一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统技术方案

本发明专利技术涉及一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统，是基于ADAMSCar多体动力学仿真的车辆悬架系统，包括上横臂、下横臂、三角臂、推杆、左导向杆、右导向杆、螺旋弹簧、阻尼器、防倾杆、防倾杆连杆和防倾杆力臂，上横臂和下横臂连接车轮立柱和车体，推杆两端分别与下横臂和三角臂铰接，左右导向杆分别与三角臂铰接，左导向杆的活塞杆伸入右导向杆的活塞通孔中，螺旋弹簧套设在左导向杆和右导向杆上，两个阻尼器分别与两侧三角臂铰接，三角臂通过防倾杆连杆与防倾杆两侧固连的防倾杆力臂铰接；本发明专利技术将悬架线刚度和角刚度完全解耦，同时充分实现轻量化设计需求。

【技术实现步骤摘要】
一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统
本专利技术涉及一种基于ADAMSCar多体动力学仿真的车辆悬架系统，特别涉及一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统。
技术介绍
中国大学生方程式赛车大赛至今已有80多所高校的车队参与，电动方程式赛车大赛也有近70个车队参与。国内的FSAE赛车的减震系统大多采用双弹簧双阻尼形式。但双弹簧双阻尼式减震系统有一个不可避免的缺陷：赛车的线刚度和侧倾角刚度相互关联、互相影响，即调节该装置的线刚度时，侧倾角刚度也会随之改变，调节侧倾角刚度时线刚度也随之改变。这一耦合特性给调节悬架参数带来了非常大的不便，要获得理论上理想的线刚度和侧倾角刚度，队员只能不停地改变这两个参数使得调节结果逐渐靠近理想值，调节过程繁琐且难以达到理想值，并且违背了赛车轻量化的设计理念。本专利技术希望提供一种新形式的车辆悬架系统，能够应用于大学生方程式赛车、民用车或运动型跑车的设计和使用中，使悬架在满足弹性连接悬架和车身系统、承受和传递垂向载荷、缓和和抑制冲击的同时，将悬架线刚度和角刚度完全解耦，同时充分实现轻量化设计需求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统，其特征在于：包括上横臂、下横臂、三角臂、推杆、左导向杆、右导向杆、螺旋弹簧、阻尼器、防倾杆、防倾杆连杆和防倾杆力臂，所述的上横臂的一端与车轮立柱上部相连，另一端与车体相连，下横臂的一端与车轮立柱下部相连，另一端与车体相连；三角臂枢接在三角臂支座上，能够绕着枢轴转动，三角臂支座固定在车体上，两个三角臂对称设置；推杆两端分别与下横臂和三角臂铰接；左导向杆的一端与一侧三角臂铰接，右导向杆的一端与另一侧三角臂铰接，左导向杆设有活塞杆，右导向杆相对设有活塞孔，左导向杆的活塞杆伸入右导向杆的活塞孔中，螺旋弹簧套设并卡接在左导向杆和右导向杆上；两个阻尼器通过阻尼支座相对连接，两个阻尼器分别与两侧三角臂铰接；两侧的三角臂分别铰接防倾杆连杆，通过竖向设置的防倾杆连杆与防倾杆两侧固连的防倾杆力臂铰接；悬架系统的线刚度与角刚度完全解耦合，在悬架调校时能够单独调校线刚度或者角刚度。所述的推杆下端铰接于下横臂连接车轮立柱的一端，推杆上端铰接于三角臂。所述的防倾杆枢接在车体上。所述的左导向杆上设有导向螺母，导向螺母卡设在左导向杆的凸肩上，导向螺母内部设有凹孔，外表面设有弹簧卡槽；所述的右导向杆外表面设有螺纹，调节螺母和锁紧螺母通过内螺纹螺接于右导向杆的外螺纹上，通过双螺母原理实现锁止作用，调节螺母外表面设有弹簧卡槽；螺旋弹簧套设在导向螺母和调节螺母之间，螺旋弹簧两端分别卡接在导向螺母和调节螺母的弹簧卡槽上，保证弹簧径向刚度。所述的左导向杆的活塞杆前端设有活塞头，活塞头通过固定螺栓固定；所述的右导向杆的活塞孔前端螺接有限位螺母；左导向杆的活塞杆穿过右导向杆的限位螺母的内环，通过限位螺母的内环和活塞杆的活塞头共同保证活塞杆在活塞孔内无晃动间隙的直线运动，配合润滑脂，减小运动摩擦和阻尼。本专利技术的工作原理：所述的上横臂和下横臂用于连接车体和车轮立柱，提供对车轮的自由度约束；当两侧轮胎受到相反激励异向跳动时，由推杆带动两侧三角臂的转动方向相同，两侧的防倾杆连杆运动方向相反，通过防倾杆力臂使防倾杆扭转，从而提供所需侧倾刚度，减小车辆转弯时的侧倾，改善车辆稳定性能和乘坐舒适性，而此时由于三角臂旋转运动方向相同，通过利用ADAMSCar设计传递比，使螺旋弹簧不受力、不压缩；当两侧轮胎受到相同激励同向跳动时，由推杆带动两侧三角臂转动方向相反，三角臂分别带动左导向杆和右导向杆相向运动，螺旋弹簧在左导向杆、右导向杆以及导向螺母和调节螺母的压力下压缩，与两阻尼器共同提供俯仰刚度和阻尼，而由于两侧三角臂旋转运动方向相反，带动防倾杆连杆同向运动，因此防倾杆不发生扭转。由于左导向杆和右导向杆两端分别连接左右两侧的三角臂，当左右车轮发生同向跳动时，既两侧三角臂同时相向旋转，则左导向杆带动依靠在其凸肩上的导向螺母向右运动，右导向杆带动与其通过螺纹连接的调节螺母向左运动，使螺旋弹簧压缩。而限位螺母和由固定螺栓固定的活塞头共同保证了左右导向杆运动的同轴性和直线性。通过更换不同刚度的螺旋弹簧、旋拧改变调节螺母的位置，并通过锁紧螺母锁定，进而可以调节螺旋弹簧提供的线刚度。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的刚度完全解耦的单弹簧双阻尼悬架系统使用单根弹簧的布置方式，有别于传统的双对称弹簧布置方式或部分解耦的三弹簧布置方式，只需要使用一根弹簧与两个并联的阻尼为左右悬架提供需要的线性刚度和阻尼，螺旋弹簧不再提供侧倾角刚度，使用防倾杆提供全部的角刚度，解决了传统布置方式调试悬架时线刚度角刚度同时发生改变而无法达到预想效果的问题，实现线刚度与角刚度完全解耦合，这样的设置能够使得在车辆悬架调校的时候单独调校线刚度或者角刚度成为现实，极大的方便了悬架的调校，在实现线刚度与角刚度解耦合的同时能够减少整车的重量以及弹簧阻尼所需要的布置空间，在如今越来越追求轻量化的设计背景下，提供了有效的途径,有利于提高车辆燃油经济性。该系统不只限于大学生方程式赛车，也可运用在其他运动型汽车上，使用此系统的车辆在开发时能更好更快地调校底盘，同时实现轻量化设计需求。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术局部结构示意图；图3为本专利技术单弹簧结构示意图；图4为本专利技术左导向杆结构示意图；图5为本专利技术右导向杆结构示意图。1、上横臂2、下横臂3、三角臂4、推杆5、左导向杆6、右导向杆7、螺旋弹簧8、阻尼器9、防倾杆10、防倾杆连杆11、防倾杆力臂12、立柱13、三角臂支座14、活塞杆15、活塞孔16、阻尼支座17、导向螺母18、调节螺母19、锁紧螺母20、活塞头21、固定螺栓22、限位螺母。具体实施方式请结合图1-5所示：本专利技术提供一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统，其特征在于：包括上横臂1、下横臂2、三角臂3、推杆4、左导向杆5、右导向杆6、螺旋弹簧7、阻尼器8、防倾杆9、防倾杆连杆10和防倾杆力臂11，所述的上横臂1的一端与车轮立柱12上部相连，另一端与车体相连，下横臂2的一端与车轮立柱12下部相连，另一端与车体相连；三角臂3枢接在三角臂支座13上，三角臂3能够绕着枢轴转动，三角臂支座13固定在车体上；推杆4两端分别与下横臂2和三角臂3铰接；左导向杆5的一端与一侧三角臂3通过球铰铰接，右导向杆6的一端与另一侧三角臂3通过球铰铰接，左导向杆5设有活塞杆14，右导向杆6相对设有活塞孔15，左导向杆5的活塞杆14伸入右导向杆6的活塞孔15中，螺旋弹簧7套设并卡接在左导向杆5和右导向杆6上；两个阻尼器8通过阻尼支座16相对连接，两个阻尼器8分别与两侧三角臂3铰接；两侧的三角臂3分别铰接防倾杆连杆10，通过竖向设置的防倾杆连杆10与防倾杆9两侧固连的防倾杆力臂11铰接；悬架系统的线刚度与角刚度完全解耦合，在悬架调校时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统，其特征在于：包括上横臂、下横臂、三角臂、推杆、左导向杆、右导向杆、螺旋弹簧、阻尼器、防倾杆、防倾杆连杆和防倾杆力臂，所述的上横臂的一端与车轮立柱上部相连，另一端与车体相连，下横臂的一端与车轮立柱下部相连，另一端与车体相连；三角臂枢接在三角臂支座上，三角臂支座固定在车体上，两个三角臂对称设置；推杆两端分别与下横臂和三角臂铰接；左导向杆的一端与一侧三角臂铰接，右导向杆的一端与另一侧三角臂铰接，左导向杆设有活塞杆，右导向杆相对设有活塞孔，左导向杆的活塞杆伸入右导向杆的活塞孔中，螺旋弹簧套设并卡接在左导向杆和右导向杆上；两个阻尼器通过阻尼支座相对连接，两个阻尼器分别与两侧三角臂铰接；两侧的三角臂分别通过防倾杆连杆与防倾杆两侧固连的防倾杆力臂铰接；悬架系统的线刚度与角刚度完全解耦合，在悬架调校时能够单独调校线刚度或者角刚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统，其特征在于：包括上横臂、下横臂、三角臂、推杆、左导向杆、右导向杆、螺旋弹簧、阻尼器、防倾杆、防倾杆连杆和防倾杆力臂，所述的上横臂的一端与车轮立柱上部相连，另一端与车体相连，下横臂的一端与车轮立柱下部相连，另一端与车体相连；三角臂枢接在三角臂支座上，三角臂支座固定在车体上，两个三角臂对称设置；推杆两端分别与下横臂和三角臂铰接；左导向杆的一端与一侧三角臂铰接，右导向杆的一端与另一侧三角臂铰接，左导向杆设有活塞杆，右导向杆相对设有活塞孔，左导向杆的活塞杆伸入右导向杆的活塞孔中，螺旋弹簧套设并卡接在左导向杆和右导向杆上；两个阻尼器通过阻尼支座相对连接，两个阻尼器分别与两侧三角臂铰接；两侧的三角臂分别通过防倾杆连杆与防倾杆两侧固连的防倾杆力臂铰接；悬架系统的线刚度与角刚度完全解耦合，在悬架调校时能够单独调校线刚度或者角刚度。


2.根据权利要求1所述的一种刚度完全解耦的单螺旋弹簧双阻尼悬架系统，其特征在于：所述的推杆下端铰接于下横臂连接车轮立柱的一端，推...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冰，孙一，赵健，莫千佳，吕恬，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22