实施方案
[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0027] 实施例一：
[0028] 如图1所示为本发明所述包含负刚度装置的一种实施方式，所述包含负刚度装置的车辆悬架系统包括负刚度装置和空气悬架6；所述空气悬架6的一端与车身5连接，另一端与底盘车桥1连接；所述负刚度装置分别对称布置在车身5的左右两侧；所述负刚度装置包括缸体、活塞3、推杆4、限位机构和弹性元件。
[0029] 所述缸体的底部与底盘车桥1通过铰链2铰接，所述弹性元件设置在缸体内，所述活塞3的一端安装在缸体内，所述活塞3与缸壁8滑动连接，且活塞3与缸壁8之间设有密封件将弹性元件封闭在缸体内，且活塞3的一端与缸壁8相对运动时始终与缸壁8垂直，活塞3的一端能被安装在缸体出口处缸壁8上的限位机构卡住；所述推杆4包含推杆缸与杆，所述活塞3的另一端与推杆4的推杆缸连接，且与推杆4位于同一轴线上；所述推杆4的杆与车身5铰接。所述挡块7优选的为对称安装在缸壁8内的两个铁块。
[0030] 所述弹性元件包括油气隔膜9、高压气体和油液11；优选的，所述高压气体为高压氮气10；所述油气隔膜9设置在缸体内，所述高压氮气10设置在油气隔膜9的一端，油液11设置在油气隔膜9的另一端。所述高压氮气10的压力推动油气隔膜9变形运动，油气隔膜9进而推动油液11运动，从而对活塞3产生推力。活塞3用于推动推杆4运动，推杆4的一端通过铰链2连接在车身5上，用于将活塞3作用的力传递到车身5上，促使车身5远离平衡位置，从而减小系统刚度。所述挡块7用于在车身5振动幅度较大时，限制活塞3的行程，将活塞3与推杆4分离，从而中断弹性元件传给车身5的力。所述铰链2给缸壁8与推杆4较大自由度，可以使运动过程中缸壁8、活塞3、推杆4始终共线。
[0031] 在初始时，调节车身5高度，使活塞3与推杆4垂直于车身5。所述活塞3包含大端与小端，活塞3的大端与油液11接触，且与缸壁8紧密结合将油液11、高压氮气10、油气隔膜9密封。此外，所述活塞3的大端应足够长，以使活塞3与缸壁8相对运动时，活塞大端始终与缸壁8垂直。所述活塞3的小端与推杆4的推杆缸结合，同理，小端与推杆4结合处也应足够长，给推杆4限位，以使在运动过程中，推杆4与活塞3在同一条线上。
[0032] 所述推杆4的推杆缸应满足三个条件，第一是应足够长，以使车身5在振动时，推杆4始终与活塞3接触。第二是推杆缸的长度应适度，满足在运动时推杆缸与活塞3的大端不应产生干涉。第三是推杆缸的结构类似于液压缸，需在推杆缸底部开孔，使缸内气流与外界相通以减小推杆缸与活塞3的小端产生相对运动时的阻力。所述推杆4杆的一端通过焊接的方法与推杆缸底部垂直相接，另一端与车身5通过铰链2铰接。
[0033] 所述挡块7的高度应满足在不对推杆4的推杆缸产生干涉的同时可以将活塞3的大端挡住，从而将活塞3与推杆4分离。挡块7的位置应根据以下的需求设计：根据驾驶员与乘客乘坐舒适度经验确定当车身5动振幅小于Δh时，车身5为小振幅振动，此时需要启用负刚度装置，减小系统刚度，从而降低车身固有频率，提高车辆行驶的平顺性，此时，挡块7不应限制活塞3，应使活塞3能够将弹性元件的推力传递到推杆4上。当车身5振幅大于Δh时，驾驶员与乘客乘坐经验得知此时车身5振动幅度太大，需要停止负刚度装置的运行，此时，挡块7应限制活塞3的大端的运动，将活塞3传递的力与推杆4断开，推杆4在车身5的带动下沿着活塞3的小端滑动，此时，车身5不受弹性元件的推力。由上可知，Δh是决定挡块7位置的依据。记车身5处于平衡位置时，挡块7到活塞大端的距离为s，则s与Δh间满足以下关系式：
[0034] (Δh)2+l2＝(s+l)2
[0035] 其中，l表示车身5处于平衡位置时，车身5到缸壁底端的垂直距离，Δh表示车身5离开平衡位置的最大高度。
[0036] 所述弹性元件给活塞3的推力与空气悬架6对车身5的弹力相关，二者并联，以使车身5在小振幅范围内，系统的刚度准零，从而使车辆行驶时具有良好的平顺性，所以需根据空气悬架6的刚度特性向油气隔膜9中冲入一定压力的高压氮气10，使系统的刚度特性满足图3，其中h0为车身5处于平衡位置时，车身5距离地面的的高度。当车身高度在h0‑Δh到h0+Δh之间时，负刚度与空气悬架系统共同工作，使车身刚度准零，提高车辆行驶的平顺性；当车身高度小于h0‑Δh或大于h0+Δh时，负刚度装置不工作，系统的刚度特性由空气悬架本身决定，不会降低车辆行驶的平顺性。本实施例中，缸壁8包含大小两个油腔，由于油气隔膜9变形量有限，油气隔膜9在氮气10压力的推动下推动油液11的体积V是有限的，活塞3移动的距离d与体积V之间的关系可用公式
[0037]
[0038] 表示，其中，S表示活塞3的横截面积。通过采用小的油腔，可以减小活塞3横截面积S的大小，从而增加活塞3移动的距离，以使负刚度装置在工作时总是起到对车身5产生推力。
[0039] 实施例二
[0040] 图2所示为本发明所述包含负刚度装置的车辆悬架系统的另一种实施方式，本实施例与实施例一的区别在于，所述弹性元件为高压空气12。向所述活塞3与缸壁8间冲入高压空气12，通过高压空气12的压力推动活塞3。
[0041] 应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0042] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
