[實(shí)用新型]用于汽車懸架的新型慣性元裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420456163.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN203979307U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡悅;李衛(wèi)民;潘云龍;王進(jìn);徐回;相臣;張海寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)寧中科先進(jìn)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): F16H25/22
• 分類號(hào): F16H25/22;B60G15/00
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種慣容器裝置，具體涉及一種用于汽車懸架的新型慣性元裝置。

背景技術(shù)

在駕駛汽車的過程中，汽車平順性和操縱穩(wěn)定性是給予駕乘人員直接感受的兩個(gè)非常關(guān)鍵的性能，而懸架作為底盤的核心部件之一深刻地影響著汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。目前懸架技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，但仍然存在一些問題。

傳統(tǒng)的懸架主要為被動(dòng)懸架，盡管各種懸架的結(jié)構(gòu)形式有多種多樣，但減振元件、彈性元件和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是懸架的三個(gè)主要組成部分。這種傳統(tǒng)懸架比較可靠，具有固定的彈簧剛度和減震器阻尼，但該種懸架汽車平順性和操縱穩(wěn)定性是一對(duì)矛盾，設(shè)計(jì)目標(biāo)懸架需要對(duì)該矛盾進(jìn)行折衷，因此懸架總體性能有限。隨著電子和控制等技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了可以通過傳感器感知車輛行駛狀況，來控制可調(diào)節(jié)剛度的彈簧元件和阻尼元件以改善懸架性能的半主動(dòng)懸架；以及在懸架中再加入作動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)更多的懸架性能調(diào)控的主動(dòng)懸架。由于主動(dòng)懸架成本高昂，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性不如被動(dòng)懸架，而且控制的實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)過多，導(dǎo)致可控懸架的實(shí)際效果常常有不理想的情況，因此一直未出現(xiàn)較好的主動(dòng)或者半主動(dòng)懸架大規(guī)模應(yīng)用車輛的情況。

2001年Smith實(shí)用新型了慣性元(Inerter)機(jī)械裝置，該元件的動(dòng)態(tài)特性對(duì)應(yīng)相似與電子網(wǎng)絡(luò)中的電容元件，和彈簧元件對(duì)應(yīng)相似于電阻元件以及阻尼元件對(duì)應(yīng)相似于電感元件，共同實(shí)現(xiàn)了機(jī)械網(wǎng)絡(luò)與電子網(wǎng)絡(luò)的完全相似對(duì)應(yīng)。故將該慣性元元件添加進(jìn)傳統(tǒng)的“彈簧—阻尼”懸架系統(tǒng)而構(gòu)成新型的“慣性元—彈簧—阻尼(Inerter，Spring，Damper---ISD)”懸架系統(tǒng)，可以充分利用業(yè)已成熟的電子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，拓展了懸架技術(shù)的發(fā)展空間，新的“慣性元—彈簧—阻尼”結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了懸架結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，該三種元件結(jié)構(gòu)可以形式多樣化，為研究提高懸架隔振性能開拓了廣闊的空間。

目前慣性元主要分為平動(dòng)型和轉(zhuǎn)動(dòng)型兩類，常用平動(dòng)型慣性元有4類型：齒輪齒條式慣性元、滾珠絲杠式慣性元、杠桿質(zhì)量式慣性元和液壓液力式慣性元。在汽車懸架隔振領(lǐng)域，實(shí)際慣性元特性與理想慣性元特性接近程度方面，齒輪齒條式慣性元屬于第一代慣性元。該慣性元的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)易于設(shè)計(jì)，承載能力也較大；其缺點(diǎn)是齒輪嚙合傳動(dòng)的摩擦力偏大和齒間存在間隙，因此齒輪齒條式慣性元高速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)相位的滯后等遲滯現(xiàn)象，還有齒輪傳動(dòng)沖擊力和噪聲過大。若將齒輪間和齒條的中心距調(diào)小以減小齒間間隙，則會(huì)進(jìn)一步增大齒間傳動(dòng)的摩擦力。

目前，性能較好的第二代慣性元技術(shù)是滾珠絲杠式慣性元，申請(qǐng)?zhí)枮?010240715.X中國專利公開了一種滾珠絲杠式慣容器力學(xué)性能的仿真方法，但是目前國內(nèi)還沒有滾珠絲杠式慣性元結(jié)構(gòu)方面的專利。

實(shí)用新型內(nèi)容

為克服上述技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型的目的在于：提供一種用于汽車懸架的新型慣性元裝置，運(yùn)動(dòng)摩擦力小，采用滾珠絲杠副，并通過預(yù)緊結(jié)構(gòu)補(bǔ)償滾珠絲杠副間隙，消除相位滯后、沖擊及噪聲問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

所述用于汽車懸架的新型慣性元裝置，包括吊耳、絲杠、飛輪、端蓋、滾珠絲杠副和行程室外殼，絲杠兩端設(shè)為光滑結(jié)構(gòu)，中間部分設(shè)置螺紋滾道，絲杠一端端部設(shè)置吊耳A，絲杠螺紋滾道部分伸入行程室外殼內(nèi)部，行程室外殼一端為圓筒形，其端面固定端蓋，另一端設(shè)為錐筒形，其端面設(shè)置吊耳B，吊耳B與行程室外殼為一體結(jié)構(gòu)，行程室外殼設(shè)為圓筒形的部分固定滾珠絲杠副，滾珠絲杠副包括螺紋滾道、螺母A、螺母墊片和螺母B，螺母A和螺母B與螺紋滾道之間設(shè)置滾珠，螺母墊片設(shè)置在螺母A和螺母B之間，軸承A和軸承B分別設(shè)置在螺母A和螺母B外周，與行程室外殼內(nèi)壁相接觸，端蓋中心設(shè)有與螺母A外徑相同的通孔，螺母A一端穿過端蓋固定飛輪，飛輪同時(shí)設(shè)置在絲杠上。

本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)為一種滾珠絲杠式慣性元，具體地說，是一種絲杠直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠螺母旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)的滾珠絲杠式慣性元。當(dāng)作用于吊耳A和吊耳B兩端等大反向的作用力F時(shí)，A、B兩點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)的直線運(yùn)動(dòng)，因此絲杠的直線運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)螺母A、B旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)了安裝在螺母A上的飛輪旋轉(zhuǎn)。飛輪設(shè)置在端蓋外，其形狀和質(zhì)量就不會(huì)受到傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中飛輪室的空間限制，設(shè)計(jì)比較靈活，另外，除飛輪外的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量由螺母和軸承內(nèi)圈兩部分組成，相對(duì)于絲杠旋轉(zhuǎn)質(zhì)量更小，更接近理想慣性元裝置。

在不考慮除飛輪外運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量和絲杠副的摩擦情況下，即理想的慣性元裝置，有如下的動(dòng)力學(xué)公式