈簧的要小,因而為吸收或釋放相同的能量就要有較大的變形,所以懸架的極限動行程就必須選得較大,一面懸架“擊穿”。
為克服上述的缺點,在汽車鋼板彈簧的懸架設計時往往采取某些措施,使系統(tǒng)呈現(xiàn)一定的非線性彈性特征,對于獨立懸架,可以靠合理選擇導向桿系的運動關系,使線性的彈性元件在車輪接地點上轉化為非線性的懸架彈性特性。此外,還可以用組合的方法構成復試彈簧,或加裝橡膠副簧及限位塊,以及其他的措施,使彈性元件本身呈現(xiàn)一定的非線性特性。從理論上將,只要是為幅振動,就可以用次切距來計算自振幅率。這樣,為保證載荷變化時自振頻率保持不變,可以導出“等頻”的彈性特征。