[发明专利]一种包含惯质系数可变的滑块连杆式惯容器的ISD悬架系统

说明书

本发明公开了一种惯质系数可变的滑块连杆式惯容器的ISD悬架系统,包括弹簧、阻尼、惯容器；弹簧、阻尼、惯容器并联后的上端与簧上质量连接，下端与簧下质量连接；所述簧下质量的下端通过轮胎等效弹簧与路面激励连接；惯容器通过飞轮配合安装在飞轮轴；滑块连杆一端与飞轮边缘铰链连接，另一端与飞轮轴铰链链接；滑块连杆上套装有滑块；滑块通过铰链与导向杆链接；导向杆位于飞轮室内的导向槽，导向杆仅做垂直方向运动并同时带动滑块在滑块连杆上光滑滑动。所述滑块连杆式惯容器内的滑块连杆的转动范围仅在导向杆所在的半侧，能够有效减轻了惯容器的整体质量，使惯容器在工作过程中惯质系数可变。

技术领域

本发明属于车辆悬架领域，尤其涉及一种包含惯质系数可变的滑块连杆式惯容器的ISD悬架系统。

背景技术

机电一体化是如今工程领域一个重要的发展方向。机械与电子系统之间的存在着对应关系，其中一种为“力流-电流”对应，即机械系统中的质量、阻尼和弹簧分别与电子系统中的电容、电阻和电感对应。电子系统中的元件都有两个自由的端点，但是与之对应的机械系统中，质量元件只是一个单端点元件，不能与电容严格对应，从而大大限制了机电一体化理论的应用与发展。

剑桥大学学者SMITH于2000年发明了惯容器并设计了滚珠丝杆式惯容器和齿轮齿条式惯容器。惯容器概念的提出使得机械系统中出现了能够与电子系统中的电容严格对应的元件，从而完善了机电一体化理论。之后，惯容器被应用于F1方程式赛车中并极大地改善了赛车轮胎的接地性。特别是惯容器在低频段改善振动的特点，使之在各领域得到了广泛的关注和应用，包括汽车悬架系统、车辆转向系统、火车悬架系统以及建筑隔振系统等。

在车辆悬架系统领域，已有多种惯容器应用于其中；此类悬架系统一般包含惯容器(Inerter)-弹簧(Spring)-阻尼(Damper)三种元件，简称ISD悬架。常见的应用于车辆悬架系统的惯容器包括齿轮齿条惯容器，滚珠丝杠惯容器，扭转式惯容器，液压泵式惯容器，液压活塞式惯容器和液力式惯容器等。

在车辆ISD悬架系统中，惯容器是重要的元件之一，其动力学方程为其中F表示施加在两端点上的力，b表示惯质系数(其单位为kg)，和表示两端点的加速度。不同的惯容器拥有不同惯质系数b，并且决定其惯质系数的参数也不相同，因此对于不同的惯容器，其惯质系数的表达式也不尽相同。

在现有的车辆ISD悬架系统中，最常用的机械式惯容器是齿轮齿条式惯容器和滚珠丝杠式惯容器。但是装配这两种惯容器的ISD悬架在工作过程中均存在背隙问题，即在换向的短暂过程中惯容器的各部件之间不能有效接触，从而导致在高速旋转换向时产生迟滞现象和相位的滞后。同时，在应用过程中，由于机械式惯容器采用均质飞轮，惯容器的自身重量较大从而使得ISD悬架的整体质量上升，并且其惯容器一经设计惯质系数b不可变，不能适应不同的驾驶工况。

发明内容

本发明根据现有技术的不足与缺陷，提出了一种包含惯质系数可变的滑块连杆式惯容器的ISD悬架系统，目的在于解决现有技术中惯质系数b不可变，不能适应不同的驾驶工况的问题。

一种惯质系数可变的滑块连杆式惯容器的ISD悬架系统,包括弹簧、阻尼、惯容器；所述弹簧、阻尼、惯容器并联后的上端与簧上质量连接，下端与簧下质量连接；所述簧下质量的下端通过轮胎等效弹簧与路面激励连接；

所述惯容器包括飞轮、导向杆、滑块、滑块连杆、飞轮室和飞轮轴；所述飞轮配合安装在飞轮轴；所述滑块连杆一端与飞轮边缘铰链连接，另一端与飞轮轴铰链链接；所述滑块连杆上套装有滑块；所述滑块通过铰链与导向杆链接；所述导向杆位于飞轮室内的导向槽。该导向槽与飞轮轴轴心线的距离为一定值，导向杆仅做垂直方向运动并同时带动滑块在滑块连杆上光滑滑动。所述滑块连杆式惯容器内的滑块连杆的转动范围仅在导向杆所在的半侧。

进一步，所述飞轮室上端设有上吊耳；所述导向杆下端设有下吊耳；上吊耳与下吊耳分别与ISD悬架系统中的簧上质量和簧下质量连接。