[发明专利]一种惯质系数多级可调的油气ISD悬架

说明书

本发明涉及一种惯质系数多级可调的油气ISD悬架，包括液压缸、ECU、蓄能器、螺旋管集束、传感器、通断控制阀系统。本发明中六个螺旋管对应的截止阀可以独立地通断以形成多个组合来改变整个惯容装置的惯质系数，并且ECU根据信号进行分析，自动选择所需的惯质系数以及所需通断的截止阀，并发送命令给对应截止阀上的执行器，执行器收到指令后完成对截止阀的通断。当路况恶劣，车辆振动较为剧烈时，可以主动将惯质系数调大，从而获得较大的惯性力来抑制振动，当路况良好，车辆行驶较为平稳时，可以关闭部分截止阀，使惯容装置、悬架刚度和减震器阻尼相匹配，使悬架处于最佳工作状态，提高车辆舒适性和稳定性。

技术领域

本发明属于油气悬架减振技术领域，具体涉及一种惯质系数多级可调的油气ISD悬架。

背景技术

在工业领域机电一体化的发展潮流之下，机电相似理论得到了广泛的研究。在传统理论关于机械与电子的对应关系中，不管质量元件对应电感还是电容，都是不完全正确的，因为在电子网络中，电感、电阻、电容都具有两个自由、独立的端点，而质量元件并不是一个两端元件，它的一端必须机械接地，这使得机械网络无法与电子网络严格地对应起来，使得电子网络的大量理论与方法无法运用于网络中，极大地阻碍了人们对机电系统的研究。2004年剑桥大学的SMITH教授提出了惯容器的概念，并发明了齿轮齿条式惯容器和滚珠丝杠式惯容器，使机械网络与电子网络能够严格对应起来，即惯容器、阻尼、弹簧分别与电容、电阻、电感对应，促进了机械网络的发展。同年，SMITH团队首次将惯容器应用于车辆悬架，构建了几种“惯容-弹簧-阻尼”(ISD)悬架，实验表明ISD悬架能有效改善车辆乘坐舒适性。中国专利公开了一种应用惯容器的车辆ISD悬架，在车轮动载荷与悬架动行程不增加的情况下，提高乘坐舒适性。但是传统ISD悬架一经设计，其惯质系数不可改变，在主动与半主动悬架的研究中，车辆需要根据具体工况调整悬架性能，传统惯容器难以满足这一要求，惯质系数可变的ISD悬架需要进一步研究。

此外，传统机械悬架中的螺旋弹簧和钢板弹簧由于结构原因难以融入ISD悬架的一体化设计，并且传统机械式惯容器存在响应滞后和机械磨损的问题。而油气悬架的结构特点利于实现惯容器与弹簧和阻尼元件的集成，并且2013年剑桥大学SMITH等人提出液力式惯容器，由液压缸、活塞、螺旋管等构成的液力式惯容器封装了流体质量的惯性，具有响应速度快、机械磨损小、承载能力强等优点以及利于和油气悬架进行融合，所以充分挖掘油气悬架与液力式惯容器的一体化设计是切实可行的。

发明内容

为了解决传统机械惯容装置惯质系数不可调以及难以进行ISD一体化设计的问题，本发明提供了一种惯质系数多级可调的油气ISD悬架。

本发明是利用以下技术手段达到上述目的的。

一种惯质系数多级可调的油气ISD悬架，包括液压缸、ECU、蓄能器、螺旋管集束、传感器和通断控制阀系统，所述通断控制阀系统包括执行器和截止阀；所述传感器与ECU相连，ECU与执行器的一端相连，执行器的另一端连接截止阀，截止阀通过高压软管分别连接液压缸和蓄能器，且高压软管上还设有螺旋管集束。

上述方案中，所述螺旋管集束中的各螺旋管半径相同、螺旋半径相同、螺旋圈数不同；所述螺旋管集束中的各螺旋管半径不同、螺旋半径相同、螺旋圈数相同。

上述方案中，所述截止阀可安装在螺旋管的输入端，所述截止阀还可安装在螺旋管的输出端，所述螺旋管的输入、输出端均可安装截止阀。

上述方案中，所述液压缸缸体的半径远大于螺旋管集束中各螺旋管的半径。

上述方案中，所述螺旋管集束中的螺旋管的材质为铜、铝或特种塑料。

本发明的有益效果是为：