[发明专利]惯性质量蓄能式车辆悬架

说明书

技术领域

本发明涉及涉及车辆悬架技术领域，特指采用了惯性质量蓄能器的车辆悬架。

背景技术

悬架的功能主要是保证良好的乘坐舒适和稳定的轮胎载荷，除此之外，悬架在执行该功能的同时，还必须将悬架行程控制在允许的范围内。传统被动悬架由弹簧和阻尼器组成，一方面，采用软的弹簧可获得较好的乘坐舒适性，而另一方面，高的乘坐舒适性却总是以牺牲悬架工作空间为代价，同时也会对行驶安全性产生不良影响，这一矛盾是悬架设计者所面临的一个难题。

中国专利200810123830.8公开了一种应用惯性蓄能器的车辆悬架，包括由惯性质量蓄能器和阻尼器组成的并联体，以及由弹簧和阻尼器组成的并联体，两个并联体串联形成两级隔振式车辆悬架，理论上，这种悬架能有效缓解乘坐舒适性与行驶安全性之间的矛盾，然而在实际应用过程中，惯性质量蓄能器和阻尼器的并联体，在车身重力的作用下很容易因被“击穿”而失效，失效后的悬架与传统被动悬架的性能并无区别，因此必须解决惯性质量蓄能器和阻尼器的并联体因“击穿”而失效的问题，该悬架才有实用价值。

德国专利DE000019958178C1公开的一种车辆悬架，采用弹簧和质量块以吸振子的形式来吸收车身振动能量，但采用这种形式吸收车身振动能量需要较重的质量块，大大增加了悬架部分的重量，相当于增加了簧下质量的重量，势必会造成轮胎动载荷的增加，恶化车辆的行驶安全性，此外，由于该悬架采用了两级串联的形式使得悬架过高，布置比较困难。

近年来发展起来的主动和半主动悬架虽然能有效地缓解乘坐舒适性与行驶安全性的矛盾，但主动悬架由于结构复杂、可靠性差、响应慢、能耗高、成本高，大规模应用仍有困难；半主动悬架虽然能耗低，但时滞问题的存在限制了其性能的发挥。惯性质量蓄能器的引入，使得被动悬架性能的改善具有了更大的潜力，而低碳、环保、节约能源的科技发展趋势，使得被动悬架重新回到了人们的视野，对被动悬架的研究又重新受到重视。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服惯性质量蓄能器在车身重力作用下容易被“击穿”的技术缺点，解决两级串联悬架过高、难布置的技术问题，提供一种能够协调乘坐舒适性与行驶安全性之间矛盾的车辆悬架。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：将弹簧A、阻尼器A和惯性质量蓄能器并联连接组成车身隔振体，将弹簧B和阻尼器B并联连接构成车轮隔振体，再将车身隔振体和车轮隔振体串联连接组成惯性质量蓄能式车辆悬架，通过车身隔振体来抑制车身垂直加速度的低频(车身固有频率)峰值，通过车轮隔振体来抑制轮胎动载荷的高频(车轮固有频率)峰值，从而达到协调乘坐舒适性与行驶安全性之间矛盾的目的。

本发明具体技术方案为，包括车身隔振体和车轮隔振体。

车身隔振体包括弹簧A、阻尼器A和惯性质量蓄能器，弹簧A为螺旋压缩弹簧，阻尼器A为筒式液压阻尼器，惯性质量蓄能器为滚珠丝杆惯性质量蓄能器，弹簧A、阻尼器A和惯性质量蓄能器三者并联连接构成了车身隔振体，车身隔振体的上端与车身铰接。

惯性质量蓄能器包括吊耳A、行程室、螺母、丝杠、橡胶防尘罩、丝杠支撑座、飞轮、飞轮室和吊耳B。丝杠包括光杆部分和螺纹滚道部分；飞轮固定于丝杠的光杆部分，丝杠的轴线是飞轮的旋转轴；丝杠支撑座内安装有轴承，轴承外圈与丝杠支撑座的内孔配合，轴承内圈与丝杠靠近滚道一侧的光杆部分配合，以保证丝杠相对于丝杠支撑座旋转时，丝杠支撑座对丝杠在轴向和径向上的位置保持不变；螺母同丝杠上的螺纹滚道相啮合；行程室为一端开口一端封闭的长筒状，开口端固套在螺母的外圆上，以保证行程室与螺母同轴，封闭端与吊耳A的螺杆部分相连；飞轮室也为一端开口一端封闭的长筒状，开口端固套在丝杠支撑座的外圆上，以保证飞轮室与丝杠支撑座同轴，封闭端与吊耳B的螺杆部分相连；橡胶防尘罩为风琴式防尘罩，一端套装于行程室外筒，另一端套装于飞轮室外筒；吊耳A和吊耳B的螺杆部分，分别与行程室和飞轮室封闭端中心孔上的螺纹相旋合，以保证两吊耳中心点在丝杠轴线上。

车轮隔振体包括弹簧B和阻尼器B，还包括摆杆和空心铰链轴。

弹簧B为扭转弹簧，阻尼器B为扭转阻尼器包括外筒和扭力轴，弹簧B套装在阻尼器B的扭力轴上且与扭力轴同轴，弹簧B的一端与扭力轴远离阻尼器B的一端相连。

空心铰链轴为钢质圆形薄壁回转体，长度大于直径，内圆与阻尼器B的扭力轴配合，外圆与设在悬架横梁端部的铰链轴孔配合，空心铰链轴一端与阻尼器B的外筒相连，另一端与弹簧B的一端相连，空心铰链轴与弹簧B相连端的外圆还与摆臂相连，摆臂垂直于空心铰链轴的轴线，并绕此轴线摆动。