一種可變慣質系數的雙管路液體慣容器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于車輛懸架系統領域，尤其是應用慣容器的汽車懸架系統的可變慣質系 數的雙管路慣容器裝置。
【背景技術】
[0002] 劍橋大學學者S頂TH于2002年提出了慣容器的思想，并設計出齒輪齒條式慣容器 與滾珠絲杠式慣容器后，實現了機械與電子網絡之間嚴格的對應，促進了機械網絡的發展。 機械與電子網絡嚴格對應后，大量的電子網絡理論和研究方法便可以應用于機械系統，包 括汽車懸架系統、車輛轉向系統、火車懸架系統、建筑隔振系統、直升機隔振系統、動力吸振 裝置等，并且發展出了齒輪齒條式慣容器，滾珠絲杠慣容器，液力發生式慣容器，杠杠質量 慣容器，扭轉慣容器，少齒差行星齒輪扭轉慣容器，擺線鋼球扭轉慣容器等多種形式。
[0003] 但是，目前的這幾種慣容器都存在相當多的移動部件，造成機構加工復雜，且成本 較高，且部件之間的摩擦也較多，最后機構的減振效果與預期效果還是有一定的差距。
[0004] 中國專利201410721244. 9提出了一種慣容和阻尼一體式充氣減振器，用液體慣 性設備代替傳統的飛輪來實現對機械力的控制。
[0005] 但是，汽車行駛的路況，車輛本身的載重是不斷變化的，在不同情況下，慣容器的 最優慣質系數也是不同的，而傳統的飛輪要改變慣質系數，機構的復雜程度將會明顯增加， 使得加工裝配更加困難、成本更高、生產效率更為低下，同時需要使用大量精密器件，導致 機構容易磨損，進而導致壽命大為減少。

【發明內容】

[0006] 針對現有技術的不足，本發明提供了一種可變慣質系數的雙管路液體慣容器，可 有效解決現有慣容器設備慣質系數不可變，結構復雜，機構壽命短，加工與安裝困難，生產 成本高以及生產效率低下等問題。同時，雙管路的設計也避免了慣質系數較大時，單管路因 為受液體流動所產生的力矩導致管路的振動位移量會落后于荷載，位移量的峰值會大于靜 荷載峰值，進而產生較大的振動。本發明采用了雙管路同時工作的方式，相互之間消減了振 動，使得機構運行更為穩定，從而具有更久的壽命。
[0007] 本發明是通過以下技術手段實現上述技術的目的。
[0008] -種可變慣質系數的雙管路液體慣容器，其特征在于：包括液壓缸筒、活塞、活塞 桿、第一金屬螺旋管路、第二金屬螺旋管路、開關控制閥，活塞與活塞桿相連，活塞裝入液壓 缸筒中，將液壓缸筒分為兩腔室，液壓缸筒的兩腔室筒壁上分別開有兩個小孔，第一金屬螺 旋管路、第二金屬螺旋管路分別與兩個腔室上的一個小孔連接，形成兩條獨立的液壓油回 路，所述第一金屬螺旋管路、第二金屬螺旋管路與小孔之間設有開關控制閥，所述第一金屬 螺旋管路、第二金屬螺旋管路液壓缸內灌滿了液壓油。
[0009] 優選地，所述第一金屬螺旋管路、第二金屬螺旋管路的半徑不同、螺旋半徑相同， 且布置于同一圓柱面上。
[0010] 優選地，所述第一金屬螺旋管路、第二金屬螺旋管路的半徑相同、螺旋半徑不同， 且布置于兩同心的圓柱面上。
[0011] 優選地，第一金屬螺旋管路、第二金屬螺旋管路的材質為銅、鋁或特種塑料。
[0012] 優選地，第一金屬螺旋管路、第二金屬螺旋管路的旋轉半徑遠遠大于螺距。
[0013] 優選地，液壓缸筒半徑遠遠大于第一金屬螺旋管路、第二金屬螺旋管路的半徑。
[0014] 優選地，所述開關控制閥為電磁閥、或液壓閥。
[0015] 本發明所述的可變慣質系數的雙管路液體慣容器，設置兩條獨立的、分別與液壓 缸筒的兩個腔室連通的金屬螺旋管路，通過控制金屬螺旋管路與液壓缸筒腔室之間的開關 控制閥的開閉，實現慣容器慣質系數的改變，可分為單獨開第一金屬螺旋管路，單獨開第二 金屬螺旋管路和第一金屬螺旋管路與第二金屬螺旋管路同時打開三種模式，實現了慣容器 參數的三級可調技術。因此，本發明所提供的可變慣質系數的雙管路液體慣容器，能夠根據 汽車的行駛及道路狀況，隨時主動或被動改變自身的參數，以使汽車在各種工況下均能達 到最佳行駛狀態。
[0016] 并且，當兩個金屬螺旋管同時工作的時候，兩液體飛輪轉向相反，能夠使螺旋管路 延伸出來的四條導管形成對稱的結構，消除由于不對稱產生的剪切動應力，避免了慣質系 數較大時，單管路因為受液體流動所產生的力矩導致管路的振動位移量會落后于荷載，位 移量的峰值會大于靜荷載峰值，進而產生較大的振動，可以有效消除在大慣質系數下產生 的振動，使機構運行更為平穩，從而具有更久的壽命。
[0017] 此外，本發明通過液體飛輪實現對于慣質的封裝使慣容器結構更加精巧，解決現 有慣容器慣質系數不可變，系數不可變慣容器機構復雜，壽命短，加工與安裝困難，生產成 本高以及生產效率低下等問題，從而使慣容器應用于車輛懸架領域的效果更佳。同時，
[0018] 本發明通過控制金屬螺旋管的通斷來改變慣容器的慣質系數，控制簡單，易于實 現。不僅能應用于傳統被動懸架，還能夠用于主動或半主動懸架。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明所述雙管路液體慣容器第一實施例的原理圖。
[0020] 圖2為本發明所述雙管路液體慣容器第二實施例的原理圖。
[0021] 圖3為本發明所述雙管路液體慣容器第一實施例的結構圖。
[0022] 圖中：
[0023] 1-液壓缸筒，2-活塞，3-活塞桿，4-第一金屬螺旋管路，5-開關控制閥，6-第二金 屬螺旋管路，7-吊耳。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并 不限于此。
[0025] 本發明所述的可變慣質系數的雙管路液體慣容器，包括液壓缸筒1、活塞2、活塞 桿3、第一金屬螺旋管路4、第二金屬螺旋管路6、開關控制閥5,活塞2與活塞桿3相連，活 塞2裝入液壓缸筒1中，將液壓缸筒1分為兩腔室，液壓缸筒1的兩腔室筒壁上分別開有兩 個小孔，第一金屬螺旋管路4、第二金屬螺旋管路6分別與兩個腔室上的一個小孔連接，形 成兩條獨立的液壓油回路，所述第一金屬螺旋管路4、第二金屬螺旋管路6與小孔之間設有 開關控制閥5,所述第一金屬螺旋管路4、第二金屬螺旋管路6液壓缸內灌滿了液壓油。
[0026] 所述開關控制閥5可以選用電磁閥或液壓閥。通過控制開關控制閥5控制第一金 屬螺旋管路4、第二金屬螺旋管路6的開閉，實現慣容器慣質系數的改變。可分為單獨開第 一金屬螺旋管路4,單獨開第二金屬螺旋管路6和第一金屬螺旋管路4與第二金屬螺旋管路 6同時打開三種模式，實現了慣容器參數的三級可調技術。因此，本發明所提供的可變慣質 系數的雙管路液體慣容器，能夠根據汽車的行駛及道路狀況，隨時主動或被動改變自身的 參數，以使汽車在各種工況下均能達到最佳行駛狀態。并且，當兩個金屬螺旋管同時工作的 時候，兩液體飛輪轉向相反，能夠使螺旋管路延伸出來的四條導管形成對稱的結構，消除由 于不對稱產生的剪切動應力，避免了慣質系數較大時，單管路因為受液體流動所產生的力 矩導致管路的振動位移量會落后于荷載，位移量的峰值會大于靜荷載峰值，進而產生較大 的振動，可以有效消除在大慣質系數下產生的振動，使機構運行更為平穩，從而具有更久的 壽命。
[0027] 所述第一金屬螺旋管路4、第二金屬螺旋管路6的設置有多種方式，列舉以下實施 例具體說明，但并不局限于以下所列舉的實施例。
[0028] 實施例一：
[0029] 如圖1所示，所述第一金屬螺旋管路4、第二金屬螺旋管路6的半徑不同、螺旋半徑 相同，且布置于同一圓柱面上。
[0030] 設：Γι是活塞2的半徑，r 2是液壓缸筒1的內半徑，r 31是第一金屬螺旋管路4的 內半徑，r32是第二金屬螺旋管路6的內半徑，r 4是螺旋的半徑，h是螺旋的螺距，η是螺旋 的圈數，L是液壓缸筒1的內長，Ρ是液體密度。
[0031] 像彈簧、阻尼器以及電容、電阻和電感一樣，慣容器也是一種理想元件，因此把實 際裝置抽象成慣容器時，必須忽略掉一些次要的因素，比如較小的滑動摩擦，還應當如理想 液壓阻尼器設備一樣，要忽略活塞2、活塞桿3、液壓缸筒1以及油液的質量，對于本發明同 樣要做忽略次要因素的理想化處理。
[0032] 液壓缸的截面積&= π (r22-ri2)，第一金屬螺旋管路4的截面積A 21= 3ir312,第 二金屬螺旋管路6的截面積Α22= π r 322。
[0033] 第一金屬螺旋管路4中的液體總質量約等于：
[0035] 第二金屬螺旋管路6中的液體總質量約等于：
[0037] 第一金屬螺旋管路4和第二金屬螺旋管路6中的液體總質量約等于：
[0038] mhel=mhell+mhel2 ⑶
[0039] 液壓缸中的液體總質量約等于：
[0040] ρ π (r22-r12) L = mcyl (4)
[0041] 對于僅打第一金