[發明專利]帶并聯彈簧的慣性質量蓄能式減振裝置

無效

• 申請號: 201310422410.0
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103470675A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 杜甫;毛明;陳軼杰;王亞軍;張亞峰;劉翼;雷強順
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: F16F13/00
• 分類號: F16F13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及減振和隔振技術領域，具體指由慣性質量蓄能器、彈簧和阻尼器構成的減振裝置。

背景技術

減振裝置的主要功能是改善懸上質量的振動特性，在執行該功能的同時，還必須將減振裝置工作空間控制在允許的范圍內。傳統被動減振裝置由彈簧和阻尼器并聯，這種結構形式自確定至今已有百年歷史，一直沒有突破性進展。在傳統被動減振裝置中，一方面，采用較軟的彈簧可獲得較好的振動特性，另一方面，振動特性卻總是以犧牲減振裝置工作空間為代價的。為緩解這一矛盾，出現了主動和半主動減振裝置。主動減振裝置由于結構復雜、可靠性差、響應慢、能耗高、成本高，其研究僅僅停留在理論階段。半主動減振裝置能耗低，但時滯問題的存在限制了其性能的發揮，且商品化尚需較長時間。被動減振裝置結構簡單、成本低廉、功能可靠，在現階段仍然具有較高的研究意義和工程價值。

機械系統的減振裝置和電學系統的濾波電路具有相似性，功能都是衰減輸入信號中的有害頻率。慣性質量蓄能器就是基于機電系統的相似性而引入的一種與電容器完全相似對應的機械元件。它的出現使得機械減振系統的力學元件和濾波電路的電學元件能夠完美對應，從而使被動隔振裝置的結構形式像濾波電路一樣具有多樣性。

中國專利200810123830.8公開了一種慣性質量蓄能式懸架結構。由慣性質量蓄能器和阻尼器并聯，彈簧和另一個阻尼器并聯，然后將兩并聯機構串聯。理論上，這種懸架能有效緩解乘坐舒適性與行駛安全性之間的矛盾，然而在實際應用過程中，慣性質量蓄能器和阻尼器的并聯體，在車體重力作用下很容易因“擊穿”而失效，失效后的減振性能與傳統隔振裝置并無差別，而且失效瞬間會產生較大的沖擊。為了解決慣性質量蓄能器和阻尼器的并聯體因“擊穿”而失效的問題，中國專利201010281331.9對上述結構進行了改進，在慣性質量蓄能器和阻尼器的并聯體兩端并聯了一個彈簧，有效解決了“擊穿”失效問題，但是，并聯彈簧使減振效能有所下降，而且結構比較復雜，安裝布置困難，只要其中一級并聯體失效，整個裝置將無法正常工作。

隨著工業技術的飛速發展，振源強度不斷提高，然而對振動的限制卻越來越嚴格，而且低碳、環保、節能成為了當今科技發展的趨勢。傳統被動減振裝置已歷經了百年的發展，理論成熟，性能可靠，成本低廉，慣性質量蓄能器的出現，使被動減振具有了更大的發展潛力。因此，工程上迫切需要一種性能優越，而且可以充分利用傳統隔振裝置成熟技術的新型被動減振裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：在彈簧和阻尼器并聯的傳統減振裝置基礎上，增加慣性質量蓄能器，在減振裝置工作空間不變的前提下，最大限度的改善懸上質量的振動特性，而且能夠充分利用傳統被動減振裝置已有的成熟理論和生產工藝。

本發明解決該技術問題采用的技術方案是：彈簧A和阻尼器A并聯組成傳統隔振體，慣性質量蓄能器和彈簧C并聯，再與彈簧B串聯組成新型隔振體，傳統隔振體和新型隔振體并聯組成帶并聯彈簧的慣性質量蓄能式減振裝置。

本發明具體技術方案包括傳統隔振體和新型隔振體。

傳統隔振體包括彈簧A和阻尼器A，彈簧A和阻尼器A兩者并聯。新型隔振體包括慣性質量蓄能器、彈簧B和彈簧C，慣性質量蓄能器先與彈簧C并聯，慣性質量蓄能器和彈簧C的并聯體再與彈簧B串聯。傳統隔振體與新型隔振體并聯組成帶并聯彈簧的慣性質量蓄能式減振裝置。

與傳統被動減振裝置相比，本發明的有益效果是：

1、慣性蓄能式減振裝置能夠抑制系統的共振，尤其是在低頻部分。

2、慣性蓄能式減振裝置能緩解懸上質量振動特性和工作空間之間的矛盾，懸上質量振動特性有明顯改善，但是減振裝置工作行程沒有增加。

上述兩個優勢決定了該減振裝置在性能上明顯優于傳統減振裝置，此外，該裝置結構簡緊湊，不需要復雜的控制器、控制策略和電子元器件，不需要能量輸入，成本低，可靠性高。

附圖說明

圖1為傳統被動減振裝置結構示意圖

圖2為帶并聯彈簧的慣性質量蓄能式減振裝置結構示意圖

圖3為二自由度隔振系統模型圖

圖4為采用圖2所示的帶并聯彈簧的慣性質量蓄能式減振裝置作為圖3所示的第二級隔振裝置，與采用圖1所示的傳統減振裝置作為圖3所示的第二級隔振裝置時，懸上質量加速度和減振裝置工作行程的幅頻特性對比示意圖

圖中，1-彈簧A2-阻尼器A3-傳統隔振體4-新型隔振體5-彈簧B6-慣性質量蓄能器7-彈簧C8-懸上質量9-第二級減振裝置10-懸下質量11-第一級減振裝置12-外界激勵

具體實施方式