[实用新型]用于汽车悬架的新型惯性元装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种惯容器装置，具体涉及一种用于汽车悬架的新型惯性元装置。

背景技术

在驾驶汽车的过程中，汽车平顺性和操纵稳定性是给予驾乘人员直接感受的两个非常关键的性能，而悬架作为底盘的核心部件之一深刻地影响着汽车的平顺性和操纵稳定性。目前悬架技术的发展已经比较成熟，但仍然存在一些问题。

传统的悬架主要为被动悬架，尽管各种悬架的结构形式有多种多样，但减振元件、弹性元件和导向机构是悬架的三个主要组成部分。这种传统悬架比较可靠，具有固定的弹簧刚度和减震器阻尼，但该种悬架汽车平顺性和操纵稳定性是一对矛盾，设计目标悬架需要对该矛盾进行折衷，因此悬架总体性能有限。随着电子和控制等技术的发展，出现了可以通过传感器感知车辆行驶状况，来控制可调节刚度的弹簧元件和阻尼元件以改善悬架性能的半主动悬架；以及在悬架中再加入作动器，可以实现更多的悬架性能调控的主动悬架。由于主动悬架成本高昂，结构复杂，可靠性不如被动悬架，而且控制的实现环节过多，导致可控悬架的实际效果常常有不理想的情况，因此一直未出现较好的主动或者半主动悬架大规模应用车辆的情况。

2001年Smith实用新型了惯性元(Inerter)机械装置，该元件的动态特性对应相似与电子网络中的电容元件，和弹簧元件对应相似于电阻元件以及阻尼元件对应相似于电感元件，共同实现了机械网络与电子网络的完全相似对应。故将该惯性元元件添加进传统的“弹簧—阻尼”悬架系统而构成新型的“惯性元—弹簧—阻尼(Inerter，Spring，Damper---ISD)”悬架系统，可以充分利用业已成熟的电子网络技术，拓展了悬架技术的发展空间，新的“惯性元—弹簧—阻尼”结构实现了悬架结构上的创新，该三种元件结构可以形式多样化，为研究提高悬架隔振性能开拓了广阔的空间。

目前惯性元主要分为平动型和转动型两类，常用平动型惯性元有4类型：齿轮齿条式惯性元、滚珠丝杠式惯性元、杠杆质量式惯性元和液压液力式惯性元。在汽车悬架隔振领域，实际惯性元特性与理想惯性元特性接近程度方面，齿轮齿条式惯性元属于第一代惯性元。该惯性元的优点是，结构易于设计，承载能力也较大；其缺点是齿轮啮合传动的摩擦力偏大和齿间存在间隙，因此齿轮齿条式惯性元高速运动时会出现相位的滞后等迟滞现象，还有齿轮传动冲击力和噪声过大。若将齿轮间和齿条的中心距调小以减小齿间间隙，则会进一步增大齿间传动的摩擦力。

目前，性能较好的第二代惯性元技术是滚珠丝杠式惯性元，申请号为2010240715.X中国专利公开了一种滚珠丝杠式惯容器力学性能的仿真方法，但是目前国内还没有滚珠丝杠式惯性元结构方面的专利。

实用新型内容

为克服上述技术中的不足，本实用新型的目的在于：提供一种用于汽车悬架的新型惯性元装置，运动摩擦力小，采用滚珠丝杠副，并通过预紧结构补偿滚珠丝杠副间隙，消除相位滞后、冲击及噪声问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

所述用于汽车悬架的新型惯性元装置，包括吊耳、丝杠、飞轮、端盖、滚珠丝杠副和行程室外壳，丝杠两端设为光滑结构，中间部分设置螺纹滚道，丝杠一端端部设置吊耳A，丝杠螺纹滚道部分伸入行程室外壳内部，行程室外壳一端为圆筒形，其端面固定端盖，另一端设为锥筒形，其端面设置吊耳B，吊耳B与行程室外壳为一体结构，行程室外壳设为圆筒形的部分固定滚珠丝杠副，滚珠丝杠副包括螺纹滚道、螺母A、螺母垫片和螺母B，螺母A和螺母B与螺纹滚道之间设置滚珠，螺母垫片设置在螺母A和螺母B之间，轴承A和轴承B分别设置在螺母A和螺母B外周，与行程室外壳内壁相接触，端盖中心设有与螺母A外径相同的通孔，螺母A一端穿过端盖固定飞轮，飞轮同时设置在丝杠上。

本实用新型实质为一种滚珠丝杠式惯性元，具体地说，是一种丝杠直线运动带动丝杠螺母旋转，进而带动飞轮旋转的滚珠丝杠式惯性元。当作用于吊耳A和吊耳B两端等大反向的作用力F时，A、B两点产生相对的直线运动，因此丝杠的直线运动可以带动螺母A、B旋转，从而驱动了安装在螺母A上的飞轮旋转。飞轮设置在端盖外，其形状和质量就不会受到传统结构中飞轮室的空间限制，设计比较灵活，另外，除飞轮外的旋转质量由螺母和轴承内圈两部分组成，相对于丝杠旋转质量更小，更接近理想惯性元装置。

在不考虑除飞轮外运动部件的质量和丝杠副的摩擦情况下，即理想的惯性元装置，有如下的动力学公式