[實用新型]應用慣容器的車輛被動懸架結構

有效

• 申請號: 201320342174.7
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN203293845U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 陳龍;沈鈺杰;楊曉峰;汪若塵;袁朝春;黃晨
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G15/02
• 分類號: B60G15/02;B60G13/14
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本實用新型涉及一種車輛被動懸架結構,特指應用慣容器的車輛被動懸架結構。

背景技術

目前，主動懸架由于其耗能大、成本高等缺點使其未在車輛懸架系統中廣泛運用。中國專利201010189918.7提出了一種車輛主動懸架電磁作動器，但其結構復雜，成本較高，僅僅在理論上使得作動器運用在車輛懸架中成為可能，實驗效果有待商榷。半主動懸架的提出雖然可一定程度上緩解車輛操縱穩定性與乘坐舒適性的矛盾問題，但時滯的影響使得其可靠性降低。因此，傳統被動懸架結構仍然將是車輛懸架運用中的主流。充分挖掘被動懸架的潛能至關重要。“慣質”概念的提出完善了經典的機電比擬理論，慣容器裝置也逐漸地運用在隔振系統中，含有慣容器裝置的懸架結構應運而生。中國專利200810123830.8提出了一種兩級串聯式的被動懸架結構，其結構效果理論上在全頻率范圍內可提升懸架性能，但由于兩級串聯式未采用彈性元件的支撐保護，在簧上質量的壓力下其平衡位置可能會處于行程的極限位置，因此，實用性大大降低。

慣容器作為一種機械式被動元件，其解決了質量元件的單端點問題。當一對力作用于兩端點時，兩端點的加速度與力成一定比例，該比例值即為“慣質系數”。新機電比擬理論中指出，機械系統中慣容器、阻尼和彈簧元件，與電路系統中電容、電阻和電感元件存在著一一對應關系，如表1所示。

表1新機電比擬理論對照圖

因此，慣容器與電容一樣，均具有“通高頻，阻低頻”的特點。而彈簧元件與電感元件均具有“阻高頻，通低頻”的特點，將慣容器與彈簧元件綜合運用在車輛懸架系統中即可緩沖和衰減來自路面不平度各個頻率段的沖擊與振動。

發明內容

本實用新型主要解決的問題是：提出一種應用慣容器的車輛被動懸架結構，其結構的運用可有效提升懸架性能。

本實用新型采用的技術解決方案是：

應用慣容器的車輛被動懸架結構，阻尼器與副彈簧并聯后再與慣容器串聯成為兩級式結構，該兩級式結構與主彈簧并聯，該并聯結構位于簧上質量和簧下質量之間。

在傳統被動懸架彈簧與阻尼元件并聯的基礎上，與之串聯慣容器裝置便于做成一體式結構。慣容器具有“相位超前”、“通高頻，阻低頻”的特點。其與具有“通低頻，阻高頻”特點的彈簧元件相結合理論上即可緩沖和衰減全頻率范圍內來自路面不平度的振動與沖擊，提升懸架性能。

為避免慣容器初始位置處于行程極限位置而導致失效的可能，提出并聯主彈簧結構。慣容器與傳統被動懸架結構串聯而成的兩級式結構便于做成一體式，主彈簧的彈性力可有效起到支撐保護作用，使得慣容器的初始位置即為其工作的平衡位置，確保慣容器的有效工作。

其中，慣容器的實現形式有滾珠絲杠式、齒輪齒條式等。

本實用新型具有以下有益效果：

1、相比于傳統被動懸架，應用慣容器的車輛被動懸架結構中彈簧元件可緩沖和衰減高頻段的路面不平度沖擊，慣容器可緩沖和衰減低頻段的路面不平度沖擊。兩者的共同作用下使得全頻率范圍內路面不平度的沖擊得到有效的衰減，車輛平順性評價指標中車身加速度指標明顯改善，懸架動行程與輪胎動載荷指標也略有減小，乘坐舒適性顯著提高。

2、慣容器的內部屬于剛性傳動連接，如若出現工作位置超出許用位置時，慣容器將呈現很大的剛性，失去兩端點的特性的同時，也會對整體結構造成影響。相比于其他含有慣容器的懸架結構，本實用新型有效避免了慣容器初始位置處于行程極限位置引起失效的可能，安全性得到有效提升。

3、本實用新型的一體式及輕量化結構便于車輛懸架運用。

附圖說明

圖1為傳統被動結構示意圖；

圖2為應用慣容器的車輛被動懸架結構示意圖；

圖3為本實用新型懸架單輪模型圖。

圖中，1-阻尼器，2-副彈簧，3-慣容器，4-主彈簧，5-簧上質量，6-簧下質量，7-輪胎等效彈簧。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例做進一步說明。

圖3所示為本實用新型車輛單輪模型（二自由度1/4車體模型），其由阻尼器1、副彈簧2、慣容器3、主彈簧4、簧上質量5、簧下質量6、輪胎等效彈簧7組成。