一種彈簧阻尼慣容一體式懸架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于車輛懸架系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種彈簧阻尼慣容一體式懸架。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車懸架是車身與車輪之間一切傳動裝置的總稱，路面作用在車輪上的垂直反 力，縱向反力和傾向反力以及這些力所產(chǎn)生的力矩都要通過懸架傳遞到車身。懸架的作用 就是在傳遞這些力和力矩的同時，緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊載荷，抑制車輪 的不規(guī)則振動，提高車輛乘坐舒適性和行駛安全性，并減少由動載荷引起的零部件和貨物 損壞。
[0003] 基于傳統(tǒng)隔振理論的懸架系統(tǒng)由于只具有彈性與阻尼特性，缺乏慣性特性，不能 解決減振效果的優(yōu)異性與設(shè)備工作空間、動載荷之間的矛盾，減振效果不夠理想。近年來發(fā) 展起來的主動懸架和半主動懸架雖然能夠有效的緩解上述矛盾，能夠使車輛具有良好的動 態(tài)響應(yīng)特性，但主動懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴、可靠性差、響應(yīng)慢、耗能大，大規(guī)模應(yīng)用仍有 困難;半主動懸架雖然能耗低，但時滯問題的存在限制了其性能的發(fā)揮，因此國內(nèi)外相關(guān)研 究人員都在積極探索改善車輛懸架綜合性能的新技術(shù)。
[0004] 劍橋大學(xué)學(xué)者SMTH于2003年提出了慣容器的思想，并設(shè)計(jì)出齒輪齒條式慣容器 與滾珠絲杠式慣容器后，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械與電子網(wǎng)絡(luò)之間嚴(yán)格的對應(yīng)，目前慣容器有齒輪齒條 式慣容器，滾珠絲杠慣容器，液力發(fā)生式慣容器，杠桿質(zhì)量慣容器，扭轉(zhuǎn)慣容器，少齒差行星 齒輪扭轉(zhuǎn)慣容器，擺線鋼球扭轉(zhuǎn)慣容器等多種形式。但是，這些慣容器都存在相當(dāng)多的移動 部件，造成機(jī)構(gòu)加工復(fù)雜，成本較高，且部件之間的摩擦也較多，最后機(jī)構(gòu)的減振效果與預(yù) 期效果還是有一定的差距。
[0005] 專利2011180015595.2提出了液體飛輪式慣容器，用液體慣性設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飛 輪來實(shí)現(xiàn)對機(jī)械力的控制。相比于傳統(tǒng)的慣容器，機(jī)構(gòu)復(fù)雜度有所減小，可靠性也有所提 升。但是相比于傳統(tǒng)被動懸架的簡單二元件結(jié)構(gòu)，仍然多出了液壓缸、金屬螺旋管等裝置， 使得慣容器在車輛布置上面的難度較大，特別是對于一些中小型車輛，沒有足夠的空間來 進(jìn)行布置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種彈簧阻尼慣容一體式懸 架，將彈簧、阻尼、慣容器三元件一體化設(shè)計(jì)，可有效解決現(xiàn)含有慣容器元件的懸架系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，所需布置空間大，機(jī)構(gòu)壽命短，加工與安裝困難，生產(chǎn)成本高以及生產(chǎn)效率低下等 問題。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種彈簧阻尼慣容一體式懸架，包括上吊耳、下吊耳、液壓 缸筒和螺旋彈簧；
[0008] 所述液壓缸筒內(nèi)設(shè)有活塞和活塞桿;所述活塞與所述活塞桿固定連接，所述活塞 將所述液壓缸筒分為上腔和下腔;所述上吊耳固定在所述活塞桿的上端，所述下吊耳固定 在所述液壓缸筒的下端；
[0009] 所述螺旋彈簧內(nèi)部沿螺旋管路設(shè)有連通的內(nèi)腔，所述內(nèi)腔通過連接管路與所述液 壓缸筒連通。
[0010] 上述方案中，所述活塞桿貫穿所述液壓缸筒，所述活塞與所述活塞桿的中部固定 連接;所述液壓缸筒的下端設(shè)有液壓缸外筒套，所述活塞桿穿出所述液壓缸筒下端的部分 位于所述液壓缸外筒套的內(nèi)部;所述下吊耳固定在所述壓缸外筒套的下端；
[0011] 所述上腔和下腔的缸壁上分別開有通孔，所述內(nèi)腔的兩末端分別通過所述連接管 路與所述上腔和下腔上的通孔連通。
[0012] 上述方案中，所述活塞桿的端部與所述活塞固定連接；
[0013] 所述下腔內(nèi)設(shè)有自由活塞，所述自由活塞將所述下腔分為油腔和氣腔;所述上腔 和所述油腔的缸壁上分別開有通孔，設(shè)有所述內(nèi)腔的兩末端分別通過所述連接管路與所述 上腔和油腔的通孔連通；
[0014] 所述油腔內(nèi)壁上對應(yīng)設(shè)有限位裝置，所述限位裝置位于所述自由活塞與通孔之 間。
[0015] 上述方案中，所述活塞桿的端部與所述活塞固定連接；
[0016] 所述懸架還包括外置罐體，所述外置罐體內(nèi)設(shè)有自由活塞，所述自由活塞將所述 外置罐體分為氣室和油室;所述內(nèi)腔的一端通過所述連接管路與所述油室連通，另一端通 過所述連接管路與所述下腔連通。
[0017] 上述方案中，所述螺旋彈簧的旋轉(zhuǎn)半徑Γ4大于螺距p。
[0018] 進(jìn)一步的，r4= (5 ~15)p。
[0019] 上述方案中，所述液壓缸筒的半徑^大于所述內(nèi)腔的內(nèi)半徑r3。
[0020] 進(jìn)一步的，K= (8 ~10)η。
[0021 ] 上述方案中，所述活塞2上還設(shè)有阻尼孔。
[0022] 上述方案中，所述活塞上還設(shè)有流通閥。
[0023]有益效果:本發(fā)明所述螺旋彈簧提供彈性力，所述液壓缸提供阻尼力，所述螺旋彈 簧的內(nèi)腔里的液體提供慣性力，通過在所述螺旋彈簧內(nèi)部沿螺旋管路設(shè)有內(nèi)腔、且所述內(nèi) 腔通過連接管路與所述液壓缸筒連通的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將質(zhì)量存儲元件融入彈性元件之中，流 體式慣容器液壓缸融入阻尼器之中，使得整個機(jī)構(gòu)具有了與現(xiàn)有"彈簧-阻尼"二元件懸架 系統(tǒng)相似的布置結(jié)構(gòu)與安裝方法，使得慣容器技術(shù)更易于運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，能夠有效減 少懸架系統(tǒng)所占用的空間，方便布置，同時一體化之后在響應(yīng)速度上要優(yōu)于分體式懸架，即 能夠更快的吸收來自路面的振動，對于整車的一體化與輕量化都具有非常重要的意義。將 "彈簧-阻尼-慣容器"三元件的一體化，使結(jié)構(gòu)更加精巧，同時故障率也會相應(yīng)的減小，解決 現(xiàn)有含慣容器元件的懸架結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，加工與安裝困難，生產(chǎn)成本高以及生產(chǎn)效率低下 等問題，從而具有更強(qiáng)的實(shí)用性。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明螺旋彈簧的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的工程示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中，1、液壓缸筒；101、上腔；102、下腔；1021、油腔；1022氣腔;2、活塞;3、流通閥； 4、活塞桿;5、螺旋彈簧;6、連接管路;7、自由活塞；8、外置罐體;801、氣室；802、油室;9、內(nèi) 腔;10、下吊耳;11、上吊耳;12、通孔;13、限位裝置;14、液壓缸外筒套。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[0031] 實(shí)施例一
[0032] 圖1所示為所述彈簧阻尼慣容一體式懸架的一種實(shí)施方式，所述彈簧阻尼慣容一 體式懸架包括上吊耳11、下吊耳10、液壓缸筒1和螺旋彈簧5;所述液壓缸筒1內(nèi)設(shè)有活塞2和 活塞桿4;所述活塞桿4貫穿所述液壓缸筒1，所述活塞2與所述活塞桿4的中部固定連接;所 述液壓缸筒1的下端設(shè)有液壓缸外筒套14,所述活塞桿4穿出所述液壓缸筒1下端的部分位 于所述液壓缸外筒套14的內(nèi)部;所述活塞2將所述液壓缸筒1分為上腔101和下腔102;所述 上吊耳11固定在所述活塞桿4的上端，所述下吊耳10固定在所述液壓缸筒外筒套14的下端。 所述懸架通過所述上吊耳11和所述下吊耳10分別與車身和車輪附近的擺臂連接。
[0033]如圖2所示，所述螺旋彈簧5內(nèi)部沿螺旋管路設(shè)有連通的內(nèi)腔9,所述上腔101和下 腔102的缸壁上分別開有通孔12,所述內(nèi)腔9和所述液壓缸筒1中都填充有液體，所述內(nèi)腔9 的兩末端分別通過所述連接管路6與所述上腔101和下腔102上的通孔12連通，形成貫通的 液壓油回路。所述活塞2上設(shè)有阻尼孔，并且安裝有流向相反的流通閥3,回路中的液體在所 述液壓缸筒1內(nèi)通過所述流通閥3產(chǎn)生阻尼作用，并可通過對所述流通閥3的參數(shù)選擇達(dá)到 最佳阻尼系數(shù)。而在所述內(nèi)腔9內(nèi)，由于液體的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了巨大的慣性效應(yīng)，從而很好的代 替了傳統(tǒng)的飛輪，形成了液體飛輪式的慣容器。懸架的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為彈簧、阻尼、慣容器三元 件并聯(lián)。
[0034] 圖3所示為所述懸架的工程示意圖，從中可以看出，通過在所述螺旋彈簧5內(nèi)部沿 螺旋管路設(shè)有內(nèi)腔9,所述內(nèi)腔9通過連接管路6與所述液壓缸筒1連通的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得帶 有內(nèi)腔9的螺旋彈簧5同時充當(dāng)了彈性元件以及質(zhì)量存儲元件，將質(zhì)量存儲元件融入彈性元 件之中，流體式慣容器液壓缸融入阻尼器之中，使得整個機(jī)構(gòu)具有了與現(xiàn)有"