三种措施抑制车身高频振动的悬架结构及其参数设计方法技术

本发明专利技术公开汽车领域中三种措施抑制车身高频振动的悬架结构及其参数设计方法，将已有刚度阻尼惯容自治可控悬架与车轮高频动力吸振器组成三种措施抑制车身高频振动的悬架，在车身质量、车轮质量及等效刚度基础上，根据汽车设计要求确定车轮高频动力吸振器质量及舒适模式下悬架最小刚度，以求优化目标函数最小为目标优化惯容管阻尼及惯容、车轮高频动力吸振器刚度及阻尼，当汽车在坏路面上行驶时，将车轮传递到车身的高频抑振措施扩展到相互协调工作的车轮高频动力吸振、隔振、反共振减振三种措施，使车轮高频动力吸振措施的车身高频振动削峰优势与反共振减振措施的缩小车身高频振动频带带宽优势有机结合，完全削平高频振动频带的车身振动。动频带的车身振动。动频带的车身振动。

【技术实现步骤摘要】
三种措施抑制车身高频振动的悬架结构及其参数设计方法


[0001]本专利技术属于汽车
，涉及汽车悬架，具体是采用隔振、反共振减振及车轮动力吸振三种措施来抑制车身高频振动的悬架结构。

技术介绍

[0002]悬架是汽车重要的结构与功能部件，主要当汽车在坏路上行驶时对车轮传递到车身的高频振动进行衰减，使乘员获得良好的乘坐舒适性。传统被动悬架仅具有弹性元件和阻尼元件，通过弹性元件对车轮传递到车身的高频振动隔振，进而达到对车身高频振动进行衰减的效果，但要兼顾汽车高速行驶的行驶安全性，悬架系统阻尼不能太小，且抑振措施单一，因此传统被动悬架的车身高频振动抑振效果较差。中国专利申请号为202310527973.X、名称为“刚度阻尼惯容自治可控悬架及其参数设计和工作方法”的文献中提供的悬架，在智能开关自治控制模式下，智能开关根据路面激振频率的不同，使汽车在良好路面上行驶时控制悬架系统输出较大刚度、较大阻尼以及较大惯容，使汽车获得较好的操纵稳定性和侧翻稳定性在内的行驶安全性，而当汽车在坏路面上行驶时控制悬架系统输出较小刚度、较小阻尼及较小惯容，使悬架对车轮传递到车身的高频振动隔振和反共振减振两种措施进行衰减，这种悬架与仅采用隔振措施的悬架相比，可以获得小幅降低车身加速度对路面输入的幅频特性峰值，但大幅缩小峰值频带宽度对车身高频振动抑制效果，因此，仍未能完全削平高频振动频带(即位于车轮振动固有频率的倍范围的频带)内的车身加速度对路面输入幅频特性的幅值。
[0003]在传统被动悬架基础上，在车轮(或车轴)上增设由弹簧连接一吸振质量块组成车轮动力吸振器，从理论上可以起到吸收车轮的一部分振动能量，但吸振质量块质量远小于车轮质量，在传统悬架阻尼设置条件下，该车轮动力吸振器抑制了车身高频振动效果并不理想。例如，中国专利申请号为202211711163.1、名称为“动力吸振器、车身悬置单体结构及多重动力吸振器车身悬置”的文献中提供的动力吸振器，包括连接到车身的主要橡胶件和质量块，橡胶件设置于质量块的上端面上，质量块和橡胶件由下到上安装在车身上，以吸收消除车身的特定频率的共振，而不是对车身的整个高频振动频带减振，即使将其安装在车轮上，并与只具有弹性特性和阻尼特性的传统被动悬架配合使用，在最优阻尼和此动力吸振器参数组合条件下，与仅采用隔振措施相比，可以获得明显降低车身加速度对路面输入的幅频特性峰值(即车轮振动固有频率处共振峰值)，但并不能获得到对整个车身高频振动频带内的车身高频振动抑制效果，也不能够完全削平高频振动频带(即位于车轮振动固有频率的倍范围的频带)内的车身加速度对路面输入幅频特性的幅值。

技术实现思路

[0004]鉴于上述传统被动悬架存在的不能完全削平车身高频振动峰值、不能获得更好的
车身高频抑振效果的问题，基于中国专利申请号为202310527973.X、名称为“刚度阻尼惯容自治可控悬架及其参数设计和工作方法”的方案，本专利技术提供一种采用隔振、反共振减振以及车轮动力吸振这三种措施抑制车身高频振动的悬架结构，本专利技术同时提供该悬架结构的关键参数设计方法，以获得最优的车身高频振动抑制效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术三种措施抑制车身高频振动的悬架结构采用的技术方案是：其包括油缸，油缸的缸体上端通过上联结装置与车身固定相连，油缸通过油管依次连接惯容管、可调节流阀、智能开关、第二电磁阀以及第二油气室，第一电磁阀与第一油气室相串联后并联在串联的可调节流阀智能开关的两端，智能开关通过信号线连接至悬架域控制器，悬架域控制器通过控制线分别连接常闭的第一、第二电磁阀，油缸内部密封且滑动连接柱塞杆，柱塞杆的下端向下伸出到油缸外且依次通过第三联结装置以及下联结装置固定连接车轮，第三联结装置还固定连接由质量块和弹性元件组成的车轮高频动力吸振器，弹性元件的下端固定连接第三联结装置，弹性元件的上端固定连接质量块的下端。
[0006]进一步地，所述的弹性元件是同轴橡胶弹簧，所述的质量块是同轴质量块，同轴橡胶弹簧和同轴质量块均有间隙地套在油缸和柱塞杆外部，同轴橡胶弹簧的下端固定连接在第三联结装置上，上端固定连接同轴质量块，同轴橡胶弹簧、同轴质量块在悬架工作时，与油缸和车身不接触，同轴橡胶弹簧提供车轮高频动力吸振器工作所需的刚度和阻尼。
[0007]进一步地，所述的弹性元件是异轴橡胶弹簧，所述的质量块是异轴质量块，异轴橡胶弹簧的下端固定连接在第三联结装置上，上端固定连接异轴质量块，异轴质量块和异轴橡胶弹簧的中心轴共线，与油缸、柱塞杆的中心轴平行不共线，当悬架工作时，异轴橡胶弹簧和异轴质量块与油缸和车身均不接触，异轴橡胶弹簧提供车轮高频动力吸振器工作所需的刚度和阻尼。
[0008]进一步地，所述的弹性元件由螺旋弹簧，所述的质量块是异轴质量块，螺旋弹簧同轴心套在减振器外部，螺旋弹簧和减振器的下端固定连接在第三联结装置上、上端固定连接异轴质量块，螺旋弹簧、减振器和异轴质量块三者的中心轴共线，但与油缸、柱塞杆的中心轴平行不共线，当悬架工作时，与油缸和车身不接触。
[0009]所述的三种措施抑制车身高频振动的悬架结构的参数设计方法采用的技术方案是：
[0010]步骤1)：根据车轮质量m1计算出车轮高频动力吸振器质量m
d
，根据车身质量m2和舒适模式下的车身振动固有频率f
2c
计算出舒适模式下的悬架最小刚度k
2c
；
[0011]步骤2)：根据车身质量m2和悬架最小刚度k
2c
确定惯容管阻尼c
2c
的取值范围，根据车轮高频动力吸振器的质量m
d
确定惯容管惯容m
e
的取值范围，根据车轮垂直等效刚度k1、悬架最小刚度k
2c
、车轮高频动力吸振器质量m
d
、车轮质量m1确定车轮高频动力吸振器的刚度k
d
的取值范围，根据车身质量m2和悬架最小刚度k
2c
确定车轮高频动力吸振器阻尼c
d
的取值范围；
[0012]步骤3)根据车轮高频动力吸振器质量m
d
、悬架最小刚度k
2c
、惯容管阻尼c
2c
、惯容管惯容m
e
、车轮高频动力吸振器刚度k
d
以及轮动力吸振器阻尼c
d
构建正则化刚度矩阵K和正则化阻尼矩阵C，再构建描述悬架系统垂直运动的状态方程的结构矩阵A和描述悬架系统垂直状态变量速度的复矩阵F，最后得到优化目标函数；
[0013]步骤4)：以所述的优化目标函数的最小优化惯容管阻尼c
2c
、惯容管惯容m
e
、车轮高
频动力吸振器刚度k
d
以及轮动力吸振器阻尼c
d
，获得最优参数。
[0014]进一步地，优化目标函数G
q0
是路面不平度系数，u是汽车行驶速度，F是描述悬架系统垂直状态变量速度的复矩阵，f...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三种措施抑制车身高频振动的悬架结构，包括油缸，油缸的缸体上端通过上联结装置与车身固定相连，油缸通过油管依次连接惯容管、可调节流阀、智能开关、第二电磁阀以及第二油气室，第一电磁阀与第一油气室相串联后并联在串联的可调节流阀和智能开关的两端，智能开关通过信号线连接至悬架域控制器，悬架域控制器通过控制线分别连接常闭的第一、第二电磁阀，油缸内部密封且滑动连接柱塞杆，其特征是：柱塞杆的下端向下伸出到油缸外且依次通过第三联结装置(15)以及下联结装置(4)固定连接车轮，第三联结装置(15)上还固定连接由质量块和弹性元件组成的车轮高频动力吸振器(16)，弹性元件的下端固定连接第三联结装置(15)，弹性元件的上端固定连接质量块的下端。2.根据权利要求1所述的三种措施抑制车身高频振动的悬架结构，其特征是：所述的弹性元件是同轴橡胶弹簧(17)，所述的质量块是同轴质量块(18)，同轴橡胶弹簧(17)和同轴质量块(18)均有间隙地套在油缸和柱塞杆外部，同轴橡胶弹簧(17)的下端固定连接在第三联结装置(15)上，上端固定连接同轴质量块(18)，同轴橡胶弹簧(17)、同轴质量块(18)在悬架工作时不与油缸和车身接触，同轴橡胶弹簧(17)提供车轮高频动力吸振器(16)工作所需的刚度和阻尼。3.根据权利要求1所述的三种措施抑制车身高频振动的悬架结构，其特征是：所述的弹性元件是异轴橡胶弹簧(19)，所述的质量块是异轴质量块(20)，异轴橡胶弹簧(19)的下端固定连接在第三联结装置(15)上，上端固定连接异轴质量块(20)，异轴质量块(20)和异轴橡胶弹簧(19)与油缸、柱塞杆的中心轴平行不共线，当悬架工作时，异轴橡胶弹簧(19)和异轴质量块(20)与油缸和车身均不接触，异轴橡胶弹簧(19)提供车轮高频动力吸振器(16)工作所需的刚度和阻尼。4.根据权利要求1所述的三种措施抑制车身高频振动的悬架结构，其特征是：所述的弹性元件由螺旋弹簧(21)，所述的质量块是异轴质量块(20)，螺旋弹簧(21)套在减振器(22)外部，螺旋弹簧(21)和减振器(22)的下端固定连接在第三联结装置(15)上、上端固定连接异轴质量块(20)，螺旋弹簧(21)、减振器(22)和异轴质量块(20)与油缸、柱塞杆的中心轴平行不共线，当悬架工作时，螺旋弹簧(21)和异轴质量块(20)不与油缸和车身接触。5.一种如权利要求1所述的三种措施抑制车身高频振动的悬架结构的参数设计方法，其特征是：步骤1)：根据车轮质量m1计算出车轮高频动力吸振器(16)质量m
d
，根据车身质量m2和舒适模式下的车身振动固有频率f
2c
计算出舒适模式下的悬架最小刚度k
2c
；步骤2)：根据车身质量m2和悬架最小刚度k
2c
确定惯容管阻尼c
2c
的取值范围，根据车轮高频动力吸振器(16)的质量m
d
确定惯容管惯容m
e
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳睿，王骏骋，陈士安，
申请(专利权)人：尨腾汽车科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：