悬架是汽车的车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力距，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并减少由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。

在客车，货车等大中型车上的钢板弹簧是由许多具有弹性、宽厚一致，而且长短不一的钢片（也有单一钢片）叠加所组成的整体，把车架与车桥用悬挂的形式连接在一起，起到减震、传递力矩及一定的承载作用，而在小型车如轿车上多见螺旋弹簧，具体也会根据悬架系统的不同有多种选择。不同的悬架系统配置，对终端用户的直接影响是驾车行驶时的平顺性、操稳性、乘坐舒适性。

 

卡车上直观可见的钢板弹簧

图片来源：https://www.streetmusclemag.com/tech-stories/chassis-safety/how-to-going-fast-with-leaf-spring-suspensions/

下面看几种不同的前后悬架：

 

麦弗逊式前悬架

扭力梁式后悬架

图片来源：http://nt.auto.sina.com.cn/xcpc-tc/2013-03-08/226-1962.html

随着复合材料应用的发展，从轻量化、材料替代、优化整体悬架系统设计、提升整车性能等多个各角度出发，复合材料板簧也越来越多地出现在我们视野中，并且在多个车型上有实际应用。

GFRP复合材料板簧（玻璃纤维增强塑料板簧）

图片来源：http://www.cficia.com/page64?article_id=109&brd=1

该复合材料板簧运用HP-RTM（高压树脂传递模塑成型）工艺，以玻璃纤维作为增强材料，聚氨酯（环氧树脂）作为树脂基体进行批量生产。由HRC旗下Engenuity负责设计开发，联合复合材料产业链上多家国际优秀企业共同开发的新一代玻璃纤维增强复合材料板弹簧。

GFRP复合材料板簧制造流程：

1. 织物裁切：采用自动裁切机将织物裁成预型尺寸；

2. 预型：通过机器人将裁切好的织物放入预型模中预型；

3. 入模：通过机器人将预型好的织物放入成型模具中；

4. 注胶成型：合模并向成型模具中注入树脂，并在一定压力和时间下使之成型固化；

5. 脱模：开模顶出制件，并用机器人将其放置于指定位置；

6. 去毛边：去除制件毛边；

7. 机加工：将制件放在工装上并通过CNC加工成特定造型；

8. 检验：100%全检后得到合格产品。

（部分工艺流程可做调整）

玻璃纤维织物

图片来源：https://www.vogel.com.cn/magazine_journal.html?id=13062

待去除制件毛边的半成品板簧

GFRP复合材料板簧基本信息如下：

材质：玻璃纤维+环氧树脂

尺寸：1150*170*100 mm

重量：2.0 KG

图片来源：KraussMaffei

GFRP复合材料板簧的优点：

• 本体质量大幅下降，比传统钢结构板簧轻60%以上；

•可设计性好，强度高，疲劳寿命长；

• 帮助悬架系统减少独立零部件数量，简化结构和装配流程；

•一模多腔设计，可大批量生产

车型应用

市场上已有多种车型使用了横置复合材料板簧设计的悬架系统，从上世纪的通用雪佛兰科威特C5开始到C7系列，前后悬架均采用横置复合材料板簧设计，沃尔沃从960系列开始尝试使用横置复合材料板簧，到如今的S90系列采用复合材料板簧后悬架。

雪佛兰科威特C5前后悬架使用GFRP复合材料板簧

图片来源：https://www.sohu.com/a/129323621_180520

 

沃尔沃S90后悬架上使用的GFRP复合材料板簧，可为后悬架系统减轻3公斤左右的重量，同时对轮拱空间的占用较小，利于车内空间布置。

图片来源：https://www.sohu.com/a/129323621_180520

沃尔沃XC60使用GFRP复合材料板簧

图片来源：https://www.pcauto.com.cn/tech/1195/11954256_all.html?ad=4221

 

沃尔沃S90使用GFRP复合材料板簧后悬架

图片来源：https://www.cfiafrp.com/news/show.php?itemid=4375

图片来源：KraussMaffei

这种横向的复合材料板簧设计，除了带来更轻的簧下质量，达到减重和性能提升的优点外，还为后车轮位置处的车身带来了更加扁平的空间布置，直接增加了乘员舱或者行李箱的空间。

图片来源：https://www.volvocars.com/zh-cn/cars/new-models/s90

参考资料：

1. 2018中国汽车工程学会年会论文集[M].《横置复合材料板簧悬架现状与趋势》

2. https://www.sohu.com/a/129323621_180520

3.https://baike.baidu.com/item/%E6%82%AC%E6%9E%B6/891999fr=aladdin