[发明专利]机械式车辆主动悬挂系统

说明书

技术领域

本发明是国际专利分类交通运输、一般车辆中的车辆悬挂装置，特别是一种机械式车辆主动悬挂装置。 

背景技术

现有技术中车辆的悬挂装置，其目的是在车轮与车厢之间形成一减振、缓冲的效果，以增加车辆运行中的舒适性和减轻振动及降低噪音。其构造是在车轮与车厢之间置有弹簧或减振钢板。该结构对增加车辆行驶中的舒适性、降低振动和噪音具有一定的效果， 

现有技术中的主动悬挂系统还有以传感器和电子技术为支撑，多路传感器采集加速度、速度、位置等信号，传输给控制单元，再由控制单元进行解算，发出指令给执行机构。 

车辆悬挂系统，尽管结构形式多种多样，但都离不开弹性元件，以此减小车体受到的冲击，提高舒适性。目前乘用车以螺旋弹簧为主，部分采用了空气弹簧。 

主动悬挂虽不是个新名词，但其应用并不普遍，纠其根源在于高昂的成本，这又与所采用的技术有直接的关系。据有关资料记载，采用电子技术的主动悬挂系统仅控制系统就需约3000美元，其维护费用亦很高。目前制约主动悬挂系统工程应用的主要障碍是，控制系统电子产品高昂的价格和国外的技术垄断，而这方面又恰恰是我国的弱项。 

对车辆而言，操纵性和舒适性是一对矛盾。舒适性要求悬挂系统应有较小的刚度，在不平路面行驶时，乘员才不会感到颠簸；操纵性又要求悬挂系统具有较大的刚度，以在加、减速和转弯过程中，保持车体的平稳。例如，在刹车时，轮胎受到向后摩擦力的作用，使车辆产生低头力矩，如果弹簧刚度过小，车头就会急剧下倾。传统的悬挂系统难以解决这一矛盾，只能在二者之间寻求平衡点。 

发明内容

为了解决上述背景技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种机械式车辆主动悬挂装置。本发明的技术解决方案是：主动悬挂就是在悬挂系统中引入控制信号，改变系统固有的特性。就空气悬挂系统而言，在变形较慢的情况下，可以看作弹性系数为常数的弹簧振子，而引入控制以后，当空气弹簧产生变形而使弹簧腔体中的压力有微小变化时，控制系统就会打开相应开关，弹簧腔体放气或进气，使压力恢复到初始值，结果是空气弹簧产生了变形，但弹簧内的压力基本不变，弹簧刚度近乎为0，这种特性使得车辆在凹凸不平的路面行驶时，车体所受的力基本不变，也就意味着车体保持基本不变，提高了舒适性。 

本发明的具体结构如下： 

基准室进气开关1经管路与气弹簧主室D内的中立进气开关6连接。中立进气开关6又与基准室A连通，用于中立控制。 

气弹簧附室进气开关2既与气弹簧附室相通又与气源连接。 

气弹簧室放气开关3既与气弹簧附室连通又通大气。 

基准室放气开关4既与气弹簧主室D内的中立放气开关7连接又通大气。 

基准室A与带惯性开关5的气弹簧附室B之间设置有膜片C。 

气弹簧附室B与气弹簧主室D经管路连接，惯性开关5连接于该管路上并置于气弹簧附室B内。 

中立放气开关7与基准室A连接。 

在中立进气开关6和中立放气开关7之间设置有置于套筒8内的变截面轴9，并与中立进气开关6和中立放气开关7一并组成中立机构。 

惯性开关5由球面支架10、摆锤12和堵塞13三部分构成。 

球面支架10的构造是：带孔15的支座内有一球面，该孔15经管路与气弹簧主室D连通。 

摆锤12的构造是：球体16上连接一惯性锤14，摆锤12上开有孔11，该孔11可与孔15连通。 

摆锤12置于球面支架10内。堵塞13螺接于球面支架10的内底面。 

本发明相比背景技术所具有的优点是： 

主动悬挂装置可以使舒适性和操纵性二者兼得。 

1.通过在基准室与带惯性开关5的气弹簧附室之间设置膜片，以两室压差作为控制信号和驱动力，实现以机械方式进行悬挂刚度的自动调节。其结构简单，可靠性高，使主动悬挂技术走向简单化。因为膜片刚度很小，尽管气弹簧室、基准室被隔离，但相当于还是连通的，这种结构既提供了控制信号和驱动力，又保证了基准室用于减小支撑刚度，类似于目前使用的空气弹簧的附室作用。在车辆运行过程中，重量保持相对不变，而基准室的压力与之对应，基本不变，气弹簧室与基准室气体隔离，并用基准室压力作为控制基准，是最简单也是最可靠的方式。 

2.惯性开关5的设计，可在瞬时改变悬挂刚度，关断控制开关，解决了操纵性与舒适性的矛盾。通过在球体16上开孔的设计，实现了任一方向的关断功能，这种结构是全新的。