[发明专利]杠杆式惯性质量蓄能悬架

说明书

技术领域

本发明涉及车辆悬架技术领域，特指采用了杠杆和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和阻尼器A并联组连接成车轮隔振体，将弹簧B、阻尼器B和惯性质量蓄能器并联连接组成车身隔振体，再将车轮隔振体和车身隔振体铰接于支点在中间的等臂杠杆的两端就构成了杠杆式惯性质量蓄能悬架，通过等臂杠杆改变悬架作用力的方向，将两级串联式悬架“对折”，以降低悬架高度，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。

本发明的具体方案为，包括车轮隔振体、等臂杠杆和车身隔振体。

车轮隔振体包括弹簧A和阻尼器A，弹簧A为螺旋压缩弹簧，阻尼器A为筒式液压阻尼器，弹簧A和阻尼器A并联连接组成车轮隔振体，车轮隔振体上端与等臂杠杆铰接，下端与簧下质量铰接。

车身隔振体包括弹簧B、阻尼器B和惯性质量蓄能器，弹簧B为螺旋压缩弹簧，阻尼器B为筒式液压阻尼器，惯性质量蓄能器为滚珠丝杠惯性质量蓄能器，弹簧B、阻尼器B和惯性质量蓄能器并联连接组成车身隔振体，车身隔振体上端与等臂杠杆铰接，下端与簧上质量铰接。

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。

等臂杠杆包括摇臂和摇臂支撑，摇臂为顶角大于120°的等腰三角形钢板，顶角顶点为支点与摇臂支撑铰接，摇臂支撑与簧上质量固定连接，两底角顶点分别与车轮隔振体和车身隔振体的上端铰接。