一種車輛一體式慣質(zhì)懸架的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種車輛一體式慣質(zhì)懸架。其由彈性元件、阻尼元件、慣質(zhì)蓄能器三種元件組成。結(jié)合飛輪旋轉(zhuǎn)式滾珠絲杠慣質(zhì)蓄能器的特點(diǎn)，在其飛輪室注滿油液并進(jìn)行嚴(yán)格密封，利用飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)與油液的粘滯力實(shí)現(xiàn)阻尼效果。慣質(zhì)蓄能器與阻尼在同一飛輪室內(nèi)進(jìn)行工作，極大的節(jié)省了懸架的安裝空間。彈簧經(jīng)預(yù)緊后安裝在行程室與飛輪室之間起到支撐保護(hù)作用，同時(shí)也防止飛輪室內(nèi)油液的泄漏。通過更換不同的油液，可獲得不同的懸架阻尼系數(shù)，方便可行。本實(shí)用新型將慣質(zhì)蓄能器運(yùn)用于車輛懸架中，可有效提升懸架性能，且結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝，不需要外界能量輸入與復(fù)雜的控制器，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種車輛一體式慣質(zhì)懸架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛懸架結(jié)構(gòu)，特指一種車輛一體式慣質(zhì)懸架結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]懸架作為緩沖和衰減路面不平度沖擊的重要部分，其很大程度決定了汽車的乘坐舒適性和行駛安全性。懸架可分為主動(dòng)、半主動(dòng)和被動(dòng)懸架三種。主動(dòng)懸架與半主動(dòng)懸架的應(yīng)用，由于控制器設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本昂貴、時(shí)滯等因素受到限制，因此充分挖掘被動(dòng)懸架的潛力仍是重要的研究課題。
[0003]慣質(zhì)蓄能器的產(chǎn)生完善了傳統(tǒng)的機(jī)電比擬理論，實(shí)現(xiàn)了電學(xué)元件中電容、電阻、電感與機(jī)械元件中慣質(zhì)蓄能器、阻尼、彈簧的嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。慣質(zhì)蓄能器也被許多學(xué)者運(yùn)用于機(jī)械隔振領(lǐng)域，并取得了良好的效果。慣質(zhì)蓄能器的實(shí)現(xiàn)形式有機(jī)械式、液力式等，其中機(jī)械式主要分為齒輪齒條式和滾珠絲杠式。滾珠絲杠式慣質(zhì)蓄能器主要運(yùn)用滾珠絲杠副將滾珠絲桿的繞軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成滾珠絲杠螺母的沿軸向的直線運(yùn)動(dòng)，也可將滾珠絲桿的軸向直線平動(dòng)轉(zhuǎn)換成滾珠絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。飛輪旋轉(zhuǎn)式滾珠絲杠慣質(zhì)蓄能器即采用將絲杠螺母的上下平動(dòng)，轉(zhuǎn)換為絲桿(含飛輪)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其慣質(zhì)系數(shù)表達(dá)式為:
[0004]
b -個(gè)2
[0005]其中4為慣質(zhì)系數(shù)，產(chǎn)為絲桿螺距，J為飛輪與絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和。
[0006]中國(guó)專利200910103050.1公開了一種含有螺旋飛輪轉(zhuǎn)換裝置的懸架結(jié)構(gòu)，分析其特性可知，螺旋飛輪轉(zhuǎn)換裝置的特點(diǎn)與滾珠絲杠式慣質(zhì)蓄能器相似，均起到了對(duì)質(zhì)量放大的效果。運(yùn)用慣質(zhì)蓄能器的懸架性能可有效得到提升，并可改善車輛的行駛平順性與操縱穩(wěn)定性。如何設(shè)計(jì)出一種含有慣質(zhì)蓄能器且結(jié)構(gòu)緊湊的車輛懸架結(jié)構(gòu)成為了亟待解決的難題。
[0007]根據(jù)流體力學(xué)的研究，當(dāng)雷諾數(shù)〈2000時(shí)，液體為層流狀態(tài)，需要考慮液體的粘滯阻力。結(jié)合飛輪旋轉(zhuǎn)式滾珠絲杠慣質(zhì)蓄能器的特點(diǎn)，通過改進(jìn)傳統(tǒng)懸架中阻尼閥形式的減震器，利用油液粘滯力在機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中形成阻尼的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)緊湊、易于裝配的含慣質(zhì)蓄能器車輛懸架。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為提升車輛傳統(tǒng)被動(dòng)懸架性能，設(shè)計(jì)出一種運(yùn)用慣質(zhì)蓄能器的車輛懸架結(jié)構(gòu)。本發(fā)明將阻尼元件與飛輪旋轉(zhuǎn)式滾珠絲杠慣質(zhì)蓄能器共用飛輪室，彈簧元件安裝在飛輪室與行程室之間，形成一體式結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)緊湊，不需要外部能量輸入及復(fù)雜的控制器，且易于工程布置安裝。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:包括上吊耳、飛輪、密封結(jié)構(gòu)、活塞桿、絲杠螺母、下吊耳、行程室、彈簧、油液和飛輪室；所述上吊耳與飛輪室上端相鉸接，飛輪室為密閉腔體，飛輪設(shè)于飛輪室，飛輪室中布滿油液，活塞桿上端與飛輪的下端相鉸接或鍵連接，飛輪與活塞桿共同做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；活塞桿從飛輪室的下端伸出，活塞桿與飛輪室之間設(shè)有彈性密封結(jié)構(gòu)，活塞桿與密封結(jié)構(gòu)配合部分為圓柱軸，其余部分為螺旋絲桿；彈簧套在活塞桿上，彈簧經(jīng)預(yù)緊后設(shè)于飛輪室和行程室之間；絲杠螺母與活塞桿的絲桿部分為螺旋嚙合，絲杠螺母與行程室的上端鉸接為一體，活塞桿穿過絲杠螺母伸入行程室內(nèi)，隨著絲杠螺母的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞桿在行程室內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，行程室的下端與下吊耳相鉸接；上吊耳與車身相連，下吊耳與車輪相連。
[0010]以飛輪旋轉(zhuǎn)式滾珠絲杠慣質(zhì)蓄能器為基礎(chǔ)，將飛輪限位于飛輪室，飛輪與活塞桿共同做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母與行程室固結(jié)為一體，滾珠絲杠副將絲杠螺母的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞桿與飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得飛輪只能在飛輪室做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此完成對(duì)飛輪質(zhì)量的“封裝”，實(shí)現(xiàn)慣質(zhì)蓄能器的效果。將飛輪室充滿油液并嚴(yán)格密封，飛輪在旋轉(zhuǎn)過程中，其表面與油液的粘滯力會(huì)阻礙飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)阻尼效果。根據(jù)流體力學(xué)知識(shí)可知，不同的油液可得到不同的阻尼效果，因此可以通過改變油液的種類來獲取不同的阻尼系數(shù)。彈簧元件安裝于飛輪室與行程室之間，并加以預(yù)緊，使得飛輪室內(nèi)密封結(jié)構(gòu)緊緊壓緊飛輪室下端，避免油液的泄漏。由于慣質(zhì)蓄能器與阻尼元件共用飛輪室，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了阻尼與慣質(zhì)蓄能器的作用，因此大大減小了懸架布置空間。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
[0012]1、在不增加傳統(tǒng)被動(dòng)懸架安裝空間的同時(shí)，將慣質(zhì)蓄能器運(yùn)用于懸架結(jié)構(gòu)中，無需外界提供能量輸入與復(fù)雜昂貴的控制器，即可有效提升懸架性能。
[0013]2、通過選擇不同油液類型，即可獲得不同的懸架阻尼系數(shù)。
[0014]3、其一體式慣質(zhì)懸架結(jié)構(gòu)緊湊，方便安裝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是一種車輛一體式慣質(zhì)懸架不意圖。
[0017]圖中，1.上吊耳，2.飛輪，3.密封結(jié)構(gòu)，4.活塞桿，5.絲杠螺母，6.下吊耳，7.行程室，8.彈簧,9.油液,10.飛輪室。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1中，上吊耳I與飛輪室10上端相鉸接，飛輪室10為密閉腔體，飛輪2設(shè)于飛輪室10中，飛輪室10中布滿油液9，活塞桿4上端與飛輪2下端相鉸接或鍵連接，飛輪2與活塞桿4共同做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；活塞桿4從飛輪室10下端伸出，活塞桿4與飛輪室10之間設(shè)有彈性密封結(jié)構(gòu)3，活塞桿4與密封結(jié)構(gòu)3配合部分為圓柱軸，其余部分為螺旋絲桿；彈簧8套在活塞桿4上，彈簧8經(jīng)預(yù)緊后設(shè)于飛輪室10和行程室7之間；絲杠螺母5與活塞桿4的絲桿部分為螺旋嚙合，絲杠螺母5與行程室7的上端鉸接為一體，活塞桿4穿過絲杠螺母5伸入行程室內(nèi)，隨著絲杠螺母5的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞桿4在行程室7內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，行程室7下端與下吊耳6相鉸接。彈簧8經(jīng)預(yù)緊后通過彈簧支撐座設(shè)于飛輪室10和行程室7之間，彈簧支撐座分別鉸接在飛輪室10下端、行程室7上端。
[0019]上吊耳I與車身相連，下吊耳6與車輪相連，由此完成車輛一體式慣質(zhì)懸架的安裝。
[0020]當(dāng)汽車在顛簸的道路上行駛時(shí)，來自路面不平度的沖擊使得懸架上吊耳I與下吊耳6之間做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于絲杠螺母5與行程室7的上端鉸接為一體、行程室7的下端與下吊耳6鉸接為一體，滾珠絲杠副將上吊耳I與下吊耳6之間的上下往復(fù)運(yùn)用轉(zhuǎn)換為活塞桿4在行程室7內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)旋轉(zhuǎn)的還有飛輪2，當(dāng)飛輪2在飛輪室10中做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，油液9與飛輪2表面的粘滯力將阻礙飛輪2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)流體力學(xué)知識(shí)，作
用于兩無限長(zhǎng)平板間液體的剪應(yīng)力為:
[0021].
【權(quán)利要求】
1.一種車輛一體式慣質(zhì)懸架，其特征在于，包括上吊耳(I)、飛輪(2)、密封結(jié)構(gòu)(3)、活塞桿(4)、絲杠螺母(5)、下吊耳(6)、行程室(7)、彈簧(8)、油液(9)和飛輪室(10);所述上吊耳(I)與飛輪室(10)上端相鉸接，飛輪室(10)為密閉腔體，飛輪(2)設(shè)于飛輪室(10)，飛輪室(10)中布滿油液(9)，活塞桿(4)上端與飛輪(2)的下端相鉸接或鍵連接，飛輪(2)與活塞桿(4)共同做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；活塞桿(4)從飛輪室(10)的下端伸出，活塞桿(4)與飛輪室(10)之間設(shè)有彈性密封結(jié)構(gòu)(3)，活塞桿(4)與密封結(jié)構(gòu)(3)配合部分為圓柱軸，其余部分為螺旋絲桿；彈簧(8)套在活塞桿(4)上，彈簧(8)經(jīng)預(yù)緊后設(shè)于飛輪室(10)和行程室(7)之間；絲杠螺母(5)與活塞桿(4)的絲桿部分為螺旋嚙合，絲杠螺母(5)與行程室(7)的上端鉸接為一體，活塞桿(4)穿過絲杠螺母(5)伸入行程室(7)內(nèi)，行程室(7)的下端與下吊耳(6)相鉸接；上吊耳(I)與車身相連，下吊耳(6)與車輪相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛一體式慣質(zhì)懸架，其特征在于，所述彈簧(8)經(jīng)預(yù)緊后通過彈簧支撐座設(shè)于飛輪室(10 )和行程室(7 )之間，所述彈簧支撐座分別鉸接在飛輪室(10)下端、行程室(7)上端。
【文檔編號(hào)】B60G15/06GK203611678SQ201320711849
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】陳龍, 沈鈺杰, 楊曉峰, 汪若塵, 袁朝春, 黃晨 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)