一种弹簧阻尼惯容一体式悬架的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于车辆悬架系统领域，尤其涉及一种弹簧阻尼惯容一体式悬架。
【背景技术】
[0002] 汽车悬架是车身与车轮之间一切传动装置的总称，路面作用在车轮上的垂直反 力，纵向反力和倾向反力以及这些力所产生的力矩都要通过悬架传递到车身。悬架的作用 就是在传递这些力和力矩的同时，缓和由不平路面传给车架或车身的冲击载荷，抑制车轮 的不规则振动，提高车辆乘坐舒适性和行驶安全性，并减少由动载荷引起的零部件和货物 损坏。
[0003] 基于传统隔振理论的悬架系统由于只具有弹性与阻尼特性，缺乏惯性特性，不能 解决减振效果的优异性与设备工作空间、动载荷之间的矛盾，减振效果不够理想。近年来发 展起来的主动悬架和半主动悬架虽然能够有效的缓解上述矛盾，能够使车辆具有良好的动 态响应特性，但主动悬架结构复杂、成本昂贵、可靠性差、响应慢、耗能大，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，因此国内外相关研 究人员都在积极探索改善车辆悬架综合性能的新技术。
[0004] 剑桥大学学者SMTH于2003年提出了惯容器的思想，并设计出齿轮齿条式惯容器 与滚珠丝杠式惯容器后，实现了机械与电子网络之间严格的对应，目前惯容器有齿轮齿条 式惯容器，滚珠丝杠惯容器，液力发生式惯容器，杠杆质量惯容器，扭转惯容器，少齿差行星 齿轮扭转惯容器，摆线钢球扭转惯容器等多种形式。但是，这些惯容器都存在相当多的移动 部件，造成机构加工复杂，成本较高，且部件之间的摩擦也较多，最后机构的减振效果与预 期效果还是有一定的差距。
[0005] 专利2011180015595.2提出了液体飞轮式惯容器，用液体惯性设备代替传统的飞 轮来实现对机械力的控制。相比于传统的惯容器，机构复杂度有所减小，可靠性也有所提 升。但是相比于传统被动悬架的简单二元件结构，仍然多出了液压缸、金属螺旋管等装置， 使得惯容器在车辆布置上面的难度较大，特别是对于一些中小型车辆，没有足够的空间来 进行布置。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提出了一种弹簧阻尼惯容一体式悬 架，将弹簧、阻尼、惯容器三元件一体化设计，可有效解决现含有惯容器元件的悬架系统结 构复杂，所需布置空间大，机构寿命短，加工与安装困难，生产成本高以及生产效率低下等 问题。
[0007] 本发明的技术方案是:一种弹簧阻尼惯容一体式悬架，包括上吊耳、下吊耳、液压 缸筒和螺旋弹簧；
[0008] 所述液压缸筒内设有活塞和活塞杆;所述活塞与所述活塞杆固定连接，所述活塞 将所述液压缸筒分为上腔和下腔;所述上吊耳固定在所述活塞杆的上端，所述下吊耳固定 在所述液压缸筒的下端；
[0009] 所述螺旋弹簧内部沿螺旋管路设有连通的内腔，所述内腔通过连接管路与所述液 压缸筒连通。
[0010] 上述方案中，所述活塞杆贯穿所述液压缸筒，所述活塞与所述活塞杆的中部固定 连接;所述液压缸筒的下端设有液压缸外筒套，所述活塞杆穿出所述液压缸筒下端的部分 位于所述液压缸外筒套的内部;所述下吊耳固定在所述压缸外筒套的下端；
[0011] 所述上腔和下腔的缸壁上分别开有通孔，所述内腔的两末端分别通过所述连接管 路与所述上腔和下腔上的通孔连通。
[0012] 上述方案中，所述活塞杆的端部与所述活塞固定连接；
[0013] 所述下腔内设有自由活塞，所述自由活塞将所述下腔分为油腔和气腔;所述上腔 和所述油腔的缸壁上分别开有通孔，设有所述内腔的两末端分别通过所述连接管路与所述 上腔和油腔的通孔连通；
[0014] 所述油腔内壁上对应设有限位装置，所述限位装置位于所述自由活塞与通孔之 间。
[0015] 上述方案中，所述活塞杆的端部与所述活塞固定连接；
[0016] 所述悬架还包括外置罐体，所述外置罐体内设有自由活塞，所述自由活塞将所述 外置罐体分为气室和油室;所述内腔的一端通过所述连接管路与所述油室连通，另一端通 过所述连接管路与所述下腔连通。
[0017] 上述方案中，所述螺旋弹簧的旋转半径Γ4大于螺距p。
[0018] 进一步的，r4= (5 ~15)p。
[0019] 上述方案中，所述液压缸筒的半径^大于所述内腔的内半径r3。
[0020] 进一步的，K= (8 ~10)η。
[0021 ] 上述方案中，所述活塞2上还设有阻尼孔。
[0022] 上述方案中，所述活塞上还设有流通阀。
[0023]有益效果:本发明所述螺旋弹簧提供弹性力，所述液压缸提供阻尼力，所述螺旋弹 簧的内腔里的液体提供惯性力，通过在所述螺旋弹簧内部沿螺旋管路设有内腔、且所述内 腔通过连接管路与所述液压缸筒连通的结构设计，将质量存储元件融入弹性元件之中，流 体式惯容器液压缸融入阻尼器之中，使得整个机构具有了与现有"弹簧-阻尼"二元件悬架 系统相似的布置结构与安装方法，使得惯容器技术更易于运用到实际生产中，能够有效减 少悬架系统所占用的空间，方便布置，同时一体化之后在响应速度上要优于分体式悬架，即 能够更快的吸收来自路面的振动，对于整车的一体化与轻量化都具有非常重要的意义。将 "弹簧-阻尼-惯容器"三元件的一体化，使结构更加精巧，同时故障率也会相应的减小，解决 现有含惯容器元件的悬架结构过于复杂，加工与安装困难，生产成本高以及生产效率低下 等问题，从而具有更强的实用性。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例一的结构示意图；
[0025] 图2为本发明螺旋弹簧的内腔结构示意图；
[0026] 图3为本发明实施例一的工程示意图；
[0027]图4为本发明实施例二的结构示意图；
[0028]图5为本发明实施例三的结构示意图。
[0029]图中，1、液压缸筒；101、上腔；102、下腔；1021、油腔；1022气腔;2、活塞;3、流通阀； 4、活塞杆;5、螺旋弹簧;6、连接管路;7、自由活塞；8、外置罐体;801、气室；802、油室;9、内 腔;10、下吊耳;11、上吊耳;12、通孔;13、限位装置;14、液压缸外筒套。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0031] 实施例一
[0032] 图1所示为所述弹簧阻尼惯容一体式悬架的一种实施方式，所述弹簧阻尼惯容一 体式悬架包括上吊耳11、下吊耳10、液压缸筒1和螺旋弹簧5;所述液压缸筒1内设有活塞2和 活塞杆4;所述活塞杆4贯穿所述液压缸筒1，所述活塞2与所述活塞杆4的中部固定连接;所 述液压缸筒1的下端设有液压缸外筒套14,所述活塞杆4穿出所述液压缸筒1下端的部分位 于所述液压缸外筒套14的内部;所述活塞2将所述液压缸筒1分为上腔101和下腔102;所述 上吊耳11固定在所述活塞杆4的上端，所述下吊耳10固定在所述液压缸筒外筒套14的下端。 所述悬架通过所述上吊耳11和所述下吊耳10分别与车身和车轮附近的摆臂连接。
[0033]如图2所示，所述螺旋弹簧5内部沿螺旋管路设有连通的内腔9,所述上腔101和下 腔102的缸壁上分别开有通孔12,所述内腔9和所述液压缸筒1中都填充有液体，所述内腔9 的两末端分别通过所述连接管路6与所述上腔101和下腔102上的通孔12连通，形成贯通的 液压油回路。所述活塞2上设有阻尼孔，并且安装有流向相反的流通阀3,回路中的液体在所 述液压缸筒1内通过所述流通阀3产生阻尼作用，并可通过对所述流通阀3的参数选择达到 最佳阻尼系数。而在所述内腔9内，由于液体的旋转产生了巨大的惯性效应，从而很好的代 替了传统的飞轮，形成了液体飞轮式的惯容器。悬架的拓扑结构为弹簧、阻尼、惯容器三元 件并联。
[0034] 图3所示为所述悬架的工程示意图，从中可以看出，通过在所述螺旋弹簧5内部沿 螺旋管路设有内腔9,所述内腔9通过连接管路6与所述液压缸筒1连通的结构设计，使得带 有内腔9的螺旋弹簧5同时充当了弹性元件以及质量存储元件，将质量存储元件融入弹性元 件之中，流体式惯容器液压缸融入阻尼器之中，使得整个机构具有了与现有"