[发明专利]一种车辆调频减振悬架

说明书

本发明涉及一种车辆悬架，该悬架由于采用了变刚度调频装置，可以使得车辆在载荷变化时，保持车身固有频率均为理想值，从而获得良好的车辆行驶平顺性。并且，这种变刚度调频装置可以方便地装在现有的车辆底盘与车身之间，而不需对原车辆底盘或车身作大的改动。

悬架是车辆上的重要总成之一，它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力距，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击引起的承载系统的振动以保证车辆正常行驶。

公知，悬架对车辆的行驶平顺性、稳定性、通过性、燃料经济性等多种使用性能都有影响，因而悬架是影响车辆性能的重要一环。

公知，现有的车辆上使用最多的悬架是线性弹性特性的悬架，其车身的固有频率随载荷变化而改变。其弹性特性是以满载时刚度达到理想值设计的，所以当载荷减小时悬架的固有频率就增大，这样就无法在满载之外的载荷下，达到车辆行驶平顺性要求。

公知，要解决上述问题，就需要采用非线性弹性特性的悬架，也称变刚度悬架。据理论分析，不管载荷如何变化，如果要保持车身固有频率不变，就必须在保持满载时刚度不变的条件下，逐步降低由满载到空载之间的载荷下的悬架刚度，然而这种理想的弹性特性使用现有的正刚度弹性环节是难以实现的，目前的悬架设计中，只不过是力求减小固有频率随载荷而变化的幅度(或范围)。从而不同程度地改善车辆行驶平顺性。

公知，现有的主副簧组成的复式钢板弹簧悬架是一种常用的变刚度特性悬架。它也能部分改善车辆行驶平顺性。但是，因为在变形的全过程中，只存在两种刚度，因而最多只能保证载荷变化时有两种载荷下是理想值。同时，副簧作用前后的刚度骤变会对车辆产生一个冲击载荷，反而影响了车辆行驶平顺性。

公知，现有的非线性板弹簧、非线性螺旋柱簧(如变节距柱簧、变截面柱簧等)虽然可以较大的改善悬架的弹性特性，但是要达到空载与满载之间各种载荷下固有频率均为理想值也是困难的。同时设计上还会遇到诸如：弹簧体积、重量过大等问题。所以国产车辆上应用不是十分广泛。

公知，现有的空气弹簧，可以通过反馈的方法解决上述问题，但是空气弹簧结构复杂，成本高，可靠性不易保证。车辆上难以普及使用。

公知，现有的车辆悬架系统都是采用正刚度弹性元件作为刚度调节装置，如前述主副簧组成的复式钢板弹簧悬架就是一例，所以现有的车辆悬架很难在成本低、可靠性高、结构紧凑的条件下，保证在车辆允许的载荷范围内车身固有频率均为理想值。

本发明的第一目的是克服上述现有车辆悬架的缺点，提供一种线性刚度弹簧加变刚度调频装置的悬架。该悬架可以使车辆在空载与满载之间各种载荷下，固有频率均为理想值。

本发明的第二目的是克服上述现有车辆悬架的缺点，提供一种结构简单、可靠性好、可以方便地装在现有的车辆上的变刚度悬架。保证车辆具有良好的车辆行驶平顺性。

本发明是以如下方式实现的：

附图1是普通正刚度线性特性弹簧的弹性特性曲线。其中F₁是正刚度弹簧的受力值，δ₁为正刚度弹簧的变形量。

附图2是变刚度调频装置的弹性特性曲线。其中F₂是变刚度调频装置的受力值，δ₂为变刚度调频装置的变形量。

附图3是普通正刚度线性特性弹簧和变刚度调频装置并联后的弹性特性曲线。即车辆调频减振悬架的弹性特性曲线。其中F是车辆调频减振悬架的受力值，δ为车辆调频减振悬架的变形量。

由附图2所示，变刚度调频装置弹性特性具有非线性负刚度区域，在此区域内，该装置可以看作一个负刚度弹簧，这样此装置承受的力随变形量增大而减小，当该装置与正刚度弹簧相并联时，正副刚度可以抵消一部分，从而就可以达到在不改变满载时悬架刚度的同时减小满载到空载间各个载荷下的悬架刚度，达到悬架在任意载荷下固有频率均为理想值的目的。不仅如此，负刚度弹簧的使用，可以使得调频装置结构紧凑、简单，可以方便地装在现有的车辆上。同时由于负刚度弹簧制造简单，可靠性好，因而，本发明具有可靠性高，成本低的优点，从而解决了前述技术难题。

以下结合实施例说明。

附图4描述了本发明应用在汽车上的一种实施例