本實用新型涉及液壓式汽車減振器領(lǐng)域，尤其涉及一種矩陣(式)串并聯(lián)毛細管可變系統(tǒng)固有頻率的減振器。

背景技術(shù)：

汽車的減振方式主要有液壓式、氣壓式、電磁式。液壓式是目前用得最廣泛的汽車減振方式。液壓式減振器的系統(tǒng)固有頻率是汽車減振器的重要性能指標，目前液壓式減振器性能的一個缺點是減振器的系統(tǒng)固有頻率不可調(diào)或者是可調(diào)范圍很小。

液壓式汽車減振器系統(tǒng)固有頻率的品質(zhì)將直接影響到行車的振動幅度、舒適性和平順性。

眾所周知，對于理想的彈簧振子，如圖1所示，其系統(tǒng)的固有頻率與彈簧振子小球質(zhì)量的平方根成反比；也就是說，當改變小球的質(zhì)量時，系統(tǒng)的固有頻率會發(fā)生改變。小球的質(zhì)量越小則系統(tǒng)的固有頻率越高，小球的質(zhì)量越大則系統(tǒng)的固有頻率越低。

如圖2所示，四路毛細管分別是毛細管R8、R4、R2、R1；它們截面積相等且分別并聯(lián)電磁閥V_R8、V_R4、V_R2、V_R1。這4路毛細管的長度之比是8:4:2:1；即它們的長度是按照8421的二進制編碼規(guī)則來排列的。

如圖2中，減振器根據(jù)阻尼要求將確定電磁閥V_R8、V_R4、V_R2、V_R1的組態(tài)S_Rn(n的取值范圍：0、1、2、….、15。其中S_R0表示電磁閥V_R8、V_R4、V_R2、V_R1全部關(guān)閉。S_R1表示V_R8、V_R4、V_R2、V_R1中僅V_R1開通，其余關(guān)閉。S_R2表示僅V_R2開通，其余關(guān)閉。S_R3表示僅V_R2、V_R1開通，其余關(guān)閉。以此類推S_R4至S_R15的意義)。當組態(tài)S_Rn確定，則減振器中參與振蕩進行減振的流體的質(zhì)量M_Rn也確定了。與彈簧振子比較，質(zhì)量M_Rn類似于彈簧振子的小球質(zhì)量；所以，此時減振器系統(tǒng)的固有頻率則是確定的，因此固有頻率在確定的組態(tài)S_Rn下是不可調(diào)的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種矩陣串并聯(lián)毛細管可變系統(tǒng)固有頻率的減振器，達到改善液壓式汽車減振器的系統(tǒng)固有頻率特性的目的。

本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種矩陣串并聯(lián)毛細管可變系統(tǒng)固有頻率的減振器，包括車架11、車軸17和液壓缸13；所述液壓缸13的上端通過其活塞桿連接車架11，液壓缸13的下端缸體連接車軸17；液壓缸13內(nèi)的活塞15將液壓缸13分為上油倉14和下油倉16；

所述上油倉14和下油倉16輸油口之間的管路上，自上而下依次連接有毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段、毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段；即，毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段的F油口連接上油倉14的A油口，毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段的E油口連接毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段的G油口，毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段的H油口連接下油倉16的B油口。

所述毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段包括四根依次串聯(lián)的毛細管，其中，每根毛細管的兩端均并聯(lián)有電磁閥；該電磁閥的作用是控制毛細管的通斷；

所述毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段包括并聯(lián)的四路毛細管；這四路毛細管均串聯(lián)有電磁閥；該電磁閥的作用是控制毛細管的通斷。

所述毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段的毛細管并聯(lián)端為G油口，電磁閥的并聯(lián)端為H油口。

所述毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段的四根毛細管長度相等。

所述毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段的四根毛細管的截面積之比是8:4:2:1；即它們的截面積是按照8421的二進制編碼規(guī)則來排列的。

毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段的四根毛細管中，最小毛細管m1的直徑d_m1比串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段的毛細管直徑d_R大一倍以上。

毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段和毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段中的毛細管，均盤成“M”字形狀、“S”形狀或者螺旋形狀。

毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段和毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段中的電磁閥還與毛細管控制系統(tǒng)連接；毛細管控制系統(tǒng)用于控制各電磁閥的通斷。

車架11與車軸17之間設有彈簧12。

本實用新型矩陣串并聯(lián)毛細管可變系統(tǒng)固有頻率的減振器運行方法，包括如下步驟：

當車架和車軸之間產(chǎn)生相對運動時，活塞會相應的產(chǎn)生或上或下的移動，此時液壓缸13內(nèi)的油性液體會經(jīng)過A油口、B油口之間的毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段和毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段，進而從上油倉14流向下油倉16，或者從下油倉16流向上油倉14；

由于缸體內(nèi)的油性液體的粘性作用，當油性液體流經(jīng)毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段時，毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段中工作的毛細管會對油性液體的流動產(chǎn)生阻尼，從而形成對活塞移動的阻力；該阻力的大小由毛細管控制系統(tǒng)通過電磁閥的組態(tài)S_Rn控制，進而實現(xiàn)毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段的調(diào)阻；

當油性液體流經(jīng)毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段時，通過毛細管控制系統(tǒng)改變電磁閥的組態(tài)S_mn，則可調(diào)節(jié)減振器的系統(tǒng)固有頻率，進而實現(xiàn)毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段的調(diào)頻。

下面對本實用新型的減振器運行方法作進一步說明：

當車架和車軸之間產(chǎn)生相對運動時，活塞會相應的產(chǎn)生或上或下的移動，此時液壓缸13內(nèi)的油性液體會經(jīng)過A油口、B油口之間的毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段(以下簡稱調(diào)阻段)和毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段(以下簡稱調(diào)頻段)，進而從上油倉14流向下油倉16，或者從下油倉16流向上油倉14。

由于缸體內(nèi)的油性液體的粘性作用，當油性液體流經(jīng)調(diào)阻段時，調(diào)阻段的毛細管會對油性液體的流動產(chǎn)生阻尼，從而形成對活塞移動的阻力；該阻力的大小由毛細管控制系統(tǒng)通過電磁閥的組態(tài)S_Rn控制，進而實現(xiàn)調(diào)阻段的調(diào)阻。

在減振器根據(jù)阻尼要求將調(diào)阻段的組態(tài)S_Rn確定下來后，減振器再根據(jù)固有頻率的要求將確定調(diào)頻段的電磁閥V_m8、V_m4、V_m2、V_m1的組態(tài)S_mn。S_mn中，n的取值范圍為0、1、2、….、15；其中S_m0表示電磁閥V_m8、V_m4、V_m2、V_m1全部關(guān)閉；S_m1表示V_m8、V_m4、V_m2、V_m1中僅V_m1開通，其余關(guān)閉；S_m2表示僅V_m2開通，其余關(guān)閉；S_m3表示僅V_m2、V_m1開通，其余關(guān)閉。以此類推S_m4至S_m15。

當調(diào)頻段的組態(tài)S_mn確定，則調(diào)頻段中參與振蕩的流體的質(zhì)量M_mn也就確定了；從而減振器中參與振蕩進行減振的流體的質(zhì)量則為M_Rn+M_mn(此處M_Rn為調(diào)阻段中參與振蕩的流體的質(zhì)量)。與彈簧振子比較，質(zhì)量M_Rn、M_mn的合成質(zhì)量則類似于彈簧振子的小球質(zhì)量；我們通過改變M_mn來改變M_Rn、M_mn的合成質(zhì)量從而改變減振器系統(tǒng)的固有頻率。

因為調(diào)頻段的最小毛細管的直徑都遠大于調(diào)阻段的毛細管的直徑，所以，調(diào)頻段的壓頭損失就遠小于調(diào)阻段的壓頭損失。這樣，減振器的阻尼主要就是調(diào)阻段的阻尼，因此，將毛細管串聯(lián)式阻尼關(guān)聯(lián)段也簡稱為調(diào)阻段。又因為調(diào)頻段對阻尼的影響很小，而它又能改變減振器的系統(tǒng)固有頻率，所以，將毛細管并聯(lián)式系統(tǒng)固有頻率關(guān)聯(lián)段簡稱為調(diào)頻段。又因為調(diào)阻段用串聯(lián)式毛細管調(diào)節(jié)、調(diào)頻段用并聯(lián)式毛細管調(diào)節(jié)，所以，本系統(tǒng)就是串并聯(lián)毛細管減振器(第一個“串”表示調(diào)阻段的工作方式是串聯(lián)方式，第二個“并”表示調(diào)頻段的工作方式是并聯(lián)方式)。

因為調(diào)頻段的阻尼很小、調(diào)頻段毛細管的直徑比較大，所以我們可以很容易通過加長調(diào)頻段毛細管的長度將M_mn做得遠大于M_Rn，從而可以將減振器系統(tǒng)固有頻率的調(diào)節(jié)范圍做得很大。

減振器的調(diào)阻段、調(diào)頻段串聯(lián)工作，調(diào)阻段的狀態(tài)由組態(tài)S_Rn確定，調(diào)頻段的狀態(tài)由組態(tài)S_mn確定；所以，減振器的工作狀態(tài)可以用下表表示。

減振器的理論工作狀態(tài)表：

可以將上面表格中的取值內(nèi)容看成是16×16的矩陣，該矩陣的元素就是(S_Rn，S_mn)。因此，本實用新型將減振器的理論工作狀態(tài)用矩陣的方式簡單清晰地表示了出來，所以本實用新型的系統(tǒng)稱作一種矩陣串并聯(lián)毛細管可變系統(tǒng)固有頻率的汽車減振器。

調(diào)阻段和調(diào)頻段中的各電磁閥的組態(tài)S_Rn、S_mn均由減振器的毛細管控制系統(tǒng)控制。

在上面的矩陣中，實際運行時應該盡量減少S_m0的狀態(tài)出現(xiàn)；因為這些狀態(tài)對減振器的使用壽命影響比較大。

因為調(diào)頻段的M_mn的調(diào)節(jié)范圍很大，所以減振器系統(tǒng)固有頻率改變的范圍也很大；從而解決了液壓減振器系統(tǒng)固有頻率不可調(diào)或者是可調(diào)范圍很小的問題。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果：

本實用新型通過改變調(diào)頻段電磁閥的組態(tài)S_mn解決了液壓減振器系統(tǒng)固有頻率不可調(diào)或者是可調(diào)范圍很小的問題。

本實用新型構(gòu)思巧妙、造價低廉、技術(shù)手段簡便易行。本實用新型用簡單的機械結(jié)構(gòu)構(gòu)造出了數(shù)字化調(diào)節(jié)減振器系統(tǒng)固有頻率的執(zhí)行機構(gòu)，并將減振器的理論工作狀態(tài)用矩陣的方式簡單清晰地表示了出來；極大地提升了液壓減振器的系統(tǒng)固有頻率的品質(zhì)，對現(xiàn)代汽車減振技術(shù)的發(fā)展，具有積極、突出的有益效果。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有彈簧振子示意圖。

圖2為現(xiàn)有串聯(lián)毛細管可變阻尼的汽車減振器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型矩陣串并聯(lián)毛細管可變系統(tǒng)固有頻率的減振器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。

實施例

圖1、圖2相關(guān)內(nèi)容見背景技術(shù)部分。

如圖3所示。調(diào)阻段包括四根毛細管分別是R8、R4、R2、R1；它們截面積相等且分別并聯(lián)電磁閥V_R8、V_R4、V_R2、V_R1控制其工作。這四根毛細的長度之比是8:4:2:1；它們的直徑均為d_R。

調(diào)頻段包括四根毛細管分別是m8、m4、m2、m1；它們等長(均為L_m)且分別串聯(lián)電磁閥V_m8、V_m4、V_m2、V_m1控制其工作。在本實施例中，這四根毛細管的長度L_m等于調(diào)阻段最長毛細管R8的長度L_R8。這四根毛細管的截面積之比是8:4:2:1。這四根毛細管中最小毛細管的直徑d_m1等于4倍d_R。

在減振器根據(jù)阻尼要求將調(diào)阻段的組態(tài)S_Rn確定下來后，減振器再根據(jù)固有頻率的要求將確定調(diào)頻段的電磁閥V_m8、V_m4、V_m2、V_m1的組態(tài)S_mn；當調(diào)頻段的組態(tài)S_mn確定，則調(diào)頻段中參與振蕩的流體的質(zhì)量M_mn也就確定了；從而減振器中參與振蕩進行減振的流體的質(zhì)量則為M_Rn+M_mn(此處M_Rn為調(diào)阻段中參與振蕩的流體的質(zhì)量)。與彈簧振子比較，質(zhì)量M_Rn、M_mn的合成質(zhì)量則類似于彈簧振子的小球質(zhì)量；我們通過改變M_mn來改變M_Rn、M_mn的合成質(zhì)量從而改變減振器系統(tǒng)的固有頻率。

在本實施例中，因為直徑d_m1＝4d_R，L_m＝L_R8；所以，調(diào)頻段的壓頭損失就遠小于調(diào)阻段的壓頭損失。又因為直徑d_m1＝4d_R，L_m＝L_R8；所以調(diào)頻段的M_mn遠大于調(diào)阻段的M_Rn，從而使得減振器系統(tǒng)固有頻率的調(diào)節(jié)范圍很大。

如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。

本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。