CN107336573A - 一种用于底盘减振的三质量悬架系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于底盘减振的三质量悬架系统，包括簧上质量、弹簧、减振器、轮毂电机、衬套、簧下质量和轮胎，所述的弹簧与减振器并联于簧上质量和轮毂电机之间，所述的衬套的外层为刚性层，内层为柔性层，衬套的内层通过轴承套置在簧下质量的轮毂电机壳体上，外层与轮毂电机的定子固定连接，簧下质量的轮胎与地面接触。增加轮毂电机与车轮之间垂向柔度，改善由轮毂电机簧下质量增加引起的车辆平顺性与接地安全性问题。
Description
技术领域
本发明属于车辆悬架技术领域，具体地涉及一种用于底盘减振的三质量悬架系统。
背景技术
日益严重的石油危机以及人们环保意识的加强，作为石油消耗大户的汽车行业不可避免的关注电动汽车的发展。电动车作为一种的轮边驱动车辆，其结构紧凑、传动效率高，各电动轮独立可控，且动力学控制更为灵活，有利于提高汽车在恶劣路面条件下的行驶性能。电动轮以其高度集成化、高效率化和轻量化的优势，成为未来最具市场潜力和竞争力的结构方案。
在这种新型驱动形式中，由于轮毂电机的引入，整车非簧载质量显著增加，直接影响到轮胎的接地性能，从而引起汽车安全性和平顺性降低，这是制约该类型电动车发展的一个重要难题，直接影响轮边驱动车辆的推广。
专利CN105644289A中公开了一种含有惯容器的新型被动悬架，其特征在于:包括支撑弹簧、辅助阻尼器、惯容器、主阻尼器以及辅助弹簧，所述辅助阻尼器与惯容器串联形成了低频振动过滤装置，所述辅助弹簧与主阻尼器并联形成了高频振动过滤装置，所述高频振动过滤装置与低频振动过滤装置串联形成了全频率振动过滤装置；所述全频率振动过滤装置与支撑弹簧并联，该并联结构的上端铰接于车身上，下端铰接于车轮上。本发明可缓冲和衰减高频段、低频段的凹凸路面的冲击，使得车辆能够适应全频率振动路面，能够有效提高汽车的乘坐舒适性，减少路面不平度对汽车车身的影响。
专利CN204955991U中公开了一种惯容器与阻尼并联的可调惯容系数的减振器装置，包括传统阻尼减振器工作缸和液压马达。阻尼减振器工作缸有活塞和活塞杆，活塞将液压缸分为上腔和下腔，常通阀固定在活塞上，阻尼缸的上下壁上开有小孔；液压马达两端通过高压软管和调速阀分别与壁上开孔的减振器上下两腔相连。当来自车身和地面的外力沿减振器轴向方向施于活塞杆时，活塞相对于缸体做直线运动，减振器上下两腔形成压差，随着压差的变化，通过常通阀由下腔流向上腔的油液的流量会发生变化，通过调速阀流向液压马达的流量保持不变，既获得阻尼效果，又实现了惯容器惯容系数可调的特征，结构紧凑，布置灵活。
专利CN203666317U公开了一种含有惯容器的车辆悬架结构。基于新机电比拟理论，将机械元件中与电路元件中电容器相对应的惯容器装置运用于车辆悬架隔振系统中。为避免被动机械元件因承受车身重量导致过载失效的问题，以并联弹簧为结构基础，提出惯容器与阻尼串联，再与弹簧元件并联的车辆悬架结构。本实用新型的结构简单，在未提高车身重量的同时，实现增加簧载质量的“虚惯性”效果，可提高车辆的行驶平顺性与操纵稳定性。通过仿真分析，运用此种结构的车辆悬架，其平顺性评价指标车身加速度均方根值、悬架动行程均方根值、轮胎动载荷均方根值均有所减小，具有一定的应用价值。
以上现有技术中的专利主要通过设计不同的惯容器结构，能一定程度改善车辆底盘动力学特性，但并不是针对由于轮毂电机增加了簧下质量问题。惯容器结构两端的力特性相同，对簧下质量增大引起的接地性与平顺性问题改善效果有限，且结构复杂。因传统车辆的车轮与悬架通过轴承连接，仅存在一个旋转自由度，当轮毂电机车辆簧下质量增加时，车轮接地性与平顺性恶化，而传统车辆的车轮与悬架之间不存在垂向自由度，难以有效吸收衰减振动能量。
发明内容
本发明的目的是提供了一种用于底盘减振的三质量悬架系统，增加轮毂电机与车轮之间垂向柔度，改善由轮毂电机簧下质量增加引起的车辆平顺性与接地安全性问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种用于底盘减振的三质量悬架系统，包括簧上质量1、弹簧2、减振器3、轮毂电机4、衬套5、簧下质量6和轮胎7，所述的弹簧2与减振器3并联于簧上质量1和轮毂电机4之间，所述的衬套5的外层为刚性层8，内层为柔性层9，衬套5的内层通过轴承10套置在簧下质量6的轮毂电机4壳体上，外层与轮毂电机4的定子固定连接，簧下质量6的轮胎7与地面接触。
进一步的，所述的衬套的柔性层9为橡胶层。
进一步的，所述的衬套5的刚性层的外表面设置有四个螺栓孔11，通过螺栓孔11与电机的定子固定连接。
本发明的积极效果如下：
1.本发明在轮毂电机与车轮之间增加具有一定垂向柔度的衬套，相比于现有技术中复杂的惯容器结构具有结构简单和节省悬架空间优点；
2.本发明能改善因轮毂电机使车辆簧下质量增大引起的平顺性与接地安全性问题，进一步提高和改善了悬架其他性能，包括车辆的极限附着，粗糙弯曲路面的转向循迹、路面抗干扰能力等。
附图说明
图1是本发明的悬架系统的结构示意图；
图2是本发明的悬架系统的衬套的结构示意图；
图3是车身加速度传递率特性曲线图；
图4是车轮动载传递率特性曲线图；
图中：1-簧上质量 2-弹簧 3-减振器 4-轮毂电机 5-衬套 6-簧下质量 7-轮胎。
具体实施方式
参见附图1和2，本发明提供一种用于底盘减振的三质量悬架系统，包括簧上质量1、弹簧2、减振器3、轮毂电机4、衬套5、簧下质量6和轮胎7，所述的弹簧2与减振器3并联于簧上质量1和轮毂电机4之间，所述的衬套5的外层为刚性层8，内层为柔性层9，衬套5的内层通过轴承10套置在簧下质量6的轮毂电机4壳体上，外层与轮毂电机4的定子固定连接，簧下质量6的轮胎7与地面接触。所述的衬套的柔性层为橡胶层。所述的衬套5的刚性层的外表面设置有四个螺栓孔11，通过螺栓孔11与轮毂电机的定子固定连接。
本发明的悬架系统在传统电动车基础上增加了带有柔性层的衬套结构，电动车转换为垂向具有簧上、簧下质量及电机三个自由度的簧上、簧下及轮毂电机的三质量系统，参见附图3和4，本发明提供的三质量系统相比于传统电动车，能够有效地降低1-2Hz及9-10Hz附近的加速度与动载荷幅值。当簧下质量6振动时，通过衬套5的缓冲作用，轮毂电机4会吸收一部分振动，减少振动能量向簧上质量1的传递，进而提高簧上质量1的平顺性，同时也降低了车轮的接地动载荷。对车辆平顺性以及接地安全性有较大改善作用。
Claims (3)
1.一种用于底盘减振的三质量悬架系统，其特征在于：包括簧上质量(1)、弹簧(2)、减振器(3)、轮毂电机(4)、衬套(5)、簧下质量(6)和轮胎(7)，所述的弹簧(2)与减振器(3)并联于簧上质量(1)和轮毂电机(4)之间，所述的衬套(5)的外层为刚性层(8)，内层为柔性层(9)，所述的内层(9)通过轴承(10)套置在簧下质量(6)的轮毂电机(4)壳体上，外层(8)与轮毂电机(4)的定子固定连接，簧下质量(6)的轮胎(7)与地面接触。
2.如权利要求1所述的一种用于底盘减振的三质量悬架系统，其特征在于：所述的衬套(5)的柔性层(9)为橡胶层。
3.如权利要求1所述的一种用于底盘减振的三质量悬架系统，其特征在于：所述的衬套(5)的刚性层的外表面设置有四个螺栓孔(11)，通过螺栓孔(11)与轮毂电机(4)的定子固定连接。
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